Sind Protein, DNA oder RNA zuerst gekommen?

Ob DNA, RNA oder Proteine ​​an erster Stelle stehen, ist ein Henne-oder-Ei-Problem.

Wesentliche Beweise deuten darauf hin, dass sich alles Leben auf der Erde heute aus einem gemeinsamen gemeinsamen Vorfahren entwickelt hat. Der Prozess, durch den dieser gemeinsame Vorfahre aus nichtlebender Materie gebildet wird, heißt Abiogenese. Wie dieser Prozess ablief, ist noch nicht vollständig geklärt und noch Gegenstand der Forschung. Unter den Wissenschaftlern, die sich für den Ursprung des Lebens interessieren, ob Proteine, RNA oder ein anderes Molekül an erster Stelle steht, ist ein heiß diskutiertes Thema.

Proteine ​​zuerst

Im berühmten Urey-Miller-Experiment mischten Wissenschaftler Methan, Wasser, Ammoniak und Wasserstoff, um die Atmosphäre der frühen Erde zu simulieren. Als nächstes feuerten sie elektrische Funken durch diese Mischung, um den Blitz zu simulieren. Dieser Prozess führte zu Aminosäuren und anderen organischen Verbindungen, was zeigt, dass Bedingungen wie auf der frühen Erde Aminosäuren, die Bausteine ​​von Proteinen, bilden können.

Aber von einer Mischung von Aminosäuren in Lösung zu einem intakten, funktionierenden Protein zu kommen, wirft viele Probleme auf. Zum Beispiel neigen Proteine ​​im Laufe der Zeit dazu, auseinander zu brechen, statt sich zu längeren Molekülketten zusammenzulagern. Auch stellt die Frage, ob Proteine ​​oder DNA zuerst auftraten, ein bekanntes Huhn-oder-Ei-Problem dar. Proteine ​​können chemische Reaktionen katalysieren, und DNA kann genetische Information speichern. Keines dieser Moleküle alleine reicht jedoch für das Leben aus; DNA und Proteine ​​müssen vorhanden sein.

RNA zuerst

Eine mögliche Lösung ist der so genannte RNA-World-Ansatz, bei dem RNA entweder vor Proteinen oder DNA vorkam. Diese Lösung ist attraktiv, weil RNA einige der Eigenschaften von Proteinen und DNA kombiniert. RNA kann chemische Reaktionen genauso wie Proteine ​​katalysieren und genetische Information wie DNA speichern. Und die zelluläre Maschinerie, die RNA verwendet, um Protein zu synthetisieren, besteht zum Teil aus RNA und ist auf RNA angewiesen, um ihre Aufgabe zu erfüllen. Dies legt nahe, dass RNA in der frühen Geschichte des Lebens eine entscheidende Rolle gespielt haben könnte.

RNA-Synthese

Ein Problem mit der RNA-Welt-Hypothese ist jedoch die Natur der RNA selbst. RNA ist ein Polymer oder eine Kette von Nukleotiden. Es ist nicht ganz klar, wie diese Nukleotide entstanden sind oder wie sie unter frühen Erdzuständen zu Polymeren zusammengewachsen wären.

Im Jahr 2009 schlug der britische Wissenschaftler John Sutherland eine praktikable Lösung vor, indem er ankündigte, dass sein Labor einen Prozess gefunden habe, der Nukleotide aus Bausteinen bauen könnte, die wahrscheinlich auf der frühen Erde vorhanden waren. Es ist möglich, dass dieser Prozess zu Nukleotiden geführt haben könnte, die dann durch Reaktionen entlang der Oberfläche mikroskopischer Tonschichten miteinander verknüpft wurden.

Metabolismus zuerst

Obwohl das RNA-First-Szenario unter den Wissenschaftlern, die sich mit der Entstehung des Lebens befassen, sehr beliebt ist, gibt es eine andere Erklärung, die vorschlägt, dass der Stoffwechsel vor RNA, DNA oder Protein kam. Dieses Metabolismus-erste Szenario deutet darauf hin, dass das Leben in der Nähe von Hochdruck- und Hochtemperaturumgebungen wie Tiefsee- und Heißwasserentlüftungen entstanden ist. Diese Bedingungen führten zu Reaktionen, die durch Mineralien katalysiert wurden, und führten zu einer reichen Mischung organischer Verbindungen. Diese Verbindungen wurden wiederum zu Bausteinen für Polymere wie Proteine ​​und RNA. Zur Zeit der Veröffentlichung gibt es jedoch nicht genügend Beweise, um abschließend zu erklären, ob der Metabolismus-zuerst- oder RNA-Welt-Ansatz korrekt ist.

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