Az első ilyen molekulákkal elkezdődött a természetes szelekció, mely a jobban replikálódó változatoknak kedvezett. Kialakultak az első sejtek is, és ami ezután következett, nagyjából ismert. A New Scientist augusztusban a legújabb felfedezések kapcsán összegezte az élet kialakulásáról eddig megszerzett ismereteinket.

Az 1960-as években felmerült, hogy az első önreplikálódó molekula a DNS egyik közeli rokona, az RNS volt. Ezzel az ötlettel az a baj, hogy nem tudjuk, miként keletkeztek RNS-ek az ősi földön.

A 60-as években derült ki az is, hogy az RNS az enzimként a legkülönfélébb kémiai reakciókat katalizáló fehérjékhez hasonlóan szintén fel tud tekeredni, igaz, azoknál egyszerűbb szerkezetűvé. Ha e molekula is tud kémiai reakciókat katalizálni és információt tárolni, talán további RNS-ek előállítására is képes. Ez esetben az RNS-replikátoroknak nem volt szükségük fehérjékre.

Az amerikai Thomas Cech 1982-ben enzimként működő RNS-t talált egy egysejtűben. Ezután mások is találtak élőlényekben vagy készítettek laborjaikban új RNS-enzimeket. Bár az RNS kevésbé stabil, és gyengébb információtároló a DNS-nél, nem is olyan sokféle, mint a fehérjék, kiderült, hogy egy molekuláris ezermester. Cech felfedezettje egy rövid RNS-részlet, mely egy hosszabb láncból képes kivágni magát. A reakció megfordítható, azaz RNS-lánc építhető, ami azt jelenti, hogy az RNS-replikátorok más RNS-ekkel részeket cserélhettek. E képesség felgyorsíthatta az evolúciót.

2000-ben feltárták a sejtekben működő fehérjegyárak szerkezetét, és kiderült, hogy ezek közepén egy RNS-enzim ül. Ha pedig RNS készíti a fehérjéket, akkor az RNS volt először.

Azt viszont továbbra sem tudtuk, hogy az RNS meg tudta-e sokszorozni magát. Ha volt is ilyen önreplikátor, az régen eltűnt, ezért biokémikusok nekiláttak az előállításának. 2001-ben megszületett az R18, mely 14 nukleotidot adott hozzá egy már létező RNS-hez, egy másik RNS-t használva mintaként. Ez év elején Philipp Holliger és kollégái egy újabb RNS-enzimet fedeztek fel, ami 95 nukleotidból álló RNS-szekvenciá kat is tud másolni.

Vajon honnan nyeri e molekula az ehhez szükséges energiát? Mivel csak néhány kémiailag aktív funkciós csoporttal rendelkezik, kevés reakciót tud katalizálni. A fehérjék kofaktorokkal szabályozzák a különböző reak ciókat. Kofaktorok nélkül ma ismert világunk nem is létezhetne. Kiderült, hogy az RNS-enzimeket is kofaktorok segítik. 2003-ban a japán Hiroika Suga létrehozott egy fehérjeenzimek által is használt kofaktort hasznosító RNS-enzimet. Ezt követően Ronald Breaker amerikai kutató talált egy szintén kofaktorral működő, természetes RNS-enzimet. Úgy tűnik, az RNS-ek is le tudják vezényelni az energiatermelő kémiai reak ciókat.

Bár az RNS-világ létezését egyre több bizonyíték támasztja alá, továbbra sem tudjuk, hogyan keletkeztek az első RNS-ek. E molekula egy szerves bázisból, egy cukorból és egy foszfátcsoportból felépülő nukleotidok láncából áll. Az élő sejtekben enzimek hozzák létre és építik össze a nukleotidokat, az ősi földön azonban ezek még nem léteztek. Volt viszont agyag. 1996-ban egy biokémikus arról számolt be, hogy ha „aktivált” nukleotidokat adott vulkáni agyaghoz, 55 nukleotidból álló RNS-molekulák jöttek létre. Hosszú RNS-ek összeépülése normál nukleotidokból energetikailag kedvezőtlen, ám az aktivált nukleotidok biztosítják a reakcióhoz szükséges energiát.

Ha elég aktivált nukleotid volt az ősi földön, a nagy RNS-ek maguktól is létrejöhettek. Az ősi körülményeket szimuláló kísérletek igazolták, hogy cukrok, bázisok és foszfátcsoportok is keletkezhetnek természetes úton. Pedig eddig úgy tudtuk, hogy speciális enzimek nélkül ezekből nem jönnek létre a nukleotidok. A molekulaszerkezet gátolja meg, hogy a cukor a bázishoz kötődjön, és ha ez mégis megtörténik, az új molekula gyorsan felbomlik.

John Sutherland angol kutató arra gondolt, hogy egyszerűbb molekulákat próbál összerakni nukleotiddá anélkül, hogy azokat előtte cukorrá vagy bázisokká építené össze. 2009-ben bebizonyította, hogy ez lehetséges. Vett egy fél cukrot, egy fél bázist, majd „összeragasztotta” őket, és ezzel létrehozta azt a létfontosságú cukorbázis gerincet, melynek létrehozásával a többiek csak próbálkoztak. Ezt követően illesztette hozzájuk a foszfátcsoportot.

Bár a nagy áttörés megtörtént, maradt egy probléma. Az RNS 4 eltérő nukleotidból áll, ám ezek közül Sutherland eddig kettőt hozott létre. Bevallása szerint közel jár a másik kettő előállításához is. Ha sikerrel jár, igazolódik, hogy az RNS-replikátor spontán módon is létrejöhet, és az első replikátorok valószínűleg tényleg RNS-ből álltak.

Most már csak arra kéne választ találni, vajon hogyan keletkezett az élet. Jack Szostak harvadi kutató beszámolt arról, hogy az említett vulkáni agyag membránhoz kötött zsákok képződését segíti elő. Olyan „protosejteket” készített, melyek RNS-t szállítottak, és még a modern sejtgépezet nélkül is tudtak osztódni.

Egy másik elképzelés szerint az élet mélytengeri füstölőkben fejlődött ki, ahol a körülmények ideálisak lehettek az RNS-láncok kialakulásához.

Philipp Holliger egy még meglepőbb ötlettel állt elő: lehet, hogy mindez jeges körülmények között zajlott. Az élet hajnalán a nap 30%-kal haloványabb volt, mint ma, csak a légkörben lévő üvegházhatású gázok miatt nem volt az egész világ fagyott. Amikor az RNS-t és az egyéb vegyületeket tartalmazó víz lehűl, egy része megfagy, a többi része pedig koncentrált oldatot képez a jégkristályok körül. Érdekes módon az említett R18 RNS-enzim jégfürdőben jobban működik, mint szobahőmérsékleten.