Proteína, DNA ou RNA vieram primeiro?

Evidências substanciais indicam que toda a vida na Terra hoje se desenvolveu a partir de um ancestral comum compartilhado. O processo pelo qual esse ancestral comum formado de matéria inanimada é chamado de abiogênese. Como esse processo ocorreu ainda não é totalmente compreendido e ainda é um assunto de pesquisa. Entre os cientistas interessados ​​na origem da vida, se as proteínas, o RNA ou alguma outra molécula vieram primeiro é um tópico muito debatido.

No famoso experimento Urey-Miller, os cientistas misturaram metano, água, amônia e hidrogênio em um esforço para simular a atmosfera da Terra primitiva. Em seguida, eles dispararam faíscas elétricas através dessa mistura para simular um raio. Esse processo produziu aminoácidos e outros compostos orgânicos, demonstrando que condições como as da Terra primitiva podiam criar aminoácidos, os blocos de construção das proteínas.

Mas passar de uma mistura de aminoácidos em solução a uma proteína intacta e funcional apresenta muitos problemas. Por exemplo, com o tempo, as proteínas na água tendem a se fragmentar, em vez de se agrupar em cadeias moleculares mais longas. Além disso, perguntar se as proteínas ou o DNA apareceram primeiro apresenta um problema familiar do ovo ou da galinha. As proteínas podem catalisar reações químicas e o DNA pode armazenar informações genéticas. No entanto, nenhuma dessas moléculas sozinhas é suficiente para a vida; DNA e proteínas devem estar presentes.

Uma solução possível é a chamada abordagem do mundo do RNA, em que o RNA veio antes das proteínas ou do DNA. Essa solução é atraente porque o RNA combina algumas das características das proteínas e do DNA. O RNA pode catalisar reações químicas, assim como as proteínas, e pode armazenar informações genéticas, assim como o DNA. E a maquinaria celular que usa o RNA para sintetizar proteínas é feita em parte de RNA e depende do RNA para fazer seu trabalho. Isso sugere que o RNA pode ter desempenhado um papel crucial no início da história da vida.

Um problema com a hipótese do mundo do RNA, entretanto, é a natureza do próprio RNA. O RNA é um polímero ou cadeia de nucleotídeos. Não está totalmente claro como esses nucleotídeos se formaram ou como teriam se juntado para formar polímeros nas condições da Terra primitiva.

Em 2009, o cientista britânico John Sutherland propôs uma solução viável ao anunciar que seu laboratório havia encontrado um processo que poderia construir nucleotídeos a partir de blocos de construção que provavelmente estavam presentes no início Terra. É possível que esse processo tenha dado origem a nucleotídeos, que foram então ligados por reações que ocorreram ao longo da superfície de camadas microscópicas de argila.

Embora o cenário do RNA-Primeiro seja muito popular entre os cientistas da origem da vida, há outra explicação, que propõe que o metabolismo veio antes do RNA, DNA ou proteína. Este cenário de metabolismo em primeiro lugar sugere que a vida surgiu perto de ambientes de alta pressão e alta temperatura, como aberturas de água quente no fundo do mar. Essas condições impulsionaram reações catalisadas por minerais e deram origem a uma rica mistura de compostos orgânicos. Esses compostos, por sua vez, tornaram-se os blocos de construção de polímeros como proteínas e RNA. No momento da publicação, no entanto, não havia evidências suficientes para explicar conclusivamente se a abordagem primeiro do metabolismo ou do mundo do RNA está correta.