Esminiai įrodymai rodo, kad visa gyvybė Žemėje šiandien atsirado iš bendro protėvio. Procesas, kurio metu tas bendras protėvis susiformavo iš negyvosios materijos, vadinamas abiogeneze. Kaip vyko šis procesas, dar nėra iki galo suprantama ir vis dar yra tyrimų objektas. Tarp mokslininkų, besidominčių gyvybės kilme, ar baltymai, RNR ar kita molekulė buvo pirmoji, yra karštai diskutuojama tema.
Pirmiausia baltymai
Garsiajame Urey-Millerio eksperimente mokslininkai sumaišė metaną, vandenį, amoniaką ir vandenilį, siekdami imituoti ankstyvosios Žemės atmosferą. Po to jie per šį mišinį paleido elektrines kibirkštis, kad imituotų žaibą. Šis procesas suteikė aminorūgščių ir kitų organinių junginių, įrodančių, kad tokios sąlygos kaip ankstyvojoje Žemėje gali sukurti aminorūgštis - baltymų statybinius blokus.
Tačiau patekimas iš tirpale esančių amino rūgščių mišinio į nepažeistą, veikiantį baltymą sukelia daug problemų. Pavyzdžiui, laikui bėgant vandenyje esantys baltymai yra linkę skaidytis, o ne kauptis į ilgesnes molekulines grandines. Be to, paklausus, ar baltymai ar DNR atsirado pirmiausia, yra žinoma vištienos ar kiaušinio problema. Baltymai gali katalizuoti chemines reakcijas, o DNR - kaupti genetinę informaciją. Tačiau nė vienos iš šių molekulių nepakanka gyvenimui; Turi būti DNR ir baltymų.
Pirmiausia RNR
Vienas iš galimų sprendimų yra vadinamasis RNR pasaulio metodas, kai RNR atsirado prieš baltymus arba DNR. Šis sprendimas yra patrauklus, nes RNR sujungia kai kuriuos baltymų ir DNR bruožus. RNR gali katalizuoti chemines reakcijas kaip baltymai, ir ji gali saugoti genetinę informaciją, kaip ir DNR. Ląstelių mechanizmas, kuris RNR naudoja baltymui sintetinti, iš dalies yra pagamintas iš RNR ir remiasi RNR, atlikdamas savo darbą. Tai rodo, kad RNR galėjo atlikti lemiamą vaidmenį ankstyvojoje gyvenimo istorijoje.
RNR sintezė
Tačiau viena iš RNR pasaulio hipotezės problemų yra pačios RNR prigimtis. RNR yra nukleotidų polimeras arba grandinė. Nėra visiškai aišku, kaip susidarė šie nukleotidai ar kaip jie būtų susivieniję, kad susidarytų polimerai ankstyvosiose Žemės sąlygose.
2009 m. Britų mokslininkas Johnas Sutherlandas pasiūlė veiksmingą sprendimą, pranešdamas apie savo laboratorijos radimą procesas, galintis sukurti nukleotidus iš statybinių blokų, kurie tikriausiai buvo ankstyvoje stadijoje Žemė. Gali būti, kad šis procesas galėjo sukelti nukleotidus, kuriuos vėliau susiejo reakcijos, vykstančios išilgai mikroskopinių molio sluoksnių paviršiaus.
Pirmiausia metabolizmas
Nors „RNA-First“ scenarijus yra labai populiarus tarp gyvybės kilmės mokslininkų, yra dar vienas paaiškinimas, kuriame teigiama, kad metabolizmas vyko prieš RNR, DNR ar baltymą. Šis metabolizmo scenarijus rodo, kad gyvybė atsirado netoli aukšto slėgio, aukštos temperatūros aplinkos, tokios kaip giliavandenės, karšto vandens angos. Šios sąlygos paskatino mineralų katalizuojamas reakcijas ir sukėlė gausų organinių junginių mišinį. Šie junginiai savo ruožtu tapo polimerų, tokių kaip baltymai ir RNR, statybinėmis medžiagomis. Tačiau paskelbimo metu nėra pakankamai įrodymų, kad būtų galima galutinai paaiškinti, ar teisingas metabolizmo principas ar RNR pasaulis.