I vulcani hanno acceso la scintilla della vita | illvet.se

I ricercatori della Foundation for Applied Molecular Evolution negli Stati Uniti hanno mescolato una miscela di molecole organiche per imitare i primi passi nell’origine della vita. Altri ricercatori lo hanno già fatto.

La novità, però, è che i ricercatori americani hanno aggiunto un ingrediente in più, che quasi magicamente ha fatto la differenza.

Il nuovo componente è qualcosa chiamato vetro basaltico, che si forma quando la lava si raffredda rapidamente, ad esempio quando incontra l’acqua. Quando è stato aggiunto il vetro, sono stati prodotti lunghi filamenti di RNA che, secondo la teoria prevalente, hanno costituito la spina dorsale della prima infanzia.

L’RNA svolge tutte le funzioni

Oggi tutte le forme di vita dipendono dalla molecola del DNA, che contiene l’informazione genetica delle cellule. Il DNA, che ha la forma di un doppio filamento attorcigliato, contiene file di quattro diversi elementi costitutivi, chiamati nucleotidi, ognuno dei quali porta una base.

I nucleotidi sono anche chiamati lettere dell’alfabeto genetico, perché formano codici diversi, nello stesso modo in cui l’ordine delle lettere può formare parole diverse.

L’RNA contiene anche nucleotidi, ma a differenza del DNA, è costituito da un solo filamento.

L’RNA svolge un ruolo fondamentale nel funzionamento delle cellule, trasmettendo informazioni genetiche dal DNA alle fabbriche proteiche della cellula, i ribosomi. Sulla base della ricetta genetica dell’RNA, i ribosomi producono proteine ​​che svolgono importanti funzioni nelle cellule.

Tuttavia, l’RNA è più di un semplice messaggero. I filamenti di RNA possono ripiegarsi in modi speciali, quindi hanno altre funzioni e, tra le altre cose, possono produrre proteine ​​e fare copie di se stessi.

La capacità dell’RNA di svolgere molti dei processi centrali della vita ha aperto la strada all’idea che fosse il motore originale delle prime forme di vita primitive.

Questa idea è chiamata l’ipotesi del mondo dell’RNA. Il punto dell’ipotesi del mondo dell’RNA è che l’RNA era responsabile di tutto ciò che il DNA e le proteine ​​fanno nelle moderne forme di vita. Pertanto, per iniziare la vita era necessaria solo una “invenzione”, l’RNA.

Tuttavia, la debolezza dell’ipotesi del mondo dell’RNA è che non spiega come sia nata la prima molecola di RNA. Pertanto, i ricercatori hanno cercato a lungo ambienti in cui può verificarsi la formazione spontanea di RNA, il che ha portato a diverse idee molto diverse.

Uno sguardo nuovo alla culla della vita

Alcuni ricercatori Lui pensa che il primo RNA abbia avuto origine in piccoli laghi che alternativamente si drenavano e si riempivano d’acqua. L’idea è che i continui cambiamenti abbiano favorito la formazione di filamenti di RNA.

Un’altra idea è che la prima molecola di RNA del pianeta si sia formata nelle sorgenti calde nelle profondità dell’oceano. In tali fonti ci sono strutture ricche di minerali simili a camini che potrebbero aver sequestrato e concentrato le molecole organiche che compongono l’RNA. simulazione ha mostrato che questo potrebbe portare alla formazione di RNA, ma solo da filamenti molto corti.

La terza teoria è che i cristalli di ghiaccio potrebbero aver favorito la formazione di filamenti di RNA. È un Rna più stabile a temperature più basse e tentativo Mostrano che l’RNA è più efficace nel risolvere compiti per le proteine ​​in ambienti al di sotto del punto di congelamento. Tuttavia, è molto improbabile che ci fosse ghiaccio sul pianeta quando si formarono le molecole di RNA.

La nuova teoria, in cui il vetro di basalto gioca un ruolo importante, è più coerente con le condizioni che prevalevano sulla Terra al momento dell’emergere della vita circa quattro miliardi di anni fa.

Le violente eruzioni vulcaniche in tutto il pianeta hanno contribuito all’abbondanza di vetro basaltico, che potrebbe essere stato il fattore critico nella formazione dei filamenti di RNA. Il vetro, che ha facilitato le reazioni chimiche senza farne parte, funge quindi da catalizzatore.

I ricercatori americani guidati dalla biologa molecolare Elisa Biondi hanno escogitato una serie diversa un’esperienza Con campioni di quattro tipi di vetro, compreso il vetro di basalto. I campioni sono stati frantumati e sterilizzati prima di essere spruzzati in una soluzione acquosa dei quattro elementi costitutivi dell’RNA.

Le miscele sono state quindi lasciate riposare per un massimo di otto mesi. Nel frattempo, i ricercatori hanno prelevato piccoli campioni e ne hanno analizzato il contenuto.

Le analisi hanno mostrato che nei campioni con vetro di basalto c’erano grandi molecole di RNA con un massimo di 200 nucleotidi, mentre negli altri campioni non c’erano affatto molecole di RNA.

“Volevamo indagare sulla possibilità di assemblaggio di nucleotidi, ma trovare molecole di RNA così grandi è stato del tutto inaspettato. Siamo rimasti sorpresi e deliziati”, afferma Biondi.

In effetti, i risultati furono così straordinari che i ricercatori non osarono crederci. Pertanto, hanno ripetuto gli esperimenti più volte e hanno lasciato le miscele per un periodo di tempo sempre più lungo. Tuttavia, non c’erano dubbi: la miscela di nucleotidi e vetro di basalto ha dato origine a grandi molecole di RNA.

L’esperimento mostra così come le prime molecole complesse di RNA possano nascere spontaneamente.

I meteoriti hanno piantato i semi della vita

La domanda successiva quindi è da dove provengono gli elementi costitutivi dell’RNA ei loro nucleotidi e basi associati.

Potrebbe essersi formato qui sulla Terra, ma è molto più probabile che si sia formato nello spazio. Nei meteoriti, scienziati è stato trovato Tutte e quattro le basi sono nell’RNA, quindi i mattoni della vita probabilmente provengono dall’esterno.

Sebbene i ricercatori abbiano ora una possibile spiegazione di come sia nato il mondo dell’RNA, non possono essere sicuri che sia davvero così.

“I nostri risultati sono una forte prova dell’esistenza di un mondo a RNA. Potremmo non essere in grado di descrivere esattamente come è nata la vita, ma possiamo mappare i principi alla base di questo processo”, afferma Elisa Biondi.

Qui sulla Terra, il vetro basaltico che era all’origine della vita è scomparso da tempo. Le forze tettoniche attirano costantemente materiale dalla superficie terrestre più in profondità nella terra, quindi ogni traccia del mondo rna è persa per sempre.

Pertanto, potremmo aver bisogno di rivolgere lo sguardo al nostro vicino nel sistema solare per vedere come si sono uniti i mattoni morti della prima vita. A differenza della Terra, Marte non ha una tettonica a placche, quindi in superficie rimane un antico vetro basaltico.

Quattro milioni di anni fa, Marte aveva un clima molto più caldo, vulcani attivi e acqua sulla sua superficie e, come la Terra, il pianeta veniva spesso colpito da meteoriti.

Quindi, in linea di principio, la vita potrebbe aver avuto origine su Marte. Forse è qui che troviamo la risposta a come è nata la vita sul nostro pianeta.