Prima viață de pe Pământ s-a putut construi de fapt atât din ARN, cât și din ADN · BOOMBOX

Prima viață de pe Pământ s-a putut construi de fapt atât din ARN, cât și din ADN

Prima viata de pe Pamant s a putut construi de fapt atat din ARN cat si din ADN

Blocurile cheie de ADN și ARN pot fi realizate din aceleași materii prime. Această constatare sugerează că, în locul uneia sau altei vieți de pornire pe Pământ, ambele substanțe chimice au fost implicate în primele organisme.

ADN-ul și ARN-ul sunt centrale pentru viață. Sunt moleculele care transportă gene, care sunt transmise de la părinți la urmași și care stau la baza eredității. Majoritatea organismelor au gene formate din ADN, deși unele virusuri folosesc ARN.

Mulți cercetători care investighează cum a început viața bănuiesc că ARN-ul a venit prima dată – o idee numită „Lumea ARN”. Mai târziu, când viața a devenit mai complexă, ar fi dezvoltat capacitatea de a face ADN – iar ADN-ul ar fi înlocuit în cele din urmă ARN ca purtător al genelor.

Cu toate acestea, noul experiment susține un scenariu diferit: faptul că ADN-ul și ARN-ul au coexistat încă de la început.

Prima viata de pe Pamant s a putut construi de fapt atat din ARN cat si din ADN
ADN-ul s-a amestecat cu ARN pentru a produce prima viață pe Pământ
RICHARD KAIL / BIBLIOTECA DE FOTO ȘTIINȚĂ

Cercetătorii conduși de John Sutherland de la Laboratorul MRC de Biologie Moleculară din Cambridge, Marea Britanie au găsit o modalitate de a face două dintre blocurile de bază ale ADN-ului din substanțe chimice simple pe bază de carbon, care erau probabil abundente înainte de a evolua viața pe Pământ. Acestea au inclus cianoacetilena, din care fiecare moleculă conține doar cinci atomi și care este comună în univers.

Sinteza a fost alimentată de apariții cotidiene: substanțele chimice au fost amestecate diferit cu apa, expuse radiațiilor ultraviolete și uscate.

Metoda folosește multe din aceleași substanțe chimice Echipa Sutherland folosită în 2009 pentru a realiza două blocuri ARN. „Când te uiți la ARN și ADN, toată lumea poate vedea că are legătură”, spune Sutherland. „Această lucrare sugerează cu adevărat că sunt frați moleculari, spre deosebire de faptul că unul este părintele celuilalt.”

„Chimia este cu adevărat impresionantă”, spune Kamila Muchowska, de la Universitatea Strasbourg din Franța. „Este o dovadă foarte frumoasă a conceptului care arată că ARN și ADN-ul ar fi putut coexista împreună”.

„El o poate face cu adevărat în același mediu”, spune Thomas Carell, de la Universitatea Ludwig Maximilian din Munchen, din Germania.

Alți cercetători au găsit, de asemenea, dovezi că ADN-ul s-ar fi putut forma timpuriu. Întrebarea este cum ARN și blocurile de ADN au lucrat împreună în prima viață. Sutherland bănuiește că molecula genetică inițială nu a fost ARN pur sau ADN, ci în schimb o moleculă jumătate și jumătate care includea ambele tipuri de blocuri de construcții au sărit .

Blocurile de construcție ale ARN și ADN-ului se numesc nucleotide. Atât ARN cât și ADN folosesc un set de patru nucleotide. Fiecare nucleotid ARN are un echivalent ADN, care este doar subtil diferit.

În mod surprinzător, noul experiment al lui Sutherland a produs echivalenți ADN ai nucleotidelor ARN pe care sinteza sa anterioară nu le-a putut produce. Combinând nucleotidele ARN pe care le-au făcut deja cu noile componente ADN, echipa sa a obținut setul complet de patru. El spune că o moleculă hibridă bazată pe acel set ar fi putut preceda ARN pur sau ADN.

Cu toate acestea, blocurile ADN create de echipa sa nu au fost destul de complete. Amândoi lipseau un fosfat, ceea ce este crucial pentru conectarea blocurilor de construcție pentru a forma ADN, dar Sutherland spune că fosfatul este ușor de fixat.

De asemenea, unul nu s-a potrivit cu ADN-ul modern într-o regiune, cunoscută sub numele de bază. În cazul în care ADN-ul modern are o bază numită guanină, blocul care a făcut echipa a avut o moleculă similară numită inosină. Cu toate acestea, inosina este atât de asemănătoare cu guanina, încât o poate substitui, iar organismele moderne încă o folosesc pentru funcții esențiale.

Carell este mai puțin convins că ARNA și ADN-ul au coexistat de la început. Echipa sa a găsit anterior o modalitate de a face ca cele două nucleotide ARN lipsă – deși din nou minus fosfații lor. El suspectează că ARN a venit cu adevărat mai întâi, iar ulterior a găsit o modalitate de a face ADN. „Este mai greu pentru un ARN pur să învețe să facă ADN, sau este mai greu în Lumea ADN-ARN a lui John să obțină o sinteză pentru cele patru [blocuri de construcție] lipsă?” el intreaba. „Nu știu.”