Undrar var informationen kom från i början till rna el dna? Hur lagrades den i dna el rnasträngen? Vilket kom först? Samt hur utökades informationen, konjungtion?
Det finns starka indikationer att RNA fanns innan DNA och protein, framförallt eftersom RNA är den enda av dem tre som kan både lagra information (som kan kopieras), såväl som utföra kemiska reaktioner. Dock, det finns forskare som inte håller med, och det är svårt att bevisa vad som hände i tidernas gryning.
– Allan Rasmusson
En svår och intressant fråga som man kan spekulera om. RNA var antagligen först. Det fanns antagligen en RNA-värld för mycket länge sedan. Tecken på detta är att RNA ligger i mitten av DNA > RNA > protein kedjan. Dessutom består ribosomerna till lika stora delar av RNA som av proteiner. tRNA kan bära aminosyror som bygger upp proteiner och med ribosomernas hjälp tolka den genetiska koden. Många kofaktorer som deltar i kemiska reaktioner är typ RNA, exempelvis NADH, NADPH, ATP, coenzym A. Man upptäcker också fler och fler fall där RNA molekyler styr genuttryck osv. i cellerna.
En viktig observation är att RNA kan katalysera kemiska reaktioner och samtidigt utgöra ett slags kemiskt minne (DNA-koden fast på RNA-nivå). Det är alltså inte bara proteiner som kan katalysera kemiska reaktioner och DNA som kan vara bärare av information. RNA kan alltså katalysera sina egna syntes baserat på sin egen genetiska kod.
Men varför ”vill” RNA kopieras och i denna process förbli oförändrad? Vad är liv? Finns det ett värde för RNA molekylen att förbli oförändrad vid kopieringen? Accepterar man att RNA ”vill” kopieras, att det finns ett värde i att göra detta utan att introducera för många fel, samt att de som gör detta bäst är de som ”är de starkaste som överlever”, så kan man spekulera vidare om din fråga som rör ”varifrån informationen kom ifrån från början”. Då fanns det nämligen ingen information från början utan den RNA molekyl som klarade sig bäst i kopieringen av sig själv råkade ha just denna information. Sedan rullade det på med selektionen av att de som gjorde det lite bättre tog över och på så vis utvecklades informationen. Tillslut har vi då fått RNA molekyler som byggt upp ett maskineri kring sig med DNA som är stabilare informationsbärare än RNAt själv och proteiner som katalyserar kemiska reaktioner bättre än RNA. Richard Dawkins skriver i sin nu ganska gamla bok Den själviska genen om hur djur, växter, vi, alla levande organismer kan ses som redskap åt den själviska genen (nu RNA) att vara en god katalysator för felfri kopiering.
– Mats Hansson
Uppföljning:
Kan det inte vara ett enzym som var före rna, tex ribozym. Ibland får jag en känsla av att enzymer är precis som stamceller el en endospor el väteatom, dvs grundsten. Och det finns ju proenzymer och även tex retrovirus har enzymer för omvänd transkription. Även telomerer är intressant då dem sitter längst ut på kromosomen och har telomeras. Jag förstår ändå inte hur informationen tillkommit på en rna el dnasträng. Hur fastnade och lagrades informationen där, och vilket kom först informationen el rnat? Och hur kan ngt byggas utan information och hur kan information skapas utan att ngt är byggt. Och hur kan en dna sträng el rnasträng uppstå. Hur mkt information måste finnas för att det skall ske? Och hur kan olika saker samverka tex ribosomer och dnasträngen utan att blivit gjorda samtidigt? Och vad är informationen(ett recept), men hur avläser Mrna receptet med enzymer-är det en kemisk reaktion som sker? Och hur kan då mrna veta att den sen skall transporteras vidare till ribosomen för att göra proteiner? Ibland undrar man om inte allting är en illusion att vi är gjorda av ingenting och att allt är liv även atomerna, dvs det är bara människan som har definierat liv som ngt som måste ha metabolism etc, och att vi är inte mer än ngt som finns på samma sätt som om en människa hade skapat ett mkt avancerat dataspel och dem varelserna där inne i det spelet så fort dataspelet är på tror att dem lever för att vi gett dem intelligens. För dataspel är vad jag vet det enda som människan skapat som inte är gjort av ngt som redan existerar. Datan har vi gjort av redan befintliga ämnen men själva spelet är det vi som skapat av ingenting.
Först ett par definitioner:
Ett enzym kan katalysera en kemisk reaktion och är uppbyggt av aminosyror, dvs det är en protein-molekyl.
Ett ribozym kan också katalysera en kemisk reaktion men är uppbyggt av nukleotider, dvs det är en RNA-molekyl.
Och nej, man tror inte att enzym var före RNA just för att RNA kan katalysera en kemisk reaktion (vara ett ribozym) och samtidigt ha förmågan att bära på information. Sekvensen (ordningen) av nukleotiderna är det som är själva informationen. En viss RNA-molekyl kan alltså katalysera något på grund av att dess nukleotider sitter i en viss ordning. Det är detta som är den relativt enkla och direkta kopplingen mellan informationen och vad som kan göras med denna information.
Retrovirus är intressanta i detta sammanhang just för att de hjälpte till med tankarna om att RNA är ”ur-molekylen” för liv. Tidigare trodde man bara att informationen kunde gå från DNA till RNA till protein men just det omvända polymeraset i retrovirus visade att RNA har en särställning (i mitten av denna kedja) och att man kan få DNA från RNA.
Slumpmässigt sammansatta RNA molekyler är lätt att få. De kan vara korta, kanske bara ett tiotal nukleotider och bildas spontant. (Detta är ren kemi och handlar om kemiska jämvikter.) Redan nu representerar dessa information genom ordningen på nukleotiderna. Jämför en binär kod som används i datorer som består av 0 och 1. Hos RNA är koden tetranär (heter det så?) och består av A, C, G och U. Låt säga att vi har RNA-molekylen med sekvensen ACGUACGUAC och en annan med sekvensen UGCAUGCAUG. I en vattenlösning kommer dessa båda molekyler att anta unika 3-dimensionella strukturer som kanske kan katalysera en kemisk reaktion. Låt säga att ACGUACGUAC kan katalysera en kemisk reaktion men inte UGCAUGCAUG. ACGUACGUAC är alltså ett ribozym och informationen för detta ligger i dess sekvens av nukleotider. Ur detta följer att det är omöjligt att säga om det var informationen eller RNA-molekylen som var först, då de är en och samma sak.
Sedan är steget väldigt lång till att en molekylär värld där mRNA ska läsas av med hjälp av ribosomer osv. En miljard år?
Tja, är inte detta lite av Platons idéer med sin skuggvärld? Vad finns utanför universum och så vidare.
– Mats Hansson
