Wetenschappers komen met een nieuwe theorie over het ontstaan van leven op aarde: het begon met RNA én DNA.

En daarmee schoffelen ze de hypothese die stelt dat het leven op aarde begon met RNA alleen, onderuit. “Zelfs als je gelooft in een wereld met alleen RNA, moet je geloven in iets wat naast RNA bestond en het verder hielp,” stelt onderzoeker Ramanarayanan Krishnamurthy. Maar wat was er dan naast RNA? DNA, zo vermoedt Krishnamurthy.

RNA alleen
Even terug naar het begin. Al zo’n dertig jaar onderzoeken wetenschappers de hypothese die stelt dat het leven op aarde begon met RNA. Volgens deze theorie leidde een aantal chemische reacties tot de totstandkoming van RNA-moleculen die zichzelf repliceerden. En op een gegeven moment ging RNA eiwitten en enzymen produceerden die het hielpen om DNA te maken. En dat leidde weer tot het ontstaan van complexe organismen.

Links: RNA. Rechts: DNA. Afbeelding: Sponk (via Wikimedia Commons).

Links: RNA. Rechts: DNA. Afbeelding: Sponk (via Wikimedia Commons).

Niet stabiel
Zo op het eerste gezicht lijken RNA- en DNA-moleculen sterk op elkaar. DNA vormt een ladder-achtige constructie (nucleobasenparen zijn de treden en een keten van suiker-en fosfaatgroepen, ook wel de ruggengraat van DNA genoemd, is de zijkant). RNA lijkt op de helft van een ladder. Als de RNA-alleen-hypothese klopt, zou je verwachten dat het veelvuldig voorkwam dat RNA-nucleotiden zich mengden met de ruggengraat van DNA, waardoor ‘heterogene’ strengen ontstonden. Het zou een soort tussenstap zijn geweest in het ontstaan van DNA. Maar Krishnamurthy en collega’s tonen nu aan dat zo’n tussenvorm niet stabiel is: wanneer DNA en RNA een ruggengraat delen, blijft het geheel niet zo goed bij elkaar als puur RNA of puur DNA en daardoor zou zo’n tussenvorm minder goed in staat zijn om genetische informatie vast te houden en zich te vermenigvuldigen.

Onderspit
Vanwege die instabiliteit zou de tussenvorm in de RNA-wereld waarschijnlijk het onderspit hebben moeten delven in de concurrentiestrijd met de veel stabielere RNA-moleculen. Dat zien we ook vandaag de dag gebeuren. Wanneer RNA-nucleobasen zich per ongeluk aan een DNA-streng hechten, schieten geavanceerde enzymen toe om de fout te corrigeren. Deze enzymen waren er lang voor het leven op aarde ontstond nog niet. “De overgang van RNA naar DNA zou niet gemakkelijk zijn geweest zonder mechanismen die ze uit elkaar hielden,” denkt Krishnamurthy.

Nieuwe hypothese
En dat leidt dus tot een nieuwe hypothese: RNA en DNA ontstonden tegelijkertijd. En DNA had al een eigen ‘identiteit’ ontwikkeld alvorens het in aanraking kwam met RNA. De onderzoekers sluiten niet uit dat RNA uiteindelijk DNA ging produceren, maar dat zou pas gebeurd zijn nadat het DNA ontmoet had en de materialen die het bevatte, kende.

De onderzoekers benadrukken dat we waarschijnlijk nooit te weten zullen komen hoe leven op aarde precies begon. Maar door dit soort onderzoeken kunnen we ons wel beter voorstellen wat nodig is voor het ontstaan van leven. En die wetenschap komt weer van pas wanneer we op andere hemellichamen op zoek gaan naar sporen daarvan.