Yaşamın başında ilk RNA mı DNA mı oluşmuştur? Ve bunun nedeni nedir?

Öncelikla XNA; laboratuvarda üretilmiş, sentetik bir nükleik asittir. XNA'ların hiçbiri doğada bulunmamaktadır.

Genetik materyalin evriminde iki tip görüş vardır: Önce Metabolizma Hipotezi ve Önce RNA Hipotezi. Bu iki görüşü birbirinden ayıran şey, ilkine göre önce metabolitik faaliyetler başlarken genetik materyaller sonradan ortaya çıkmıştır. İkincisine göre ise önce genetik materyal evrilmiş, böylece metabolik faaliyete katılacak olan kimyasallar da üretilebilmiştir.

Bu iki hipotezden herhangi biri doğru olabilir, fakat bu sonucu değiştirmeyecektir. Genetik materyalin evrimini anlamak için süreç odaklı değil de olay odaklı düşünelim.

Bilim camiasında yaygın olarak kabul edilen görüşe göre, genetik materyalin evrimindeki en önemli adımın ribozim adlı enzimin ortaya çıkmasıdır (ribozom organeli ile karıştırılmamalı). Ribozim, RNA'nın atasal molekülüdür. Ribozim, bir oto-katalizördür. Yani etrafındaki basit molekülleri kullanarak kendini kopyalayabilir. Bu kopyalanma sürecinde meydana gelecek mutasyonlar ile ribozimin bir noktadan sonra tam bir RNA yapısına dönüşmemesi güçtür.

Yağ zırhı içinde (bkz. "Koaservat Nedir? İlkin Koaservat Yapıları Nasıl Oluşmuştur?", oldukça kısa bir özeti ise burada) sıkışan RNA'lar, zaman içerisinde DNA'yı oluşturmuş olabilir. Yönetici molekül olan DNA'nın evrimiyle de eskiden daha kaotik olan kimyasal tepkimeler bir düzene girmiştir.

Bu süreçler laboratuvar ortamında test edilebilmektedir. Örneğin; 2007 yılında Dr. Raffaele Saladino ve ekibi, abiyogenez sırasında olduğu düşünülen koşulları uygulayarak sadece 48 saatte bütün nükleotitleri üretebilmiştir. Yine 1997'de yapılan deneylerle kısa bir RNA molekülü elde edilebilmiştir. Biyolojide Ferris-Orgel Tepkimesi olarak yer edinmiştir. (bkz. "Canlılık Nasıl Başladı? Canlılığın Kökeni Üzerine Bilimsel Varsayımlar ve Spekülasyonlar...")

Yeterli bilgi bulamazsınız çünkü şu an kimsenin bu konuda yeterli bilgisi yok.

Önce-DNA Hipotezi'ne göre, DNA tam olarak açıklanamayan ancak temel kimyasal tepkimeler dahilinde, doğal fiziksel itki-tepki kuvvetlerine göre, bu şekilde sarmal bir halde üretilmiş ve sonrasında, yine yapısı gereği RNA sentezleyerek işlevini sürdürmüştür. Ancak bu hipotezin, pek çok açığı bulunmaktadır. Bunların en önemlisi de, DNA'nın bir katalizör yani kimyasal tepkimelerin aktivasyon enerjisinin düşürücü (tepkimeyi hızlandırıcı) etkiye sahip kimyasal özelliği bulunmamasıdır. Bu da, bu kadar kompleks ve büyük moleküllerin oluşabilme ihtimalini çok düşürmektedir. Çünkü, katalizör olan bir ortamda birkaç saniyede gerçekleşecek bir tepkime, katalizör olmadığında günler, haftalar, yıllar ve hatta yüzlerce, binlerce yıl alabilmektedir. Önce-DNA Hipotezi savunucuları, ilk canlının oluştuğu ortam koşullarını katalize edici bir faktör olarak ileri sürdüler.

Ancak daha sonra, retrovirüs dediğimiz ve ana genetik materyali canlılar gibi DNA değil de RNA olan virüslerin yapısı anlaşıldığında, "Önce-DNA Hipotezi" çok derin yaralar alarak iyice terk edilmeye başlanmışıtır. Retrovirüslerde keşfedilen yeni bir mekanizma sayesinde günümüzde artık Biyoloji'de "merkezi dogma" geçerliliğini kısmen yitirmiştir.

Otokatalizör olan ribozim keşfedildikten sonra Önce RNA hipotezi daha çok güç kazandı. RNA'nın atasal bir versiyonu ve tepkimeleri hızlandırıyordu. Bu atasal yapı zamanla karmaşıklaşarak RNA oluştu, daha sonra bu RNA'dan ters transkripsiyon yolu ile DNA oluştu buradan da canlılığa gidecek süreçler devam etti, ki bunu retrovirüslerde görüyoruz.

Bunların dışında Önce XNA modeli ve Önce Metabolizma hipotez/modelleri de bulunmaktadır. Şu anda en güçlü olan model Önce RNA hipotezi olarak görünmektedir. Bütün diğer modellerin belli bir seviyede doğru olabileceği de düşünülmektedir.

"Yeni gelişen hücreler içerisinde oluşan bir molekül, sonradan günümüzdeki RNA'yı sentezleyecek olan ve rastlantısal olarak yapısının "kendi kendisini sentezleme reaksiyonunun katalizörü (hızlandırıcısı)" olan ribozim enzimi, kademe kademe gelişmiş ve çoğalmıştır. Daha sonra, yapısı itibariyle etraftaki moleküllerin sentezinde önemli bir rol almaya başlamış, nihai olarak da, en azından günümüze kadarlık sürede, DNA dediğimiz ve "üzücü" bir şekilde RNA'dan çok daha fazla meşhur olmuş "kalıtım molekülünü" oluşturmuştur"