Questa volta abbiamo cercato una domanda di carattere scientifico: il DNA non può essere prodotto senza proteine e le proteine non possono essere prodotte senza DNA. Come sono stati fatti i due in primo luogo?
Ed ecco le risposte degli esperti:
Domanda assolutamente affascinante, e non una con una risposta chiara. Alcune note interessanti su questo argomento:
- È stato dimostrato che, con l'applicazione di corrente elettrica a gas semplici e vapore acqueo, è possibile generare aminoacidi de novo . Questo famoso studio (chiamato l'esperimento Miller-Urey) viene ora comunemente insegnato nelle lezioni di biochimica come dimostrazione di come questi “elementi costitutivi della vita” potrebbe aver avuto origine nell'atmosfera primitiva della Terra e negli oceani (cioè, la “zuppa primordiale”) miliardi di anni nel passato. Vedi https://en.wikipedia.org/ wiki / Miller% E2% 80% 93 Urey _experiment e https://en.wikipedia.org/wiki/Primordial_soup .
- Sappiamo che alcune configurazioni di acidi nucleici possono effettivamente funzionare in modo simile agli enzimi a base proteica . Queste sono di solito molecole di RNA a singolo filamento che hanno adottato configurazioni specifiche per aiutare a catalizzare reazioni biochimiche (chiamate anche “ribozimi”). È interessante notare che alcuni ribozimi hanno persino dimostrato di catalizzare la propria sintesi. Ci sono alcuni biologi che ipotizzano che tale “intermedio”. tra gli acidi nucleici e le proteine possono aver giocato un ruolo chiave nelle forme di vita precoci, sebbene i ribozimi siano intrinsecamente più limitati degli enzimi proteici nelle funzioni che possono svolgere. Vedi https://en.wikipedia.org/wiki/Ribozyme e https://en.wikipedia.org/wiki/RNA_world .
Indipendentemente da come è iniziata, la vita può, in quasi tutte le circostanze, essere ridotta a una serie ristretta di tendenze chimiche: legame all'idrogeno, forze di van der Waals, idrofobicità, stati di ionizzazione , ecc. Quindi è plausibile che qualunque scintilla abbia dato il via alla “vita”. (come lo definiamo) hanno semplicemente sfruttato queste proprietà fisico-chimiche già in atto, iniziando infine una cascata sempre più complessa di processi biologici che si sono sviluppati nel corso degli eoni nelle forme di vita basate sulle cellule che riconosciamo oggi.
Ah! Questa è una profonda domanda evolutiva di cui nessuno è del tutto sicuro. La migliore ipotesi, ad un certo punto, gli amminoacidi sono stati generati spontaneamente, il che in qualche modo è diventato più efficiente e è diventato semplice RNA, che quindi ha prodotto proteine e nel corso della storia evolutiva è diventato il meccanismo DNA / proteine che conosciamo ora. Ma nessuno sa da dove provenga questa roba in origine.
La mia comprensione è che l'attuale ipotesi migliore è che l'RNA sia arrivato per primo, e si auto-catalizzava. Le proteine e il DNA sono arrivati dopo e forse hanno aggiunto una struttura migliore, una maggiore affidabilità, una migliore conservazione e così via. Penso che sia significativo che il ribosoma stesso contenga RNA che svolge molto lavoro. I componenti proteici sembrano in gran parte (ma non del tutto) fornire un'impalcatura per l'RNA. Ma alla fine nessuno lo sa davvero.
Le proteine possono essere prodotte senza DNA. L'RNA può produrre proteine. L'RNA è un po 'più semplice del DNA e l'ipotesi che l'RNA sia venuto prima è l'ipotesi “RNA World”. Ciò significa che replicare cose simili a virus è venuto prima di ogni cellula autonoma.
L'RNA può anche catalizzare le reazioni come un enzima senza assistenza, scoperto da Tomas Cech in 1113. L'enzima che elabora tRNA, RNase-P, non è interamente proteina, contiene RNA stesso. Sidney Altman ha dimostrato che il solo RNA potrebbe catalizzare la scissione del precursore tRNA. Avevano scoperto i ribozimi.
Le proteine non hanno senso se non sono funzionali e le proteine funzionali più basilari sono gli enzimi.
L'RNA in grado di essere un catalizzatore stesso risolve molti problemi che l'RNA World ha avuto, perché era un pollo e un uovo: come possiamo avere l'RNA se abbiamo bisogno di enzimi per farlo, e come possiamo avere enzimi se abbiamo bisogno dell'RNA per codificarli? L'RNA può essere sia pollo che uovo.