Milyarlarca yıl önce cansız ve çalkantılı bir Dünya üzerindeki moleküller karışarak ilk yaşam formlarını oluşturdu. Eons daha sonra, daha büyük ve daha akıllı bir yaşam biçimi, kendi başlangıçlarını anlamaya çalışan laboratuvar deneyleri üzerinde toplanıyor.
Bazıları hayatın basit molekül zincirlerinden ortaya çıktığını söylerken, diğerleri erken kimyasal reaksiyonların kendi kendini kopyalayan RNA'yı oluşturduğunu söylüyor. DNA'nın bir akrabası, RNA, genetik bilginin bir kod çözücüsü veya habercisi olarak işlev görür.
Yeni bir çalışma, "RNA dünya hipotezi" olarak bilinen RNA fikri için kanıt sağlar. Ancak bir grup bilim adamı 3 Aralık'ta Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri dergisinde erken RNA'da en az bir bileşen modern formda bulunanlardan farklı olabilir.
Modern RNA, şeker ve fosfat omurgasının yanı sıra dört ana yapı taşından oluşur: adenin (A), sitozin (C), guanin (G) ve urasil (U) adı verilen nükleobazlar.
Ancak, erken RNA'nın modern formun bir parçası olmayan bir nükleobaza sahip olabileceği ortaya çıktı.
Küçük plastik tüplerde, araştırmacılar pH'ı bazik tutmak için su, biraz tuz, tampon ve reaksiyonları hızlandırmak için magnezyum iyonları koydular. Bu koşullar, tatlı su gölü veya göletinde, krater gölünde veya Yellowstone Milli Parkı gibi volkanik bölgelerde bulunan göl veya havuzda bulunanlara benzer - yaşamın başlayabileceği tüm yerler.
Araştırmacılar daha sonra, şablon adı verilen daha uzun bir RNA parçasına bağlı bir primer adı verilen küçük bir RNA parçası eklediler. Yeni RNA, bir primer şablon RNA'yı baz eşleştirme yoluyla kopyaladığında yapılır. Nükleobazlar birbirleriyle benzersiz şekilde eşleşir; C sadece G ile bağlanır ve A sadece U ile bağlanır.
Araştırmacılar, nükleobazları (A, C, G ve U) şablona bağlayabilmeleri ve böylece daha kısa parçayı, primeri uzatabilmeleri için eklediler. Sonuçlar, modern RNA'dan gelen bileşenlerle reaksiyonun, RNA'nın hatasız olarak oluşması ve çoğalması için yeterince hızlı çalışmadığını gösterdi.
Ancak daha sonra araştırmacılar, guanin bazlı molekül yerine karışıma inosin adı verilen başka bir kimyasal eklediler. Bundan sonra araştırmacılar, RNA'nın guanin ile bir karışımda olduğundan biraz daha doğru bir şekilde oluşturabileceğini ve çoğaltabildiğini görünce şaşırdılar.
Bu karışım, "hata felaketi" olarak adlandırılan şeye neden olmadı, yani çoğaltmalardaki mutasyonlar veya rastgele hatalar bir eşiğin altında kaldı ve birikmeden önce ortadan kaldırılabilmelerini sağladı.
Çalışmanın bir parçası olmayan Santa Cruz California Üniversitesi'nden bir biyolog olan David Deamer, "Hata felaketi sorununu aşması önemli bir önem testidir." Dedi. Onun tek kelime oyunu, inosinin ilkel RNA yapımında diğer alternatif bazlardan daha makul olduğu iddiasıdır. Deamer, “Bu oldukça geniş bir iddia… son derece spesifik bir kimyasal reaksiyona dayanarak” dediğinden, diğer üslerin dışlanması gerektiğini düşünmüyor.
Ancak, inosin başka bir baz çifti olan adeninden kolayca türetilebildiğinden, MRC'deki moleküler biyolojinin kimyasal kökenleri üzerine bir araştırmacı olan John Sutherland, yaşamı sıfırdan guanin yapmak zorunda olduğunuzdan daha kolay "kolaylaştırır" dedi. Birleşik Krallık'ta Moleküler Biyoloji Laboratuvarı da çalışmanın bir parçası değildi.
Bulgular, "Inosine'nin yararlı olamayacağı geleneksel bilgeliği" kırdı Sutherland Live Science'a. İnosin, bu saygınlığı kazanmıştı çünkü genetik bilgiyi deşifre eden transfer RNA adı verilen bir RNA formunda çok spesifik bir iş yapıyor.
İnosinin, tek bir taneden ziyade çeşitli baz çiftlerine "yalpaladığı" veya bağlandığı düşünülmüştür. Bu, yeni RNA oluşturmak için benzersiz talimatlar vermek için zayıf bir molekül olurdu, çünkü inosinin bağlanabileceği şey için net bir yön olamazdı. Ve böylece, "birçoğumuz bunun inosinin doğal bir özelliği olduğunu yanlış düşünmüştük," dedi Sutherland. Ancak bu çalışma, RNA'nın ilk ortaya çıktığı erken dünya bağlamında inosinin, yalpalamadığını, bunun yerine sitozin ile güvenilir bir şekilde eşleştiğini gösterdi.
Harvard Üniversitesi'nde kimya ve kimyasal biyoloji profesörü olan kıdemli yazar Jack Szostak, "Her şey şimdi mantıklı, ancak eski sonuçlara dayanarak, inosinin de olduğu gibi çalışmasını beklemiyorduk," dedi. Nobel ödülü sahibi.
Szostak ve ekibi şimdi ilkel RNA'nın modern RNA'dan başka nasıl farklı olabileceğini ve nihayetinde modern RNA'ya nasıl dönüştüğünü anlamaya çalışıyorlar. Ayrıca, laboratuvarlarının çoğu, enzimlerin evrilmesinden önce RNA moleküllerinin nasıl kopyalandığına odaklanır. (Enzimler kimyasal reaksiyonları hızlandıran proteinlerdir.)
"Bu büyük bir zorluk," dedi Szostak Live Science'a. "Çok ilerleme kaydettik, ancak hala çözülemeyen bulmacalar var."
Sutherland ayrıca alanın genellikle saf bir "RNA dünyası hipotezinden" yaşam yaratan kazanın içine karışmış daha fazla bileşen gören bir alana doğru ilerlediğini de kaydetti. Bunlar lipitleri, peptitleri, proteinleri ve enerji kaynaklarını içerir. Araştırmacıların zihninde, "Bu eskisinden daha az saf bir RNA dünyası."
