Oggi è da tutti accettato che la vita richiede DNA (acido desossiribonucleico, presente nei cromosomi a doppio filamento), come magazzino dell'informazione e responsabile della trasmissione dei caratteri ereditari del codice genetico, RNA (acido ribonucleico, a singolo filamento) come messaggero genetico e proteine che eseguono tutte le operazioni biologiche della cellula.

Il DNA per sintetizzarsi richiede proteine (enzimi biosintetici) e le proteine per aver vita richiedono che ci sia un'informazione preesistente nel DNA. Porsi la domanda se siano nate prima le proteine o il DNA è quindi come chiedersi se sia nato prima l'uovo o la gallina. Per molti decenni dopo la scoperta che nelle cellule esistevano piccole strutture chiamate cromosomi e che questi erano i portatori dell'informazione genetica, ci si era chiesto se l'informazione genetica fosse contenuta nelle proteine o nel DNA. Gli studi della prima metà del Novecento, culminati nella scoperta della struttura a doppia elica del DNA da parte di James Watson e Francis Crick, chiarirono che il DNA era il portatore dell'informazione genetica e che era costituito da quattro basi azotate neuceoltidiche legate tra loro da legami fosfodiesterici, purine e pirimidine. Più tardi si scoprì che in alcune classi di virus questa informazione poteva essere anche contenuta nell'RNA.

Nella prima metà degli anni Sessanta Marshal Niremberg, Heinrich Mathaei e Severo Ochoa dimostrarono che una sequenza specifica di tre basi nucleotidiche nel DNA (un codone o tripletta) determina ciascuno dei 20 amminoacidi che costituiscono le proteine. Ma la domanda se fosse nato prima il DNA o le proteine rimaneva senza risposta. Già Crick nel 1968 immaginò che all'inizio potesse essere stato l'RNA la prima molecola genetica, che potesse essere a sua volta codificante e enzima catalitico capace di sintetizzare se stesso. Solo nel 1980 furono scoperti i ribozimi, RNA con appunto capacità enzimatiche, come alcune proteine.

La Terra si era formata circa cinque miliardi di anni fa e dopo alcune centinaia di milioni di anni aveva cominciato a raffreddarsi, permettendo ai vapori di condensarsi in acqua e dar vita al cosiddetto “brodo primordiale” che conteneva anche molecole organiche. In particolare dall'acqua H₂O e l'anidride carbonica CO₂ si era prodotto acido carbonico H₂CO₃ da cui si formarono le prime molecole organiche, insieme a quelle rilasciate dalle rocce, e quindi l'inizio della vita, probabilmente appunto con i ribozimi, molecole ibride per struttura e funzione costituite da acidi nucleici e funzioni proteiche, il cosiddetto “mondo a RNA” della vita precellulare. Restano alcuni dubbi sui tempi. Infatti i più antichi fossili organici cellulari, batteri (Australia nord occidentale), risalgono a circa tre miliardi e mezzo di anni fa e quindi ci sarebbe voluto “un solo” miliardo di anni per passare dal brodo primordiale alle prime forme di vita cellulare, con DNA, RNA e proteine, ciclo cellulare e capacità di riprodursi. Qualche incertezza resta quindi sull'origine della vita sulla Terra e studi futuri potranno dirimere la questione. Alcuni, in cerca di soluzioni facili, invocano invece l'arrivo della vita sulla Terra dallo spazio, da altri pianeti.

Consiglio i seguenti riferimenti bibliografici:

Watson J.D., Crick F.H., Molecular structure of nucleic acids; a structure for deoxyribose nucleic acid. "Nature". 1953;171: p. 737-8.

Watson J.D., Crick F.H., Genetical implications of the structure of deoxyribonucleic acid. "Nature". 1953;171: p. 964-7.

Cech T.R., RNA as an enzyme. "Sci. Am." 1986;255: p. 64-75.

Gilbert W., The RNA world. "Nature", 1986; 319: p. 618.

Nirenberg M., Historical review: Deciphering the genetic code--a personal account. "Trends Biochem Sci." 2004;29: p. 46-54.