Aanzienlijk bewijs wijst erop dat alle leven op aarde zich vandaag heeft ontwikkeld vanuit een gedeelde gemeenschappelijke voorouder. Het proces waardoor die gemeenschappelijke voorouder uit niet-levende materie wordt gevormd, wordt abiogenese genoemd. Hoe dit proces plaatsvond is nog niet volledig begrepen en is nog steeds onderwerp van onderzoek. Onder wetenschappers die geïnteresseerd zijn in de oorsprong van het leven, of eiwitten, RNA of een ander molecuul voorop stonden, is een veelbesproken onderwerp.

Proteïnen eerste pagina

In het beroemde Urey-Miller-experiment mengden wetenschappers methaan , water, ammoniak en waterstof in een poging om de atmosfeer van de vroege aarde te simuleren. Vervolgens vuurden ze elektrische vonken door dit mengsel om bliksem te simuleren. Dit proces leverde aminozuren en andere organische verbindingen op, wat aantoont dat omstandigheden zoals die op de vroege aarde aminozuren zouden kunnen vormen, de bouwstenen van eiwitten.

Maar van een mengsel van aminozuren in oplossing naar een intacte, functionerend eiwit levert veel problemen op. In de tijd neigen eiwitten in water bijvoorbeeld vaak uit elkaar te breken in plaats van ze samen te voegen tot langere moleculaire ketens. Ook het vragen of eiwitten of DNA het eerst verscheen, geeft een bekend kip-of-ei-probleem. Eiwitten kunnen chemische reacties katalyseren en DNA kan genetische informatie opslaan. Geen van deze moleculen alleen is echter voldoende voor het leven; DNA en eiwitten moeten aanwezig zijn.

RNA First

Een mogelijke oplossing is de zogenaamde RNA World-benadering, waarbij RNA vóór eiwitten of DNA kwam. Deze oplossing is aantrekkelijk omdat RNA een aantal kenmerken van eiwitten en DNA combineert. RNA kan chemische reacties katalyseren, net als eiwitten, en het kan genetische informatie opslaan, net als DNA. En de cellulaire machinerie die RNA gebruikt om eiwit te synthetiseren is gedeeltelijk gemaakt van RNA en vertrouwt op RNA om zijn werk te doen. Dit suggereert dat RNA mogelijk een cruciale rol heeft gespeeld in de vroege geschiedenis van het leven.

RNA-synthese

Eén probleem met de RNA-wereldhypothese is echter de aard van RNA zelf. RNA is een polymeer of een keten van nucleotiden. Het is niet helemaal duidelijk hoe deze nucleotiden gevormd zijn of hoe ze samen zouden zijn gekomen om polymeren te vormen onder vroeg-aardse omstandigheden.

In 2009 stelde de Britse wetenschapper John Sutherland een werkbare oplossing voor door aan te kondigen dat zijn lab een proces had gevonden dat kon nucleotiden bouwen van bouwstenen die waarschijnlijk aanwezig waren op de vroege aarde. Het is mogelijk dat dit proces aanleiding kan hebben gegeven tot nucleotiden, die vervolgens werden gekoppeld door reacties die plaatsvonden langs het oppervlak van microscopische lagen van klei.

Metabolisme eerste pagina

Hoewel het RNA-First-scenario is erg populair onder wetenschappers van oorsprong-van-het leven, is er een andere verklaring, die voorstelt dat het metabolisme vóór RNA, DNA of proteïne kwam. Dit metabolisme-eerste scenario suggereert dat het leven is ontstaan ​​in de buurt van hoge druk omgevingen met hoge temperaturen, zoals diepzee, warm water ventilatieopeningen. Deze omstandigheden leidden reacties gekatalyseerd door mineralen en gaven aanleiding tot een rijk mengsel van organische verbindingen. Deze verbindingen werden op hun beurt de bouwstenen voor polymeren zoals eiwitten en RNA. Op het moment van publicatie is er echter onvoldoende bewijs om definitief uit te leggen of de benadering met betrekking tot het metabolisme of de RNA-wereld juist is.