The Original Mix

In The Quarterly Review of Biology, Robert Shapiro, della New York University, ha abbozzato una nuova teoria sull'origine della vita: piuttosto che dall'apparizione spontanea di una molecola replicante come l'RNA, la vita sarebbe nata da un mix di semplici molecole organiche moltiplicatesi attraverso cicli di reazioni catalitiche e una sorgente esterna di energia disponibile. “La diversità della chimica organica, con le sue molteplici reazioni interconnesse e in competizione”, spiega Shapiro, “ha fornito al network chimico la capacità di reagire alle circostanze”. La possibilità che una molecola auto-replicante sia sorta spontaneamente è più remota, secondo Shapiro, perché richiede la combinazione di diversi elementi chimici in una lunga sequenza di reazioni e in uno specifico ordine, insieme a complicate separazioni, purificazioni e modificazioni locali. Secondo Shapiro è più plausibile l'ipotesi di una reazione “guidata”, collegata ad una fonte di energia, che ha portato a convertire una combinazione disorganizzata di elementi in un network metabolico auto-regolantesi. “Dobbiamo cominciare a considerare l'idea che la vita è cominciata, in qualche modo, da una mistura di semplici molecole organiche prodotta dai processi abiotici”, scrive Shapiro. (Pubblicato su Ecplanet 06-06-2006) Ricercatori dell'Università della California di Santa Cruz hanno determinato la struttura tridimensionale di un enzima RNA, o “ribozima”, fondamentale per catalizzare la reazione chimica necessaria a creare nuove molecole RNA: i ricercatori hanno ottenuto un'immagine con una risoluzione quasi atomica della forma tridimensionale di un ribozima mentre è in corso la reazione. Il primo ribozima fu identificato nel 1980 da Thomas R. Cech, mentre si stava occupando dello splicing dell'RNA nel protozoo ciliato “Tetrahymena thermophila”. Nel 1989, Thomas R. Cech e Sidney Altman vinsero il Premio Nobel per la chimica per le loro scoperte sulle proprietà catalitiche dell'RNA. Dalla scoperta dei primi ribozimi presenti nelle cellule è cresciuto l'interesse nello studio di nuovi ribozimi sintetici, ingegnerizzati in laboratorio. Walter Gilbert ha proposto l'idea che l'acido ribonucleico (RNA), chimicamente molto simile al DNA, sia stato alla base della vita delle cellule primordiali, che si servivano dell'RNA sia come materiale genetico che come molecola strutturale e catalitica per auto-replicarsi, e che solo successivamente questi ruoli vennero affidati a DNA e proteine. Questa ipotesi è nota come “RNA World” (“Mondo RNA”): i ribozimi presenti oggi nelle cellule, così come i ribosomi stessi, potrebbero essere allora considerati come fossili viventi di una vita ancestrale basata esclusivamente sugli acidi nucleici.

“Con la scoperta dei ribozimi, possiamo immaginare sia esistito un Mondo RNA pre-biotico popolato di ribozimi auto-replicanti”, ha detto William Scott, professore associato di chimica e biochimica alla UC di Santa Cruz. Insieme al ricercatore Michael Robertson, sono riusciti a determinare la struttura di un ribozima mentre unisce insieme due sub-unità RNA nella stessa reazione indotta nei sistemi biologici dall' “RNA polimerasi”. “Un RNA in grado di fare copie di sé stesso e soggetto alla selezione naturale darwininana è l'ipotesi alla base della teoria del Mondo RNA, secondo cui anche i ribozimi evolvono”. Robertson e Scott hanno ottenuto la struttura del ribozima “Legase L1” in laboratorio, dopo aver cresciuto artificialmente dell'RNA sintetico a partire da 0. In particolare, all'UC di Santa Cruz, Robertson ha cominciato a crescere cristalli del ribozima in modo da poterne poi determinare la struttura con una cristallografia macromolecolare a raggi-x (i raggi-x colpiscono i cristalli producendo vari percorsi di diffrazione). Ma cristalizzare molecole di RNA non è così facile. Robertson ha provato tante differenti versioni del ribozima prima di avere successo. “La struttura indica che questi ribozimi artificialmente selezionati usano meccanismi reattivi molto simili a quelli degli enzimi naturali", ha detto Robertson. (Pubblicato su Ecplanet 20-05-2007)

Small molecule interactions were central to the origin of life 16 maggio 2006 The Structural Basis of Ribozyme-Catalyzed RNA Assembly 16 marzo 2007 Ribozyme - Wikipedia RNA world hypothesis - Wikipedia New York University University of California Santa Cruz

Il Micro-Albero Della Vita (the Net of Life) MICRO RNA Il DNA È MOBILE NATURA VS. CULTURA