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Prove sostanziali indicano che tutta la vita sulla Terra oggi si è sviluppata da un antenato comune condiviso. Il processo attraverso il quale quell'antenato comune si è formato dalla materia non vivente si chiama abiogenesi. Il modo in cui ha avuto luogo questo processo non è ancora del tutto chiaro ed è ancora oggetto di ricerca. Tra gli scienziati interessati all'origine della vita, se le proteine, l'RNA o qualche altra molecola siano venute per prime sono un argomento molto dibattuto.
Le proteine prima di tutto
Nel famoso esperimento di Urey-Miller, gli scienziati hanno mescolato metano, acqua, ammoniaca e idrogeno nel tentativo di simulare l'atmosfera della prima Terra. Successivamente hanno sparato scintille elettriche attraverso questa miscela per simulare i fulmini. Questo processo ha prodotto aminoacidi e altri composti organici, dimostrando che condizioni come quelle della Terra primitiva potrebbero creare aminoacidi, i mattoni delle proteine.
Ma passare da una miscela di aminoacidi in soluzione a una proteina funzionante intatta presenta molti problemi. Ad esempio, nel tempo, le proteine nell'acqua tendono a rompersi piuttosto che a riunirsi in catene molecolari più lunghe. Inoltre, chiedere se sono apparse prima le proteine o il DNA presenta un familiare problema a base di pollo o uovo. Le proteine possono catalizzare reazioni chimiche e il DNA può immagazzinare informazioni genetiche. Tuttavia, nessuna di queste molecole da sola è sufficiente per la vita; DNA e proteine devono essere presenti.
Prima l'RNA
Una possibile soluzione è il cosiddetto approccio RNA World, in cui l'RNA è venuto prima delle proteine o del DNA. Questa soluzione è interessante perché l'RNA combina alcune delle caratteristiche di proteine e DNA. L'RNA può catalizzare reazioni chimiche proprio come le proteine e può immagazzinare informazioni genetiche proprio come il DNA. Inoltre, il meccanismo cellulare che utilizza l'RNA per sintetizzare le proteine è in parte costituito dall'RNA e si affida all'RNA per svolgere il proprio lavoro. Ciò suggerisce che l'RNA potrebbe aver avuto un ruolo cruciale nella storia della vita.
Sintesi dell'RNA
Un problema con l'ipotesi di RNA World, tuttavia, è la natura dell'RNA stesso. L'RNA è un polimero o catena di nucleotidi. Non è del tutto chiaro come si siano formati questi nucleotidi o come si sarebbero uniti per formare polimeri nelle condizioni della prima Terra.
Nel 2009, lo scienziato britannico John Sutherland ha proposto una soluzione praticabile annunciando che il suo laboratorio aveva trovato un processo in grado di costruire nucleotidi da blocchi probabilmente presenti sulla Terra primitiva. È possibile che questo processo possa aver dato origine a nucleotidi, che sono stati quindi collegati da reazioni che si svolgono lungo la superficie di microscopici strati di argilla.
Prima il metabolismo
Sebbene lo scenario RNA-First sia molto popolare tra gli scienziati di origine della vita, c'è un'altra spiegazione, che suggerisce che il metabolismo è venuto prima dell'RNA, del DNA o delle proteine. Questo primo scenario del metabolismo suggerisce che la vita è nata in prossimità di ambienti ad alta pressione e alta temperatura, come le aperture di acque profonde e di acqua calda. Queste condizioni hanno provocato reazioni catalizzate dai minerali e hanno dato origine a una ricca miscela di composti organici. Questi composti a loro volta sono diventati i mattoni per polimeri come proteine e RNA. Al momento della pubblicazione, tuttavia, non ci sono prove sufficienti per spiegare in modo conclusivo se l'approccio del metabolismo prima o dell'RNA World sia corretto.