sâmbătă, 18 iulie 2009

Molecula care desi nevie se poate replica singură, la infinit, ARN-ul, oferă noi indicii despre originea vieţii

O echipă de cercetători de la Scripps Research Institute din SUA au sintetizat pentru prima dată o moleculă care deşi nu este vie, posedă o proprietate specifică lumii vii - aceea de a se reproduce singură, la infinit, fără ajutor extern. Este vorba de molecula de ARN, sau acidul ribonucleic, care joacă la organismele vii un rol secundar, alături de ADN şi proteine. Totuşi, descoperirea pare să fie un argument în plus că molecula de bază a vieţii ar fi totuşi ARN-ul, pe baza căruia a apărut prima oară Viaţa, care ar fi evoluat ulterior în viaţa pe baza de ADN, aşa cum o cunoaştem astăzi. Studiul a fost publicat pe 8 ianuarie 2008 în Science Express, ediţia online pentru comunicare rapidă a rezultatelor de la prestigioasa revistă Science.

Molecula nevie care se poate replica singură, la infinit, ARN-ul, oferă noi indicii despre originea vieţii.

Molecula nevie care se poate replica singură, la infinit, ARN-ul, oferă noi indicii despre originea vieţii.

Viaţa, aşa cum o cunoaştem în prezent, se bazează pe ADN care poartă materialul genetic, şi pe proteine care lucrează că şi catalizatori, adică substanţe care ajută producerea unei reacţii chimice, dar care se regăsesc la finalul reacţiei în aceeaşi cantitate ca la începutul ei (singura formă de "reproducere" care există în lumea naturală). În schimb, ARN-ul joacă doar un rol secundar pe lângă ADN, ajutând ca şi catalizator, la producerea proteinelor.

Ipoteza Vieţii bazată exclusiv pe ARN

Există însă o ipoteză încă neconfirmată care afirmă că înainte de formele de viaţă bazate pe ADN care există în prezent, ar fi existat forme de viaţă bazate exclusiv pe ARN, care juca dublul rol de păstrător al informaţiei genetice şi de catalizator. Ipoteza este denumită în engleză "RNA world model". Treptat însă, prin mijloace naturale, ARN-ul ar fi evoluat în molecula mai complexă, mai stabilă şi mai sigură care este ADN-ul, iar în acelaşi timp formele de viaţă bazate exclusiv pe ARN ar fi evoluat în formele de viaţă bazate pe ADN.

Ipoteza aceasta nu este chiar atât de fantezistă precum pare, iar studiul celor doi cercetători de la Scripps Research Institute din SUA, Tracey Lincoln şi profesorul ei Gerald Joyce, nu doar a arătat că molecula de ARN se poate replica singură, fără prezenţa vreunei enzime sau proteine, dar mai mult, au arătat că molecula de ARN poate avea mutaţii aleatorii, iar apoi diferitele formele de ARN concurează între ele pentru reproducere, ducând apoi la supravieţuirea doar a unora dintre ele.

Acest concept ne este foarte familiar tocmai de la teoria selecţiei naturale, denumită şi teoria evoluţiei, care este baza biologiei moderne şi pe care o sărbătorim în 2009 în Anul Internaţional Charles Darwin, când se împlinesc 150 de ani de la publicarea cărţii "Originea Speciilor" şi 200 de ani de la naşterea autorului ei, Charles Darwin, în Marea Britanie.

Este pentru prima dată când informaţia moleculară este imortalizată în afara organismelor vii, afirmă cei doi cercetători. Deşi molecula de ARN nu este vie, posedă această proprietate cheie lumii vii, aceea de a se reproduce şi de a evolua.

Animaţie despre interferenţa ARN, pentru care s-a oferit premiul Nobel pentru medicină în 2006 (link).

Cum a fost realizată reproducerea moleculei de ARN

Este vorba de două enzime (două bucăţi mici de ARN), fiecare realizate din alte două unităţi. Fiecare enzima este în stare să construiască cealaltă enzimă din cele două unităţi ale ei (sunt deci 4 unităţi, câte două pentru fiecare enzimă). Cercetătorii au pus iniţial câteva enzime (din cele două tipuri) într-o supă mare din cele patru tipuri de unităţi, iar enzimele iniţiale au putut selecta şi lipi bucăţile care trebuie, după care procesul s-a repetat la infinit, deci s-au produs enzime din ce în ce mai multe ... plus ca au avut şi o competiţie, când enzimele puneau două bucăţi care erau de la enzime diferite ... (mulţumim lui Cristi Presură de la Stiinta.info pentru explicaţia din acest paragraf).

Spre elementele fundamentale ale Vieţii

Aşa cum acum aproape un secol cercetătorii fizicieni descopereau că lumea nu are la bază ca elemente fundamentale atomii, ci nucleele atomilor, se pare că tot aşa acum biologii încep să bănuiască că molecula fundamentală a Vieţii nu este ADN-ul, ci o moleculă mai simplă, cea de ARN. Însă aşa cum şi nucleele sunt formate la rândul lor din particule şi mai mici (protonii şi neutronii), iar aceastea la rândul lor din particule şi mai mici (cuarcii), tot astfel şi cercetătorii din biologie nu pretind că au descoperit cele mai mici elemente naturale care se comportă ca materia vie, ci doar afirmă că au făcut un pas important în acest sens.

Pe viitor, poate se vor descoperi procese şi mai simple, dar mai numeroase, prin care molecule şi mai simple decât ARN-ul se pot reproduce singure şi pot evolua spre a produce molecule mai complexe, precum cele de ARN, care la rândul lor (ştim de acum) că se pot reproduce şi evolua spre molecule de ADN, care sunt la baza vieţii aşa cum o ştim astăzi.

Niciun comentariu:

Trimiteți un comentariu