Článek
Jak vlastně vznikl život na Zemi? Nový výzkum publikovaný vědci z britské Laboratoře molekulární biologie MRC v Cambridge nyní přináší možná dosud nejzajímavější stopu. Výzkumníkům se podařilo vytvořit malou RNA molekulu, která dokáže vytvořit kopii sebe sama i svého komplementárního protějšku. Pro biology jde o mimořádně důležitý krok směrem k pochopení počátků života.
RNA svět a otázka vzniku života
Nová RNA molekula, označovaná jako QT45, má pouhých 45 nukleotidů. To je překvapivě málo. Dosavadní experimentální RNA systémy byly výrazně větší a složitější, což vedlo část vědců k pochybnostem, zda vůbec mohly spontánně vzniknout na rané Zemi. QT45 ale ukazuje, že schopnost replikace může existovat i u velmi jednoduchých molekul.
RNA je dnes známá hlavně jako pomocník DNA. Přenáší genetické informace a podílí se na tvorbě bílkovin. Mnoho vědců však už desítky let předpokládá, že kdysi dávno mohla RNA zastávat obě role zároveň - uchovávat informace i provádět chemické reakce. Tato myšlenka je známá jako teorie „RNA světa“.
Podle této hypotézy mohl život začít právě ve chvíli, kdy některé RNA molekuly získaly schopnost vytvářet své kopie. Jakmile totiž existuje systém schopný kopírování s drobnými chybami, může začít evoluce. Objevují se nové varianty, některé fungují lépe než jiné a přírodní výběr postupně vytváří složitější chemické systémy.
Právě zde vstupuje do hry nový objev. QT45 totiž dokáže provádět dva klíčové kroky potřebné pro samoreplikaci. Vytvořit komplementární vlákno a následně z něj sestavit další kopii původní RNA. Systém se tak začíná podobat jednoduché formě molekulární reprodukce.
Průlomový experiment s samokopírující RNA
Je důležité zdůraznit, že vědci zatím „nevytvořili život“. RNA se stále nereplikuje plně autonomně a celý proces je velmi pomalý. Výzkum ukázal, že vytvoření kopií trvalo přibližně 72 dní a výtěžnost byla zatím nízká. Přesto jde o obrovský posun oproti minulosti, protože se podařilo ukázat, že i velmi krátké RNA molekuly mohou vykazovat vlastnosti potřebné pro evoluci.
Zajímavé je také prostředí, ve kterém experiment fungoval. Reakce probíhaly v mírně alkalickém ledu, což podporuje teorii, že život mohl vznikat v chladných oblastech rané Země. Led totiž dokáže molekuly koncentrovat a stabilizovat, čímž usnadňuje chemické reakce. Některé starší teorie přitom předpokládaly spíše horké oceánské průduchy nebo vulkanické oblasti.
Další výzkumy navíc ukazují, že základní stavební kameny RNA mohly vznikat přirozeně mnohem snadněji, než se dříve myslelo. Studie publikované letos naznačují, že minerály obsahující boráty mohly pomáhat stabilizovat ribózu, důležitou součást RNA a podporovat vznik prvních nukleotidů. Významnou roli mohly sehrát i meteority, které na mladou Zemi přinášely organické molekuly z vesmíru.
Co objev znamená pro budoucí výzkum života
Někteří vědci ale upozorňují, že RNA svět stále čelí velkým problémům. RNA je totiž chemicky poměrně nestabilní molekula a v přírodních podmínkách se snadno rozpadá. Kritici teorie také připomínají otázku takzvané homochirality, života založeného pouze na jedné „orientaci“ molekul nebo problém, jak se mohly první RNA řetězce vytvářet ve vodním prostředí. Diskuze kolem vzniku života proto zůstává velmi živá.
Přesto většina odborníků považuje nový experiment za mimořádně důležitý. Ukazuje totiž, že hranice mezi „neživou chemií“ a jednoduchými evolučními procesy nemusí být tak nepřekonatelná, jak se dříve zdálo. Pokud mohou malé RNA molekuly spontánně získat schopnost kopírování, otevírá to fascinující možnost, že vznik života nemusí být ve vesmíru tak vzácnou událostí.
Někteří astrobiologové už nyní upozorňují, že podobné chemické podmínky mohly existovat také na dávném Marsu nebo na ledových měsících Jupiteru a Saturnu. Hledání života ve vesmíru tak možná není jen otázkou nalezení buněk nebo organismů, ale i hledání jednoduchých samokopírujících molekul.
Každý podobný experiment nám připomíná, že život pravděpodobně nezačal náhle. Možná vznikal pomalu — z jednoduchých molekul, které se postupně naučily uchovávat informace, kopírovat samy sebe a nakonec evolučně soupeřit. A právě v těchto nenápadných chemických reakcích se možná zrodil celý biologický svět, jak ho dnes známe.
Zdroje
