Biologen aus den USA haben die Wahrscheinlichkeit einer alternativen Variante der Evolution des Lebens nachgewiesen, nach der RNA- und DNA-Moleküle gleichzeitig unter Umgehung des Stadiums der RNA-Welt entstanden sind, so ein Artikel in der Zeitschrift Angewandte Chemie.
„Selbst wenn Sie an die‚ Welt der RNA 'glauben, müssen Sie den Glauben und die Position annehmen, dass etwas gleichzeitig mit der RNA existiert und das Leben dazu beigetragen hat, sich in Richtung DNA und Proteine zu entwickeln. Warum nicht annehmen, dass DNA und RNA gleichzeitig entstanden sind, und nicht versuchen, die zweite mit verrückter Chemie in die erste zu verwandeln “, sagte Ramanarayanan Krishnamurthy vom Scripps Institute in La Jolla (USA).
Nach der heute allgemein anerkannten Theorie der "RNA-Welt" spielten RNA-Moleküle die Rolle von Proteinen und DNA in den ersten lebenden Organismen der Erde. Anschließend begannen Proteine, zelluläre Prozesse zu steuern, und DNA übernahm die Rolle eines Aufbewahrungsortes für genetische Informationen. Wissenschaftler experimentieren jetzt mit kurzen RNA-Molekülen, um die Ursprünge des Lebens in einem Labor zu replizieren.
Insbesondere molekulare Evolutionsbiologen versuchen heute zu verstehen, wie RNA-Moleküle durch ihre DNA-Gegenstücke ersetzt wurden. Die meisten Wissenschaftler gehen davon aus, dass dies allmählich geschah - zuerst erschienen die sogenannten "Chimären", Moleküle, die aus Verbindungen von RNA und DNA bestehen, und dann wurden RNA-Nukleotide allmählich durch die bekannten "Buchstaben" ersetzt, die in unserem genetischen Code enthalten sind.
Krishnamurti und seine Kollegen stellten fest, dass dies höchstwahrscheinlich nicht in der Realität geschehen konnte, nachdem sie untersucht hatten, wie stabil solche chimären "Hybride" von DNA und RNA sein würden. Zu diesem Zweck haben Wissenschaftler mehrere kurze Ketten "reiner" DNA- und RNA-Moleküle gesammelt, die aus 16, 10 und 6 "Buchstaben" -Nukleotiden bestehen.
Wissenschaftler haben einige dieser Moleküle so verarbeitet, dass einige der darin enthaltenen "Buchstaben" zu Analoga wurden, die in RNA oder DNA verwendet wurden, wodurch sie zu chimären "Hybriden" wurden, ähnlich den "Bausteinen des Lebens", die während des Ursprungs des Lebens existierten. Nachdem die Autoren des Artikels Lösungen für solche "Chimären" hergestellt hatten, erhitzten sie sie und verfolgten, wie schnell sie sich zersetzten.
Wie sich herausstellte, führte bereits die Zugabe eines fremden "Buchstabens" zu einer starken Abnahme der Stabilität der Moleküle, wodurch die Temperatur ihrer Zersetzung um 10 bis 20 Grad Celsius gesenkt wurde. Eine ähnliche Reaktion wurde sowohl bei DNA-Molekülen als auch bei RNA-Molekülen mit Änderungen in jeder Art von Buchstaben und den Bindungen zwischen ihnen beobachtet, was darauf hindeutet, dass alle Chimären von Natur aus extrem instabil sind.
Ihre Instabilität bedeutet, wie Krishnamurti zugibt, nicht, dass sie im Prinzip nicht in der primären "Suppe" der Ozeane der Erde existieren könnten, aber ihre Existenz in den ersten lebenden Zellen würde die Anwesenheit komplexer Enzyme erfordern, die solche Moleküle ständig "reparieren" und vor ihnen schützen würden zerfallen. Es ist höchst unwahrscheinlich, dass sie vor dem Erscheinen der ersten Proteine und DNA entstanden sind.
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Daher war laut Krishnamurti ein reibungsloser Übergang von der RNA-Welt zum modernen Leben unmöglich, was ihn zu der Annahme veranlasste, dass sowohl RNA als auch DNA gleichzeitig entstanden und dass das erste Leben beide in seinem Leben nutzen könnte. Ein solches Szenario stimmt seiner Meinung nach eher mit den Ergebnissen von Experimenten und dem überein, was wir in modernen Organismen sehen, als mit der Hypothese der "RNA-Welt".
