Vereenvoudigde voorstelling van het ribosoom (afb: groenegezondheid.nl)

Regelmatig worden er pogingen gedaan om de ‘geschiedenis’ van het ontstaan van leven te ontrafelen, maar er lijkt altijd wel weer wat te ontbreken om het hele verhaal te verklaren. Nu hebben onderzoekers van het Londense universiteitscollege (UCL) een hernieuwde poging gedaan. Ze lieten zien hoe RNA en aminozuren (de bouwstenen van eiwitten) zich spontaan met elkaar ‘verstaan’ hebben om het begin van het leven op aarde zo’n viermiljard jaar geleden te beginnen. Ik(=as) zou zeggen: al weer een deeltje van de ‘geschiedenis’ van het ontstaan van het leven…
Zelf vindt onderzoeker Matthew Powner zijn onderzoek een grote stap voorwaarts. “Het leven gebruikt een enorm ingewikkelde machine, het ribosoom, waar de eiwitten worden gevormd. Daarvoor zijn instructies nodig die neergelegd zijn in boodschapper-RNA. Het ribosoom fungeert als productielijn en hecht aminozuren aan elkaar.”
“We hebben het eerste deel van dat complexe proces nagedaan met eenvoudige scheikunde in neutraal water (noch zuur, noch basisch; as) om RNA te koppelen aan aminozuren. De scheikunde is spontaan, selectief en zou kunnen hebben plaatsgevonden op een jonge aarde.”

Bij eerdere pogingen om aminozuren te koppelen een RNA werden zeer reactieve moleculen gebruikt, maar die braken af in water, waarna de aminozuren met elkaar reageerden in plaats van zich te binden aan RNA.
Voor het nieuwe onderzoek verlieten de onderzoekers zich op de biologie door minder reactieve stoffen te gebruiken die de aminozuren activeerden. Daarbij werd een thio-ester gebruikt, die in de biologie vaker wordt gebruikt en die volgens theorieën een belangrijke rol bij het ontstaan van leven zou hebben gespeeld.
De volgende stap was te achterhalen hoe RNA zich specifiek aan bepaalde aminozuren kan hechten, zodat een RNA-molecuul de code voor de bouw van een eiwit kan vormen. Power: “Talloze problemen moeten worden overwonnen voor we het hele verhaal van het ontstaan van leven hebben ontrafeld, maar de uitdagendste en interessantste is de oorsprong van de eiwitaanmaak.”

Zelfreplicatie

“Stel je voor dat we op een gegeven moment weten hoe we uit kleine moleculen die opgebouwd zijn uit koolstof, stikstof, waterstof, zuurstof en zwavel als een soort legoblokjes in staat zijn tot zelfreplicatie”, zegt hoofdauteur Jyoti Singh. “Dat zou een grote stap voorwaarts zijn om het raadsel van het ontstaan van leven op te lossen.”
“Onze studie brengt ons dichter bij dat doel door aan te tonen hoe twee oeroude chemische legostukjes (geactiveerde aminozuren en RNA) peptiden kunnen hebben gevormd, korte ketens van aminozuren die essentieel zijn voor het leven. Wat bijzonder baanbrekend is, is dat het geactiveerde aminozuur dat in deze studie wordt gebruikt een thio-ester is, een type molecuul dat wordt gemaakt van co-enzym A, een chemische stof die in alle levende cellen voorkomt. Deze ontdekking zou mogelijk een verband kunnen leggen tussen stofwisseling, de genetische code en de eiwitopbouw.”

Hoewel het artikel zich uitsluitend richt op de scheikunde, stelden de onderzoekers dat de reacties die plaatsvonden mogelijk hebben plaatsgevonden in poelen of meren op de vroege aarde (maar waarschijnlijk niet in de oceanen, omdat de concentraties van de chemicaliën waarschijnlijk te verdund zouden zijn).

Bron: phys.org