Para peneliti dari Institut Teknologi Georgia mungkin telah membuat kemajuan dalam membantu menentukan asal usul kehidupan dengan mengidentifikasi tiga molekul berbeda yang merakit diri untuk membentuk struktur molekul dengan fitur karakteristik dari RNA modern.
RNA – atau asam ribonukleat – melakukan instruksi yang dikodekan dalam DNA, tetapi juga diduga telah berkembang sebelum DNA. Banyak ilmuwan percaya asam nukleat – ‘NA’ dari ‘RNA ‘ – memainkan peran kunci dalam asal usul kehidupan. Sebuah teori populer yang disebut ‘Dunia RNA ‘ menyatakan bahwa protein RNA ‘ditemukan’ dan akhirnya DNA, tetapi itu menimbulkan pertanyaan, dari mana RNA berasal? Beberapa percaya bahwa proses kimia atau biologi secara bertahap molekul awal berevolusi menjadi RNA, sementara yang lain menghubungkannya dengan semacam reaksi geokimia non-enzimatik. Ini adalah debat ayam-atau-telur: proses biologis apa yang dapat menghasilkan blok bangunan pusat untuk kehidupan itu sendiri? Jika prosesnya tidak biologis, lalu apa dan bagaimana itu terjadi?
Studi baru berlanjut dalam tradisi eksperimen Miller-Urey 1953 , di mana dua ilmuwan memodelkan kondisi awal Bumi dengan campuran gas dan arus listrik untuk mensimulasikan petir. Eksperimen itu menghasilkan asam amino, mendukung gagasan bahwa molekul biologis dapat secara spontan muncul dari yang non-biologis dalam keadaan yang tepat. Meskipun temuan itu, memberikan tantangan untuk menyusun skenario di mana reaksi non-biologis dapat membuat RNA, sejauh ini terbukti tidak memungkinkan.
Pencarian untuk molekul asli
Molekul primordial apa yang membentuk nenek moyang RNA? Untuk menentukan ini, para peneliti mempelajari reaksi dalam kondisi yang menirukan hujan dan siklus penguapan di Bumi awal. Setelah banyak percobaan yang gagal, mereka mengidentifikasi tiga kandidat molekuler untuk basis proto-RNA: asam barbituric , melamin , dan 2, 4, 6-triaminopyrimidine. Reaksi antara molekul-molekul ini dengan gula ribosa dapat menghasilkan nukleosida, yang merupakan molekul komposit yang percis dengan sub-unit RNA.
Sedangkan upaya sebelumnya untuk menggabungkan antara basis RNA saat ini dengan ribosa dalam reaksi awal Bumi yang dimodelkan telah gagal, atau menghasilkan nukleosida namun dengan hasil yang sangat rendah, para peneliti mengukur hasil nukleosida 82% dengan asam barbiturat. Selain itu, melamin dan molekul triaminoprymidine secara spontan membentuk nukleosida dalam lebih dari 50% hasil. Dr. Niles Lehman , Profesor Kimia di Universitas Negeri Portland dan Pemimpin Redaksi Jurnal Molekuler Evolusi, percaya bahwa penelitian “memberikan dukungan lebih lanjut untuk teori RNA Dunia dengan menyediakan serangkaian peristiwa yang masuk akal yang mengambil sifat dari kekacauan kimia menjadi molekul penyimpanan informasi yang lebih jelas.”
Jalan itu tidak sepenuhnya jelas, tetapi mulai terbentuk. Menurut Hud, kandidat mereka untuk pangkalan leluhur RNA sangat dekat dengan RNA modern. Namun, lebih banyak yang perlu terjadi.
“Molekul-molekul yang telah kami identifikasi terlihat sepertinya bisa berfungsi dalam sistem genetik awal,” kata Hud. “Tapi kami ingin molekul cukup dekat sehingga Anda dapat membayangkan jalur evolusi di mana mereka berubah menjadi apa yang kita miliki saat ini.” Meskipun dapat dibuktikan masuk akal merupakan langkah maju, pertanyaannya tetap apakah mungkin untuk menemukan, dan kemudian mengkonfirmasi, proto-RNA asli molekul. Hud mengakui bahwa meski pencariannya mungkin tampak menakutkan, “kimia itu luas, bahkan tidak terbatas. Jika kita menerima beberapa asumsi yang masuk akal tentang nenek moyang RNA, kita dapat mengesampingkan banyak kemungkinan. Dan mungkin kita bisa menemukannya. ”Studi ini mewakili langkah penting di jalur itu.
Asal usul kehidupan di tempat lain
Mencari tahu bagaimana RNA terbentuk dapat membantu memandu pencarian kehidupan di luar bumi. “Kita dapat memperoleh pemahaman yang berharga tentang masalah-masalah utama yang perlu diatasi agar kehidupan muncul dari non-kehidupan,” kata Lehman kepada Majalah Astrobiology .
Memahami bagaimana kehidupan muncul dapat membantu para ilmuwan menentukan di mana dan bagaimana mencari kehidupan di tempat lain. Asam amino dan senyawa kimia seperti hidrogen sianida, yang telah terdeteksi di dalam komet , dapat menimbulkan basis RNA, menurut Hud. Reaksi semacam itu akan “kuat, tidak aneh atau luar biasa,” katanya. Proses serupa dapat dilakukan di planet lain dan dapat mengarah pada ilmuwan kimia yang harus dicari ketika mencari tahap awal kehidupan di tempat lain.
