ARN-ul, una dintre cele mai importante molecule pentru viață, implicată în sinteza proteinelor, ar putea fi comun în Univers, arată un experiment recent care demonstrează cum ARN-ul s-ar fi putut forma ușor pe Pământ acum 4,3 miliarde de ani.
ARN-ul (acidul ribonucleic) este o versiune mai simplă a ADN-ului, molecula care conține informația genetică a celulelor noastre. ARN-ul apare sub trei forme principale: ARN mesager (mRNA), care transportă instrucțiunile genetice pentru sinteza proteinelor; ARN ribozomal (rRNA), care formează ribozomii necesari producției de proteine; și ARN de transfer (tRNA), care sintetizează proteinele pe baza instrucțiunilor mRNA.
Fiind mai simplu decât ADN-ul, se crede că ARN-ul s-ar fi format primul. Datorită capacității sale de a purta informație genetică și de a crea alte molecule, ARN-ul a fost propus ca element central în ipoteza „lumea ARN-ului”. În acest scenariu, primele forme de viață unicelulară ar fi folosit ARN în loc de ADN pentru replicare și copierea informației genetice.
Însă modul în care ARN-ul s-a format a fost greu de explicat: ce a făcut ca ingredientele sale să se adune exact în combinația corectă și să treacă prin reacțiile chimice necesare? Probabilitatea ca ARN-ul să apară întâmplător părea extrem de mică, scrie Space.com.
Chimiștii caută așadar căi prin care molecule precum ARN-ul să se formeze inevitabil. Un astfel de traseu este modelul „sintezei discontinue în șase pași” (DSM). Un obstacol era considerat a fi boratul, un compus comun în apa de mare. Boratele, care conțin bor și oxigen și sunt anioni cu sarcină negativă, se credea că împiedică unele reacții chimice din drumul spre ARN.
O echipă de biochimiști condusă de Yuta Hirakawa, de la Universitatea Tohoku din Japonia și Foundation for Applied Molecular Evolution din Florida, arată însă că boratele sunt, de fapt, benefice formării ARN-ului.
Echipa lui Hirakawa a realizat experimente în care a amestecat ingredientele ARN-ului - zahărul cu cinci carboni riboză, fosfați și cele patru baze nucleice ale ARN-ului (adenină, guanină, citozină și uracil) - cu borate și bazalt. Amestecul a fost încălzit și lăsat să se usuce, simulând condițiile care ar fi fost comune în apele subterane de pe Pământul timpuriu.
Rezultatul: ARN-ul s-a format în amestec. Boratele nu doar că nu au împiedicat reacțiile, dar au ajutat la stabilizarea ribozei, care de obicei este instabilă, și au facilitat producția de fosfați.
Aceste descoperiri sunt susținute și de analiza recentă a mostrei aduse de pe asteroidul Bennu de misiunea NASA OSIRIS-REx. Descoperirea ribozei în această mostră confirmă că toate ingredientele ARN-ului există în materialul extraterestru adus pe Pământ.
Hirakawa și echipa sa estimează că impactul unui protoplanet de 500 km, similar cu asteroidul Vesta și bogat în ingrediente ale ARN-ului, ar fi putut aduce aceste blocuri de construcție pe Pământ acum 4,3 miliarde de ani, la doar 200 de milioane de ani după formarea planetei și cu 200 de milioane de ani înaintea celor mai vechi dovezi de viață.
Până acum, ARN-ul fusese obținut în laborator doar prin intervenție umană. Echipa lui Hirakawa susține că experimentul lor este primul în care ARN-ul s-a format fără intervenție directă, deși unii critici consideră că simpla adunare a tuturor ingredientelor într-un tub de test este tot o intervenție umană.
Impacturi cu asteroizi mari au avut loc și pe Marte, ceea ce sugerează că ingredientele ARN-ului ar fi putut ajunge și pe Planeta Roșie. În plus, boratele au fost detectate și pe Marte, ceea ce ar fi creat condițiile pentru formarea ARN-ului și acolo.
Deși ARN-ul nu este viață, el este esențial pentru aproape toate formele de viață cunoscute. Dacă ARN-ul s-a format rapid din punct de vedere geologic, el ar fi oferit un punct de plecare pentru apariția primelor organisme simple pe Pământ.
Studiul a fost publicat în revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ştiri video recomandate
