Livets opprinnelse: fortiden staves RNA

Jeg husker ikke helt når, men en eller annen gang på tidlig 1990-tallet begynte jeg å interessere meg for vitenskap. Jeg gikk på biblioteket i Mjøndalen og leste om fysikernes store eskapader på begynnelsen av 1900-tallet. Om relativitetsteorien og kvantefysikk. Om Einstein og Schrödinger (ja, han med katten). Jeg ble fasinert av hvordan man ved hjelp av enkle lover kunne forklare grunnleggende egenskaper ved verden rundt oss.

Når jeg så smått selv begynte å forske ble jeg slått av hvor annerledes biologien var sammenlignet med fysikken jeg hadde begynt å lese om 10-15 år tidligere. Det finnes lover i biologien også. Molekylærbiologiens sentrale dogma, for eksempel, som sier at genetisk informasjon flyter i en retning fra DNA til RNA til protein. Men biologer virker mer interessert i å finne unntak til de få lovene de har, enn å faktisk lete etter generelle lover. De siste 10 årene har blitt brukt til å rive det sentrale dogma i fillebiter, og biologene elsker det.

Jeg tror egentlig forklaringen til forskjellene mellom fysikk og biologi er kanskje enkel. Fysikerne har muligheten til å studere veldig enkle systemer: En partikkel i vakuum. Biologene, derimot, studerer det mest komplekse systemet vi vet om: Titusenvis av makromolekyler, som har evolvert sammen, og som til sammen utgjør liv; inkludert fysikere. Ikke rart biologene sliter med å finne generelle lover beskrevet av enkle matematiske formler. Men mer om dette en annen gang.

Det var kanskje ikke helt tilfeldig at når jeg spurte om generelle lover i biologien, over en øl på en pub i Uppsala, så ga en amerikansk forsker meg en bok om en av mine egne – datamaskinens far, John von Neumann. von Neumann utviklet et matematisk rammeverk for å beskrive selv-replikerende maskiner. Evolusjonsteorien forklarer ikke livets opprinnelse direkte, men en naturlig konsekvens av teorien er at det første livet (ca. 4 milliarder år siden) bestod av det enklest tenkelige systemet med to egenskaper: (1) det var selv-replikerende og (2) det replikerte med feil. Resten er historie, som man sier (det vil si evolusjon). Boken, som jeg ikke finner igjen, handlet om livets opprinnelsen, selv-replikering og spørsmålet om hva som kom først: DNA eller proteiner.

Fra: doi:10.1038/nature13935
Fra: doi:10.1038/nature13935

I dag tror de fleste forskere at det første livet var RNA-basert; RNA kan både lagre informasjon (som DNA) og katalysere kjemiske reaksjoner (som proteiner). I denne ukas Nature publiserte forskere en artikkel (les også den mer lett-tilgjengelige kommentaren) der de løser et 30 år gammelt mysterie om RNA-basert liv. En viktig ingrediens i RNA-liv er RNA-enzymer som kan replikere et annet RNA-molekyl. Men; RNA kan eksistere både som høyre (D)- og venstre (L)-hånds speilbilder av hverandre (liv i dag bruker bare D-RNA), og enhetene for å bygge begge versjonene ville ha vært tilgjengelig på jorda da liv oppstod. Og her er problemet; det er tidligere vist at spontan RNA replikasjon (uten et enzym, en katalysator) i et miljø der både D- og L-versjonene eksisterer vil stoppe opp etter kort tid. Så hvordan kunne RNA-basert liv ha evolvert?

I artikkelen beskriver forskerne en studie der de starter med tilfeldige RNA sekvenser i labben, og evolverer frem et høyre-hånds RNA-enzym som kan produsere replikater av et venstre-hånds RNA (og motsatt). Den nye teorien er altså at D- og L-RNA-enzymer evolverte sammen og at dette brøt deadlocken der evolusjon ellers ville ha stoppet opp. Vi er styrket i troen på at alt liv, inkludert fysikere og biologer, startet med RNA. Apropos generelle lover; mer generelt blir det ikke.

Share on Facebook0Tweet about this on TwitterShare on Google+0

2 Comments


Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *