Atradimas, kad daugumoje gyvų ląstelių vykstančio Krebso ciklo versija gali vykti be ląstelėse esančių specialių baltymų – fermentų – rodo, kad metabolizmas yra senesnis nei pati gyvybė.
Metabolizmas apima klaikiai sudėtingą tinklą reakcijų, užtikrinančių organizmų energijos gamybą ir būtinų gyvenimui, augimui ir dauginimuisi molekulių tiekimą.
Krebso ciklas – dar vadinamas trikarboksilo rūgšties (TCA) ciklu – yra šio tinklo širdis. Jis apibūdina ciklinę reakcijų grandinę, gaminančią aminorūgščių ir lipidų, naudojamų baltymų ir membranų gamybai prekursorius bei molekules padedančiais ląstelei gaminti energiją.
Bet kaip gi toks sudėtingas ciklas išsivystė?
Viena idėja – jis radosi tik po RNR, fundamentalaus gyvybės bloko, susidarymo. Metabolines reakcijas katalizuoja specialūs baltymai, fermentai, kurie gaminami pagal RNR suteikiamus pavyzdžius – bent jau šiuolaikinėse ląstelėse vyksta būtent taip.
Tačiau ši „RNR pasaulio” hipotezė turi problemą: jei reakcijos nebūtų vykusios anksčiausiose gyvybės formose ir nebūtų joms suteikusios išlikimo pranašumo, nebūtų buvę ir atrankos spaudimo fermentų evoliucijai. Be to, pati RNR yra sudaryta iš metabolizmo produktų.
Taigi, alternatyvus paaiškinimas yra, kad Krebso ciklas egzistavo iš pat pradžių, ir ankstyvosios gyvybės formos tiesiog priglobė jį ir sukūrė fermentus, taip padidindamos jo efektyvumą.
Tačiau dabartiniai Krebso ciklą katalizuojantys fermentai tam naudoja labai skirtingus mechanizmus. Idėją, kad kokia nors ankstyvuosiuose vandenynuose buvusi paprasta, neorganinė molekulė galėjo katalizuoti tokią reakcijų įvairovę, RNR pasaulio šalininkai kadaise atmetė kaip „apeliaciją į stebuklą”.
Dabar Markus Ralser iš Francis Crick instituto Londone su kolegomis, panašu, tokią molekulę ištraukė iš skrybėlės, nė nepamojavę stebuklingąja lazdele.
Anksčiau Ralseris yra pademonstravęs, kad kitas dvi svarbias metabolizmo grandines – glikolizės ir pentozės fosfato – gali katalizuoti metalo jonai, buvę Žemės kūdikystėje, o ne fermentai, katalizuojantys reakcijas ląstelėse dabar.
Bet „metabolizmas - pirmiau“ idėjos skeptikai nurodė, kad tokios reakcijų grandinės vyksta tik viena kryptimi, kai tuo tarpu ankstyviausiai gyvybei būtų reikėję, kad jos vyktų abiem kryptimis, ir vargu ar šių grandinių pradinė medžiaga, gliukozė, ankstyvojoje Žemėje išvis egzistavo.
Negalėdamas kol kas pateikti patenkinamo šių problemų sprendimo, Ralseris nukreipė dėmesį į Krebso ciklą. Kitaip nei gliukozė, cheminės medžiagos, dalyvaujančios įvairiose Krebso ciklo dalyse, buvo aptiktos ant meteoritų ir laboratorijoje atkurtose ankstyvųjų Žemės vandenynų sąlygose – tad, žinome, kad jų tada buvo.
