Boli proteíny, DNA alebo RNA na prvom mieste?

Podstatné dôkazy naznačujú, že všetok život na Zemi sa dnes vyvinul zo spoločného spoločného predka. Proces, ktorým sa spoločný predok vytvoril z neživej hmoty, sa nazýva abiogenéza. Ako tento proces prebiehal, ešte nie je úplne objasnené a stále je predmetom výskumu. Medzi vedcami zaujímajúcimi sa o pôvod života je veľmi diskutovaná téma, či už boli na prvom mieste proteíny, RNA alebo iná molekula.

V slávnom experimente Urey-Millera vedci zmiešali metán, vodu, amoniak a vodík v snahe simulovať atmosféru rannej Zeme. Ďalej cez túto zmes vystrelili elektrické iskry, aby simulovali blesk. Tento proces priniesol aminokyseliny a ďalšie organické zlúčeniny, čo demonštrovalo, že podmienky ako na ranej Zemi môžu vytvárať aminokyseliny, stavebné prvky bielkovín.

Ale dostať sa zo zmesi aminokyselín v roztoku k neporušenému, funkčnému proteínu predstavuje veľa problémov. Napríklad v priebehu času majú proteíny vo vode tendenciu sa skôr rozpadať, než aby sa zhromažďovali do dlhších molekulárnych reťazcov. Otázka, či sa proteíny alebo DNA objavia ako prvé, predstavuje tiež známy problém s kuracím mäsom alebo vajcom. Bielkoviny môžu katalyzovať chemické reakcie a DNA môže ukladať genetické informácie. Avšak ani jedna z týchto molekúl sama o sebe nestačí na život; Musí byť prítomná DNA a bielkoviny.

Jedným z možných riešení je takzvaný prístup RNA World, v ktorom sa RNA dostala pred proteíny alebo DNA. Toto riešenie je atraktívne, pretože RNA kombinuje niektoré vlastnosti proteínov a DNA. RNA môže katalyzovať chemické reakcie rovnako ako proteíny a dokáže ukladať genetické informácie rovnako ako DNA. A bunkový aparát, ktorý využíva RNA na syntézu proteínu, je čiastočne vyrobený z RNA a pri svojej práci sa spolieha na RNA. To naznačuje, že RNA mohla hrať v ranej histórii života zásadnú úlohu.

Jedným problémom hypotézy RNA World je však povaha samotnej RNA. RNA je polymér alebo reťazec nukleotidov. Nie je úplne jasné, ako tieto nukleotidy vznikli alebo ako by sa spojili, aby vytvorili polyméry v podmienkach ranej Zeme.

V roku 2009 britský vedec John Sutherland navrhol uskutočniteľné riešenie oznámením nájdenia jeho laboratória proces, ktorý dokázal zostaviť nukleotidy zo stavebných blokov, ktoré boli pravdepodobne prítomné na začiatku Zem. Je možné, že tento proces mohol viesť k nukleotidom, ktoré boli potom spojené reakciami prebiehajúcimi pozdĺž povrchu mikroskopických vrstiev ílu.

Aj keď je scenár RNA-First medzi vedcami pôvodu veľmi populárny, existuje ďalšie vysvetlenie, ktoré navrhuje, aby metabolizmus predchádzal RNA, DNA alebo proteínom. Tento prvý scenár metabolizmu naznačuje, že život vznikol v blízkosti vysokotlakových a vysokoteplotných prostredí, ako sú napríklad hlbokomorské otvory s horúcou vodou. Tieto podmienky vyvolali reakcie katalyzované minerálmi a vytvorili bohatú zmes organických zlúčenín. Tieto zlúčeniny sa zase stali stavebnými blokmi polymérov, ako sú proteíny a RNA. V čase publikácie však nie je dostatok dôkazov na konečné vysvetlenie, či je správny prístup založený na metabolizme alebo RNA World.