Evolusi Biologi

Teori evolusi biologi menyatakan bahwa makhluk hidup pertama merupakan hasil dari evolusi molekul anorganik (Evolusi kimia) yang kemudian berkembang menjadi struktur kehidupan (sel). Berdasarkan hasil percobaan Oparin, Haldane, dan Urey, asal-usul kehidupan berasal dari sintesis dan akumulasi monomer organik pada kondisi abiotik. Misalnya CH_4,, NH3, H2, dan H2O bergabung membentuk asam amino dan nukleotida. Molekul yang dihasilkan secara abiotik disebut protobion. 

Sel-sel hidup dapat berasal dari protobion. Protobion tidak dapat melakukan reproduksi namun dapat mempertahankan lingkungan kimia di dalamnya dari pengaruh lingkungan luar. Protobion menunjukkan ciri-ciri hidup lainnya, yaitu mengalami metabolisme.

Ada beberapa tipe protobion, yaitu koaservat, mikrosfir, dan liposom.

Koaservat

Koaservat merupakan tetesan stabil yang cenderung terbentuk pada suspensi makromolekul (polimer), misalnya polipeptida, asam nukleat, dan polisakarida yang dikocok. Setiap koaservat merupakan agregat makromolekul yang sangat hidrofobik (tidak suka air), dikelilingi dan distabilkan oleh molekul air.

Jika pada koaservat ditambahkan enzim, enzim tersebut akan diserap. Kemudian koaservat dapat menyerap substrat dari sekelilingnya dan membebaskan produk dari hasil katalisis oleh enzim.

Mikrosfir

Mikrosfir merupakan protobion yang terbentuk dengan sendirinya menjadi tetes-tetes kecil saat didinginkan. Mikrosfir tersusun dari beberapa proteinoid. Mikrosfir dikelilingi membran dua lapis dan akan mengalami pembengkakan atau penciutan osmotik saat ditempatkan dalam larutan garam dengan konsentrasi yang berbeda.

Liposom

Liposom merupakan protobion yang langsung terbentuk dengan sendirinya menjadi tetes-tetes kecil apabila komposisi organiknya mengandung lipid tertentu. Lipid tersebut terorganisasi menjadi dua lapisan molekul pada permukaan tetes tersebut, seperti halnya dua lapis membran lipid pada membran plasma sel.

Terdapat hipotesis mengenai RNA sebagai materi genetik pertama, yaitu rantai RNA berfungsi sebagai cetakan untuk mekanisme replikasi RNA sendiri dan pengarah serta pengikat asam amino yang membentuk polipeptida. Molekul RNA meningkatkan replikasinya sendiri dengan mensintesis polipeptida yang kemudian berfungsi sebagai enzim yang membantu replikasi RNA. Bila RNA atau polipeptida dilengkapi oleh suatu membran, protobion akan mendapatkan materi genetiknya dan dapat berkembang sebagai suatu unit. Unit protobion yang mengandung informasi genetik akan menggunakan enzim yang melakukan reaksi kimia lainnya. Kemudian, unit protobion tumbuh dan membelah diri untuk membagikan salinan gen-gennya pada protobion anakannya. Selanjutnya protobion akan menjadi protosel atau sel purba yang merupakan cikal bakal sel yang ada sekarang ini. Sel purba memiliki struktur dan metabolisme yang sangat sederhana.

Transisi dari dunia RNA ke dunia DNA terjadi karena DNA merupakan tempat penyimpanan informasi genetik yang lebih stabil dibandingkan RNA. DNA terbentuk dari rantai RNA yang berfungsi sebagai rantai cetakan. Sesudah DNA disintesis, RNA kemudian berperan sebagai molekul intermediet pada tahap sintesis protein.