Náttúrufræðingurinn - 2004, Blaðsíða 41

Tímarit Hins íslenska náttúrufræðifélags
Guðmundur Eggertsson
Mótun lífs
RNA-skeiðið í sögu lífsins
í fyrri grein var sagt frá nokkrum hugmyndum um uppruna lífs á jörðinni.1
Eins og fram kom í greininni er langt frá því að vísindamenn séu sammála
um fyrstu skref lífsins. Það ríkir t.d. alls ekki einhugur um uppruna og eðli
hins fyrsta erfðaefnis. Flestir geta hins vegar fallist á að kjamsýran RNA
hafi tiltölulega snemma í sögu lífsins fengið hlutverk erfðaefnis og hafi um
skeið jafnframt verið helsti hvati efnahvarfa í fmmlífverum eða lífvísum.
Síðar hafi arfbundin prótín komið til sögunnar.2
Iþessari grein verða rakin ítar-
legar þau rök sem helst styðja
þessa kenningu og gerð grein
fyrir hugmyndum um RNA-skeið í
sögu lífsins. Enn fremur verður
sagt frá tilgátum um það hvernig
RNA-lífvísar komust upp á lag
með að smíða prótín samkvæmt
fyrirmælum RNA og hvernig DNA
leysti RNA loks af hólmi sem
erfðaefni.
RNA og DNA
Það er tvennt sem efnafræðilega
greinir RNA frá DNA (1. mynd). Hið
fyrra er að sykra RNA er ríbósi en
sykra DNA deoxýríbósi. Þarna
munar því að ríbósinn hefur hýdr-
oxýlhóp í stöðu 2 á kolefnis-
hringnum þar sem deoxýríbósinn
hefur aðeins vetnisatóm. Þetta skip-
tir verulegu máli fyrir stöðugleika
sameindanna. Vegna hýdroxýl-
hópsins er RNA að jafnaði mun
óstöðugra en DNA í vatnslausn og í
innra umhverfi frumu. Af þessari
ástæðu er DNA miklum mun hentu-
gra en RNA til varðveislu erfðaboða.
Lífverur mynda deoxýríbósa úr
ríbósa og þarf sérstakt prótín (ensím)
til. Þetta er talin vísbending um að
RNA hafi verið undanfari DNA í
upprunasögu lífsins.
Hitt sem er ólíkt með RNA og
DNA er að RNA hefur niturbasann
úrasfl en DNA hefur basann týmín í
hans stað. Þessir basar eru eins að
öðru leyti en því að týmín hefur
metýlhóp tengdan ákveðnu kol-
efnisatómi þar sem vetnisatóm er í
úrasfli. í frumum er týmín ævirflega
myndað með því að bæta metýlhópi
á úrasfl. RNÁ-basinn virðist vera
undanfari DNA-basans.
Nútímafrumur stunda ekki svo
nokkru nemur sjálfstæða eftirmynd-
un RNA-sameinda. RNA frumu er
myndað sem afrit af DNA sem sjálft
er eftirmyndað af stökustu ná-
kvæmiú við hverja frumuskiptingu.
Samt er eftirmyndun DNA háð svo-
lítilli RNA-myndun. Við eftirmynd-
unina skiljast hinir tveir þættir tvö-
falda DNA-gormsins að og hvor
þáttur um sig verður mót við mynd-
un nýs þáttar. En þar sem þættimir
tveir stefna hvor í sína áttina getur
einhæft eftirmyndunarensímið (fjöl-
Náttúrufræðingurinn 72 (1-2), bls. 39^46, 2004
39