Encyclopedie van de evolutiebiologie

Prof. Nico M. van Straalen (2019)

Gepubliceerd op 25-04-2020

RNA-wereld

betekenis & definitie

Model voor het ontstaan van het leven vanuit een mengsel van een groot aantal verschillende ribonucleïnezuren die met elkaar een autokatalytisch netwerk vormen

De term “RNA-wereld” werd populair door een publicatie uit 1986 (één bladzijde) door de Amerikaanse moleculair bioloog en Nobelprijswinnaar Walter Gilbert. RNA heeft niet alleen een functie in de erfelijkheid maar werkt tegelijkertijd als enzym (“ribozym”). Onder andere kunnen RNA-moleculen andere RNAs verlengen. RNA-moleculen in een soep van nucleotiden zouden de basis kunnen vormen voor cellulaire syntheseprocessen en het ontstaan van het leven. In deze theorie zou DNA een afgeleide zijn van RNA en pas later ingezet zijn als opslagmedium voor cellulaire informatie.

Dat je RNA kunt selecteren voor allerlei biochemische functies wordt bevestigd in experimenteel onderzoek. Hierbij past men kunstmatige selectie toe op een verzameling RNAs die herhaaldelijk met een niet-foutloze polymerasekettingreactie vermenigvuldigd worden. Veel katalytische functies (peptidesynthase, ligandbinding, aldolcondensatie) kunnen zo geoptimaliseerd worden (zie lemma SELEX).

Het idee dat in een RNA-wereld een netwerk van moleculen kan ontstaan die elkaars vorming katalyseren heeft veel mensen aangesproken. De wiskundige Stuart Kauffman werkte dit uit met simulatiemodellen. Hij liet zien dat een autokatalytisch netwerk emergentie vertoont bij overschrijding van een drempel van kritische complexiteit.

De RNA-wereld wordt ook aangevoerd als onderbouwing voor de replicator-theorie voor het ontstaan van het leven, geformuleerd door Richard Dawkins, John Maynard Smith en anderen.

Als bezwaren tegen de RNA-wereld heeft men ingebracht dat de katalytische eigenschappen van RNA te beperkt zijn en dat RNA te instabiel is om in een netwerk te functioneren. Desondanks wordt het idee door velen als een belangrijke potentiële ingrediënt voor een alomvattende theorie voor het ontstaan van het leven beschouwd.