V prvotní "polévce", která dala vznik životu na Zemi byly organické molekuly. Ty se pospojovaly a vytvořily první nukleový řetězec. A to byl onen první článek, který se dokázal replikovat. Podle nyní nejuznávanější teorie byly těmito prvními molekulami řetězce ribonukleové kyseliny, zkráceně RNA. Molekuly RNA jsou prakticky identické s molekulami DNA (deoxyribonukleové kyseliny), která je základem přenosu informace a která se v procesu dělení buněk předává z pokolení na pokolení.
Dnes již v procesu množení buněk hrají molekuly RNA jakési druhé housle. Jejich úkol spočívá v kopírování informace uložené v DNA. Starají se tedy především jen o přepis informací do tvořících se proteinů - základních stavebních kamenů tvořících buňky. Vzniklé proteiny se pak účastní chemických reakcí v buňce a zajišťují vlastní životní funkce buňky.
Podle výzkumníků ale vše nasvědčuje tomu, že prvotní řetězce RNA měly dvojí úlohu. Ta první spočívala v uchování informace při svém množení (dnes tuto funkci převzala DNA). Druhá z funkcí molekul RNA spočívá v aktivní účasti na chemických reakcích - tedy na aktivitě buněk. Právě z důvodu dvojí funkce jsou tyto jednotky nazvané ribozymy (spojení slov ribozom a enzym). Teorie vzniku života z ribozymů měla dosud jeden velký problém.
Při každém předávání kódu na další pokolení vznikají chyby. Je-li těch chyb hodně, systém nemůže být funkční. Proto má každý takový systém opravný mechanismus. A právě na tom uznání této teorie vzniku života za účasti ribozymů nebylo všeobecně přijímáno. Matematici spočítali, že ribozymy nemohou být dostatečně velké (dlouhé) aby byly schopny opravovat chyby při přepisu (mutace). Vyplývalo z toho, že ribozymy nebyly schopny obsahovat dost genů na to, aby se vytvořil ani ten nejjednodušší organismus.
Výzkum vedený Mauro Santosem ze Španělska a dvěma vědci z Maďarska ukázal, že práh chybovosti, tedy maximální počet chyb, které se mohou objevit v průběhu procesu replikace ribozymů, bez toho aniž by tona nich zanechalo vážnější následky, ,je vyšší než se soudilo. To v praxi znamená, že první riboorganismy (protobuňky ve kterých je RNA odpovědná za genetickou informaci a současně metabolické funkce), mohly mít svůj RNA genom mnohem větší. Klidně mohl obsahovat 100 různých genů. Přičemž každý z genů mohl mít délkou 70 bází ( nebo sto genů, každý o délce 70 bází). Zde stojí za to podotknout, že v nynějších buňkách má RNA, která zajišťuje přepis informací z DNA, také délku přibližně 70 bází.
Toto zjištění tedy značně uvolnilo podmínky, nutné pro vznik prvního organismu. Podle vědců zmíněné množství 70 až 100 genů stačilo k tomu, aby jednoduchá forma života měla dostatek funkcí k vykonávání svých aktivit. Tento "pokles" nutných genů k zajištění všech životních funkcí za současného zajištění dlouhodobé stability systému je na objevu to nové, co činí teorii vzniku života z ribozymů mnohem pravděpodobnější. Ještě nedávno se na základě analýz zaměřených na minimum genů (tehdy šlo o geny v DNA), jež jsou schopny zajistit přežívání bakterie, usuzovalo o počtu přibližně 200 genů. V prvotních riboorganismech ale stačilo k zajištění nezbytných funkcí mnohem méně genů. Je tomu tak proto, protože dnešní organismy mají hodně genů jen na to, aby překládaly informace z DNA do RNA systému. Tento přepis u prvotních organismů založených pouze na principu RNA, nebyl potřeba a fungování života mohla být zajištěno s menším množstvím genů.
Tímto poznatkem se již také vznik života nejeví tak nepravděpodobný, protože první živoucí formy mohly existovat s mnohem menším počtem genů než se dosud soudilo. Pravděpodobně k tomu stačilo pouhých 70 - 100 RNA genů.
Pramen: Nature Genetics
Diskuze:
