Źródła życia: a gdyby TNA poprzedzał DNA i RNA?

John Chaput oraz jego zespół właśnie wykazali, że kwas TNA, inny kwas nukleinowy, może bardzo poważnie być brany pod uwagę jako przodek kwasu DNA, a przede wszystkim kwasu RNA. Rezultaty badania, opublikowane w naukowym Nature Chemistry, pokazują w jaki sposób naukowcom udało się stworzyć molekułę TNA, zdolną do przyjmowania struktury trówymiarowej i do przystosowywania się specyficznie do danej proteiny.

DNA i RNA: molekuły istoty żyjącej

Obydwa te kwasy są złożone z baz azotowych, opartych na szkielecie z glucydów (dezoksyryboza albo ryboza). Mają one zdolność, dzięki interwencji protein, do duplikowania się, która trwa w czasie, z pokolenia na pokolenie.

Kwas RNA zdaje się być jednak mimo wszystko obdarzony dodatkową cechą, ponieważ może on odgrywać rolę enzymu, co sprawia, że jest on molekułą idealną mogącą zapoczątkować życie z niczego. To właśnie dlatego dominująca teoria zakłada, że to właśnie kwas RNA pojawił się przed DNA.

Ale biorąc pod uwagę ich złożoność molekularną, niektórzy naukowcy wątpią, żeby jeden z tych dwóch kwasów mógł pojawić się spontanicznie 3 500 000 000 lat temu, kiedy to właśnie pojawiło się życie.

W tych warunkach, jakie molekuły mogły poprzedzać kwas RNA i kwas DNA?, zadali sobie pytanie uczeni.

Hipoteza świata TNA

Wielu kandydatów jest branych pod uwagę. A pośród nich figuruje kwas TNA, czyli kwas treonukleinowy. Nazwa ta pochodzi od treozy, która jest cukrem, cukrem o wiele mniej złożonym niż ryboza i dezoksyryboza. Być może, został on syntezowany w początkowej zupie, czyli w konglomeracie molekuł wszelkiej natury i wszelkiego rodzaju.

Doktor John Chaput oraz jego zespół badawczy z uniwersytetu w Arizonie prześledzili właściwości tego kwasu, aby sprawdzić, czy posiada on niezbędne cechy, aby figurować pośród prekursorów bytu żyjącego. I okazało się, że rzeczywiście tak jest!

Postać tworzy funkcję

Aby tego się dowiedzieć, badacze stworzyli całe mnóstwo framgentów kwasu treonukleinowego, które następnie ewoluowały w obecności proteiny, trombiny ludzkiej, znajdowanej w krwi ludzkiej. Po trzech pokoleniach, TNA uzyskał strukturę trójwymiarową złożoną, która pozwoliła mu wiązać się specyficznie z trombiną.

Aby wypełniać jakąkolwiek funkcję, dana molekuła musi się skręcać, podejmuje temat John Chaput. Pierwsze polimery genetyczne nie są wyjątkiem.

Znając już jego prostotę strukturalną i jego zgodność z RNA, trzeba było jeszcze wykazać, że kwas TNA jest również zdolny do tego rodzaju wyczynu, aby potwierdzić jego rolę jako potencjalnego przodka RNA. Jest to pierwszy raz, kiedy badanie naukowe pokazuje, że taka molekuła była w ten sposób ewoluować, aby zyskać daną funkcję.

Źródła życia jeszcze nie ujawnione

Jednakże, nawet te badania nie wyjaśniają całkowicie początków życia. Odkrycia te pokazały, ze kwas TNA ma odpowiednie właściwości, aby być przedkiem DNA, ale w żaden sposób nie pozwalają stwierdzić, iż tak faktycznie było. Pozostaje jeszcze wiele tajemnic do odkrycia.

Na dzień dzisiejszy, kwas TNA nie jest stwierdzany w świecie żyjącym, co może zaskakiwać naprawdę, biorąc pod uwagę jego wielką prostotę strukturalną.

Skoncentrowaliśmy się na kwasie TNA, a jednak inne molekuły również mogły być z tym związane. Takie jak PNA, czyli kwas peptydonukleinowy, albo RNAp, czyli RNA pyranosol. Możliwe jest również, że natura dokonała różnych mieszanek, zanim w końcu powstały molekuły, które znamy dziś. Zjawiska te są tak naprawdę tak odległe, że prawda będzie raczej ciężka do odkrycia, jeżeli w ogóle się uda ją poznać. Mówimy tutaj o czymś, co się mogło zdarzyć między pojawieniem się stałej atmosfery a pojawieniem się pierwszych organizmów żyjących, czyli jakieś 4 200 000 000 – 3 500 000 000 lat temu, podsumowuje John Chaput.

Jednakże, od czasu do czasu, różne elementy odpowiedzi przynoszą brakujące dodatkowe cegiełki, niezbędne do zrozumienia początków i rozwoju życia. Małymi kroczkami, ale jednak, ciągle idziemy do przodu...