un, Rappresentazione della formula costituzionale dei tre elementi costitutivi degli oligonucleotidi indagati in questo studio. B, Tre possibili scenari per l'emergere di RNA e DNA dalla chimica prebiotica. Medio:il classico concetto mondiale di RNA in cui la formazione di un RNA (o pre-RNA) incontaminato e omogeneo porta al suo DNA (o RNA) successore della spina dorsale omogenea. In alto:una miscela eterogenea di TNA (pre-RNA) e RNA che forma sequenze chimeriche di TRNA che passano a RNA omogeneo, che poi dà origine al DNA. In basso:una miscela eterogenea di RNA-DNA che progredisce e/o co-evolve tramite sequenze chimeriche di RDNA direttamente in RNA e DNA omogenei contemporaneamente. Credito: Chimica della natura (2019). DOI:10.1038/s41557-019-0322-x
Una coppia di ricercatori dello Scripps Research Institute ha suggerito che l'RNA e il DNA hanno avuto origine miliardi di anni fa da chimere RNA-DNA che contenevano elementi costitutivi di RNA e DNA. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Chimica della natura , Subhendu Bhowmik e Ramanarayanan Krishnamurthy delineano la loro teoria e sostengono che ha più senso della spiegazione tradizionale di come la vita abbia avuto inizio sulla Terra.
Per molti anni, il consenso tra gli scienziati che cercano di capire le origini della vita è stato che un precursore del pre-RNA con elementi costitutivi è sorto nella zuppa prebiotica. Dopo di che, i mattoni in qualche modo si sono formati nel pre-RNA e infine nell'RNA vero e proprio. Una volta che è successo, c'è stata una transizione sia all'RNA che al DNA. Uno dei principali ostacoli alla dimostrazione che un tale scenario ha portato allo sviluppo della vita è stata l'incapacità di spiegare come l'RNA potesse replicarsi in modo sostenibile. In questo nuovo sforzo, Bhowmik e Krishnamurthy suggeriscono che non doveva, perché RNA e DNA sono nati in modo diverso. A loro avviso, gli elementi costitutivi dell'RNA e del DNA erano entrambi nella zuppa prebiotica. Col tempo, quegli elementi costitutivi si sono formati in filamenti chimerici di RNA-DNA a doppio filamento. E nel corso del tempo, quelle chimere sono passate in RNA e DNA puri.
Per rafforzare la loro teoria, i ricercatori osservano che studi precedenti hanno dimostrato che le molecole ibride fatte di RNA e blocchi di DNA erano meno stabili dell'RNA o del DNA:alcuni credono che questo dimostri perché l'RNA e poi il DNA sono diventati la base della vita. Bhowmik e Krishnamurthy non erano d'accordo, suggerendo invece che le molecole ibride più deboli renderebbero più facile alla natura la transizione all'RNA e al DNA puri. Ciò significava che le molecole non erano soggette al problema della replicazione con l'RNA puro. I test in laboratorio hanno mostrato che quando le chimere RNA-DNA si replicano, si formano preferenzialmente in molecole separate di RNA e DNA, piuttosto che nuove chimere. Riconoscono che nessuna creatura vivente conosciuta ha alcun tipo di RNA-DNA chimerico nel suo genoma, ma sottolineano anche che altri ricercatori sono stati in grado di forzarlo in un genoma di E. coli. E alcuni altri microrganismi li producono apparentemente per caso, ma poi li eliminano molto rapidamente.
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