A legújabb csavar az élet eredetének történetén kettős spirál alakú. Kémikusok egy csoportja közel jár annak bizonyításához, hogy a DNS építőelemei spontán módon is kialakulhatnak a korai Föld vegyületeiből. Ha sikerrel járnak, az megnyitja a DNS az élet születése előtti időkre datálásának lehetőségét.

A DNS szinte az összes élet számára nélkülözhetetlen a Földön, a biológusok többsége mégis úgy véli, hogy az élet az RNS-sel kezdődött. Az RNS – akárcsak a DNS – genetikai információt tárol, mitöbb, az RNS komplex alakzatokba hajtogatható, képes más molekulákba kapaszkodni és felgyorsítani a kémiai reakciókat, ugyanúgy ahogy egy protein, ugyanakkor szerkezetileg egyszerűbb, mint a DNS, tehát könnyebben alakulhatott ki.

Több évtizednyi próbálkozást követően, 2009-ben a kutatóknak végre sikerült RNS-t létrehozniuk olyan vegyületekből, amik nagy valószínűséggel léteztek a korai Földön. Matthew Powner, aki jelenleg a University College London munkatársa, kollégáival sikeresen szintetizált két nukleotidot az RNS-t felépítő négyből. Vívmányuk azt sugallta, hogy az RNS spontán is kialakulhatott, jókora lökést adva az elméletnek, mely szerint az élet egy "RNS világban" kezdődött.

Powner azonban tovább folytatta kutatását és eredményei a fentiek újragondolására sarkalhatják a tudományos társadalmat. Legújabb munkájában DNS nukleotidokat próbál előállítani a 2009-es RNS kísérletekben alkalmazotthoz hasonló módszerrel, részeredményei pedig felettébb biztatóak. A nukleotidok egy foszfát és egy nitrogén tartalmú bázis molekulához csatolt cukorból tevődnek össze, láncolatuk alkotja a DNS-t. A DNS nukleotidok létrehozása bonyolultabb művelet, mint az RNS nukleotidoké, mivel a DNS másfajta cukrot használ, amivel nehezebb dolgozni.

Powner vegyületek egy csoportjával, melyek elméletileg már a korai Földön is jelen voltak, létrehozott egy cukrot, ami nagyban hasonlít a DNS-ben találhatóhoz. Ez a cukor egy AICA elnevezésű molekulához kapcsolódik, ami hasonlít egy bázishoz. Önmagában ez természetesen még messze nem elegendő, Pownernek az AICA-t egy bázissá kell alakítania és foszfátot kell hozzá adnia. Jelenlegi molekulája magába foglal egy nem kívánatos kénatomot, ami eddig segítette a reakciókat, most azonban el kell távolítani. Christopher Switzer, a riverside-i Kalifornia Egyetem szakértője szerint már csak pár évre vannak egy DNS nukleotidtól. "Ezen a ponton ez gyakorlatilag egy meghamisíthatatlan tény” – mondta.

Powner eredményeinek rendkívül fontos kihatásai lehetnek az élet eredetéről szerzett ismereteinkre. A prebiotikus kémia eddig szinte teljes egészében figyelmen kívül hagyta a DNS-t, komplexitása ugyanis azt sugallta, hogy nem alakulhatott ki önkéntelenül. "Mindenki csak azt hajtogatja, hogy RNS, RNS, RNS" – mondta Steven Benner, a floridai Alkalmazott Molekuláris Evolúció Alapítvány kutatója. Az általánosan elfogadott nézetek szerint az RNS-alapú élet végül azért alakult DNS-é, mert a DNS jobb az információ tárolásában, más szavakkal RNS organizmusok hozták létre az első DNS-t.

Ha ez igaz, hogyan hajtotta végre az élet ezt az átalakulást? A modern organizmusok képesek átalakítani RNS nukleotidjukat DNS nukleotiddá, de csak különleges enzimek alkalmazásával, amik energia és anyag tekintetében is igen sokba kerülnek az adott organizmus számára. "Tudnom kell, hogy a DNS hasznos számomra, mielőtt beleinvesztálok" – magyarázta Switzer, aki szerint máris hihetőbb a történet, ha a DNS nukleotidok természetesen voltak jelen a környezetben. Az organizmusok megkaparinthatták és használhatták azokat, idővel kifejlesztve saját DNS-ük létrehozásához szükséges eszközeiket, miután egyértelművé váltak számukra az előnyök, illetve miután a természetes készletek elkezdtek kimerülni.

Powner felvázolt egy másik alternatívát is, egy párhuzamos RNS és DNS világgal, melyben a két nukleotid típus elkeveredett egymással. Jack Szostak, Powner szerzőtársa, a Harvard Orvosi Egyetem Nobel-díjas tudósa bebizonyította, hogy a DNS és RNS nukleotidok elegyével rendelkező úgynevezett "keverék" molekulák képesek a tiszta RNS egyes funkcióit elvégezni. Powner elképzelhetőnek tartja, hogy az élet ezeknek a hibrid molekuláknak a felhasználásával indult el, fokozatosan tisztítva meg azokat DNS-re és RNS-re.

Benner szerint az első élet a lehető leghamarabb tiszta DNS-t és RNS-t alkalmazott, mivel mindkettő jobban működik, mint a keverék molekulák, jelenleg azonban nincs semmi amiből pontosan megmondhatnánk, mikor kezdte el az élet a DNS-t használni, így bárki kedvére spekulálhat.

Forrás: SG