Asal-usul kimiabagaimana bahan baku kehidupan muncul

Bahan baku kehidupan dibangun selangkah demi selangkah lewat reaksi kimia antara 4 miliar dan 3,8 miliar tahun lalu. Pertama muncul asam amino, balok bangunan protein. Lalu nukleotida, dan huruf-huruf pewarisan mulai dieja. Membran lipid menandai sebuah "dalam" dan "luar". Kemudian datang dunia RNA, tempat satu molekul sekaligus menyimpan informasi dan mengkatalisis reaksi. Akhirnya molekul belajar menyalin dirinya, dan sebuah membran menyelubungi sistem penyalin itu hingga terbentuk protosel.

Bagaimana kehidupan bermula masih pertanyaan ilmiah yang terbuka. Setiap langkah di bawah ini adalah penjelasan kandidat yang diajukan peneliti lewat eksperimen dan penalaran, bukan sejarah yang sudah tuntas.

Enam langkah

• Asam amino (Miller–Urey): Balok bangunan protein muncul.
• 4 miliar tahun lalu · Nukleotida: Huruf-huruf pewarisan mulai dieja.
• 3,9 miliar tahun lalu · Membran lipid: Tetesan minyak menandai sebuah "dalam" dan "luar".
• 3,9 miliar tahun lalu · Dunia RNA: Satu molekul sekaligus menyimpan informasi dan mengkatalisis reaksi.
• 3,85 miliar tahun lalu · Replikasi diri: Molekul belajar menyalin dirinya.
• 3,8 miliar tahun lalu · Protosel: Sebuah membran menyelubungi sistem yang mereplikasi diri.

Bayangkan keenam langkah itu seperti membangun rumah. Pertama kamu dapat batu bata (asam amino), lalu goresan untuk menulis (nukleotida), lalu kamu mendirikan dinding (membran lipid). Kemudian satu benda di dalam rumah berfungsi sekaligus sebagai buku petunjuk dan alat (RNA), ia belajar memfotokopi dirinya, dan akhirnya dinding menyelubungi seluruh sistem.

Bisakah bahan baku terbentuk sendiri?

Seorang mahasiswa pascasarjana menyegel air, metana, amonia, dan hidrogen dalam labu dan terus-menerus mengalirkan percikan listrik. Ia memperoleh asam amino yang menyusun protein (Miller, Science, 1953). Bahan baku itu juga mungkin datang dari luar angkasa: asam amino berasal bukan dari Bumi ditemukan di meteorit Murchison, jadi balok bangunan kehidupan mungkin umum di alam semesta (Kvenvolden dkk., Nature, 1970).

Nukleotida dulu dianggap sangat sulit dibuat dalam kondisi purba. Kemudian ditemukan jalur kimia yang lebih "alami" yang langsung mensintesis komponen RNA dalam kondisi purba (Powner, Gerland dan Sutherland, Nature, 2009).

Mengapa RNA sekaligus informasi dan alat

RNA bisa mengkatalisis reaksi seperti enzim, jadi RNA sekaligus informasi dan alat. Penemuan ini meraih Hadiah Nobel 1989 (Kruger, Cech dkk., Cell, 1982). Tim lain secara mandiri menemukan bahwa bagian enzim yang benar-benar mengkatalisis adalah RNA, bukan protein (Guerrier-Takada, Altman dkk., Cell, 1983). Berdasarkan temuan-temuan ini, diusulkan bahwa kehidupan paling awal mungkin seluruhnya terbuat dari RNA, dengan DNA dan protein ditambahkan belakangan (Gilbert, Nature, 1986).

Bukti belakangan menambah lagi. Inti ribosom, pembuat protein, adalah RNA, bukti langsung yang tersisa dari dunia RNA, dan karya ini meraih Hadiah Nobel 2009 (Nissen dkk., Science, 2000). Dua enzim RNA saling menyalin dan jumlahnya terus bertambah secara eksponensial, selangkah lebih dekat ke "kehidupan molekuler" (Lincoln dan Joyce, Science, 2009).

Di mana itu terjadi

Ekosistem yang tidak bergantung pada sinar matahari ada di sekitar lubang hidrotermal laut dalam, yang memberi asal-usul kehidupan satu lokasi kandidat baru (Corliss dkk., Science, 1979). Makalah itu tentang mata air panas bawah laut di Galápagos Rift. Kata kuncinya di sini "kandidat": ia menawarkan kemungkinan, bukan satu-satunya jawaban.

Ingin membaca aslinya? Cari judul-judul ini

• Miller (1953): A production of amino acids under possible primitive earth conditions
• Kvenvolden dkk. (1970): Evidence for extraterrestrial amino-acids and hydrocarbons in the Murchison meteorite
• Powner dkk. (2009): Synthesis of activated pyrimidine ribonucleotides in prebiotically plausible conditions
• Kruger, Cech dkk. (1982): Self-splicing RNA: autoexcision and autocyclization of the ribosomal RNA intervening sequence of Tetrahymena
• Guerrier-Takada, Altman dkk. (1983): The RNA moiety of ribonuclease P is the catalytic subunit of the enzyme
• Gilbert (1986): Origin of life: The RNA world
• Nissen dkk. (2000): The structural basis of ribosome activity in peptide bond synthesis
• Lincoln dan Joyce (2009): Self-sustained replication of an RNA enzyme
• Corliss dkk. (1979): Submarine thermal springs on the Galápagos Rift

Cara game menampilkannya

Dalam game, era Asal-usul kimia punya sumber daya molekul organik, dan generatornya adalah Lubang hidrotermal, Sintesis petir, Kiriman meteorit, dan Katalisis lempung. Petunjuk untuk lubang hidrotermal dan kiriman meteorit sama-sama bisa ditemukan dalam riset di atas. Mana yang menjadi sumber utama dalam kenyataan masih diperdebatkan di kalangan ilmuwan.