Содержание
Существенные доказательства указывают на то, что вся жизнь на Земле сегодня произошла от общего общего предка. Процесс, посредством которого этот общий предок образовался из неживой материи, называется абиогенезом. Как этот процесс происходил, еще не полностью понято и все еще является предметом исследования. Среди ученых, заинтересованных в происхождении жизни, были ли белки, РНК или другие молекулы первыми, это горячо обсуждаемая тема.
Белки Сначала
В знаменитом эксперименте Юри-Миллера ученые смешали метан, воду, аммиак и водород, чтобы имитировать атмосферу ранней Земли. Затем они выпустили электрические искры через эту смесь, чтобы симулировать молнию. Этот процесс дал аминокислоты и другие органические соединения, демонстрируя, что условия, подобные тем, что были на ранней Земле, могли создавать аминокислоты, строительные блоки белков.
Но получение от смеси аминокислот в растворе до неповрежденного, функционирующего белка представляет много проблем. Например, со временем белки в воде имеют тенденцию распадаться, а не собираться в более длинные молекулярные цепи. Кроме того, вопрос о том, появились ли белки или ДНК первыми, представляет собой знакомую проблему курицы или яйца. Белки могут катализировать химические реакции, а ДНК может хранить генетическую информацию. Однако ни одна из этих молекул не является достаточной для жизни; ДНК и белки должны присутствовать.
РНК Первый
Одним из возможных решений является так называемый подход к РНК-миру, в котором РНК предшествует либо белкам, либо ДНК. Это решение привлекательно, потому что РНК сочетает в себе некоторые особенности белков и ДНК. РНК может катализировать химические реакции, как белки, и хранить генетическую информацию, как ДНК. И клеточный механизм, который использует РНК для синтеза белка, сделан частично из РНК и полагается на РНК, чтобы делать свою работу. Это говорит о том, что РНК, возможно, сыграла решающую роль в ранней истории жизни.
Синтез РНК
Однако одной из проблем, связанных с гипотезой мира РНК, является природа самой РНК. РНК представляет собой полимер или цепь нуклеотидов. Не совсем ясно, как эти нуклеотиды образовались или как они могли бы объединиться, чтобы сформировать полимеры в условиях ранней Земли.
В 2009 году британский ученый Джон Сазерленд предложил работоспособное решение, объявив, что его лаборатория нашла процесс, который может создавать нуклеотиды из строительных блоков, которые, вероятно, присутствовали на ранней Земле. Вполне возможно, что этот процесс мог привести к появлению нуклеотидов, которые затем были связаны реакциями, происходящими вдоль поверхности микроскопических слоев глины.
Метаболизм первый
Хотя сценарий «РНК-первый» очень популярен среди ученых, изучающих происхождение жизни, существует еще одно объяснение, которое предполагает, что метаболизм предшествовал РНК, ДНК или белку. Этот сценарий, основанный на метаболизме, предполагает, что жизнь возникла вблизи высокотемпературных сред с высоким давлением, таких как глубоководные и горячая вода. Эти условия привели к реакциям, катализируемым минералами, и дали богатую смесь органических соединений. Эти соединения в свою очередь стали строительными блоками для полимеров, таких как белки и РНК. На момент публикации, однако, нет достаточных доказательств для того, чтобы окончательно объяснить, является ли правильный подход, основанный на метаболизме или RNA World, правильным.