ცილა, დნმ ან RNA მოვიდა პირველ ადგილზე?

მნიშვნელოვანი მტკიცებულებები მიუთითებს იმაზე, რომ დედამიწაზე მთელი ცხოვრება დღეს საერთო საერთო წინაპრისგან განვითარდა. პროცესს, რომლის დროსაც არაცოცხალი მატერიისგან წარმოქმნილი ეს საერთო წინაპარი ეწოდება აბიოგენეზს. როგორ მოხდა ეს პროცესი, ჯერჯერობით ბოლომდე გააზრებული არ არის და კვლავ კვლევის საგანია. სიცოცხლის წარმოშობით დაინტერესებულ მეცნიერებს შორის ცილები, RNA თუ სხვა მოლეკულა პირველ ადგილზე დგას, მწვავე დებატების თემაა.

ურეი-მილერის ცნობილ ექსპერიმენტში მეცნიერებმა შეურიეს მეთანი, წყალი, ამიაკი და წყალბადის ადრეული დედამიწის ატმოსფეროს სიმულაცია. შემდეგ მათ ამ ნაზავით ელექტრო ნაპერწკლები გაისროლეს ელვის სიმულაციისთვის. ამ პროცესმა გამოიღო ამინომჟავები და სხვა ორგანული ნაერთები, რაც ცხადყოფს, რომ ადრეულ დედამიწაზე არსებულ პირობებში შეიძლება შეიქმნას ამინომჟავები, ცილების საშენი მასალა.

მაგრამ ამინომჟავების ნარევიდან ხსნარი ხელუხლებელი, მოქმედი ცილის მიღებამდე ბევრ პრობლემას წარმოადგენს. მაგალითად, დროთა განმავლობაში წყალში არსებული ცილები უფრო მეტად იშლება, ვიდრე გრძელ მოლეკულურ ჯაჭვებში იკრიბება. ასევე, კითხვა, გაჩნდა თუ არა ცილები ან დნმ, წარმოადგენს ნაცნობი ქათმის ან კვერცხის პრობლემას. პროტეინებს შეუძლიათ მოახდინონ ქიმიური რეაქციების კატალიზაცია, ხოლო დნმ – ს შეუძლია გენეტიკური ინფორმაციის შენახვა. ამასთან, მხოლოდ ეს მოლეკულები არ არის საკმარისი სიცოცხლისთვის; უნდა იყოს დნმ და ცილები.

ერთ-ერთი შესაძლო გამოსავალი არის ე.წ. RNA World მიდგომა, რომლის დროსაც RNA მოდიოდა ცილებამდე ან დნმ-ზე ადრე. ეს გამოსავალი მიმზიდველია, რადგან RNA აერთიანებს ცილებისა და დნმ – ს ზოგიერთ მახასიათებელს. რნმ-ს შეუძლია ქიმიური რეაქციების კატალიზაციას, ისევე როგორც ცილებს, და მას შეუძლია შეინახოს გენეტიკური ინფორმაცია, ისევე, როგორც დნმ. ფიჭური აპარატურა, რომელიც იყენებს RNA- ს ცილის სინთეზირებისთვის, ნაწილობრივ RNA– სგან შედგება და რნმ – ს ეყრდნობა თავისი საქმის შესასრულებლად. ეს ცხადყოფს, რომ რნმ-ს შესაძლოა გადამწყვეტი როლი ეთამაშა ცხოვრების ადრეულ ისტორიაში.

RNA მსოფლიო ჰიპოთეზის ერთ – ერთი პრობლემაა თავად RNA– ს ხასიათი. RNA არის პოლიმერი ან ნუკლეოტიდების ჯაჭვი. ბოლომდე გაურკვეველია, როგორ წარმოიქმნა ეს ნუკლეოტიდები ან როგორ გაერთიანდნენ ისინი პოლიმერების შესაქმნელად დედამიწის ადრეულ პირობებში.

2009 წელს ბრიტანელმა მეცნიერმა ჯონ სატერლენდმა შესთავაზა გამოსადეგი ხერხი მისი ლაბორატორიის აღმოჩენის გამოცხადებით პროცესი, რომელსაც შეუძლია შექმნას ნუკლეოტიდები სამშენებლო ბლოკებიდან, რომლებიც ალბათ ადრეულ პერიოდში იყო Დედამიწა. შესაძლებელია ამ პროცესმა წარმოშვა ნუკლეოტიდები, რომლებიც შემდეგ უკავშირდება თიხის მიკროსკოპული ფენების ზედაპირზე მიმდინარე რეაქციებს.

მიუხედავად იმისა, რომ RNA-First სცენარი დიდი პოპულარობით სარგებლობს სიცოცხლის წარმოშობის მეცნიერებში, არსებობს კიდევ ერთი ახსნა, რომელიც ვარაუდობს, რომ მეტაბოლიზმი იყო RNA, დნმ ან ცილაზე ადრე. მეტაბოლიზმის პირველი სცენარი მიგვანიშნებს იმაზე, რომ ცხოვრება წარმოიშვა მაღალი წნევის მქონე, მაღალ ტემპერატურულ გარემოში, როგორიცაა ღრმა ზღვის, ცხელი წყლით გამწოვები. ამ პირობებმა გამოიწვია მინერალების მიერ კატალიზებული რეაქციები და წარმოიშვა ორგანული ნაერთების მდიდარი ნარევი. ეს ნაერთები თავის მხრივ გახდა პოლიმერების საშენი ბლოკები, როგორიცაა ცილები და RNA. ამასთან, გამოქვეყნების დროს არ არსებობს საკმარისი მტკიცებულებები, რომ საბოლოოდ განვმარტოთ, მეტაბოლიზმის პირველი ან RNA მსოფლიო მიდგომა არის სწორი.