「生命の起源に関するいくつかの疑問は解決されましたが、まだ研究すべき点が多く残っています」とスタンリー・ミラーとハロルド・ユーリーは1959年に遡り、原始地球条件でのアミノ酸の実験室合成を報告した後に述べた。今後多くの進歩が見られるが、科学者たちは長い間、原始地球上でどの遺伝物質が最初に形成されたのかという根本的な問題に取り組んできた。 DNA or RNAを、あるいはその両方ですか？現在、それを示唆する証拠があります DNA & RNAを 両者は原始のスープの中で共存しており、そこから生命体がそれぞれの遺伝物質を用いて進化した可能性がある。
分子生物学のセントラルドグマは次のように述べています DNA MAKES RNAを MAKES タンパク質. タンパク質 生物内で起こるすべての反応ではないにせよ、大部分の原因となっています。生物の機能全体は、生物の存在と相互作用に大きく依存しています。 タンパク質 分子。セントラルドグマによれば、 タンパク質 に含まれる情報によって生成されます。 DNA これは関数型に変換されます タンパク質 RNAと呼ばれるメッセンジャーを介して。ただし、次の可能性があります。 タンパク質 自分たちは何もなくても自立して生きていける DNA or RNAを、プリオンの場合と同様（誤って折り畳まれている） タンパク質 含まれていない分子 DNA or RNAを）しかし、単独で生き残ることができます。
したがって、生命の起源にはXNUMXつのシナリオがあります。
A) もし、 タンパク質 あるいは、その構成要素は、数十億年前の原始スープに存在していた大気の中で非生物的に形成することができました。 タンパク質 の基礎と呼ぶことができます 生命の起源。 好意的な実験的証拠は、スタンリーミラーによる有名な実験から来ています1、2これは、メタン、アンモニア、水、水素の混合物が混合され、放電を通過して循環すると、アミノ酸の混合物が形成されることを示しています。 これはXNUMX年後に再び裏付けられました3 1959 年にスタンレー・ミラーとハロルド・ユーリーは、原始地球における還元性大気の存在が、 オーガニック 上記のガスと少量の一酸化炭素および二酸化炭素の存在下での化合物。ミラー・ユーリーの実験の関連性は、研究に使用された混合ガスが原始地球の条件に比べて還元的すぎると考えていた科学友愛団体によって長年疑問視されていた。多くの理論は、過剰な CO2 と N2 および水蒸気を含む中性大気を指摘しています。4。 しかし、中性の雰囲気もアミノ酸合成のもっともらしい環境として特定されています5。 また、 タンパク質 生命の起源として機能するには、異なるものを組み合わせて自己複製する必要があります。 タンパク質 生物体内で起こるさまざまな反応に対応します。
B）原始的なスープが DNA および RNAを が形成されるとすると、これらのいずれかが遺伝物質であった可能性があります。これまでの研究では支持されている RNAを 自ら折り畳まれ、一本鎖として存在し、酵素として作用する能力により、生命体の起源の遺伝物質となる6、より多くのものを作ることができます RNAを 分子。多数の自己複製 RNA 酵素7 長年にわたって発見されてきたことは、 RNAを 出発遺伝物質となる。このことは、ジョン・サザーランドのグループが実施した研究によってさらに強化されました。この研究では、混合物にリン酸塩を含めることにより、原始スープに似た環境で 2 つの RNA 塩基が形成されることを明らかにしました。8。 RNAビルディングブロックの形成は、Miller-Ureyの実験で使用されたものと同様に、還元性雰囲気（アンモニア、一酸化炭素、水を含む）をシミュレートし、放電と高出力レーザーを通過させることによっても示されています。9。 RNA が発信者であると考えられる場合、いつ、どのようにして RNA が発信されたのか DNA そしてタンパク質が誕生するのか？した DNA RNA は不安定な性質を持っているため、後に遺伝物質として発達し、タンパク質もそれに続きました。これらすべての疑問に対する答えは依然として未解決のままです。
C）生命の起源につながった原始的なスープにDNAとRNAが共存できるという3番目のシナリオは、XNUMXに発表された研究から来ました。rd 2020年XNUMX月、英国ケンブリッジのMRC研究所のジョン・サザーランドのグループによる。研究者らは、実験室に浅い池を作り、数十億年前の原始地球に存在していた状況をシミュレーションした。彼らはまず、生成する化学物質を溶解しました。 RNAを それらを水中で乾燥させ、加熱し、原始時代に存在した太陽光線をシミュレートする紫外線にさらします。これは、 RNAを だけでなく DNA、生命の起源の時点では両方の核酸が共存していたことを示唆しています。10.
今日存在し、分子生物学のセントラルドグマを尊重する現代の知識に基づいて、生命の起源とタンパク質形成につながったDNAとRNAが共存したことは後で起こった/起こったと考えられます。
ただし、著者は、XNUMXつの重要な生体高分子すべてが存在する別のシナリオを推測したいと考えています。 DNA、RNA、タンパク質は原始的なスープに一緒に存在していました。 地球の表面の化学的性質、火山の噴火、アンモニア、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素などのガスの存在を含む原始的なスープに存在する厄介な条件は、すべての高分子が形成されるのに理想的だった可能性があります。 これのヒントは、核酸塩基が同じ還元性雰囲気で形成された、Ferusらによって行われた研究によって提供されました。9 Miller-Ureyの実験で使用されました。 この仮説を信じるなら、進化の過程で、さまざまな生物がいずれかの遺伝物質を採用し、それが前進する彼らの存在を支持しました。
しかし、私たちが生命の起源を理解しようとするとき、生命がどのように発生し、伝播したかについての基本的で適切な質問に答えるために、さらに多くの研究が必要です。 これには、科学で従う現在の教義によって私たちの思考に導入された偏見に依存することなく、「すぐに使える」アプローチが必要になります。
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参照：
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2. Bada JL、Lazcano A. et al 2003. Prebiotic Soup–ミラー実験の再考。 科学02年2003月300日：Vol。 5620、Issue 745、pp.746-XNUMX DOI： https://doi.org/10.1126/science.1085145
3. MillerSLおよびUreyHC、1959年。原始地球での有機化合物の合成。 科学31年1959月130日：Vol。 3370、Issue 245、pp.251-XNUMX。 DOI： https://doi.org/10.1126/science.130.3370.245
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10. Xu、J.、Chmela、V.、Green、N. 他。 2020 RNA ピリミジンおよび DNA プリンヌクレオシド。ネイチャー 582、60–66 (2020)。公開日: 03 年 2020 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2330-9
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