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Evidências substanciais indicam que toda a vida na Terra hoje se desenvolveu a partir de um ancestral comum compartilhado. O processo pelo qual esse ancestral comum formado a partir de matéria não-viva é chamado abiogênese. Como esse processo ocorreu ainda não está totalmente esclarecido e ainda é objeto de pesquisa. Entre os cientistas interessados na origem da vida, se proteínas, RNA ou alguma outra molécula vieram primeiro é um tópico muito debatido.
Proteínas primeiro
No famoso experimento de Urey-Miller, os cientistas misturaram metano, água, amônia e hidrogênio em um esforço para simular a atmosfera da Terra primitiva. Em seguida, eles dispararam faíscas elétricas através desta mistura para simular raios. Esse processo produziu aminoácidos e outros compostos orgânicos, demonstrando que condições como as do início da Terra poderiam criar aminoácidos, os blocos de construção das proteínas.
Mas passar de uma mistura de aminoácidos em solução para uma proteína intacta e funcional apresenta muitos problemas. Por exemplo, com o tempo, as proteínas na água tendem a se separar em vez de se agrupar em cadeias moleculares mais longas. Além disso, perguntar se as proteínas ou o DNA apareceram primeiro apresenta um problema familiar de ovo ou galinha. As proteínas podem catalisar reações químicas e o DNA pode armazenar informações genéticas. No entanto, nenhuma dessas moléculas sozinha é suficiente para a vida; DNA e proteínas devem estar presentes.
RNA primeiro
Uma solução possível é a chamada abordagem RNA World, na qual o RNA veio antes das proteínas ou do DNA. Essa solução é atraente porque o RNA combina algumas das características das proteínas e do DNA. O RNA pode catalisar reações químicas exatamente como as proteínas, e pode armazenar informações genéticas como o DNA. E a maquinaria celular que usa o RNA para sintetizar proteínas é feita parcialmente de RNA e depende do RNA para fazer seu trabalho. Isso sugere que o RNA pode ter desempenhado um papel crucial no início da história da vida.
Síntese de RNA
Um problema com a hipótese do RNA World, no entanto, é a natureza do próprio RNA. O RNA é um polímero ou cadeia de nucleotídeos. Não está totalmente claro como esses nucleotídeos se formaram ou como eles se uniriam para formar polímeros em condições da Terra primitiva.
Em 2009, o cientista britânico John Sutherland propôs uma solução viável anunciando que seu laboratório havia encontrado um processo que poderia construir nucleotídeos a partir de blocos de construção que provavelmente estavam presentes no início da Terra. É possível que esse processo tenha originado nucleotídeos, que foram então ligados por reações que ocorrem ao longo da superfície de camadas microscópicas de argila.
Primeiro metabolismo
Embora o cenário RNA-First seja muito popular entre os cientistas de origem da vida, há outra explicação, que propõe que o metabolismo ocorreu antes do RNA, DNA ou proteína. Esse primeiro cenário de metabolismo sugere que a vida surgiu perto de ambientes de alta pressão e alta temperatura, como fontes de água quente em águas profundas. Essas condições conduziram reações catalisadas por minerais e deram origem a uma rica mistura de compostos orgânicos. Esses compostos, por sua vez, tornaram-se os blocos de construção de polímeros como proteínas e RNA. No momento da publicação, no entanto, não há evidências suficientes para explicar conclusivamente se a abordagem do metabolismo primeiro ou do RNA World está correta.