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実質的な証拠は、今日の地球上のすべての生命が共通の祖先から発展したことを示しています。その共通の祖先が非生物から形成されるプロセスは、非生物発生と呼ばれます。このプロセスがどのように行われたかはまだ完全には理解されておらず、依然として研究の主題です。生命の起源に興味のある科学者の間では、タンパク質、RNA、または他の分子が最初に来たかどうかは、熱く議論されているトピックです。
プロテインファースト
有名なウレイ・ミラーの実験では、科学者たちは初期の地球の大気をシミュレートするために、メタン、水、アンモニア、水素を混合しました。次に、彼らはこの混合物を通して電気火花を発射し、雷をシミュレートしました。このプロセスにより、アミノ酸やその他の有機化合物が生成され、初期の地球のような条件がタンパク質の構成要素であるアミノ酸を生成する可能性があることが実証されました。
しかし、溶液中のアミノ酸の混合物から無傷の機能するタンパク質への移行には、多くの問題があります。たとえば、時間の経過とともに、水中のタンパク質はより長い分子鎖に集合するのではなく、ばらばらになる傾向があります。また、タンパク質やDNAが最初に現れたかどうかを尋ねることは、よく知られている鶏または卵の問題を示します。タンパク質は化学反応を触媒でき、DNAは遺伝情報を保存できます。ただし、これらの分子だけでは生命に十分ではありません。 DNAとタンパク質が存在する必要があります。
RNAファースト
考えられる解決策の1つは、いわゆるRNA Worldアプローチです。このアプローチでは、RNAはタンパク質またはDNAの前に配置されます。 RNAはタンパク質とDNAの機能のいくつかを組み合わせているため、このソリューションは魅力的です。 RNAはタンパク質のように化学反応を触媒でき、DNAのように遺伝情報を保存できます。また、RNAを使用してタンパク質を合成する細胞機構は、一部がRNAで構成されており、その仕事をRNAに依存しています。これは、RNAが生命の初期の歴史において重要な役割を果たした可能性があることを示唆しています。
RNA合成
ただし、RNA World仮説の1つの問題は、RNA自体の性質です。 RNAは、ポリマーまたはヌクレオチドの鎖です。これらのヌクレオチドがどのように形成されたのか、または初期の地球条件下でポリマーを形成するためにそれらがどのように集まったのかは完全には明らかではない。
2009年、英国の科学者ジョン・サザーランドは、彼の研究室が初期の地球におそらく存在していたビルディングブロックからヌクレオチドを構築できるプロセスを発見したと発表することにより、実行可能なソリューションを提案しました。このプロセスがヌクレオチドを生じさせた可能性があり、ヌクレオチドはその後、粘土の微視的な層の表面に沿って起こる反応によって結び付けられました。
代謝第一
RNA-Firstシナリオは生命の起源の科学者の間で非常に人気がありますが、別の説明があります。この新陳代謝優先シナリオは、深海の温水口などの高圧高温環境の近くで生命が発生したことを示唆しています。これらの条件は、ミネラルによって触媒される反応を促進し、有機化合物の豊富な混合物を生じさせました。これらの化合物は、タンパク質やRNAなどのポリマーのビルディングブロックになりました。ただし、公開時点では、新陳代謝優先アプローチとRNAワールドアプローチのどちらが正しいかを最終的に説明する十分な証拠はありません。