I biologi tedeschi hanno dimostrato sperimentalmente che le molecole di RNA di trasferimento potrebbero essere diventate un elemento importante nell'evoluzione delle prime forme di vita. In determinate condizioni, sono in grado di riunirsi in unità funzionali che riproducono le informazioni genetiche in modo esponenziale.
Il trasferimento di informazioni genetiche viene effettuato in sequenza: prima dal DNA ALL'RNA (questo processo è chiamato trascrizione), quindi la sintesi proteica (traduzione) viene realizzata sul modello di RNA. In un'operazione nota come replicazione, le proteine duplicano le informazioni genetiche codificate nelle molecole di DNA e immagazzinate nel nucleo cellulare, le distribuiscono equamente tra le due cellule figlie durante la divisione e il processo si ripete.
Il paradosso del dogma centrale della biologia molecolare è che già nella prima fase, complessi composti proteici – enzimi agiscono come catalizzatori della trascrizione: in una certa sezione, La doppia elica del DNA sotto l'azione degli enzimi si svolge e una delle catene diventa una matrice per costruire la cosiddetta matrice o RNA messaggero (mRNA), che quindi partecipa alla traduzione.
Cioè, e a livello molecolare sorge l'antica domanda sull'origine della vita – che era primaria – un uovo o una gallina: le proteine sono necessarie per trasmettere informazioni genetiche, ma la loro stessa sintesi dipende dalla trascrizione.
I biologi Dell'Università Ludwig e Maximilian di Monaco hanno dimostrato sperimentalmente per la prima volta che piccoli cambiamenti nelle molecole di RNA di trasferimento (Trna) consentono loro di autoassemblarsi in un'unità funzionale in grado di riprodurre le informazioni.
Pertanto, secondo gli scienziati, L'RNA di trasferimento, che funge da mediatore tra mRNA e proteine, potrebbe essere stato un elemento chiave nell'evoluzione delle prime forme di vita: le molecole di tRNA potrebbero interagire autonomamente tra loro per formare una sorta di modulo di replica in grado di replicare esponenzialmente le informazioni.
"I nostri studi sulle prime forme di replicazione molecolare e la nostra scoperta della connessione tra replicazione e traduzione ci avvicinano alla ricostruzione dell'origine della vita", ha detto uno degli autori dello studio Dieter Brown in un comunicato stampa dell'Università.
Affinché un tale sistema funzioni, è necessario un ambiente di non equilibrio per avviare i processi fisici e chimici appropriati, affermano gli scienziati. Pertanto, tutti i loro esperimenti hanno coinvolto una sequenza ripetuta di fluttuazioni di temperatura.
Ogni esperimento è iniziato con un modello – una struttura Informativa composta da due tipi di sequenze nucleotidiche centrali. I ricercatori hanno dimostrato che in condizioni che cambiano periodicamente, una struttura binaria modellata può essere copiata ripetutamente. Un tale meccanismo di replica potrebbe aver avuto luogo in un microsistema idrotermale sulla Terra primitiva.
In particolare, secondo gli autori, un ambiente favorevole per tali cicli di reazione potrebbe essersi sviluppato in rocce porose sul fondo del mare, dove le fluttuazioni naturali della temperatura sono associate a correnti di convezione.