Nowe badanie sugeruje, że życie oparte o RNA może powstawać dość powszechnie w kosmosie. Zanim przejdziemy do konkretów wypada zacząć od kilku słów wstępu o współczesnym życiu.
W bardzo barbarzyńskim skrócie to jest tak… Życie potrzebuje nośnika informacji i enzymów/budulca. Komórki są zbudowane z białek, białka są enzymami, DNA natomiast zawiera instrukcje budowy tych białek. DNA samo się nie duplikuje, białka same się nie powielają. Potrzebują się wzajemnie, przez co powstaje problem kury i jajka, który utrudnia wyjaśnienie tego jak powstało życie.
Dlatego niemałą popularnością cieszy się hipoteza “świata RNA”. RNA może pełnić obie wspomniane wyżej funkcje (nawet jeśli nie tak skutecznie). Takie wczesne formy życia mogły na drodze ewolucji dojść do współcześnie znanego układu DNA-białka. Mimo wszystko wciąż traktujemy tą koncepcję jako hipotezę. Najnowsze badanie opublikowane w magazynie Astrobiology nie przesądza o jej prawdziwości, ale wydaje się ją umacniać. Wynika z niego, że RNA być może powstaje powszechnie we wszechświecie, tam gdzie tylko obecne jest szkliwo wulkaniczne i woda.
Trójfosforany nukleozydowe (NTP), podobnie jak inne składowe życia były powszechnie dostępne na pierwotnej Ziemi (oraz Marsie). Na obu planetach nie brakowało również szkliwa bazaltowego. Według publikacji wystarczy, że NTP rozpuszczone w wodzie przecieka przez szkliwo wulkaniczne i hyc, wyskakuje nam RNA. A konkretnie nitki RNA długie na 100-200 nukleotydów. Jak to się ma do znanego nam życia? Pojedynczy gen liczy sobie od niecałych stu aż po miliony nukleotydów. Typowo tysiące. Jak wygląda genom najprostszej bakterii? Ma 182 geny, 160 tysięcy nukleotydów.
Czy to problem? Absolutnie nie. Nikt nie spodziewa się, że z ochlapanej wodą skały wulkanicznej wyciekną małe żyjątka. To jednak potencjalnie kolejny element układanki życia. Wiemy, że wiele innych jego elementów jak choćby aminokwasy i cukry istnieją w przestrzeni kosmicznej i docierały na młodą Ziemię (i Marsa) dodatkowo ułatwiając powstawanie pierwotnych form życia (czy może raczej proto-życia).
Potencjalnie większy problem z badaniem wskazuje sam jego współautor, Steve Benner. Jasno przyznaje, że publikacja nie wyjaśnia homochiralności. Co to jest homochiralność? O chiralności mówimy, kiedy cząsteczka i jej lustrzane odbicie nie są identyczne. Wyobraźmy sobie cząsteczkę wody - wystarczy ją obrócić w rękach, żeby uzyskać jej odbicie. Chemicznie będzie działać tak samo. Tymczasem zwykła śruba, jeśli odbijemy ją w lustrze, nie będzie pasować do gwintu. Tak samo jest z niektórymi cząsteczkami - ten sam skład chemiczny nie oznacza tych samych właściwości. Chiralność czasem nazywa się skrętnością, co szczególnie dobrze pasuje, kiedy mówimy np. o lewo- lub prawoskrętnym DNA. Homochiralność oznacza występowanie tylko jednego wariantu cząsteczek.
W badaniu o którym tu mówimy autorzy wykorzystali NTP zawierające tylko D-rybozę, a następnie otrzymali D-RNA (D- jak delta, oznacza prawoskrętność, L- jak lambda oznaczałoby lewoskrętność). W naturze spodziewamy się obu rodzajów NTP a w takich warunkach RNA już nie powstaje. Czyli co badanie do kosza? Oczywiście, że nie. To po prostu oznacza, że teraz trzeba zrozumieć czy istnieje jakiś mechanizm, dodatkowy krok, który sprawiał, że powstawały obie wersje, albo że jedna miała wystarczającą przewagę (też Wam się kojarzy problem przewagi materii nad antymaterią?)
Co ciekawe osiem lat temu pisałem o potencjalnym wyjaśnieniu dlaczego życie na Ziemi (i potencjalnie gdzie indziej) jest oparte o prawoskrętne DNA. Link do tej starej notki umieszczam poniżej. A jeśli interesuje Was temat powstania życia, to poświęciłem mu niemało uwagi w finałowych rozdziałach “Nieba pełnego planet”, które możecie nabyć pod tym linkiem: ideaman.tv/niebo-pelne-planet
Główne badanie:
https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2022.0027
Kilka notek prasowych (pokazują różne ujęcia, więc każda była dla mnie wartościowa):
Spontaneous Formation of RNA in Volcanic Glass
Scientists announce a breakthrough in determining life's origin on Earth—and maybe Mars
Scientists revealed how RNA could form on Mars and Earth
Did volcanic ‘glasses’ help spark early life?
Dodatkowe lektury:
Smallest genome clocks in at 182 genes
https://weglowy.blogspot.com/2014/09/prawoskretne-dna-przypadek-nie-sadze.html
W bardzo barbarzyńskim skrócie to jest tak… Życie potrzebuje nośnika informacji i enzymów/budulca. Komórki są zbudowane z białek, białka są enzymami, DNA natomiast zawiera instrukcje budowy tych białek. DNA samo się nie duplikuje, białka same się nie powielają. Potrzebują się wzajemnie, przez co powstaje problem kury i jajka, który utrudnia wyjaśnienie tego jak powstało życie.
Dlatego niemałą popularnością cieszy się hipoteza “świata RNA”. RNA może pełnić obie wspomniane wyżej funkcje (nawet jeśli nie tak skutecznie). Takie wczesne formy życia mogły na drodze ewolucji dojść do współcześnie znanego układu DNA-białka. Mimo wszystko wciąż traktujemy tą koncepcję jako hipotezę. Najnowsze badanie opublikowane w magazynie Astrobiology nie przesądza o jej prawdziwości, ale wydaje się ją umacniać. Wynika z niego, że RNA być może powstaje powszechnie we wszechświecie, tam gdzie tylko obecne jest szkliwo wulkaniczne i woda.
Trójfosforany nukleozydowe (NTP), podobnie jak inne składowe życia były powszechnie dostępne na pierwotnej Ziemi (oraz Marsie). Na obu planetach nie brakowało również szkliwa bazaltowego. Według publikacji wystarczy, że NTP rozpuszczone w wodzie przecieka przez szkliwo wulkaniczne i hyc, wyskakuje nam RNA. A konkretnie nitki RNA długie na 100-200 nukleotydów. Jak to się ma do znanego nam życia? Pojedynczy gen liczy sobie od niecałych stu aż po miliony nukleotydów. Typowo tysiące. Jak wygląda genom najprostszej bakterii? Ma 182 geny, 160 tysięcy nukleotydów.
Czy to problem? Absolutnie nie. Nikt nie spodziewa się, że z ochlapanej wodą skały wulkanicznej wyciekną małe żyjątka. To jednak potencjalnie kolejny element układanki życia. Wiemy, że wiele innych jego elementów jak choćby aminokwasy i cukry istnieją w przestrzeni kosmicznej i docierały na młodą Ziemię (i Marsa) dodatkowo ułatwiając powstawanie pierwotnych form życia (czy może raczej proto-życia).
Potencjalnie większy problem z badaniem wskazuje sam jego współautor, Steve Benner. Jasno przyznaje, że publikacja nie wyjaśnia homochiralności. Co to jest homochiralność? O chiralności mówimy, kiedy cząsteczka i jej lustrzane odbicie nie są identyczne. Wyobraźmy sobie cząsteczkę wody - wystarczy ją obrócić w rękach, żeby uzyskać jej odbicie. Chemicznie będzie działać tak samo. Tymczasem zwykła śruba, jeśli odbijemy ją w lustrze, nie będzie pasować do gwintu. Tak samo jest z niektórymi cząsteczkami - ten sam skład chemiczny nie oznacza tych samych właściwości. Chiralność czasem nazywa się skrętnością, co szczególnie dobrze pasuje, kiedy mówimy np. o lewo- lub prawoskrętnym DNA. Homochiralność oznacza występowanie tylko jednego wariantu cząsteczek.
W badaniu o którym tu mówimy autorzy wykorzystali NTP zawierające tylko D-rybozę, a następnie otrzymali D-RNA (D- jak delta, oznacza prawoskrętność, L- jak lambda oznaczałoby lewoskrętność). W naturze spodziewamy się obu rodzajów NTP a w takich warunkach RNA już nie powstaje. Czyli co badanie do kosza? Oczywiście, że nie. To po prostu oznacza, że teraz trzeba zrozumieć czy istnieje jakiś mechanizm, dodatkowy krok, który sprawiał, że powstawały obie wersje, albo że jedna miała wystarczającą przewagę (też Wam się kojarzy problem przewagi materii nad antymaterią?)
Co ciekawe osiem lat temu pisałem o potencjalnym wyjaśnieniu dlaczego życie na Ziemi (i potencjalnie gdzie indziej) jest oparte o prawoskrętne DNA. Link do tej starej notki umieszczam poniżej. A jeśli interesuje Was temat powstania życia, to poświęciłem mu niemało uwagi w finałowych rozdziałach “Nieba pełnego planet”, które możecie nabyć pod tym linkiem: ideaman.tv/niebo-pelne-planet
Główne badanie:
https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2022.0027
Kilka notek prasowych (pokazują różne ujęcia, więc każda była dla mnie wartościowa):
Spontaneous Formation of RNA in Volcanic Glass
Scientists announce a breakthrough in determining life's origin on Earth—and maybe Mars
Scientists revealed how RNA could form on Mars and Earth
Did volcanic ‘glasses’ help spark early life?
Dodatkowe lektury:
Smallest genome clocks in at 182 genes
https://weglowy.blogspot.com/2014/09/prawoskretne-dna-przypadek-nie-sadze.html