実質的な証拠は、今日の地球上のすべての生命が共通の共通の祖先から発展したことを示しています。 その共通の祖先が非生物から形成されたプロセスは、生命の起源と呼ばれます。 このプロセスがどのように行われたかはまだ完全には理解されておらず、まだ研究の対象となっています。 生命の起源に関心のある科学者の間では、タンパク質、RNA、またはその他の分子が最初に来たかどうかが、熱く議論されているトピックです。
プロテインファースト
有名なユーリーミラーの実験では、科学者たちは初期の地球の大気をシミュレートするために、メタン、水、アンモニア、水素を混合しました。 次に、彼らは雷をシミュレートするためにこの混合物を通して電気火花を発射しました。 このプロセスにより、アミノ酸やその他の有機化合物が生成され、初期の地球のような条件がタンパク質の構成要素であるアミノ酸を生成する可能性があることを示しています。
しかし、溶液中のアミノ酸の混合物から無傷の機能しているタンパク質に移行することは、多くの問題を提示します。 たとえば、時間の経過とともに、水中のタンパク質は、より長い分子鎖に集合するのではなく、分解する傾向があります。 また、タンパク質またはDNAが最初に出現したかどうかを尋ねると、よく知られている鶏が先か卵が先かという問題が発生します。 タンパク質は化学反応を触媒することができ、DNAは遺伝情報を保存することができます。 しかし、これらの分子のどちらも単独では生命に十分ではありません。 DNAとタンパク質が存在する必要があります。
RNAファースト
考えられる解決策の1つは、RNAがタンパク質またはDNAの前に来る、いわゆるRNAワールドアプローチです。 RNAはタンパク質とDNAの機能のいくつかを組み合わせているため、このソリューションは魅力的です。 RNAはタンパク質と同じように化学反応を触媒することができ、DNAと同じように遺伝情報を保存することができます。 そして、RNAを使ってタンパク質を合成する細胞機構は、部分的にRNAでできており、その仕事をRNAに依存しています。 これは、RNAが生命の初期の歴史において決定的な役割を果たした可能性があることを示唆しています。
RNA合成
ただし、RNAワールド仮説の問題の1つは、RNA自体の性質です。 RNAはポリマーまたはヌクレオチドの鎖です。 これらのヌクレオチドがどのように形成されたか、またはそれらがどのように集まって地球初期の条件下でポリマーを形成したかは完全には明らかではありません。
2009年、英国の科学者John Sutherlandは、彼の研究室が発見したことを発表することにより、実行可能な解決策を提案しました。 おそらく初期に存在していたビルディングブロックからヌクレオチドを構築できるプロセス 地球。 このプロセスがヌクレオチドを生じさせた可能性があり、それはその後、粘土の微視的な層の表面に沿って起こる反応によってリンクされました。
代謝ファースト
RNA-Firstシナリオは生命の起源の科学者の間で非常に人気がありますが、代謝がRNA、DNA、またはタンパク質の前に起こったことを提案する別の説明があります。 この代謝優先のシナリオは、深海の温水ベントなどの高圧高温環境の近くで生命が発生したことを示唆しています。 これらの条件は、ミネラルによって触媒される反応を引き起こし、有機化合物の豊富な混合物を生み出しました。 これらの化合物は、タンパク質やRNAなどのポリマーの構成要素になりました。 しかし、出版の時点では、代謝優先またはRNAワールドのアプローチが正しいかどうかを決定的に説明するのに十分な証拠はありません。