L’origine della vita sulla Terra continua ad affascinare gli scienziati ma non è facile scrutare indietro di miliardi di anni nel passato. Ora, stanno crescendo le prove di un’ipotesi relativamente nuova su come è iniziata la vita: con un mix molto preciso di RNA e DNA.
L’RNA e il DNA determinano entrambi la composizione genetica di tutta la vita biologica, con il DNA che funge da modello genetico e l’RNA da lettore o decodificatore di modelli. Per molto tempo si è pensato che l’RNA si fosse sviluppato prima, con il DNA che si è evoluto in seguito, ma prove crescenti suggeriscono che potrebbero essere emersi contemporaneamente ed entrambi sono stati coinvolti nel dare il via alla vita sul pianeta.
Uno studio del 2021 ha confermato questa idea spiegando come il semplice composto diamidofosfato (DAP) – che potrebbe essere antecedente alla vita sulla Terra – può unire elementi costitutivi del DNA chiamati deossinucleosidi in filamenti di DNA di base.
“Questa scoperta è un passo importante verso lo sviluppo di un modello chimico dettagliato di come le prime forme di vita hanno avuto origine sulla Terra“, ha affermato il chimico Ramanarayanan Krishnamurthy della Scripps Research in California nel gennaio 2021.
I risultati aggiungono credito all’idea che sia il DNA che l’RNA si siano sviluppati insieme dallo stesso tipo di reazioni chimiche all’inizio della vita sul nostro pianeta e che le prime molecole autoreplicanti potrebbero essere state miscele di entrambi questi acidi nucleici, non solo RNA, come suggerito nell’ipotesi più consolidata del “mondo dell’RNA“.
Uno dei grandi problemi con l’idea che l’RNA da solo abbia dato origine alla vita sulla Terra è il modo in cui l’RNA è stato in grado di passare attraverso il necessario processo di autoreplicazione: l’RNA di solito richiede la scissione degli enzimi, che si sono evoluti dopo l’RNA.
Da quello che sappiamo finora, sembra che l’RNA abbia avuto una sorta di aiuto e gli ultimi esperimenti mostrano che potrebbe benissimo essere stato il DNA a darlo, creando filamenti molecolari “chimerici” che possono separarsi più facilmente del solo RNA.
La serie di test di laboratorio condotti dai ricercatori ha simulato ciò che potrebbe essere accaduto prima dell’inizio della vita sulla Terra e mostra come il DAP avrebbe potuto formare in modo fattibile il DNA di base più o meno allo stesso modo in cui l’RNA può riunirsi da blocchi chimici.
“Abbiamo scoperto, con nostra sorpresa, che l’uso del DAP per reagire con i deossinucleosidi funziona meglio quando i deossinucleosidi non sono tutti uguali ma sono invece miscele di lettere di DNA diverse come A e T, o G e C, come nel vero DNA“, ha affermato il biologo chimico Eddy Jiménez, di Scripps Research.
Potremmo non sapere mai con certezza se il DNA abbia aiutato l’RNA a formare le prime forme di vita sul nostro pianeta, considerando che ciò è accaduto miliardi di anni fa, ma la nostra comprensione di questi processi continua a svilupparsi.
La ricerca non è utile solo in termini di relazione con le origini della vita: la comprensione della relazione RNA-DNA può avere tutta una serie di applicazioni nella chimica e nella biologia moderne.
“Ora che capiamo meglio come una chimica primordiale possa aver prodotto i primi RNA e DNA, possiamo iniziare a fare esperimenti su miscele di ribonucleoside e blocchi deossinucleosidici per vedere quali molecole chimeriche si formano e se possono auto-replicarsi ed evolversi“, ha concluso Krishnamurthy.
La ricerca è stata pubblicata su Angewandte Chemie.
