Jak vznikl život? Uměle vytvořená molekula nabízí řešení

Záhada vzniku života na Zemi je variací na klasický problém slepice a vejce. Co bylo dříve? Molekula DNA, nesoucí dědičnou informaci, nebo bílkoviny, které se podle této informace tvoří, ale zároveň jsou pro fungování DNA nezbytné? Aktuální vydání časopisu Science popisuje jednu z možností, jak mohla roli „slepice" i „vejce" sehrát jediná molekula.

V dnešních organismech uzavřely nukleové kyseliny a bílkoviny nerozlučné spojenectví. Deoxyribonukleová kyselina (DNA) se nejdřív kopíruje do příbuzné RNA. Podle takto přepsaného návodu pak buňka vyrábí bílkoviny, které plní další důležité funkce. Tvoří buněčnou kostru, v podobě enzymů řídí biochemické reakce, zajišťují výměnu látek mezi buňkou a jejím okolím...

Ale bílkovinné enzymy jsou nezbytné i pro samotný proces kopírování DNA a pro přepis genetické informace do RNA. Takže informace zapsané v DNA mohou být přečteny pouze za pomoci bílkovinných enzymů, které se však právě podle těchto informací vyrábějí. Jak mohl tak složitý a do sebe uzavřený systém vzniknout?

Svět RNA

Elegantní, byť pouze teoretické řešení je známo už dlouho. Vznik života mohl být spojen s molekulou, která zvládala obě role současně: nesla dědičnou informaci a dokázala se kopírovat bez cizí pomoci.

Jedním z kandidátů na tuto pramolekulu je RNA, blízce příbuzná známější DNA. Thomas Cech a Sidney Altman před téměř třiceti lety prokázali, že tato molekula se může za jistých okolností kopírovat bez asistence bílkovinných enzymů. V roce 1989 za to oba dostali Nobelovu cenu za chemii

Jenomže RNA je stále poměrně složitá, protože cukry tvořící kostru jejího řetězce nevznikají z anorganických látek příliš ochotně. Je tedy obtížné představit si, že právě ona byla na samém počátku života.

Umělé „slepicovejce"

Tým vědců z amerického Scripps Research Institute v dnešním vydání časopisu Science popisuje uměle vytvořenou molekulu, která by vývoj života odstartovat mohla. Roli cukrů v ní totiž hrají aminokyseliny. A ty vznikají z anorganických látek relativně snadno. Prokázala to řada experimentů a vědci je odhalili i ve vesmíru.

Podobná molekula je známa už delší dobu, vědci ji však nyní vylepšili. Její složky jsou nyní vzájemně vázány mnohem volněji než v DNA, takže se mohou uvolňovat a připojovat i bez pomoci enzymů.

Není samozřejmě vůbec jisté, že první „živá" molekula vypadala právě takto. Je to však další ukázka toho, že řešení problému v principu existuje. Jak to na počátku života bylo doopravdy, se do detailu možná nikdy nedozvíme.

Foto: profimedia.cz, Science/AAAS