Kde se vzal pozemský život? Ponecháme-li stranou více či méně výstřední představy o mimozemském původu života, které nám ve skutečnosti příliš nepomáhají osvětlit počátek všeho živého na Zemi, tak musel život vzniknout tady na planetě a jak se zdá, vznikl docela rychle. Vlastně se objevil prakticky hned, jak naše planeta vychladla po brutálním meteoritickém bombardování před 4 až 3,8 miliardami let.


Díky intenzivnímu výzkumu prastarých hornin, pocházejících povětšinou z vyprahlé Západní Austrálie, máme ucházející představu o živých organismech z doby před 3,5 až 3,8 miliardami let. Co ale předcházelo vznik nejstarších buněk, to je pro nás stále záhadou. Fosilní nálezy z těch dob jsou nesmírně vzácné, ale i kdybychom jich měli spoustu, tak je otázkou, k čemu by nám byly dobré. Předbuněčné struktury totiž nejspíš nebudou v miliardy let starých horninách příliš patrné. Nějaké možnosti ale přece jenom máme.


Tommaso Bellini z Milánské univerzity a jeho kolegové teď v časopisu Nature Communications uveřejnili nový scénář, který popisuje nebiologický původ nukleových kyselin, bez nichž se žádné teorie o vzniku života neobejdou. Mezi lidmi se doposud těší značné popularitě takzvaný RNA svět, nebo též poněkud frivolně ribosvět, v němž se pozemský život postupně vynořuje z pestrého klubka rozmanitých řetězců RNA. V RNA světě jsou tyto řetězce RNA ve skutečnosti ribozymy, tedy ribonukleové kyseliny, které zároveň fungují jako enzymy. Některé z nich dokonce mohou syntetizovat nové řetězce RNA ze základních stavebních prvků – nukleotidů.


Ribosvět je pozoruhodný a bylo by fajn, kdyby sám o sobě postačoval k vysvětlení původu pozemského života. Nicméně, Bellini a spol. tvrdí, že RNA řetězce jsou příliš specializované na to, aby vznikly náhodnými chemickými reakcemi. Proto vymysleli realistickou alternativu nebo spíš vlastně doplňující scénář, který založili na pozoruhodném experimentu.


Vědcům se povedlo prokázat, že se útržky DNA o délce pouhých několik nanometrů samovolně uspořádávají do podoby tekutých krystalů. Tyto tekuté krystaly mají tu schopnost, že usnadňují vznik chemické vazby, spojující jednotlivé útržky DNA do větších řetězců, aniž by jim přitom pomáhal nějaký biologický mechanismus. Tekuté krystaly jsou stavem hmoty, která je na pomezí mezi kapalným a pevným skupenstvím. Mohou téct jako kapalina, ale zároveň mají uspořádané molekuly podobně, jako krystaly. Badatelé jsou přesvědčeni, že obdobným způsobem se samovolně organizovaly první kousky řetězců DNA a RNA, které se objevily během vznikání života na Zemi.


Tento výzkumný tým už několik let zkoumá hypotézy, podle nichž se první řetězce nukleových kyselin na Zemi zjevily díky své unikátní struktuře a schopnosti samovolné organizace. Bellini a spol. navrhují, že se na úsvitu života, před vznikem RNA světa, samovolně objevovaly krátké řetězce nukleových kyselin, které se pak propojily do delších řetězců, schopných nést spoustu genetických informací. Autoři studie jsou přesvědčeni, že za vhodných podmínek mohly řetězce nukleových kyselin vznikat jako na běžícím pásu a vytvořit tak podmínky pro bouřlivý rozvoj RNA světa.



Video:  Jack Szostak (Harvard/HHMI) Part 1: The Origin of Cellular Life on Earth.

Literatura
University of Colorado, Boulder 6. 4. 2015, Nature Communications 6: 6424, Wikipedia (Liquid crystal).