Процесс синтеза белка в клетке требует наличия разных факторов: ферментов, АТФ, аминокислот, РНК и, конечно, рибосом. Как тогда образовались первые белки в процессе формирования жизни на Земле, когда не было клетки и рибосом? Учёные не могут дать чёткого ответа на этот вопрос.
Одна из догадок – синтез белка путём прямой полимеризации аминокислот, в условиях потери воды, что можно достичь циклами влажный-сухой. На беззжизненной Земле в начале формирования на ней жизни могли быть сухие места – пустыни. Но, тогда там не возможны процессы идущие при участии аминокислот и других веществ. Кроме того, оказалось, что полимеризация аминокислот – обратима, что нарушает их последовательность в белке. А сохранение генетической информации – жизненно необходимо.
Другое предположение - использование конденсирующих агентов для полимеризации аминокислот, но такие агенты не встречаются в живых объектах.
Образование самих рибосом до сих пор остаётся загадкой для учёных.
Сегодня, встречается мультиэнзимный синтез белка вне рибосом – у микроорганизмов при синтезе пептидов. Здесь участвуют нерибосомные пептидсинтетазы, осуществляющие синтез химически намного проще, чем рибосомы. Опять загадка – в таком синтезе принимает участие цистеин – а его эксперты считают поздним эволюционным дополнением к протеиногенным аминокислотам.
Тем не менее учёным удалось доказать, что цистеин в условиях водной среды на первичной Земле и при наличии нитрилов, как источников энергии (предшественники АТФ) мог быть катализатором метаболических реакций, в том числе синтеза белка вне рибосом.
По материалам Callum S. Foden et all. Prebiotic synthesis of cysteine peptides that catalyze peptide ligation in neutral water // Science. 2020. V.370.; Kamila B. Muchowska and Joseph Moran. Peptide synthesis at the origin of life // Science. 2020. V.370.