Ilmuwan dari Amerika Serikat dan Afrika Selatan telah menunjukkan bahwa rantai nukleotida RNA pendek dapat secara spontan bergabung satu sama lain untuk membentuk molekul besar. Kemampuan ini diperlukan untuk munculnya senyawa dalam kaldu primer dengan aktivitas enzimatik yang menyimpan informasi genetik. Artikel para peneliti dipublikasikan di jurnal Royal Society Open Science.
Menurut hipotesis dunia RNA, prekursor sel hidup adalah molekul enzim (ribozim) yang mampu menggandakan diri (bereplikasi). Diketahui bahwa senyawa tersebut besar dan kompleks. Mereka seharusnya dibentuk dari molekul yang lebih kecil melalui proses yang disebut ligasi, di mana dua rantai nukleotida dihubungkan di ujungnya. Namun, reaksi seperti itu dilakukan oleh kelompok enzim yang terpisah (ligase), sehingga dunia RNA tidak mungkin terjadi tanpa adanya ribozim yang memberikan ligasinya sendiri.
Para peneliti menggunakan ribozim RNA polimerase R18 kompleks sebagai objek penelitian. Molekul besar ini memiliki dua situs aktif. Salah satunya melakukan aktivitas polimerase, yaitu mensintesis molekul RNA dari nukleotida, yang lainnya adalah inti ligase. Para spesialis mengeluarkan berbagai fragmen dari ribozim, mendapatkan serangkaian rantai kecil, yang semuanya memiliki pusat pengikat. Yang terakhir, serta polimerase R18 lengkap, ditempatkan di lingkungan yang mengandung molekul RNA kecil lainnya (substrat).
Para ilmuwan telah mengevaluasi kemampuan molekul untuk mengikat sendiri. R18 menunjukkan aktivitas yang sangat rendah, tetapi untai terkecil (R18-T4) menempelkan berbagai macam molekul RNA ke dirinya sendiri. Dengan bertambahnya panjang rantai, aktivitas ligase menurun, dan molekul hanya bisa terikat pada substrat tertentu. Menurut para ahli, dengan cara inilah ribozim memperoleh karakteristik spesifisitas enzim dalam sel hidup.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada tahap awal dunia RNA, molekul besar muncul melalui fusi ligase dengan berbagai rantai ribonukleat kecil. Awalnya, senyawa tersebut tidak dapat secara efektif melakukan fungsi enzimatik, seperti menggandakan diri, tetapi senyawa tersebut sudah memiliki spesifisitas untuk substrat tertentu. Dalam perjalanan evolusi molekuler, kemampuan mereka untuk bereplikasi telah meningkat.
