Náttúrufræðingurinn - 2004, Síða 45

Tímarit Hins íslenska náttúrufræðifélags
6. mynd. Prótínsmíð á
ríbósómi. Lestur táknmáls
mRNA-keðju hefur hafist á
upphafstáknunum AUG og
er keðjan nú orðin fimm
amínósýrur á lengd. Sjötta
aminósýran er að tengjast
þeirri fimrntu. mRNA-sam-
eindin er afrit afgetii.
Nýtt peptíðtengi að myndast
mRNA
tRNA4
á förum
as7-tRNA7
nálgast
tákni tákni tákni tákni tákni tákni tákni Færsla ríbósóms
as, as2 as3 as4 ass as6 as7
sameindir lífvísisins hvatað fleiri en
eitt efnahvarf. Við þessar bolla-
leggingar verður hins vegar að hafa
í huga að áætlaður lágmarksfjöldi
gena er miðaður við lífveru sem
getur fengið nær allar nauðsynlegar
lífrænar smásameindir úr umhverfi
sínu. Frekar ólíklegt er að RNA-
lífvísamir hafi notið slíks munaðar.
Hins vegar hafa þeir að líkindum
komist af með mun færri tegundir
smásameinda en nútímafrumur.
Sennilega voru RNA-sameindir
lífvísisins, sem kalla mætti ríbósím-
gen, ekki tengdar saman í langa litn-
inga heldur sjálfstæðar og eftirmyn-
daðar óháð hver annarri eða fáeinar
saman. Eftirmyndun þeirra hefur
verið fremur ónákvæm og ný
afbrigði eða stökkbrigði þeirra hafa
stöðugt verið að myndast. Lífvísam-
ir hafa tæpast skipt sér á reglu-
bundinn hátt, en hugsanlegt er að
þeir hafi verið í nokkurs konar sam-
býli þar sem erfðaefni gat flust á
milli lífvísa. Slíkt fyrirkomulag gæti
hafa stuðlað að góðri nýtingu lífefna.
Samkeppni hefur því ef til verið
milli samfélaga lífvísa ekki síður en
milli eininga innan samfélaganna.
Hin háa tíðni stökkbreytinga og
sterkir valkraftar hafa stuðlað að örri
þróun. En slíkir lífvísar hljóta að hafa
verið mjög viðkvæmir fyrir um-
hverfisbreytingum og ekki verður
giskað á hve margar ámóta tilraunir
til lífs hafa verið unnar fyrir gýg.
Flestir sem fjallað hafa um RNA-
skeiðið telja að það hafi verið frekar
stutt. í nýlegri yfirlitsgrein13 er því
úthlutað tímabilinu frá því fyrir
u.þ.b. 3,8 til 3,6 milljörðum ára. Þetta
mat tekur greinilega mið af því að
þau merki um bakteríulíf sem menn
telja sig hafa fundið í um 3,5 millj-
arða ára gömlu bergi séu áreiðanleg.
Hins vegar hefur það nú verið
dregið í efa, eins og sagt var frá í
fyrri grein.1
Upphaf
PRÓTÍNMYNDUNAR
Telja má næsta víst að smíð prótína
hafi hafist áður en DNA kom fram
sem erfðaefni. T.d. er talið mjög ólík-
legt að RNA hafi getað hvatað
umbreytingu ríbósa í deoxýríbósa
sem er forsenda DNA-myndunar.19
Til þess hafi þurft prótín, eiginlegt
ensím. Flest er hins vegar á huldu
um það hvernig smíð prótína hefur
hafist og hvemig sú skipan komst á
sem nú einkennir allar frumur, að
ákveðin röð kima í kjamsým ráði
stöðu amínósýru í peptíðkeðju
prótíns. Þegar grafist er fyrir um
upphaf prótínsmíðar er vandinn
litlu minni en þegar reynt er að átta
sig á uppmna allra fyrstu lífvísanna.
Það verður tæpast talið sjálfsagt að
lífvísir á RNA-stigi finni upp á því
að framleiða prótín eftir forskrift
RNA-sameinda. Þvert á móti verða
það að teljast undur og stórmerki.
Óhjákvæmilega skýtur sú hugsun
upp kollinum að margar tilraunir til
lífs, bæði hér á jörðinni og á öðmm
reikistjömum í alheimi, hafi strand-
að á þessu stigi. Varla er hugsandi að
líf sem treystir á RNA eitt saman,
bæði sem erfðaefni og líflivata, geti
náð miklum þroska. Mergurinn
málsins er að prótín em miklum
mun hæfari hvatar lífefnahvarfa en
RNA og er fjölhæfni þeirra í þeim
efnum lítil takmörk sett. Auk þess
em þau kjörin byggingarefni fmmu-
hluta og frumulíffæra og nýtast til
ótal annarra sérhæfðra starfa. Erfið-
ara er að segja hversu langt líf gæti
náð án DNA með RNA sem
erfðaefni og prótín sem hvata efna-
hvarfa. Ef á hefði reynt hefðu
lífverur hugsanlega getað náð mun
meiri nákvæmni við eftirmyndun
RNA en raun ber vitni í nútímafrum-
um. Óstöðugleiki RNA-sam-
eindanna hefði væntanlega verið
erfiðari viðfangs.
Til þess að betur skiljist hve
gríðarlega mikið þurfti til þess að
koma prótínsmíð á í RNA-lífvís-
inum skal prótínsmíð í nútímafmmu
lýst í stuttu máli með hliðsjón af 6.
43