Skip to content

Kouzelná tři písmenka: R, N, A: Jak stojí za vznikem života?

Za pozemským životem stojí molekuly ribonukleové kyseliny (RNA). A ty mohou koneckonců stát i za jeho vznikem. RNA sice nedosahuje schopností DNA, dokáže však uskutečňovat určité látkové výměny.

RNA má podobně jako DNA spirálovitou strukturu tvořenou opakováním čtyř základních prvků. Na rozdíl od dvojité šroubovice DNA ji však tvoří jen jednoduchá spirála a nukleotid thymin tu je nahrazen uracylem. Avšak i RNA je schopna nést genetickou informaci, což si ostatně mnohokrát vyzkoušela u některých virů. Nedá se vyloučit, že osamocené nukleotidy plavaly v jakési prapolévce z organických látek a náhodně vytvořily spirálu RNA. Vzniklé miniaturní objekty se pak dokázaly zkopírovat a otevřely dveře k DNA. Z ní pak mohly vzniknout ty nejjednodušší jednobuněčné organismy.

Raná Země připomínala spíš peklo než cokoliv jiného.

Co provádí ribonukleová kyselina v současných organismech? Inu, nejedná se o žádnou neplechu. Hraje zásadní úlohu v procesu zvaném proteosyntéza. Mají tedy v podstatě na starosti výrobu proteinů (bílkovin). Tato výroba je celkem složitý proces a je k ní potřeba jeden malý „fígl“. Nová bílkovinná molekula totiž vzniká postupným přidáváním jednotlivých aminokyselin do řetězce za sebe. Chemická vazba, jíž jsou spojeny, však nevznikne samovolně. Je k ní potřeba jednotlivé aminokyseliny mírně popohnat. Toto postrčení, čili katalýzu reakce, mají na svědomí zejména ty typy RNA, které tvoří ribozómy, buněčná zařízení mající syntézu proteinů na starosti. Na počátku 80. let minulého století začali biochemici objevovat další typy molekul RNA s katalytickými vlastnostmi. Získaly i podobný název: ribozymy.

Výzkum RNA v laboratořích odkrývá její tajemství.

To ovšem není jen tak. Ve chvíli, kdy vědci zjistili, že RNA může disponovat těmito vlastnostmi, zbystřili. Není to stopa vedoucí ke zjištění, jak vlastně vznikl život? Proteiny jsou totiž dnes kódovány výhradně v DNA. K tomu, aby mohly být přepsány do RNA, je k zapotřebí určitý „vercajk“ v podobě určitých enzymů. Ty však kupodivu nejsou ničím jiným, než specializovanými proteiny. Avšak možnosti tu jsou. Mají podobu právě ribozymů. Co kdyby právě ony stály za vznikem života? Jsou nukleovou kyselinou, která dokáže uchovat informaci a současně dokážou fungovat jako katalyzátor. Co když někdy na úsvitu věků existoval jakýsi RNA svět, ve kterém molekuly RNA uměly své vlastní informace kopírovat? A protože by toho časem bylo na RNA moc a byla by přepracovaná, někdy později zodpovědnost za nošení genetických informací přenesla na svého sourozence DNA a sama se už věnovala jen funkci katalyzátoru. Je tu však několik otázek. Tou první je, zda v dávných dobách, kdy se Země otáčela o sto šest a probíhaly na ní ty nejbouřlivější procesy, nějaké ribozomy skutečně existovaly. Stroj času k dispozici lidstvo nemá, takže přiblížit se ke zjištění daného stavu věcí by šlo jedině a pouze v laboratorních podmínkách. Někteří badatelé sice při experimentech získali látky podobné ribozomům, avšak k těm, jaké existují v živých organismech, měly hodně daleko. Je tu navíc ještě jeden problém. Katalytické vlastnosti RNA sice opravdu existují, ale jsou velmi slabé, a tudíž pomalé. Aby se s jejich pomocí utvořily nějaké složité organismy, bylo by potřeba více času, než kolik uběhlo od zrození kosmu. Takže se zdá, že tudy zřejmě cesta nevede. I když…

RNA stojí za zázrakem života.

Některým vědcům však princip RNA světu i nadále vrtal hlavou. Dobře, RNA neurychlí kopírování sama sebe. Ale mohl by to zařídit nějaký protein? Proč by nemohl? Věda přece ví, že to možné je. A takový protein existuje dodnes. Může na sebe brát mnoho různých forem, které však lze v základě rozdělit na dvě hlavní větve. Badatelé pak v laboratořích hledali jejich „nejnižší společný jmenovatel“ a vytvořili jeho nejprimitivnější formu, kterou nazvali „urzym“. Po takovém výletu do pravěku, který podnikli nejprve prostřednictvím počítačů, pak tyto molekuly také skutečně vyrobili a začali sledovat, jak se chovají v reálném světě.

Zřejmě nejzásadnější vědecká i filozofická otázka: jak vznikl život?

Molekuly se v reálném světě rozkoukaly a pustily se do práce. A ukázalo se, že katalyzační schopnosti opravdu mají. Po pravdě, jejich schopnost přispívat k replikaci molekul RNA nebyla sice úplně závratná, ale přece jen byly výsledky lepší, než když RNA zůstávala osamocená. Ukázalo se navíc, že aktivní proteinové enzymy existovaly již v době, kdy právě vznikal život. Tím však výčet úspěchů badatelských týmů nekončí. Současně se jim totiž podařilo dokázat, že tyto urzymy se vyvinuly z menších molekul, tzv. peptidů. Toto bádání tedy posunulo představu o původu života z podoby „RNA-světa“ do podoby „RNA-peptidového světa“. Ale to už je další téma, ke kterému se náš časopis vrátí někdy v budoucnu. Každopádně, hypotézu, že život vznikl z RNA světa, nelze jen tak hodit za hlavu.

Foto: defenders, flickr, Murphy & Son, www.umichrna.org
Právě v prodeji
Sdílej!
Komentáře
Další články z rubriky Věda a technika
Zobrazit více …