Φανταστείτε το εξής: είναι η Γη, περίπου τέσσερια δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Δεν υπάρχουν ακόμα κύτταρα. Δεν υπάρχουν μεμβάνες για να περικλείουν οτιδήποτε. Μόνο μια ανακατεμένη, καυτή, χημικά εχθρική σούπα μορίων. Και κάπως, κάπου, το RNA—το μόριο που μεταφέρει τις γενετικές οδηγίες—πρέπει να επιβιώσει, να βρει άλλα μόρια RNA και να αρχίσει να κάνει τη χημεία που θα οδήγησε τελικά στη ζωή όπως τη γνωρίζουμε.
Πώς ακριβώς συνέβη αυτό; Είναι ένα από τα μεγαλύτερα αινίγματα της επιστήμης, και ειλικρινά, το γεγονός ότι είμαστε εδώ για να αναρωτιόμαστε γι’ αυτό είναι κάπως συναρπαστικό, αν σκεφτεί κανείς όλες τις πιθανότητες που έπρεπε να ξεπεραστούν.
Λοιπόν, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Μπάφαλο μόλις ανακάλυψαν κάτι συναρπαστικό που μπορεί να βοηθήσει να εξηγήσει τα πάντα. Και προσέξτε—όλα εξαρτώνται από ένα και μόνο άτομο οξυγόνος.
Το πρόβλημα του αυγού και της κλωσοπούλας της πρώιμης ζωής
Το θέμα με το RNA είναι το εξής: είναι εύθραυστο. Αν το εκθέσετε σε υπερβολική θερμότητα, οξύτητα ή σκληρές χημικές ουσίες, διασπάται. Στην πρώιμη Γη, αυτές οι συνθήκες ήταν πανταχού παρούσες.
Αλλά το RNA χρειάζεται επίσης να αλληλεπιδρά με άλλα μόρια RNA για να κάνει κάτι ενδιαφέρον—όπως να αναπαραχθεί, ή να καταλύσει αντιδράσεις, ή τελικά να οδηγήσει στις πρώτες πρωτεΐνες και εν τέλει στο DNA. Πριν από την ύπαρξη των κυττάρων, δεν υπήρχε μεμβράνη για να κρατά τα μόρια RNA μαζί σε ένα σημείο. Αυτά απλώς διαχέονταν στον απέραντο ωκεανό, σπανίως συγκρουόμενα μεταξύ τους.
Πώς λοιπόν το RNA κατάφερε να οργανωθεί αρκετά για να ξεκινήσει τη ζωή;
Εισαγωγή στα σταγονίδια
Οι επιστήμονες υποψιάζονται εδώ και καιρό ότι το RNA μπορεί να σχημάτισε το δικό του είδος προστατευτικών διαμερισμάτων—σταγονίδια που λειτουργούν σαν μικροσκοπικές υγρές φυσαλίδες χωρίς μεμβάνες. Σκεφτείτε τα σταγονίδια ελαίου στη σαλάτα, αλλά φτιαγμένα από RNA και νερό.
Αυτά τα σταγονίδια θα μπορούσαν να συγκεντρώνουν τα μόρια RNA σε ένα σημείο, αυξάνοντας τις πιθανότητες αλληλεπίδρασής τους. Θα προσέφεραν επίσης κάποια προστασία από το σκληρό περιβάλλον. Το ερώτημα ήταν: γιατί το RNA είναι τόσο καλό στο να σχηματίζει αυτά τα σταγονίδια εξαρχής;
Εδώ έρχεται η νέα έρευνα.
Ένα μικρό χημικό μυστικό
Αυτό που με συναρπάζει απολύως σε αυτή τη μελέτη είναι το εξής. Το RNA και το DNA συχνά περιγράφονται ως παρόμοια μόρια—το DNA είναι η μακροπρόθεσμη αποθήκη, το RNA είναι ο αγγελιοφόρος. Αλλά χημικά, διαφέρουν μόνο σε ένα μικροσκοπικό χαρακτηριστικό.
Κάθε μονάδα σακχάρου στο RNA έχει κάτι που ονομάζεται ομάδα 2'-υδροξυλίου (ή 2'-OH για συντομία). Το σάκχαρο του DNA δεν την έχει—αντί γι’ αυτήν έχει ένα άτομο υδρογόνου. Άρα μιλάμε κυριολεκτικά για ένα μόνο άτομο οξυγόνος συνδεδεμένο με ένα υδρογόνο, κάνοντας το RNA ελαφρώς πιο σύνθετο από το DNA.
Ένα. Άτομο. Οξυγόνου.
Αυτό είναι όλο.