Britští vědci vytvořili umělou molekulu, která ukazuje, jak mohl vypadat život v nejranějších stadiích svého vývoje. V době, kdy ještě neexistovaly ani buňky se svým složitým biochemickým aparátem.
Záhada vzniku života na Zemi je variací na klasický problém slepice a vejce. Co bylo dříve? Molekula DNA, nesoucí dědičnou informaci, anebo bílkoviny, které se podle této informace tvoří, ale zároveň jsou pro fungování DNA nezbytné?
V dnešních organismech uzavřely nukleové kyseliny a bílkoviny nerozlučné spojenectví. Deoxyribonukleová kyselina (DNA) se nejdříve kopíruje do příbuzné RNA. Podle takto přepsaného návodu pak buňka vyrábí bílkoviny, které plní další důležité funkce. Mimo jiné v podobě enzymů řídí biochemické reakce.
Bílkovinné enzymy jsou nezbytné i pro sám 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.
Od té doby se vědci pokoušejí kopii "první živé molekuly" vytvořit. Dosud nejblíže k tomu dosud měla molekula RNA sestávající ze 189 písmen genetické abecedy, která dokázala řídit vznik řetězců dlouhých dvacet písmen.
Vědci z Medical Research Council v anglické Cambridge nyní v časopise Science představili stejně dlouhou molekulu, která umí pospojovat 95 písmen. Kopírovat sama sebe sice ještě neumí, ale posiluje naději, že něco takového je v principu možné.
Zatímco DNA tvoří dva řetězce, které jsou mezi sebou po celé délce propojené, RNA tvoří jediný řetězec, který se může na různých místech propojovat sám se sebou - jako kdybychom dlouhou tkaničku poskládali do složitých smyček a místa kontaktu sešili. Výsledná trojrozměrná struktura určuje katalytické vlastnosti molekuly.
Šlo to i jinak
Ale možná svět RNA nikdy neexistoval. Jiné týmy experimentují s alternativními molekulami. Existuje například molekula schopná nést dědičnou informaci a zároveň řídit vznik podobných molekul, jejímiž základními stavebními jednotkami jsou aminokyseliny, z nichž se dnes v buňkách tvoří bílkoviny. Jedná se o skutečného hybrida mezi DNA a bílkovinou.
Přesnou podobu "první živé molekuly" asi nikdy znát nebudeme. Je však zřejmé, že právě přes podobné "obojetné" molekuly se evoluce života ve svých počátcích mohla ubírat.
