РНК - мир. Сомнение в первичности.

Автор Alexeyy, августа 23, 2009, 05:28:55

« назад - далее »

b-graf

Цитата: Oleg_Dm от сентября 21, 2009, 12:08:24
почитаешь оригинал статьи и видишь

Т.е. русский Рабинович напел зарубежного Карузо неправильно :-) ?
Тогда понятно, почему в новостях невразумительно вышло - видимо, авторы пересказа для новостей не очень разобрались с содержанием оригинальной статьи...

Питер

Цитата: Oleg_Dm от сентября 21, 2009, 12:08:24
Цитата: b-graf от сентября 21, 2009, 11:35:23
Последние данные вроде говорят, что РНК довольно легко синтезируется сама (это в пользу РНК-мира выходит) http://www.newsru.com/world/14may2009/himiki.html
(если я правильно понял содержание новости - в Новостях мне пришлось ее воспроизвести целиком, т.к. пересказать не смог :-))


На мой взгляд первично АДФ и гиперциклы, на основе них первая РНК и примитивные белки параллельно.


Согласен    -   гиперциклы   а-ля   Эйген с  образованием  первых  коротких   РНК  и  потом  -   сборка  первых  пептидов.
А  оно  вам  надо  ?

grumbler

Цитата: b-graf от сентября 21, 2009, 13:22:50Т.е. русский Рабинович напел зарубежного Карузо неправильно :-) ?
Тогда понятно, почему в новостях невразумительно вышло - видимо, авторы пересказа для новостей не очень разобрались с содержанием оригинальной статьи...
Про фамилию не знаю, но неправильно - это мягко сказано. Речь шла не об РНК, а о рибонуклеотидах. см. http://macroevolution.livejournal.com/6027.html

Oleg_Dm

Сама статья которую переврали здесь http://elementy.ru/news?newsid=431082
Почитал начальные вводные верные, идеи использованные для синтеза а именно фосфат и УФ-излучение тоже верные. Эта идея должна была дать интересный результат и его дала. Действительно прояснились моменты насчет селективности реакций. В общем конечно есть скользкие моменты с образованием исходных молекул, это вполне себе проблема, возможно происходило все иначе т.к. исходные вещества были иные. Но статья все равно очень полезная. Еще меня смутило отсутствие в реакциях формальдегида, который присутсвовал явно в значительных количествах и использование таких экзотических и сильнореакционных веществ как цианоацетилен. Думаю нужно пробовать в качестве исходных более простые вещества. А приведенная схема как минимум один из возможных процессов, который происходил на самом деле. Из отрицательных выводов то что у них разрушался аденин, который вообще то должен был запускать в обе стороны через АДФ гликолиз и глюкогенез. Но в конце вывод сделан абсолютно верный Именно потому, что эта работа открывает так много новых направлений исследований, она на многие годы останется одним из великих достижений пребиотической химии

Что я вынес для себя фосфаты и еще раз фосфаты - т.е. аппатит акцессорный минерал извергаемых пород и продукты его гидролиза в районе со сменой температурно-влажностного режима, т.е. гейзер и источник глубинных газов. Т.е. идеи высказанные в прошом году продолжают подтвержаться, и это радует. Интересно как работы у наших в ГЕОХИ идет, там весьма перспективные идеи тоже были.

Над остальными процессми подумаю позже.

Alexeyy

Цитата: Питер
Алексей,  сколько вы  знаете    пионовых  белков ?  И  можете  описать  процесс  образования    из  белка  PrP  приона ?
Я  никак  не  могу  понять  -  почему  все  время   большие  выводы  пытаются  делать  на    краях  распределения.  99,9...9%   всех  белков  не   являются  прионами  -  но  строить  мир      будем  на  прионах.

Среди клеток вообще не существует основанных только на РНК. РНК вирусов - тоже ничтожно мало. Но это не мешает строить мир на основе РНК. Так что же мешает строить мир на прионах?

Почему речь завел именно о прионах?
Прионы, в отличие от РНК, на сколько понимаю, должны легче реплицироваться (ну или там.. не знаю как правильнее назвать). Спираль РНК (а тем более - двойная спираль ДНК) - более защищена по отношению к инородным внедрениям. Соответственно её сложнее и размножить. На заре жизни разнообразие белков и РНК было, по-видимому, относительно мало. Поэтому вероятность ошибок из-за инородных внедрений должна быть относительно мала. Поэтому, вероятно, не было необходимости пользоваться РНК - можно было обойтись и прионами. Прионы просто могли давать более эффективный способ размножения (за счет более быстрой репликации) и поэтому, вероятно, были способны вытеснять конкурирующие РНК-формы.
Согласитесь, скорость репликации - это тоже не маловажное конкурентное свойство?

Цитата: Питер
По  сути.  РНК и  ДНК  в  растворе  спонтанно  образует  двухцепочечные  структуры.     Как  внутримолекулярные,  так  и   межмолекулярные. Эти  структуры  -  база  для  репликации,  причем  с  воспроизведением   своей    копии.

То, что, было понято, что спонтанно может создаваться основа для репликации РНК - это, кончено, хорошо. Но почему сразу за первый попавшийся вариант хвататься? А может быть не менее спонтанно могут и другие варианты (имеется в виду нечто вроде прионов).


Ещё раз повторюсь: свернутые спирали, по идее, должны быть более сложны в репликации.

Питер

Цитата: Alexeyy от сентября 22, 2009, 05:24:51
Цитата: Питер
Алексей,  сколько вы  знаете    пионовых  белков ?  И  можете  описать  процесс  образования    из  белка  PrP  приона ?
Я  никак  не  могу  понять  -  почему  все  время   большие  выводы  пытаются  делать  на    краях  распределения.  99,9...9%   всех  белков  не   являются  прионами  -  но  строить  мир      будем  на  прионах.

Среди клеток вообще не существует основанных только на РНК. РНК вирусов - тоже ничтожно мало. Но это не мешает строить мир на основе РНК. Так что же мешает строить мир на прионах?

Почему речь завел именно о прионах?
Прионы, в отличие от РНК, на сколько понимаю, должны легче реплицироваться (ну или там.. не знаю как правильнее назвать). Спираль РНК (а тем более - двойная спираль ДНК) - более защищена по отношению к инородным внедрениям. Соответственно её сложнее и размножить. На заре жизни разнообразие белков и РНК было, по-видимому, относительно мало. Поэтому вероятность ошибок из-за инородных внедрений должна быть относительно мала. Поэтому, вероятно, не было необходимости пользоваться РНК - можно было обойтись и прионами. Прионы просто могли давать более эффективный способ размножения (за счет более быстрой репликации) и поэтому, вероятно, были способны вытеснять конкурирующие РНК-формы.
Согласитесь, скорость репликации - это тоже не маловажное конкурентное свойство?

Цитата: Питер
По  сути.  РНК и  ДНК  в  растворе  спонтанно  образует  двухцепочечные  структуры.     Как  внутримолекулярные,  так  и   межмолекулярные. Эти  структуры  -  база  для  репликации,  причем  с  воспроизведением   своей    копии.

То, что, было понято, что спонтанно может создаваться основа для репликации РНК - это, кончено, хорошо. Но почему сразу за первый попавшийся вариант хвататься? А может быть не менее спонтанно могут и другие варианты (имеется в виду нечто вроде прионов).


Ещё раз повторюсь: свернутые спирали, по идее, должны быть более сложны в репликации.

Нравится  мне   это  -    приона  ДОЛЖНЫ   реплицироваться   легче, чем  РНК  и  ДНК.   Они  кому    должны  -  Вам ?
У  белка  нет  механизма  репликации   -  сам  на  себе   белок  не  собирается,  нет  такого   механизма в  природе.  Даже  в  самом  зачаточном  виде.
Почитайте  про  прионы  -  там все  не  так.   Есть   один  и  тот же  белок,    нормально  синтезированный  на  рибосоме.  По  некоторой  причине     одна  молекуляа  переходит в  форму  приона.  Тогда  при  образовании   димера   белка  в  форме  приона с    белком в  обычной  конформации   последний  переходит в      конформацию  приона.  И  так   далее ... 
Но  еще  раз  повторю  -   прионоподобных  белков  крайне   мало. 

А  оно  вам  надо  ?

grumbler

Imho Питер прав - прионы, строго говоря, вообще не реплицируются - т.е. они не способны катализировать синтез самих себя из аминокислот/низкомолекулярных пептидов. А значит, помимо них должен был существовать механизм такого синтеза. Чем он осуществлялся?

Oleg_Dm

Цитата: feralis от сентября 22, 2009, 10:56:08
Первая клетка ПРОГЕНОТ жила в прогретых недрах планеты используя химическую энергию разных геологических
процессов
Открытой воды на поверхности вероятно небыло ибо солнце светило тогда на 40 процентов менее

P S
Первые клетки по некоторым сообщениям найдены в слоях более 3 млрд лет назад и это мол дает мало времени для бытия и эволюции
РНК-мира
Тут еще надо доказать что найдены клетки а не например структуры типа нанобактерий т е прионы
Помниться когда в метеоритах нашли шарики из углерода то тоже думали что жизнь а оказалось это форма углерода-фуллерены ^-^

Насчет энергии геологических процессов, это ваша идея или цитата? В любом случае хотелось бы увидеть как и какую энергию и для каких процессов использовала первоклетка? А также неплохо бы ухнать откуда она взялась?

Насчет воды на первичной земле вроде бы идут дебаты, т.к. много нового открывается и получается что вода все таки была. А сроки думаю должны оценивать химики-статистики и математики, как только удасться вычленить правильные процессы и условия, далее по реакциям и матмоделированию возможно оценить реальный срок для возникновения жизни. Что то мне подсказывает что это в худшем случае сотни тысяч лет, в лучшем десятки тысяч.

Про прионы давайте не будем, вы же давно на форуме, читали много статей на эту тему, очевидно же что прионы не имеют никаких шансов.

Alexeyy

Цитата: feralis
Я ж читая посты в этой теме вижу что тут отражены взгляды еще эпохи ДО ОТКРЫТИЯ ДНК
Новое может оказаться хорошо забытым старым. Напрмер, Ломарк был справедливо отвергнут. Но на новом этапе развития науки, в форме эпигенетики, оказалось, что далеко не всё у него безнадежно.

Цитата: feralis
а веть доказано что белки не могут передавать информацию
Имеется в виду в принципе? Т.е. доказано, что, в принципе, любые белки не способны реплицировать себя из, из аминокислот или хотя бы низкомолекулярных пептидов (или что-то подобное)?

Цитата: ]
Убежден что РНК-мир и ныне здравствует в своей экологической нише и его еще предстоит открыть
/quote]
У меня тоже есть такая уверенность.

grumbler

#24
Цитата: feralis от сентября 22, 2009, 23:05:11
Рассказывают что великий Томпсон открыв электрон решил оценить дарвиновскую эволюцию как физик
Он подсчитал что даже если солнце состоит из лучшего уэльского антрацита то и тогда времени не хватит
для эволюции по Дарвину
Еще рассказывают, что великий Томпсон, открыв электрон, ничего больше, собственно, нового не сделал.  
Цитироватьи вообще я не научную статью пишу
Ну, тогда отвечайте за свои слова "по понятиям".
ЦитироватьКнига посвещена преодолению возражений гипотезе РНК-мира
а возражений куча в т ч и вопрос с нуклеотидами и с ферментами для опытов с РНК в пробирке
пересказывать книгу не стану так как вам наверно скучно читать старье
Но может быть спустя четверть века вы оценить основные мысли
Вы о чем? О возражениях, пересказывавшихся Imperor'ом?
ЦитироватьТак я вам и сказал откуда взялась первая клетка
Да тут несколько Нобелевских премий ;D
Но если ответите на мои вопросы то скажу кто автор идеи ПРОГЕНОТа
А тут без разницы, хотите молчать - нобелевка все едино не обломится.
Цитата: Alexeyy от сентября 23, 2009, 10:21:46Имеется в виду в принципе? Т.е. доказано, что, в принципе, любые белки не способны реплицировать себя из, из аминокислот или хотя бы низкомолекулярных пептидов (или что-то подобное)?
Нет, конечно, В ПРИНЦИПЕ это не доказано - это же надо перебрать все возможные последовательности и конформации. Но существующие сегодня белки этого делать не умеют - это ПОЧТИ факт. Не могли бы вы объяснить, как и почему белки с такими уникальными и эволюционно ценными свойствами, как саморепликация, не смогли сохраниться?

Oleg_Dm

Цитата: feralis от сентября 22, 2009, 23:05:11
Сами веть требуете катализаторов для первичного синтеза
про опыты Миллера и Оро мне известно но как сейчас обстоят дела с получением нуклеотидов из компонентов которые могут иметься при образовании планеты
Все кто пишет о начале малых РНк как бы полагают наличие нуклеотидов в растворе
По подробнее хотелось бы о этой проблеме и думается что без катализаторов в виде кристаллов множества минералов тут не обойтись

Говаря о геологическом источнике энергии я разумел источники которые могут быть в мире без солнца так как первожизнь скорее всего была в недрах
и вообще я не научную статью пишу


Если о возражениях Имперора то мы совместно вроде разбили все его возражения. 
Без катализаторов никак, мало того что они необходимые а главное присутствующие в обязательном виде компоненты, так еще и ускоряют процессы. Все кто пишут о РНК в растворе просто еще не развили свои представления дальше и зациклены на бульоне, да и синтез в растворе более привычен синтетикам. Для синтеза на кристаллах надо привлекать гетерогенщиков, коллоидщиков, кристаллохимиков а это все и непросто и делится надо открытием.
Присто все клетки которые сейчас существуют содержат один и тот же первичный комплекс скороее всего расчитанный на получение энергии из УФ лучей, а именно через АДФ. Реакции синтеза с участием ультрафиолета просто и красиво вписываются в глюкогенез. А вот энергию прочих минеральных веществ клетки явно научились использовать позднее. Поэтому если кто то говорит о использовании геологической энергии я хочу понимать - 1.Какой? 2. Как? 3. В каких процессах? Если ответа нет (а я этих ответов не нашел) то исполльзую бритву Оккама получим что простой явный и легкий процесс синтеза с помощью УФ, тем более потенциально ведущий к родопсинам и хлорофиллу, и есть правильный.
Я читал множество статей где предлагались обалденно красивые теории, у них был один минус - они не имели ни начала, ни конца, ни источника энергии, поэтому о них можно былл забыть.
А гипериклы очевидные, гликолиз, цикл дающих липиды, и т.д. Их существование дает первоклетке все необходимое синтез энергии и защиту от размывания. Думаю первоначально функционировало около 3-4 гиперциклов в клетке и РНК кодировала только их. Промежуточные вещества для синтеза липидов как раз аминокислоты и потенциальные белки в будущем.

Если требуетсяя подробный пересказ первых циклов, то это кропотливая работа, часть я изложил в старой теме, но лучше читать в источниках. Может если будет время и общий интерес изложу позже. В ближайшее время к сожалению буду без интернета, так что через месяц наверное буду.

Alexeyy

Цитата:  grumbler
Цитата: Alexeyy
Имеется в виду в принципе? Т.е. доказано, что, в принципе, любые белки не способны реплицировать себя из, из аминокислот или хотя бы низкомолекулярных пептидов (или что-то подобное)?
Нет, конечно, В ПРИНЦИПЕ это не доказано - это же надо перебрать все возможные последовательности и конформации. Но существующие сегодня белки этого делать не умеют - это ПОЧТИ факт. Не могли бы вы объяснить, как и почему белки с такими уникальными и эволюционно ценными свойствами, как саморепликация, не смогли сохраниться?

Да. В двух словах – причина вполне может состоять в том, что генетический код на основе самореплицирующихся белков был бы менее помехоустойчив.

Начну с несколько другого вопроса. А именно вопроса о том, почему основную каталитическую роль сейчас играют белки, а не РНК. Хотя последние тоже вполне могли бы, в принципе, с этим справляться. Ответ может быть только один: белкам это делать легче. В связи с чем и возникло такое разделение «труда».
Теперь зададимся вторым вопросом: почему белкам это делать легче? Наверняка, если ответ, и не единственный, то состоит в том, что, в подавляющем числе случае, катализация с помощью РНК более энергозатратна.
Чтобы ответить на вопрос почему, вспомним почему молекула ДНК гораздо боле устойчива, чем молекула РНК. Ответ состоит в том, что она состоит из двух лент, между которыми могут устанавливаются достаточно сильные водородные связи, которые и придают к упомянутой устойчивости. Как известно, эти водородные связи обязаны своим существованием пуриновым основаниям. Которые имеются как у ДНК, так и у РНК. РНК, за счет упомянутых оснований, тоже, в принципе, могли бы скручиваться в двойные цепи. Но они «скручиваются» сами на себя, тоже образуя относительно устойчивую структуру, по устойчивости сопоставимую со структурой ДНК. Т.к. за неё ответственны, практически те же основания (если пренебречь некоторым их различием для ДНК и РНК), только не от разных лент, а от одной и той же.

У белков упомянутых оснований нет. Похоже, поэтому, в тенденции, они более легко расцепливаются и слепливаются с катализируемым материалом.  На что, соответственно, и тратится, меньше энергии. Образно говоря, работу РНК как катализатора можно было бы представить себе как работу руки из магнита с железными кубиками в случае. Тогда как работу белков-катализаторов можно было бы представить в виде обычной руки.

В общем, на сколько себе представляю, мономеры белков не могут образовывать между собой такие же сильные связи, как и пуриновые основания. И поэтому, в любом случае, независимо от объяснения преимуществ белков – катализаторов (по сравнению с РНК), если бы существовал генетический код по механизму самореплицирующихся белков, то он был бы более подвержен разным случайным нарушениям, чем код на основе РНК, а, тем более, и ДНК.

Один из основных источников наследственных нарушений – это сами носители наследственной информации. По мере роста разнообразия носителей информации растет вероятность упомянутых нарушений (в случае ДНК-мира это разнообразие есть, грубо говоря, количество генов). По мере биологической эволюции максимальный размер генома вырос на порядки. По мере эволюции возникала потребность во все более эффективной защите наследственной информации от случайных нарушений. Соответственно, на ранних этапах эволюции эта потребность была мала и, вполне вероятно, что её вполне мог устраивать наследственный код на основе гипотетических самореплицирующихся белков.

И при этом надо иметь в виду, что, если верно сказанное, наследственный код на основе белков был бы менее энергоёмок в отношении репликации (поскольку, на сколько себе представляю, водородные связи между мономерами белков слабее, чем в РНК).

Пока длинна самореплицирующихся белков было относительно коротка они давали бы клеткам более эффективный, а, следовательно, и более быстрый способ производства белков. Это не маловажно, в случае, если, скажем, клетка защищается от хищной клетки путем выработки каких-то белков и т.п. Поэтому такие клетки бы подавили бы клетки на основе РНК. Но до поры до времени – до тех пор, пока длинна белков не выросла на столько, что преимущества более эффективной репликации стали перекрываться недостатками высокой помехоопасностью. Тогда. Думаю, и возникли РНК.

Да, более хорошая помехозащищенность нужна при высоких температурах. На сколько себе представляю, с ростом температуры помехи возрастают очень не линейно быстро. Соответственно, при низких помехозащищенность нужна в меньшей степени. Соответственно, подозреваю, что на Марсе или на Титане жизнь может присутствовать на основе информационного кода в форме самореплицирующихся белков. Кроме тогда там её разнообразие, скорее всего низко. Соответственно, наверно, должен быть короток информационный код. Что также, как писал, снижает требования к помехозащищенности наследственной информации.

По мере роста длинны самореплицирующихся беков, наверняка, думаю, шел постепенный процесс модификации мономеров цепи, по признаку возникновения более сильных водородных связей между ними. А на то, что это, действительно, могло иметь место указывает тот факт, что в РНК роль сахарофосфатного остова может играть роль белок. Тогда становится прозрачной схема перехода от наследственного кода на основе белков к наследственному коду на основе РНК: по мере роста потребности в устойчивости к самореплицирующимся белкам эпизодически стали «прилипать» азотистые основания, выполняя, поначалу, лишь функцию укрепляющих цепь скрепок. Потом же они могли начать участвовать и непосредственно в репликации, постепенно вытеснив прежний механизм. В последствие белковый остов мог поменяться на сахарофосфатный. Т.е. возникла РНК.

Уверен, что самореплицирующиеся (на подобии РНК) белки ещё предстоит открыть. Просто этим специально особенно никто ещё не занимался.

crdigger

  Первожизнь возможно и не была жизнью в прямом смысле слова , вон есть тема про нанобактерии. Что-то вроде автокатализа кристаллизации кальциевого шарика вокруг липидной мембраны и и абсорбции органики на кристаллической матрице, еще медленнее растущее,чем нанобактерии. Набор белков к нуклеиновых кислот нестабилен.Он и у бактерий не особо стабилен с их беспорядочной половой жизнью.Явление многократно возникает само по себе.Процент "бактерий", которые самозародились,сравним с процентом "бактерий", которые размножились.

Питер

Алексей,  ну   бог с  ним    что   нет    самореплицирующихся   белков в  природе  и  никто  их  никогда  не  найдет.
Но  -  РНК (ДНК)   реплицируется  и  транслируется в   белок. Причем   простая   вариабельность   структуры  нуклеотидов   обеспечивает   транслирование  в  разные    белки.
Белок   реплицируется  -  но  как   на  одном  белке   может  синтезироваться    другой  белок  ?    Где в   белке   код ?
По   поводу   стабильности  -    белки  достаточно  стабильны,  и  различные    взаимодействия    держат      третичную  структуру  очень  даже  хорошо  и    без   азотистых  оснований.
А  оно  вам  надо  ?

Сергей

Цитата: Alexeyy от сентября 24, 2009, 04:37:11
почему молекула ДНК гораздо боле устойчива, чем молекула РНК. Ответ состоит в том, что она состоит из двух лент, между которыми могут устанавливаются достаточно сильные водородные связи, которые и придают к упомянутой устойчивости. Как известно, эти водородные связи обязаны своим существованием пуриновым основаниям. Которые имеются как у ДНК, так и у РНК. РНК, за счет упомянутых оснований, тоже, в принципе, могли бы скручиваться в двойные цепи. Но они «скручиваются» сами на себя, тоже образуя относительно устойчивую структуру, по устойчивости сопоставимую со структурой ДНК. Т.к. за неё ответственны, практически те же основания (если пренебречь некоторым их различием для ДНК и РНК), только не от разных лент, а от одной и той же.

Alexeyy, двойные спирали ДНК и РНК одинаково устойчивы, просто у современных организмов ДНК обычно двухспиральная, а РНК - в виде одной цепи. РНК неустойчива к щелочному гидролизу из-за присутствия 2'-ОН группы у рибозы. Водородные связи образуются МЕЖДУ пуриновыми и пиримидиновыми основаниями. Прежде чем строить великие теории возьмите какой-нибудь элементарный учебник молекулярной биологии и прочитайте.