Jak powstało życie?

REKONSTRUKCJA WYDARZEŃ

Po zaznajomieniu się z wynikami śledztwa, przedstawionymi przez wszystkich detektywów, możemy pokusić się o próbę hipotetycznej rekonstrukcji wydarzeń:

1. Oceany przed 3,8 mld lat obfitowały w fosforany i formaldehyd. Podobnie mogło być z formaldehydem spadającym do takich lądowych kałuż wraz z deszczem. Z czasem formaldehyd kondensował z utworzeniem monosacharydów. One zaś mogły wiązać grupy fosforanowe, by zamienić się w fosfocukry (reakcje katalizowane np. przez piryt).

2. Fosfocukry formują prymitywne cykle, powstaje pierwszy cykl autoreplikujący się. Reakcje zachodzą bardzo powoli, gdyż nie są katalizowane.

3. Powstaje otoczka komórkowa oparta na polisacharydach (?).

4. Tworzą się pierwsze polimery informacyjne, oparte na kwasie polifosforybozowym.

5. Do polimeru podłączone zostają reszty aminokwasów, produkowanych w atmosferze gazów redukujących, wskutek wyładowań atmosferycznych. Powstają polimery o zdolnościach katalitycznych.

6. Polimery katalizują reakcje metaboliczne i dołączanie randomiczne HCHO, NH3, CO2 na innych polimerach, co prowadzi do powstania zasad azotowych i w konsekwencji RNA.

7. Powstają pierwsze 100-200 nukleotydowe rybozymy, które mogą katalizować reakcje metaboliczne, replikować się z udziałem interkalujących związków porfirynowych i/lub dzięki wzajemnym wspieraniu się (hipercykle). Na początku w ich skład wchodzi przypuszczalnie tylko guanina i cytozyna.

8. Powstają pierwsze cząstki tRNA, do których podłączają się stopniowo aminokwasy (najpierw glicyna, alanina, walina, kwas asparaginowy). Następuje prymitywna synteza białek na matrycy prymitywnego mRNA.
Skomplikowane kompleksy rybozymów zaczynają wspomagać biosyntezę białek. Powstają pierwsze rybosomy.

9. Aminokwasy „tylko L” i cukry tylko „D” utrwalają się w przodkach obecnych organizmów. Przypuszczalnie odpowiada za to wspomaganie przez reakcje, w których brały udział te związki przez powierzchnie faworyzujące aminokwasy L i cukry D. Nie należy też lekceważyć teoretycznych rozważań fizyków, którzy mówią, że rozpad beta jest w stanie zdestabilizować bardziej aminokwasy D niż L. Jak obliczono, do prawie pewnej wygranej aminokwasów L w wyniku tego nieco selektywnego procesu, potrzebne byłoby 15 000 lat. Hipotezę tę trudno więc przetestować w laboratorium (problem 7).

10. W wyniku powstania białek, RNA zostaje zamieniony na stabilny, dwuniciowy DNA. Następuje rozdział funkcji pomiędzy białka (enzymy, składniki budulcowe) i DNA (zapis informacji genetycznej). Białka zaczynają odczytywać informację z DNA, syntetyzując na podstawie jego sekwencji prymitywne mRNA. Powstaje transkrypcja.

WYNIK: Organizm żywy, jednokomórkowy, uzyskujący energię ze źródeł zewnętrznych, mający swoją błonę komórkową, materiał genetyczny, maszynerię enzymatyczną, zdolność zapisu genetycznego i biosyntezy białek.


ZAKOŃCZENIE

Czy zauważył Czytelnik jak często w tym rozdziale pojawiły się pochodne wyrazu „może”? Wywody są często mgliste, a cała ta rekonstrukcja jest jednym, wielkim domniemaniem. Są to tylko próby odpowiedzi na postawione trudne biogenetyczne problemy i propozycje rozwiązań. Niewielu rzeczy tutaj tak naprawdę jesteśmy pewni. Ale samo postawienie problemów jest już osiągnięciem.

Tibor Ganti - zbudował abstrakcyjny model systemu żywego. Można więc powiedzieć, że wyznaczył pewne ramy, granice zbioru życia. Nie uzyskujemy jednak od niego konkretnych informacji o tym, jak skonstruować sztucznie komórkę żywą w labolatorium, najlepiej identyczną z tą pierwotną, sprzed 3 mld lat. Co dokładnie i kolejno robić ?

Mówiąc językiem detektywów, dzięki niemu wiemy tylko do jakiej grupy mógł należeć „przestępca”.
Badając ślady, jakie pozostawił w obecnie istniejących komórkach (cykl pentoz oparty na fosfocukrach, rybozymy, biosynteza puryn i pirymidyn, uniwersalny kod genetyczny, te same kwasy nukleinowe RNA i DNA, jedność aminokwasów) możemy starać się szkicować jego coraz bardziej szczegółowe portrety pamięciowe, a właściwie „śladowe”.

To wszystko co możemy zrobić. Na zawsze nieznane pozostanie miejsce i czas powstania życia, nigdy nie dowiemy się konkretnie jak wyglądała prakomórka, jaki dokładnie miała metabolizm i materiał genetyczny. A zatem samego „przestępcy” nie złapiemy już nigdy. Czy jednak musimy go znać...?

Maciej Panczykowski

Artykuł pochodzi z Wortalu Nauk Przyrodniczych Autora: http://mpancz.webpark.pl
Dziękujemy za zgodę na publikację tekstu.