ADN hay ARN có trước? Đây là một câu hỏi quan trọng trong việc hiểu về nguồn gốc sự sống. Những nghiên cứu khoa học mới nhất đã cung cấp nhiều bằng chứng thú vị, giúp làm sáng tỏ mối liên hệ giữa hai phân tử quan trọng này. Từ những phát hiện mới, các nhà khoa học đã tiến gần hơn đến việc giải mã bí ẩn về sự khởi đầu của sự sống trên Trái Đất. Cùng DNA Testings khám phá những phát hiện mới nhất này và hiểu rõ hơn về sự phát triển của các hệ thống sinh học từ thời kỳ sơ khai.
ADN hay ARN có trước?
“ADN hay ARN có trước?” là một câu hỏi quan trọng trong lĩnh vực sinh học và hóa học, liên quan đến việc tìm hiểu nguồn gốc và sự tiến hóa của sự sống trên Trái Đất. ADN (axit deoxyribonucleic) và ARN (axit ribonucleic) là hai phân tử quan trọng trong việc lưu trữ và truyền tải thông tin di truyền.
ADN là phân tử lưu trữ thông tin di truyền dài hạn, tạo nên bản thiết kế cho sự phát triển và chức năng của các sinh vật sống. ARN, ngược lại, thường được coi là phân tử trung gian, truyền tải thông tin từ ADN để tổng hợp protein, thực hiện các chức năng sinh học trong tế bào.
Đa số các nhà khoa học hiện nay tin rằng ARN đã xuất hiện trước ADN. Vấn đề này đã gây ra nhiều tranh cãi trong lịch sử khoa học, và thậm chí hiện nay vẫn chưa có tài liệu chính thống nào kết luận chắc chắn rằng ARN hay ADN xuất hiện trước.
Trước đây, nhiều căn cứ cho rằng ADN có lẽ xuất hiện trước. Điển hình là Luận thuyết trung tâm của Francis Crick năm 1970, giúp suy ra rằng ADN có thể đã xuất hiện trước và đóng vai trò trung tâm trong việc lưu trữ thông tin di truyền.
Tuy nhiên, qua nhiều nghiên cứu mới, hầu hết các nhà khoa học ngày nay tin rằng ARN đã tiến hóa trước ADN. ARN, với khả năng tự xúc tác và cấu trúc đơn giản hơn, có thể đã đóng vai trò quan trọng trong các giai đoạn đầu của sự sống, trước khi hệ thống di truyền dựa trên ADN phát triển.
Lý do ARN có thể đã xuất hiện trước ADN
Dựa vào Luận thuyết trung tâm của Francis Crick, thông tin di truyền chỉ theo một hướng từ ADN tới ARN rồi mới đến protein. Theo lý thuyết này, ADN là phân tử xuất hiện trước và đóng vai trò trung tâm trong lưu trữ và truyền tải thông tin di truyền.
Tuy nhiên, sinh học phân tử hiện đại cuối thế kỷ 20 đã đưa ra bằng chứng cho thấy ARN có thể đã xuất hiện trước ADN. ARN là hợp chất trùng hợp đầu tiên với cấu trúc đơn giản hơn.
Điều đáng chú ý là ARN có rất nhiều loại khác nhau và có khả năng tự tái bản, tự xúc tác mà không cần đến enzym. Những tính chất này làm cho ARN trở thành một ứng viên sáng giá trong các giai đoạn đầu của sự sống.
Tiêu biểu cho những phát hiện này là nghiên cứu của H. Temin và D. Baltimore về virus chứa ARN. Hai nhà khoa học phát hiện rằng ARN của virus có thể được phiên mã ngược nhờ enzym reverse transcriptase, tạo ra ADN, và ADN này có thể gắn vào ADN của vật chủ.
Điều này mâu thuẫn với Luận thuyết trung tâm của Francis Crick và chứng minh rằng ADN có thể được sinh ra từ ARN. Những phát hiện này củng cố giả thuyết rằng ARN đã xuất hiện trước ADN trong quá trình tiến hóa của sự sống.
Ngoài ra, còn nhiều căn cứ khác cho thấy ARN có trước ADN:
Thứ nhất, ARN có cấu trúc rất đơn giản, chỉ có mạch đơn, và có khả năng nhân đôi mà không cần đến enzym như quá trình nhân đôi ADN.
Thứ hai, ARN mạch đơn có khả năng tạo ra nhiều cấu trúc không gian khác nhau, đồng nghĩa với việc ARN tham gia được nhiều hoạt động sống trong tế bào, đặc biệt quan trọng trong các giai đoạn probiont đang tiến hóa.
Thứ ba, ARN còn có khả năng xúc tác enzym và một số ribozim có khả năng xúc tác tạo mạch bổ sung của một đoạn ARN ngắn trong môi trường có đơn phân tự do.
Thứ tư, bên ngoài tế bào, ARN cũng có cấu trúc bền vững hơn so với ADN.
Thậm chí, có những giả thuyết cho rằng ARN là khởi nguồn của sự sống. Trong khi ADN cần có protein để hoạt động, protein lại cần có ADN để tồn tại. Điều đặc biệt là hai chức năng này đều có ở ARN, giúp cho sự sống được diễn ra.
Giả thuyết cho rằng ARN xuất hiện trước đã có từ hàng tỉ năm trước từ quá trình tự hình thành ARN ở núi lửa dưới đáy đại dương hay từ những tầng đất sét. Ngày nay, nhiều nhà khoa học còn nghi ngờ rằng ARN được hình thành trên Sao Hỏa và di chuyển tới Trái Đất. Quá trình tự hình thành của ARN đã tạo nên sự phức tạp hơn trong cơ thể các sinh vật. Các nghiên cứu ngày nay cũng đang được thực hiện để có thể ứng dụng trong xét nghiệm ADN.
Những căn cứ trên ủng hộ giả thuyết rằng các probiont đã hấp thụ ARN và sử dụng nó như vật chất di truyền ban đầu. Dần dần, ADN thay thế ARN làm vật chất di truyền chính do ADN bền vững hơn và chính xác hơn trong quá trình sao chép thông tin di truyền.
Các nghiên cứu mới đã tiến gần hơn đến việc giải đáp câu hỏi ADN hay ARN xuất hiện trước trong tiến hóa. Những phát hiện này mở ra hiểu biết mới về nguồn gốc sự sống và có tiềm năng ứng dụng trong y học và công nghệ sinh học.
Dù còn tranh cãi, những bước tiến này nhấn mạnh tầm quan trọng của khoa học trong việc khám phá bí ẩn vũ trụ.
Xem thêm: Tìm hiểu về xét nghiệm ADN bằng núm ti giả núm vú giả
Hy vọng tương lai sẽ mang lại câu trả lời rõ ràng và đột phá mới trong hiểu biết về sự sống.
