Ramanarayanan Krishnamurthy (afb: Scrippsinstituut)

Er wordt al heel lang gespeculeerd hoe leven op aarde ontstaan is. De meeste aanhang lijkt nu de theorie van de RNA-wereld te hebben, waarbij RNA de rol van DNA van nu zou hebben maar waarbij RNA ook dingen deed die eiwitten nu op zich hebben genomen. Nu komen onderzoekers/theoretici met het idee dat én DNA én RNA samen aan de ‘wieg’ van het leven hebben (kunnen) gestaan.
Als naar het functioneren van een (eukaryote) cel kijkt dan valt op hoe listig en ingewikkeld die bouwstenen van een organisme in elkaar zitten. We kennen allemaal het riedeltje van de middelbare school. De genetische informatie is opgeslagen op een gigantisch bijna twee meter lang molecuul (DNA). Stukjes van die informatie worden afgelezen en omgezet in RNA dat dan weer de code bevat voor een eiwit. Je hoeft maar effen iets meer over deze materie te lezen en weet dat dat maar een stukje van het verhaal is. Al die processen, dat zijn er veel meer dan de vorming van eiwitten, in een cel zijn goed op elkaar afgestemd, maar cellen reageren ook op hun omgeving (niet in de laatste plaats hun medecellen). Hoe heeft zo’n listig en ingewikkeld systeem kunnen ontstaan?
Zoals gezegd hebben al vele onderzoekers en theoretici zich hier het hoofd over gebroken. Scheikundigen van het Amerikaanse Scrippsinstituut wagen echter weer een poging tot verklaring. Het verhaal zou beginnen met diamidefosfaat (PO₂(NH₂)₂^– als ion). Die verbinding zou aanwezig geweest kunnen zijn op de vroege aarde, zo’n viermiljard jaar geleden. Daaruit zouden de eerste DNA-achtige moleculetjes kunnen zijn ontstaan. Ook RNA zou zo begonnen kunnen zijn en met die twee het leven, als dat tenminste zo mag noemen (want wat is leven?).
Ramanarayanan Krishnamurthy van het Scrippsinstituut en collega’s twijfelden al langer aan de houdbaarheid van de RNA-wereld. RNA kan zich weliswaar repliceren (zichzelf kopiëren), maar zou te ‘plakkerig’ zijn om die twee strengen weer van elkaar te scheiden. RNA was ook een functie toegedacht die eiwitten nu hebben.

De oplossing die de onderzoekers bedachten was dat er ‘chimere‘ moleculen (een ‘mengeling van RNA en DNA?; as) moesten zijn geweest die minder ‘plakten’ en dus makkelijker gescheiden konden worden. Dat zou dan weer betekenen dat de ribonucleosiden en de desoxynucleosiden (RNA- en DNA-achtige moleculen) tegelijkertijd kunnen hebben ontstaan op een vroege aarde (uit het verhaal in Futura-Sciences wordt mij niet duidelijk hoe zin twee volgt uit zin 1 van deze analyse, maar helaas kan ik het bijbehorende wetenschappelijke artikel niet lezen).

2017

Al in 2017 zouden de Scrippsonderzoekers hebben aangetoond welke rol diamidefosfaat zou kunnen hebben gespeeld in de vorming van de eerste RNA-strengen. Vandaag zouden ze dat hebben gedaan voor DNA. Ze moeten nog wel even laten zien hoe in dat mengsel van RNA’s en DNA’s zich ‘chimere’ moleculen kunnen hebben gevormd en of die zich ook konden repliceren en ontwikkelen.

Tja en als je dat dan weet dan moet je er nog achter zien te komen hoe die perfecte samenwerking binnen een membraan tot stand is gekomen. Je bent er natuurlijk niet als je denkt te weten hoe DNA en RNA zijn ontstaan. Voorlopig blijft het mysterie over het ontstaan van het leve (voor mij) recht overeind staan…

Bron: Futura-Sciences