Istotne dowody wskazują, że całe życie na dzisiejszej Ziemi rozwinęło się ze wspólnego wspólnego przodka. Proces, w którym ten wspólny przodek powstał z materii nieożywionej, nazywa się abiogenezą. Sposób, w jaki ten proces przebiegał, nie jest jeszcze w pełni poznany i nadal jest przedmiotem badań. Wśród naukowców zainteresowanych pochodzeniem życia, czy białka, RNA czy jakaś inna cząsteczka pojawiły się na pierwszym miejscu, jest tematem gorąco dyskutowanym.
Najpierw białka
W słynnym eksperymencie Urey-Miller naukowcy zmieszali metan, wodę, amoniak i wodór, aby symulować atmosferę wczesnej Ziemi. Następnie wystrzelili przez tę mieszaninę iskry elektryczne, aby zasymulować piorun. W wyniku tego procesu powstały aminokwasy i inne związki organiczne, co dowodzi, że warunki takie jak na wczesnej Ziemi mogły tworzyć aminokwasy, budulec białek.
Jednak przejście z mieszaniny aminokwasów w roztworze do nienaruszonego, funkcjonującego białka stwarza wiele problemów. Na przykład z biegiem czasu białka w wodzie mają tendencję do rozpadania się, zamiast łączenia się w dłuższe łańcuchy molekularne. Również pytanie, czy jako pierwsze pojawiły się białka lub DNA, stanowi znajomy problem z kurczakiem lub jajkiem. Białka mogą katalizować reakcje chemiczne, a DNA może przechowywać informację genetyczną. Jednak żadna z tych cząsteczek sama nie wystarczy do życia; Musi być obecny DNA i białka.
Najpierw RNA
Jednym z możliwych rozwiązań jest tak zwane podejście RNA World, w którym RNA pojawiło się przed białkami lub DNA. To rozwiązanie jest atrakcyjne, ponieważ RNA łączy w sobie niektóre cechy białek i DNA. RNA może katalizować reakcje chemiczne, podobnie jak białka i może przechowywać informacje genetyczne, podobnie jak DNA. A maszyneria komórkowa, która wykorzystuje RNA do syntezy białka, jest częściowo zbudowana z RNA i polega na RNA do wykonywania swojej pracy. Sugeruje to, że RNA mogło odegrać kluczową rolę we wczesnej historii życia.
Synteza RNA
Jednym z problemów związanych z hipotezą świata RNA jest jednak natura samego RNA. RNA to polimer lub łańcuch nukleotydów. Nie jest do końca jasne, w jaki sposób powstały te nukleotydy lub jak mogły się połączyć, tworząc polimery we wczesnych warunkach ziemskich.
W 2009 roku brytyjski naukowiec John Sutherland zaproponował praktyczne rozwiązanie, ogłaszając, że jego laboratorium znalazło proces, który mógł budować nukleotydy z cegiełek, które prawdopodobnie były obecne na początku Ziemia. Niewykluczone, że ten proces mógł doprowadzić do powstania nukleotydów, które zostały następnie połączone reakcjami zachodzącymi na powierzchni mikroskopijnych warstw gliny.
Najpierw metabolizm
Chociaż scenariusz RNA-First jest bardzo popularny wśród naukowców zajmujących się pochodzeniem życia, istnieje inne wyjaśnienie, które sugeruje, że metabolizm pojawił się przed RNA, DNA lub białkiem. Ten scenariusz oparty na metabolizmie sugeruje, że życie powstało w pobliżu środowisk o wysokim ciśnieniu i wysokiej temperaturze, takich jak głębinowe otwory wentylacyjne z gorącą wodą. Te warunki napędzały reakcje katalizowane przez minerały i dały początek bogatej mieszaninie związków organicznych. Te związki z kolei stały się budulcem polimerów, takich jak białka i RNA. Jednak w chwili publikacji nie ma wystarczających dowodów, aby jednoznacznie wyjaśnić, czy podejście oparte na metabolizmie czy na świecie RNA jest poprawne.