Una semplice molecola di RNA come questa potrebbe essere stata responsabile dell'evoluzione della vita complessa come la conosciamo. Credito:Wits University
vita complessa, come lo conosciamo, iniziato completamente per caso, con piccoli filamenti di molecole che si legano, che alla fine avrebbe dato loro la capacità di replicarsi.
In questo mondo, miliardi di anni fa, non esisteva nulla che noi oggi riconosceremmo come vivente. Il mondo conteneva solo molecole senza vita che si sono formate spontaneamente attraverso i processi chimici e fisici naturali sulla Terra.
Però, il momento in cui piccole molecole si sono collegate e hanno formato molecole più grandi con la capacità di replicarsi, la vita ha iniziato ad evolversi.
"La vita era un evento casuale, su questo non ci sono dubbi, " afferma il dott. Pierre Durand dell'Evolution of Complexity Laboratory dell'Istituto di studi evolutivi della Wits University, che ha guidato un progetto per scoprire come esattamente queste molecole si sono collegate tra loro. I loro risultati sono pubblicati oggi sulla rivista Royal Society Scienza Aperta , in un articolo intitolato "I compromessi molecolari nelle RNA ligasi hanno influenzato l'emergenza modulare di ribozimi complessi all'origine della vita".
Molecole di acido ribonucleico (RNA) molto semplici (composti simili all'acido desossiribonucleico (DNA)) possono unirsi ad altre molecole di RNA tramite una reazione chimica chiamata legatura. L'unione casuale di diversi pezzi o RNA potrebbe dare origine a un gruppo di molecole in grado di produrre copie di se stesse e quindi dare il via al processo della vita.
Mentre il processo che alla fine ha portato all'evoluzione della vita ha avuto luogo in un lungo periodo di tempo, e prevedeva una serie di passaggi, La studentessa di dottorato di Wits Nisha Dhar e Durand hanno scoperto come potrebbe essersi verificato uno di questi passaggi cruciali.
Hanno dimostrato come piccole molecole non viventi possano aver dato origine a molecole più grandi in grado di riprodursi. Questo percorso verso le molecole autoreplicanti è stato un evento chiave affinché la vita prendesse piede.
"Qualcosa doveva accadere affinché queste piccole molecole interagissero e si formassero più a lungo, molecole più complesse e che è successo completamente per caso, "dice Durand.
Queste molecole di RNA più piccole possedevano un'attività enzimatica che permetteva la legatura, quale, a loro volta hanno permesso loro di collegarsi con altre piccole molecole formando così molecole più grandi.
"Le piccole molecole sono molto promiscue e possono unire altri pezzi a se stesse. La cosa interessante è che queste molecole più piccole erano più piccole di quanto pensassimo inizialmente, "dice Durand.
La molecola più piccola che mostrava attività di autolegatura era un RNA di 40 nucleotidi. Ha anche dimostrato la massima flessibilità funzionale poiché era più generale nei tipi di substrati che si legava a se stesso sebbene la sua efficienza catalitica fosse la più bassa.
"Qualcosa doveva accadere perché le molecole si riproducessero, e quindi iniziare la vita come la conosciamo. Quel qualcosa si è rivelato essere la semplice legatura di un insieme di piccole molecole, miliardi di anni fa, "dice Durand.