Dovezi substanțiale indică faptul că toată viața de pe Pământ de astăzi s-a dezvoltat dintr-un strămoș comun comun. Procesul prin care acel strămoș comun format din materie nevie se numește abiogeneză. Modul în care a avut loc acest proces nu este încă pe deplin înțeles și este încă un subiect de cercetare. Printre oamenii de știință interesați de originea vieții, dacă proteinele, ARN-ul sau orice altă moleculă au venit pe primul loc este un subiect aprins dezbătut.
Proteinele În primul rând
În celebrul experiment Urey-Miller, oamenii de știință au amestecat metan, apă, amoniac și hidrogen într-un efort de a simula atmosfera primului Pământ. Apoi au tras scântei electrice prin acest amestec pentru a simula fulgerele. Acest proces a dat aminoacizi și alți compuși organici, demonstrând că condiții precum cele de pe Pământul timpuriu ar putea crea aminoacizi, elementele constitutive ale proteinelor.
Dar trecerea de la un amestec de aminoacizi în soluție la o proteină intactă și funcțională prezintă multe probleme. De exemplu, în timp, proteinele din apă tind să se despartă mai degrabă decât să se asambleze în lanțuri moleculare mai lungi. De asemenea, întrebarea dacă au apărut mai întâi proteinele sau ADN-ul prezintă o problemă familiară cu ouul sau puiul. Proteinele pot cataliza reacțiile chimice, iar ADN-ul poate stoca informații genetice. Cu toate acestea, nici una dintre aceste molecule nu este suficientă pentru viață; ADN-ul și proteinele trebuie să fie prezente.
ARN Mai întâi
O soluție posibilă este așa-numita abordare a ARN-ului Mondial, în care ARN-ul a apărut înainte de proteine sau ADN. Această soluție este atractivă, deoarece ARN combină unele dintre caracteristicile proteinelor și ADN-ului. ARN-ul poate cataliza reacțiile chimice la fel ca proteinele și poate stoca informații genetice la fel ca ADN-ul. Și, mașinile celulare care utilizează ARN pentru a sintetiza proteinele sunt realizate parțial din ARN și se bazează pe ARN pentru a-și face treaba. Acest lucru sugerează că ARN-ul ar fi putut juca un rol crucial în istoria timpurie a vieții.
Sinteza ARN
O problemă cu ipoteza RNA World este însă natura ARN-ului în sine. ARN-ul este un polimer sau un lanț de nucleotide. Nu este pe deplin clar cum s-au format aceste nucleotide sau cum s-ar fi reunit pentru a forma polimeri în condițiile Pământului timpuriu.
În 2009, omul de știință britanic John Sutherland a propus o soluție viabilă, anunțând că laboratorul său a găsit un proces care ar putea construi nucleotide din blocuri care erau probabil prezente la început Pământ. Este posibil ca acest proces să fi dat naștere la nucleotide, care au fost apoi legate de reacții care au loc de-a lungul suprafeței straturilor microscopice de lut.
Metabolism în primul rând
Deși scenariul RNA-First este foarte popular în rândul oamenilor de știință cu originea vieții, există o altă explicație, care propune că metabolismul a venit înainte de ARN, ADN sau proteine. Acest scenariu pentru primul metabolism sugerează că viața a apărut în apropierea mediilor cu presiune ridicată și temperatură ridicată, cum ar fi gurile de adâncime, gurile de apă caldă. Aceste condiții au determinat reacții catalizate de minerale și au dat naștere unui amestec bogat de compuși organici. La rândul lor, acești compuși au devenit elementele de bază pentru polimeri precum proteinele și ARN-ul. Cu toate acestea, în momentul publicării, nu există suficiente dovezi care să explice în mod concludent dacă abordarea în primul rând a metabolismului sau a ARN World este corectă.