Абиогенез

Автор Алекс C, января 10, 2012, 20:10:58

« назад - далее »

Oleg_Dm

Насчет рацематов нужно быть осторожнее, с одной стороны самый простой способ синтеза аминокислот в газовой фазе NH3 НСНО СО2 Н2 дает смеси стериоизомеров, но с другой стороны чуть более сложные аминокислоты могли уже собираться из простых на катализаторах минералах, а катализаторы зачастую выдают строго специфичные стереоизомеры или L или D в зависимости от структуры молекулы и комлекса с катализатором. Возможно это обьясняет некоторые перекосы в использовании молекул.

А реакции из приведенной схемы в пробирке идут?

Oleg_Dm

Цитата: LUCA от марта 13, 2012, 07:26:26
Цитата: Oleg_Dm от марта 12, 2012, 22:43:09
Если посмотреть, какие именно Д-аминокислоты, то ТОЛЬКО ТЕ, которые являются простейшими и обнаруживаются в опытах по моделированию абиогенного синтеза аминокислот. Кроме того, в том числе и те, что НЕ стали каноническими, то есть не вошли в кодируемый пептидный синтез.
А сложные аминокислоты в пептидогликановой стенке - только L-формы.
Факты самосогласованы.

Рассуждение вполне здравое, артефакты абиогенеза просто обязаны остаться статистически.

Дж. Тайсаев

Цитата: Oleg_Dm от марта 13, 2012, 20:43:03
Насчет рацематов нужно быть осторожнее, с одной стороны самый простой способ синтеза аминокислот в газовой фазе NH3 НСНО СО2 Н2 дает смеси стериоизомеров, но с другой стороны чуть более сложные аминокислоты могли уже собираться из простых на катализаторах минералах, а катализаторы зачастую выдают строго специфичные стереоизомеры или L или D в зависимости от структуры молекулы и комлекса с катализатором. Возможно это обьясняет некоторые перекосы в использовании молекул.

А реакции из приведенной схемы в пробирке идут?
А как насчёт теории Гольданского? Ваше мнение и LUKA
Шматина глины не знатней орангутанга (Алексей Толстой).

Комбинатор

Свежая статья по теме:
http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0032776#pone-0032776-g002
По моему, очень интресно. Во-первых утверждается, что с самого начала рРНК и комплекс рибосомных протеинов эволюционировали совместно, то есть, как и ожидалось, "чистый" РНК-мир не существовал, с самого начала он использовал короткие полимерные цепочки аминокислот (про-протеинов). Во-вторых, утверждается, что элементы РНК-репликазы и наиболее древние элементы рРНК имеют определённую степень гомологии, так что, вполне возможно, что они произошли от одного предка (ещё одно независимое подтверждение моей догадки, что в раннем РНК-мире репликация РНК и синтез прото-белков могли происходить "в один проход").


Oleg_Dm

#214
Цитата: Дж. Тайсаев от марта 13, 2012, 22:26:30
А как насчёт теории Гольданского? Ваше мнение и LUKA

Это про синтез органики в облаках космической пыли или я путаю? Там он вроде очень неплохо идет, по крайней мере статьи про все более сложную органику обнаруженную по спектрам появляются периодически. Т.е. при конденсации планетзималей в них вполне могла входить простая органика. Пережила ли она дальнейшее уплотнение и переплав планеты второй вопрос. Учитывая что удары крупных протопланетных тел абсолютно рядовое и регулярное событие на этапе формирования планет.

Кстати еще хотел заметить про D L изомеры, если исходить из предположения что реакции шли не в растворе а в адсорбционных пленках в геторогенной среде (а все к этому и ведет) то вступает немаловажный фактор геометрии молекул влияющий на реакции, некоторые типы конденсации могли быть просто запрещены пространственно и как итог выход преимущественно одного изомера. И если этот изомер легко образовывался абиогенно, пробиот просто был обязан использовать те же условия и тот же самый изомер в том же соотношении.

Цитата: Комбинатор от марта 14, 2012, 15:32:33
Свежая статья по теме:
http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0032776#pone-0032776-g002
По моему, очень интресно. Во-первых утверждается, что с самого начала рРНК и комплекс рибосомных протеинов эволюционировали совместно, то есть, как и ожидалось, "чистый" РНК-мир не существовал, с самого начала он использовал короткие полимерные цепочки аминокислот (про-протеинов). Во-вторых, утверждается, что элементы РНК-репликазы и наиболее древние элементы рРНК имеют определённую степень гомологии, так что, вполне возможно, что они произошли от одного предка (ещё одно независимое подтверждение моей догадки, что в раннем РНК-мире репликация РНК и синтез прото-белков могли происходить "в один проход").

Да очень интересная статья. Читаю, большая. То что чистый мир РНК не существовал признал даже Спирин в итоге. И если представлять начальные этапы абиогенеза совершенно логично что РНК не могла эволюционировать без всего сопутсвующего аппарата с нуля. Почитаю подчерпну идей напишу еще. А пока если вы саммери выложите на русском будет неплохо для широких кругов.

Дж. Тайсаев

Цитата: Oleg_Dm от марта 14, 2012, 20:21:56
Это про синтез органики в облаках космической пыли или я путаю?
Да нет, я про его модель возникновения хиральной ассимметрии
Шматина глины не знатней орангутанга (Алексей Толстой).

Комбинатор

Цитата: Oleg_Dm от марта 14, 2012, 20:21:56
Кстати еще хотел заметить про D L изомеры, если исходить из предположения что реакции шли не в растворе а в адсорбционных пленках в геторогенной среде (а все к этому и ведет) то вступает немаловажный фактор геометрии молекул влияющий на реакции, некоторые типы конденсации могли быть просто запрещены пространственно и как итог выход преимущественно одного изомера. И если этот изомер легко образовывался абиогенно, пробиот просто был обязан использовать те же условия и тот же самый изомер в том же соотношении.

Любопытно отметить, что в некоторых метеоритах обнаруживается заметное преобладание L-изомеров аминокислот над D-изомерами, причём, то, что это не эффект "земного" загрязнения, уже доказано.

Комбинатор

Цитата: Oleg_Dm от марта 14, 2012, 20:21:56
Да очень интересная статья. Читаю, большая. То что чистый мир РНК не существовал признал даже Спирин в итоге. А пока если вы саммери выложите на русском будет неплохо для широких кругов.

Пока не закончу начатые статьи, честно говоря, не хочется разбрасываться. Единственое, могу предложить для желающих автоматическмй первод Abstract-а, выполненый Гуглом. Качество, конечно, ниже плинтуса, но всяко лучше, чем ничего.
===================================

Происхождение и эволюция рибосомы занимает центральное место в нашем понимании клеточных мира. Большинство гипотез утверждать, что рибосома возникла в пептидилтрансферазного центра большой рибосомной субъединицы. Однако эти предложения не связывают синтез белка с РНК признания и не используют рамках филогенетического сравнительного изучения рибосомных эволюции. Здесь мы заключаем эволюции структурных компонентов рибосом. Филогенетические методы широко используются в морфометрии которые наносятся непосредственно на РНК структур тысяч молекул и переписи белковых структур в сотни геномов. Мы считаем, что компоненты малой субъединицы участвуют в рибосомных процессивность развивалась раньше, чем каталитические пептидилтрансферазного центра, ответственного за синтез белка. Примечательно, что субъединицы РНК и белков coevolved, начиная с взаимодействия между старым белков (S12 и S17) и старый фундамент (рибосомальной трещотка) в малой субъединицы и заканчивается с появлением современных мульти-субъединицы рибосомы. Наследственный компонент рибонуклеопротеидных показать сходство в пробирке Evolved РНК рибозимов репликазы и белковые структуры в существующие механизмы репликации. Наше исследование, следовательно, обеспечивает важную информацию о курице и яйце дилемма связана с центральной догмой молекулярной биологии, показывая, что рибосомные истории обусловлена ​​постепенным структурным прирост белка и РНК структур. Самое главное, результаты показывают, что функционально важные и консервативных регионах рибосомы были приняты на работу и могут быть останки древнего мира рибонуклеопротеидных.

Комбинатор

Краткий обзор статьи на русском:
http://www.scorcher.ru/journal/art/art1584.php

LUCA

Извините, что не участвую в обсуждении, последнюю неделю нет времени.
Подробный обзор этой статьи скоро выложу.

Oleg_Dm

#220
Цитата: Дж. Тайсаев от марта 14, 2012, 21:02:59
Цитата: Oleg_Dm от марта 14, 2012, 20:21:56
Это про синтез органики в облаках космической пыли или я путаю?
Да нет, я про его модель возникновения хиральной ассимметрии

У вас есть оригиналы, а то я только обзоры его читал. Что скажу по сути механизм возникновения хиральности определяется реакциями либо нуклеофильным замещением (механизмы SN1, SN2), электрофильным по типу SE2, либо присоединением по двойной связи.

В зависимости от структуры молекулы, реагентов и катализаторов возможны разные механизмы и выходы изомеров. Вполне возможно что некоторые реакции давали строго селективные выходы стереоизомера. Дальнейший путь формирования матрицы из этих изомеров и воспроизводство в циклах именно них. Т.к. в простых реакциях на катализаторах изомеры могут вести себя как разные химические вещества, вполне вероятно что изомерия была поддержана на уровне первых циклов, и лишьь потом включена в таком виде в протоРНК, вот только потом с уходом протоклетки с минеральной подложки и усложнения внутриклеточного аппарата понадобился контроль стереоспецифичности. До этого возможно его просто не требовалось.

Таким образом можно снять проблему стереоизомеров. До клетки - селективный синтез на катализаторе, заточка всех процессов под этот изомер, переход к клетке появление механизмов контроля стереоизомера. Т.е. копирующей матрице не нужно было собираться с миллионом ошибок за счет стереоизомеров из рацемата, его просто не было.

Например механизм Sni дает селективный выход стереоизомера, а это как раз наш случай, сложные молекулы, где с реакционным центром соседствует углерод связанный с донором электронов т.е. группами NH2 и OH.

Комбинатор

В контексте предыдущей дискуссии, не  могут ли нерибосомные белки: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%BC%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BF%D0%B5%D0%BF%D1%82%D0%B8%D0%B4%D1%8B
быть промежуточным этапом между автокаталитическими циклами абиогенного происхождения и дорибосомным РНК-белковым миром? У них есть сразу несколько признаков их архаичности - синтез, не требующий наличия РНК и рибосомы, наличие в их составе гораздо большего разнообразия аминокислот, включая много "неклассических", очень короткие (не более 48-ми ак) цепочки, некритичность для их функционирования замены некоторых аминокислот на альтернативные, и самое главное - автокаталитичность и предпосылки для запуска дарвиновского механизма отбора. Ведь если некий белок крохотного размера А сам, без посторонней помощи способен катализировать синтез белка Б, а тот, в свою очередь, способен катализировать сборку самого А, и при этом ошибки сборки до определённого предела качественно не нарушают каталитиченских функций, то, можно сказать, что это и есть готовая аппаратная база для начала эволюции под девизом мутации + отбор! А запоминание удачно найденных комбинаций аминокислот и рибосомная сборка белков появились несколько позже, когда возникла необходимость разделить функции памяти и катализа нужных реакций. Кто что думает по этому поводу?
 

Сергей

Цитата: Комбинатор от апреля 07, 2012, 17:25:40
В контексте предыдущей дискуссии, не  могут ли нерибосомные белки ... быть промежуточным этапом между автокаталитическими циклами абиогенного происхождения и дорибосомным РНК-белковым миром?

Не могут: огромный многосубъединичный белок синтезирует фитюльку из нескольких аминокислот, которая никакими каталитическими функциями не обладает, а служит ядом для других организмов.

Откуда цифра 48? Скорее всего, там много раз повторяется одна короткая последовательность.

Эти белки, скорее всего, образовались из комплексов белков, синтезирующих пептиды клеточных стенок бактерий.


Комбинатор

Цитата: Сергей от апреля 08, 2012, 00:40:24
Не могут: огромный многосубъединичный белок синтезирует фитюльку из нескольких аминокислот, которая никакими каталитическими функциями не обладает, а служит ядом для других организмов.

Вроде бы, так синтезируются не только белки антибиотиков, но и некоторые другие. Просто белки из "стандартных" аминокислот сейчас гораздо экономичнее собирать на рибосомах, но принципиального запрета на сбор каталитических белков другими белками, насколько я понимаю, нет. С другой стороны, те же аминоцил-tRNA синтезы тоже имеют немаленький размер, но должны были по-видимому появиться до (или, как минимум, параллельно) сборке протеинов на рибосоме, иначе проблему курицы и яица не решить. Или взять, скажем, рибосому. Очевидно, что в процессе эволюции её размер увеличился где-то на пару порядков, но и самые первые очень несовершенные варианты, очевидно позволяли как-то худо-бедно катализировать образование аминокислотных цепочек. Основную проблему РНК-мира я вижу в достаточно низком выходе нуклеотидов при подаче на входе наиболее распространённых в восстановительных условиях молекул, соответственно, условия для отбора были неважные, так как кандидатов (более-менее длинных РНК-цепочек) не могло быть слишком много.  А вот достаточно обильный спектр аминокислот при подводе к реагентам энергии синтезируется, что назвается, "на раз", поэтому, эволюции есть из чего выбирать, что бы запустить естественный отбор хотя бы в зачаточном состоянии.

Цитата: Сергей от апреля 08, 2012, 00:40:24
Откуда цифра 48? Скорее всего, там много раз повторяется одна короткая последовательность.

На французской страничке той же статьи в Википедии:
**********************
À la différence de la synthèse ribosomique la voie de synthèse peptidique par les NRPS est limitée dans la taille de peptides qui ne peut pas excéder 48 résidus.
**********************

Цитата: Сергей от апреля 08, 2012, 00:40:24
Эти белки, скорее всего, образовались из комплексов белков, синтезирующих пептиды клеточных стенок бактерий.

Может и так. А какие-нибудь факты в подтверждение этой гипотезы вы можете привести?

Сергей

Цитата: Комбинатор от апреля 08, 2012, 08:39:42
А какие-нибудь факты в подтверждение этой гипотезы вы можете привести?

Сейчас делать тут предположения большого смысла нет: через 5-10 лет будут построены филогенетические древа для большинства белков, появятся базы данных, по которым, для любого белка, можно будет определить, откуда у него ноги растут...

С аминоцил-tRNA синтезами особой проблемы не вижу: сейчас показано, что все они произошли из одного или двух белков. То есть, сначала был один белок, а какую аминокислоту ему присоединять предопределялось структурами разных тРНК. Вроде бы даже найдены некоторые соответствия между стехиометрией антикодонов и аминокислот, которые он кодирует. Соответственно ещё раньше и белка не было, а был рибозим.

Репликатор на основе последовательности аминокислот вряд ли возможен: такая цепочка слишком гибкая - у каждой будет слишком много разных конформационных состояний. Репликатор должен быть достаточно жестким. В нуклеиновых кислотах это обеспечивается стекингом оснований, так что и первый репликатор должен был обладать чем-то подобным.