DNA mogelijk ontstaan in afwezigheid van leven

Onderzoekers hebben voor het eerst aangetoond dat DNA kan zijn ontstaan in de afwezigheid van leven. Dit zou betekenen dat de eerste levensvormen op aarde al beschikten over RNA én DNA.

Tot nu toe werd aangenomen dat de eerste levensvormen alleen gebaseerd waren op RNA, en geleidelijk evolueerden tot levensvormen die DNA konden maken en gebruiken. Dit wordt de ‘RNA World-hypothese’ genoemd, maar deze theorie is dus waarschijnlijk verkeerd.

Wat is RNA?

RNA is een afkorting van Ribonucleïnezuur (in het Engels ribonucleic acid). Het lijkt sterk op DNA, maar heeft een paar verschillen. Zo is RNA bijvoorbeeld enkelstrengs, terwijl DNA een dubbele streng heeft. In de cel hebben RNA-moleculen verschillende functies rondom de eiwitsynthese.
Wetenschappers dachten tot nu dat de eerste levensvormen gebaseerd waren op enkel RNA, omdat ze er maar niet in slaagden om om RNA in afwezigheid van door levensvormen geproduceerde enzymen om te zetten in DNA. Daar is nu dus, met een nieuw onderzoek verandering in gekomen.

RNA World-hypothese wellicht niet langer houdbaar

Onderzoeker Ramanarayanan Krishnamurthy en zijn team verkregen de eerste aanwijzingen dat de RNA World-hypothese waarschijnlijk niet klopt al in 2017. Ze vonden toen namelijk een stofje dat waarschijnlijk al op aarde voorkwam vóór er leven was. En dat stofje kan bouwblokken van RNA aan elkaar koppelen, zodat RNA-strengen ontstaan. Het stofje zou in theorie hetzelfde kunnen hebben gedaan met de bouwblokken van DNA en eiwitten.

Meer onderzoek naar bouwblokken DNA

Het nieuwe onderzoek gaat verder op deze studie en concentreert zich op het stofje thiouridine. Dit was waarschijnlijk al op aarde aanwezig voor de eerste levensvormen ontstonden en kan een voorloper geweest zijn van een van de bouwblokken waaruit het eerste RNA ontstond.

Krishnamurthy en zijn team laten met hun nieuwe onderzoek zien dat ze thiouridine om kunnen zetten in een bouwblok van DNA, door middel van een paar chemische reacties die gemakkelijk op een levenloze aarde kunnen hebben plaatsgevonden.

Ontstonden RNA en DNA gelijktijdig?

Dankzij het experiment van Krishnamurthy is het helemaal niet meer zo’n gek idee dat DNA en RNA gelijktijdig ontstonden en beide door de eerste aardse levensvormen werden gebruikt. Misschien werden RNA en DNA zelfs met elkaar vermengd om de eerste genen te krijgen. Dat is goed mogelijk, omdat onderzoekers een levende bacterie hadden gemaakt uit een mix van RNA en DNA.

Het blijft natuurlijk gissen, maar Krishnamurthy denkt dat NA en DNA al vroeg de strakke taakverdeling die ze vandaag de dag in alle cellen hebben, ontwikkelden.