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Einige Chemiker argumentieren, dass die Entstehung des RNA-Moleküls (hier in doppelsträngiger Form gezeigt) möglicherweise eine markiert die Ursprünge des Lebens auf der Erde.

Wenn das Leben mit RNA begann — wie eine Theorie behauptet -, wären die ersten RNA-Moleküle aus einfachen Bestandteilen auf der frühen Erde entstanden., In einem Schritt zur Unterstützung dieser „RNA-Welt“ – Theorie haben Biochemiker nun gezeigt, dass alle vier Hauptkomponenten von RNA unter Bedingungen, die vor Milliarden von Jahren auf unserem Planeten vorhanden gewesen sein könnten, effizient aus einfachen Chemikalien zusammengesetzt werden können.

Eine 2009 veröffentlichte Studie beschrieb eine einfache Möglichkeit, zwei der RNA-Bausteine, Ribonukleotide1, zu erstellen. Und in einem Papier, das am 12 May in Science veröffentlicht wurde, zeigen Wissenschaftler jetzt einen einfachen chemischen Weg zur Bildung der beiden anderen.,

„Es ist ein sehr schönes Stück Arbeit und sicherlich vergleichbar mit der Bedeutung, 2009 Papier,“ sagt Gerald Joyce, eine origins-of-life-Forscher am Scripps Research Institute in La Jolla, Kalifornien. Doch wer andere Erklärungen für die Herkunft des Lebens favorisiert, wird nicht geschwächt. Während Chemiker nach Wegen gesucht haben, RNA aus Pools einfacher Chemikalien in warmem Wasser zu erzeugen, sind dies möglicherweise nicht die plausibelsten Bedingungen für die Anfänge des Lebens auf der Erde, argumentieren sie.,

RNA von Grund auf neu

RNA, ein komplexes Polymer, das mit DNA verwandt ist, kann chemische Reaktionen katalysieren und sich sogar selbst duplizieren — was einige zu der Annahme veranlasst, dass seine Entstehung ein sprunghaftes Leben haben könnte. Aber in modernen Zellen braucht es eine Menagerie von Enzymen, die auf der ursprünglichen Erde nicht vorhanden gewesen wären, um einen RNA-Strang zu bilden. Chemiker haben also versucht, einfachere Wege zu finden.,

Die Ribonukleotidbausteine des Moleküls bestehen selbst aus drei Teilen: einem Zuckermolekül, einer Phosphatgruppe und einer der vier Basen, die das Alphabet des genetischen Codes der RNA bilden — Adenin, Uracil, Cytosin und Guanin. In der 2009-Arbeit fanden John Sutherland, ein Biochemiker an der Universität von Cambridge, Großbritannien, und seine Mitarbeiter einen Weg, Uracil und Cytosin aus einfachen Inhaltsstoffen zu synthetisieren.,

Jetzt haben der Bio-Chemiker Thomas Carell von der Ludwig-Maximilians-Universität in München und sein Team gezeigt, wie sich die beiden anderen Basen Guanin und Adenin aus einfacheren Molekülen bilden und sich spontan mit dem Zuckermolekül verbinden können, wodurch ein Vorläufer für das vollständige Ribonukleotid entsteht, das als Nukleosid bezeichnet wird. Sie haben noch nicht gezeigt, wie der Prozess durch Hinzufügen einer Phosphatgruppe abgeschlossen werden kann., Zu den Ausgangsstoffen ihrer Forschung gehören Aminopyrimidine, die sich wiederum aus Molekülen zusammensetzen können, die die Rosetta-Sonde der Europäischen Weltraumorganisation auf dem Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko entdeckt hat.

Tiefsee-Rivale

„Es ist eine sehr feine Chemie“, sagt Bill Martin, Mikrobiologe an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf in Deutschland. Aber er und andere halten nicht an der RNA-Welthypothese fest. Martin ist ein Befürworter einer gegensätzlichen Ansicht, dass das Leben wahrscheinlich unter alkalischen Bedingungen in heißen Tiefsee-Lüftungsöffnungen entstanden ist., Dort, so das Argument, hätten geologische Bedingungen Gradienten in der Konzentration von Protonen über Poren in Gesteinen bilden können — eine sehr einfache Version des Protonenflusses über Membranen, den jede lebende Zelle heute zur Erzeugung chemischer Energie verwendet. Sobald die Energieflüsse entstanden sind, die für das Fortbestehen des Lebens notwendig sind, könnten sie zur Schaffung einfacher organischer Moleküle und Zellen geführt haben.

Aus dieser Sicht ist die RNA-from-Scratch-Chemie für die Entstehung des frühesten Lebens nicht relevant., „Ich bleibe skeptisch, dass es jeden Prozess widerspiegelt, der daran beteiligt war, wie wir — unsere Vorfahren — entstanden sind“, sagt Martin.