Sredinom prošloga stoljeća mnogo se govorilo o teoriji koja je postanak života vidjela u molekuli DNA, naravno prvoj. Ako se evolucija temelji na prijenosu gena i skokovitim promjenama njihove strukture (mutacijama), što je naravnije nego pretpostaviti da se prvo pojavio gen, molekula DNA, a tek poslije stanica? Kako su pak virusi najjednostavnija  živa bića,  koja se sastoje samo od molekule DNA (gena) zaštićene proteinskim omotačem, nisu li upravo virusi bili prva živa bića, prve „žive molekule“?

Lijepo zvuči, sasvim lijepo i nadasve uvjerljivo – no samo dok se ne počne misliti. Kao prvo, virusi su paraziti, pa ne mogu živjeti bez stanice. Bez svog domadara – životinjske, biljne ili bakterijske stanice – virusi se ne mogu razmnožavati, pa ni u pravom smislu živjeti, ako život vidimo u mjeni tvari, metabolizmu. Iz toga proizlazi da su virusi mogli nastati tek nakon pojave stanice, jer život je virusa, kao i život svakog parazita, nemoguć bez domadara. A što se pak tiče prešutne pretpostavke da su se atomi i molekule spontano, sami od sebe udružili u tako složenu a usto funkcionalnu strukturu kao što je molekula DNA, to je  tvrdnja koja vodi vodu na mlin kreacionistima (pristalicama teorije inteligentnog dizajna). Doista,  nešto se takvo moglo dogoditi samo čudom Božjim!

No ima i druga strana priče. A ta strana počinje otkrićem ribozima, ribonukleinskih kiselina (RNA) koje mogu, poput enzima, katalizirati biokemijske reakcije. Iz toga je proizišla teorija, poznata kao RNA World, koja kaže da su se prva živa bića sastojala samo od molekula RNA koje su vršile današnju funkciju i DNA (gena) i proteina (enzima). I tako  su nukleinske kiseline opet došle u žarište zanimanja znanstvenika koji se bave postankom života, no  sada u novom ruhu.

Ruho nije više igra (nevjerojatnog) slučaja (ili čudo Božje) nego  površina krutog katalizatora. Krajem prošloga stoljeća otkriveno je da se nukleinske kiseline mogu sintetizirati iz svojih monomernih jedinica, nukleotida, na mineralu gline montmorilonitu. Zahvaljujući katalitičkim svojstvima tog minerala dobivene su  molekule RNA duge 30, pa i 50 monomernih jedinica. Sasvim dovoljno za početak života, ako, ako…

Ako, ako… ako se zna što se na tom i drugim mineralima gline  događa. I evo, nedavno je u časopisu Američkog kemijskog društva (American Chemical Society, ACS) koji se zove ACS Earth and Space Chemistry, osvanuo članak jednog francuskog (Pierrea Mignona)  i trojice španjolskih kemičara koji su metodama molekularnog modeliranja istražili kako se molekule nukleinskih kiselina vežu za površinu montmorilonitu sličnom mineralu pirofilitu. Iz mnoštva tehničkih detalja u njihovom radu proizlazi jednostavan zaključak: monomeri (nukleotidi), njihovi dimeri (u konkretnom slučaju TpT), pa stoga i njihovi polimeri, formirane molekule nukleinskih kiselina (RNA i DNA), vežu se na isti način za minerale gline kao što se međusobno vežu nukleinske kiseline.

Da se prisjetimo. Molekula DNA ima strukturu dvostruke uzvojnice zato što se dva polinukleotidna lanca drže jedan za drugog uspostavljanjem vodikovih veza između nasuprotnih nukleotida (A, T, C, G), točnije nukleinskih baza koje ulaze u sastav njihovih molekula. Između A i T stvaraju se dvije, a između C i G tri vodikove veze. Taj način vezivanja zove se, u čast znanstvenika koji su 1953. godine riješili strukuru molekule DNA, Watson-Crickovo sparivanje baza (A-T i C-G).

Nukleinske baze, preko kojih se ostvaraje povezivanje nukleotidinih lanaca vodikovim vezama, su organski spojevi, dok je pirofilit, razumije se, anorganski spoj, silikat. Nukleinske baze su spojevi ugljika, vodika, dušika i kisika, a  pirofilit je  pak spoj silicija, kisika, vodika i aluminija, što je očito iz njegove kemijske formule Al₂Si₄O₁₀(OH)₂. No ti se „anorganski“ atomi ponašaju baš kao što  se ponašaju „organski“ atomi  nukleinskih baza. Veze Al-OH djeluju u vodikovoj vezi kao akceptori,  zamjenjujući tako skupine C=O i >N: u molekulama nukleinskih kiselina. Za mineral vezana voda, H₂O, djeluje pak kao donor vodika, što znači da zamjenjuje skupine >N-H i –NH₂. Štoviše, A i T se vežu za mineral s dvije, a C i G s tri vodikove veze. Usto dolazi – baš kao kod molekula nukleinskih kiselina – i do slaganja (stacking) baza, privlačenja prstena susjednih monomernih jedinica. Ukratko, pirofilit se ponaša poput nukleinske kiseline, DNA ili RNA!

Vodikova veza je čudo kemije: iz nje proizlaze sva „anomalna“ svojstva vode, čineći je jedinstvenom tekućinom, ali i složene strukture bioloških molekula i njihovih agregata (molekularnih suprastruktura). Iz perspektive biologa ovo istraživanje dobiva još dublje značenje. Nije li struktura DNA određena upravo strukturom minerala, strukturom montmorilonita i pirofilita? Ne nosi li život na Zemlji pečat te prve interakcije?

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti pišući za časopise Prirodu (kojoj je sedam godina bio i glavni urednik), Čovjek i svemir, ABC tehnike, Smib, Modru lastu, a u posljednje vrijeme i za mrežne stranice Zg-magazin te, naravno, BUG online. Autor je i 13 znanstveno-popularnih knjiga od kojih je posljednju, „The Cookbook of Life – New Theories on the Origin of Life“ (izišlu 2018. godine), napisao na engleskom jeziku. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.