La vita è emersa dal brodo primordiale tramite DNA o RNA?

Gli scienziati hanno discusso a lungo su quale vettore di informazioni genetiche, DNA o RNA, abbia avviato la vita sulla Terra. Ma un nuovo studio suggerisce che la vita avrebbe potuto avere inizio con la collaborazione di entrambi. La ricerca, condotta da scienziati del Laboratory of Molecular Biology (LMB) del Medical Research Council (LMB), a Cambridge, mostra per la prima volta come alcuni dei costituenti del DNA e dell’RNA potrebbero essersi formati spontaneamente e coesistere in la “brodo primordiale” sulla Terra. Andiamo a vedere tutti i dettagli.

La vita è emersa dal brodo primordiale tramite DNA o RNA? Vediamo tutti i dettagli

Il lavoro mette in discussione una delle ipotesi principali per l’avvento della vita: la teoria del “mondo dell’ RNA“, nata negli anni ’60 e che ha ottenuto ampia accettazione. Oggi, tutti gli organismi viventi conosciuti usano le stesse molecole genetiche, gli acidi nucleici, per immagazzinare informazioni. Esistono due tipi di acidi nucleici: DNA e RNA. Il DNA codifica le istruzioni nei geni. Questi geni vengono trasformati in messaggi utilizzando l’RNA, che contiene le istruzioni per produrre proteine. Le proteine ​​possono creare strutture e agire come macchine molecolari. In questo studio, pubblicato su Nature , i ricercatori hanno simulato le condizioni su una Terra rocciosa primordiale con stagni poco profondi. Una volta creato ciò hanno utilizzato sostanze chimiche che formano l’RNA nell’acqua.

Successivamente quindi le seccavano e le riscaldavano, quindi simulavano i primi raggi del sole esponendoli alle radiazioni UV. In questa ricreazione della geochimica della Terra primitiva, gli intermedi nella sintesi di due dei costituenti dell’RNA sono stati simultaneamente convertiti in due dei costituenti del DNA. È la prima dimostrazione che quantità ragionevoli di un corredo genetico composto da quattro elementi costitutivi, due per l’RNA e due per il DNA potevano essere presenti sulla Terra primordiale. Il professor John Sutherland del MRC Laboratory of Molecular Biology, che ha guidato il lavoro, afferma:

L’ipotesi del “mondo dell’RNA” suggerisce che la vita è iniziata con l’RNA, prima che si verificasse un’acquisizione genetica che coinvolge macchinari biosintetici primitivi e di selezione naturale per produrre il DNA. Il nostro lavoro suggerisce che in condizioni coerenti con stagni e rivoli primordiali poco profondi esisteva un sistema genetico misto con RNA e elementi costitutivi di DNA coesistenti agli albori della vita. Questo soddisfa ciò che molte persone pensano sia un presupposto chiave per l’emergenza spontanea di vita sulla Terra.

I risultati ottenuti dallo studio

Gli esperimenti del team per simulare la geochimica terrestre precoce hanno mostrato che quattro dei costituenti per DNA e RNA possono derivare da stessi reagenti e condizioni. Hanno prodotto citidina e uridina, due dei mattoni di RNA e desossiadenosina, che è uno di quelli del DNA. La deossiadenosina è stata in parte convertita in desossinossina, che può assumere il ruolo di un altro blocco costitutivo del DNA. Credono che questi quattro elementi costitutivi possano essere coesistiti prima che la vita si evolvesse e fossero gli inizi di un primitivo alfabeto genetico. Il professor Sutherland aggiunge: 

Gli acidi nucleici, RNA e DNA, sono chiaramente correlati e questo lavoro suggerisce che entrambi derivano da un antenato ibrido, piuttosto che uno precedente all’altro. Poiché le informazioni genetiche fluiscono sempre dagli acidi nucleici alle proteine, e mai al contrario – un principio chiamato” dogma centrale “della biologia molecolare di Francis Crick – ora dobbiamo scoprire come le informazioni  immagazzinate e fornite da questi acidi nucleici avrebbero potuto essere utilizzate per la prima volta per produrre proteine.

Comprendere le origini chimiche della vita è un aspetto fondamentale della scienza naturale e può informare la progettazione della futura biologia sintetica. Il dott. Megan Dowie, capo della medicina molecolare e cellulare dell’MRC, ha commentato:

Questo studio dimostra che la ricerca può rivelare affascinanti intuizioni sugli inizi della vita e dimostra l’importanza di sostenere la ricerca. Le scoperte nelle scienze della vita potrebbero consentire interessanti strategie future per la biologia artificiale.

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