De RNA-wereld

De RNA-wereld - Inleiding
De RNA-wereld hypothese is een poging om een adequaat antwoord te geven op de problemen in het onderzoek naar de relatie tussen het ontstaan van het leven en de oorspronkelijke gegevensdrager (opslagmedium voor informatie) op de primitieve aarde. DNA is verantwoordelijk voor de opslag van de informatie die de cel nodig heeft om eiwitten op een zodanige manier op te vouwen dat zij hun functies kunnen uitvoeren. Bijna elke cellulaire en extracellulaire structuur is opgebouwd uit eiwitten. Dat is een belangrijk gegeven: de informatie in het DNA definieert de basisfuncties en -structuren van het leven.

Wanneer cellen worden vermenigvuldigd, wordt het DNA en de daarin opgeslagen informatie gekopieerd en doorgegeven aan de dochtercellen. Biochemische blauwdrukken worden via DNA-replicatie aan de volgende generatie doorgegeven. Dit proces produceert twee "dochtermoleculen" die identiek zijn aan het "moedermolecuul". Zodra de replicatie voltooid is, worden de twee voortgebrachte DNA-molecules verdeeld over de dochtercellen die tijdens de celsplitsing zijn geproduceerd.

De bouw van eiwitten vereist genetische informatie in het DNA, maar die informatie in het DNA kan niet verwerkt worden zonder een groot aantal specifieke eiwitten en eiwitcomplexen. Een wederzijdse afhankelijkheid tussen DNA en eiwitten is al sinds het midden van de jaren '80 een groot struikelblok voor het Darwinistische paradigma over de oorsprong van het leven. Volgens wetenschappers die onderzoek doen naar het ontstaan van het leven is het een kip-en-eiprobleem. Omdat eiwitten zo fundamenteel zijn voor de replicatie van DNA, kunnen DNA en eiwitten niet gelijktijdig uit een oersoep zijn voortgekomen.

De RNA-wereld - Een oplossing?
De RNA-wereld hypothese werd voorgesteld als een oplossing voor deze paradox. Volgens dit model was RNA er eerst; het diende als opslagmedium voordat er DNA en eiwitten waren. RNA kan zowel informatie opslaan (net als DNA) als chemische reacties katalyseren (net als eiwitten). Sommigen geloven daarom dat er eerst een RNA-wereld was die later evolueerde tot een DNA-eiwit wereld, waarin het RNA nu dienst doet als een intermediair tussen het DNA en de eiwitten.

Hoewel de RNA-wereld hypothese op papier een oplossing lijkt te bieden voor de noodzaak van een onderling afhankelijk systeem van DNA en eiwitten, blijkt het in praktische zin onhoudbaar. De RNA-wereld kampt met talrijke problemen. De vorming van het eerste RNA-molecuul vereist bijvoorbeeld de aanwezigheid van eerder gevormde kleinere onderdelen, zoals ribose, fosfaatmoleculen en de vier RNA nucleobasen. Maar zowel de synthese als het behouden van deze essentiële RNA-bouwstenen (vooral ribose) en de nucleobasen blijken enorm problematisch, misschien zelfs onmogelijk, te zijn onder realistische prebiotische omstandigheden.

Een ander groot probleem waar de voorstanders van de RNA-wereld hypothese mee te maken hebben is dat natuurlijk voorkomende RNA-moleculen slechts een heel klein aantal van de specifieke enzymatische eigenschappen van eiwitten hebben. Ribozymen kunnen slechts een handvol van de duizenden functies van eiwitten uitvoeren.

Het onvermogen van RNA-moleculen om een groot aantal van de functies van eiwitenzymen uit te voeren leidt tot een derde, verwant probleem voor de houdbaarheid van de RNA-wereld. Tot op heden is er geen plausibel antwoord gevonden op de vraag hoe primitieve zelfreplicerende RNA-moleculen de overgang kunnen hebben gemaakt naar moderne celstructuren die sterk afhankelijk zijn van een verscheidenheid aan eiwitten voor de verwerking van genetische informatie. Denk eens aan de overgang van een eenvoudige replicator naar een systeem dat de eerste eiwitten moet kunnen bouwen. Zelfs als een dergelijk systeem van ribozymen voor de bouw van eiwitten al uit een RNA-replicator zou kunnen zijn ontstaan, zelfs dan zou dat systeem van moleculen nog steeds informatierijke sjablonen vereisen voor de bouw van de specifieke eiwitten. Er ligt ook geen verklaring in het verschiet voor de oorsprong van die informatie.

De RNA-wereld - Conclusie
Samengevat kunnen we zeggen dat RNA slechts een klein aantal functionele rollen kan vervullen en zelfs dan meestal alleen maar omdat onderzoekers doelgericht "gesleuteld" hebben aan de RNA-katalysator. Zelfs oog in oog met dit extreme probleem blijven de meeste neodarwinisten ervan overtuigd dat de RNA-wereld bestaan moet hebben en zo de weg heeft geplaveid voor de tegenwoordige DNA-eiwit wereld. Als dit niet het geval was, kan het kip-en-eiprobleem vanuit een materialistisch perspectief namelijk niet opgelost worden.

Leer meer!