Die Entstehung des Lebens

Im Freigeisterhaus hatten wir mal wieder eine Diskussion mit einem Kreationisten, bei der es auch um die Entstehung des Lebens ging. Darin wurden verschiedene neuere Arbeiten verlinkt, und ich war motiviert, mich über den aktuellen Stand zu informieren.

Vieles deutet darauf hin, dass es während der Entstehung des Lebens mal eine RNA-Welt gab, also eine Phase, in der das Erbgut noch nicht als DNA gespeichert wurde sondern als RNA und noch keine Proteine (Enzyme) die Funktionen der Zellen unterstützten sondern ebenfalls RNA (Ribozyme). Das Ribosom, also der Teil der Zelle, wo Proteine hergestellt werden, funktioniert noch immer nach diesem Prinzip. Nicht die DNA selbst wird dort gelesen, sondern als mRNA (messenger-RNA) vorliegende Kopien davon. Die Aminosäuren, also die Bausteine des Proteins, werden von der tRNA (transfer-RNA) transportiert, und das Ribosom selbst ist ein Ribozym.

Im Jahr 2009 wurde die RNA-Welt-Hypothese durch mehrere Veröffentlichungen unterstützt. Lincoln und Joyce ließen Ribozyme im Labor evolvieren und Sutherland und Powner zeigten einen plausiblen Reaktionspfad für die Entstehung von Ribonukleotiden (Teile der RNA) unter Bedingungen, wie sie auf der frühen Erde geherrscht haben können. Insbesondere wird dabei das Problem der Instabilität von Ribose umgangen.

Trotz dieser Fortschritte bleibt die direkte Enstehung der RNA-Welt unwahrscheinlich. Sie ist ein Meilenstein aber nicht der Grundstein in der Entstehung des Lebens, und es wird nach möglichen Vorläufern gesucht. Von denen ist aber weder in lebenden Zellen noch in Fossilien etwas übrig geblieben, so dass die Spekulationen sich allein am Machbaren orientieren. Die Vorschläge, wo und wie es passiert sein kann, sind vielfältig: Schwarze Raucher, Tonmineralien (Montmorillonit), Eis, Tümpel. Links:

Michael P. Robertson and Gerald F. Joyce 2010
ausführlich und schwierig

Jack W. Szostak, 2010 Lasker Lecture, Teil 2, Teil 3, Teil 4, Teil 5

Koji Tamura 2010
„Non-enzymatic aminoacylation of RNA minihelices (primordial tRNAs) by aminoacyl phosphate oligunucleotides resulted in a clear chiral preference for L-amino acids over D-amino acids.“

Alphabet soup
Über die Forschung von Ernesto di Mauro:
„Simply in the presence of heat, the cyclic bases formed RNA chains in water alone.“

Neue Aspekte zur Synthese von Ribonukleotiden unter präbiotischen Bedingungen
etwas auf Deutsch über Powner et al. 2009

Die Evolution des genetischen Codes- neue Befunde untermauern das „stereochemische Modell“
etwas auf Deutsch über Yarus et al. 2009

Leben aus der Retorte? Willkommen in der RNA-Welt
etwas auf Deutsch über Lincoln und Joyce 2009

Wie das Leben auf die Erde kam
lesenswerter Spiegel-online-Artikel von Jack W. Szostak und Alonso Ricardo

Expanding Roles for Diverse Physical Phenomena during the Origin of Life
Itay Budin und Jack W. Szostak:
„The field has focused on nucleic acids in recent years, primarily because of the RNA world hypothesis, which has gained wide acceptance with the discovery of extant RNA enzymes (ribozymes), including the finding that the ribosome is a ribozyme, and the isolation of a wide variety of functional RNAs in vitro. …
The lack of a prebiotically plausible total synthesis for any of the nucleotides has been a primary argument against an RNA-first scenario for the origin of life and has led to searches for simpler genetic polymers.“

Evolution of Ribozymes in an RNA World
Ulrich F. Müller über die RNA-Welt, ebenfalls 2009

Origin of Life Research Award
Für die beste Erklärung, wie das Leben entstanden ist, wird ein Preis von 50.000 Dollar vergeben (plus Forschungsgelder).

Die richtige Antwort
JLT hatte 2008 zum selben Thema geblogt.

edit 24.07.2011: The Role of Natural Selection in the Origin of Life
Iris Fry über ‚geneticists‘, ‚metabolists‘ und ‚preparatory metabolism‘.

edit 27.08.2012: Martin Hanczyc: The line between life and not-life
Martin Hanczyc über Chemikalien, die lebendig aussehen, allerdings ohne Erbsubstanz.

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Eine Antwort zu Die Entstehung des Lebens

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