Japanski naučnici nedavno su u laboratoriji potvrdili da je molekul ribonukleinske kiseline mogao nastati spontano na ranoj Zemlji, pod uslovima koji su prirodno postojali pre otprilike 4,3 milijarde godina, čime su dali snažnu eksperimentalnu potvrdu ideji da je počeo kao „RNK svet”
Teorija evolucije, koja je neupitno potvrđena brojnim naukama, odlično objašnjava kako se život razvijao jednom kada je nastao. No, do sada nije potpuno razjasnila kako su prvi oblici života nastali iz nežive materije. Taj deo biološke povesti naziva se abiogeneza. Njega je teško razotkriti jer je praktično nemoguće pronaći fosilne zapise takvih procesa iz tog vremena.
Hipoteza o RNK svetu ukazuje da je ribonukleinska kiselina (RNK), jednostavnija, jednolančana rođaka dvolančane dezoksiribonukleinske kiseline (DNK), igrala ključnu ulogu u nastanku najranijih oblika života jer je mogla sačuvati genetske informacije i obavljati hemijske reakcije potrebne za samoreplikaciju i katalizu procesa pre pojave DNK i proteina. Kataliza znači da je RNK mogla ubrzavati hemijske reakcije a da se pritom sama troši. Drugim rečima, neki molekuli RNK ponašali su se poput današnjih enzima.
U najranijem razdoblju Zemljine prošlosti nije bilo proteina, koji danas obavljaju gotovo sve katalitičke uloge u živim ćelijama. Hipoteza o RNK svetu pretpostavlja da je RNK tada imala dvostruku funkciju – nosila je gensku informaciju i pomagala da se hemijske reakcije odvijaju brže i uspešnije, uključujući reakcije potrebne za vlastito umnožanje. To je ključno jer se bez katalize većina takvih reakcija odvija presporo da bi omogućila nastanak i održavanje života. U RNK svetu preteča života mogla je istovreeno sačuvati nasledne informacije, kopirati samu sebe i katalizovati osnovne hemijske reakcije potrebne za vlastito umnožanje i opstanak, što su ključne funkcije živog organizma.
Šta je studija otkrila? U naučno članku objavljenom u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) Juta Hirakava sa Univerziteta Tohoku, jednog od vodećih u Japanu, i saradnici simulirali su uslove slične onima koji su mogli postojati u podzemnim zalihama vode i vodonosnim slojevima u tlu i stenama ili pak u isušujućim bazenima na ranoj Zemlji, u plitkim lokvama u kojima se voda povremeno zadržavala i zatim isparavala. „RNK je možda bila prvi informacijski molekul koji je omogućio darvinističku evoluciju, a time i život, na hadskoj Zemlji i/ili na noahijskom Marsu (to su razdoblja). Stoga je svaki model koji pokazuje kako RNK može nastati iz jednostavnih organskih molekula važan za razumevanje nastanka života u okviru hipoteze o RNK svetu kao prvom”, pišu autori u uvodu.
U svojim eksperimentima su kombinovali osnovne sastojke RNK – šećer ribozu, fosfate i četiri nukleobaze od kojih je sastavljena RNK (adenin, guanin, citozin i uracil) s mineralima borata i bazaltnim stenama. Smesu su podvrgnuli ciklusima zagreavanja i sušenja. Time su oponašali prirodne procese isparavanja i rehidracije koji su mogli biti česti u tadašnjim sredinama. Pod tim uslovima RNK molekuli spontano su se formirali, bez ljudskog podsticanja procesa u ključnim koracima modela sintetisanja RNK, što je bila jedna od najvećih teškoća u dosadašnjim istraživanjima abiotičkog, odnosno neživog porekla RNK.
U novom istraživanju posebno je zanimljivo to što se ključna uloga u procesu pripisuje boratima, mineralima za koje se ranije smatralo da ometaju prebiotičke hemijske reakcije. Borati su pokazali upravo suprotno – stabilizovali su ribozu, koja je inače vrlo nestabilna, i pomogli u važnim hemijskim koracima što vode do formiranja RNK. Naučnici su zaključili da borati nisu nedostatak ili prepreka na putu do RNK, nego naprotiv – važan su sastavni deo uspešnog sintetizovanja RNK u uslovima sličnim prirodnim. Jedan od učesnika istraživanja, Stiven Bener iz Fondacije za primenjenu molekularnu evoluciju, istakao je za Scientific American da rezultati ukazujukako RNK može biti intrinzični ishod na planetama koje imaju slične geološke uslove kao rana Zemlj. A to implicira „da života ima svuda”. Ako se još uzme u obzir da je riboza otkrivena u uzorcima koje je na asteroidu Benu prikupila Nasina misija OSIRIS-REx, dolazi se do zaključka da su ključni sastojci RNK mogli biti isporučeni Zemlji spolja.
Ovaj eksperiment potkrepljuje hipotezu da RNK nije samo teorijska mogućnost već molekul koji se stvarno formira u uslovima sličnim onima na ranoj Zemlji bez potrebe za uplitanjem čoveka. Navedeni naučni rad ne dokazuje u potpunosti kako je tačno nastao prvi život, ali predstavlja najbližu eksperimentalnu potvrdu do sada da je RNK svet bio moguć početak života na Zemlji i da su prirodni procesi mogli voditi ka stvaranju prvih genetskih i katalitičkih molekula pre pojave DNK i proteina.
(AI ilustracija)
(Indeks)
