Самый Первый Ген

[Иван Антонович]

У меня вопрос  по поводу самого первого гена.
Первая клетка произошла из смеси молекул. Первые молекулы были РНК, которые обладали каталитической активностью. Потом только подтянулись липиды, белки и в самую последнюю очередь образовалась ДНК, как самый надежный способ хранения и передачи информации. После случайного возникновения самореплицируюшейся системы, возник первый ген, который кодировал первый белок. По логике первым геном должен был быть ген, который кодировал ДНК полимеразу 1, так как она отвечает за репликацию ДНК. Иначе не возможно передачи наследственной информации и таким образом деления как основного механизма для размножения живого. Все остальные гены, только должны нести вторичную функцию. Репликация невозможна ни в одной клетке без аналогов ДНК полимеразы один. Потом из полимеразы 1 образовались методом дупликации и последующей мутации другие гены, такие как актинин, гемоглобин, эритропоэтин, киназы, фосфорилазы и т.д. Я правильно понимаю происхождение разных генов? Сначала дупликация, потом мутация до определенной функции? Или это происходит как то по другому? То есть вначале был один или несколько генов, которые дали начало всем 20000 генам человека. В принципе сравнивая,
гены между собой можно было бы получить группу самых первых генов или самого первого гена? Ведь гены произошли методом дупликации с последующими точковыми мутациями?Может мне кто то объяснить это?

[Питер]

Первый   ген   был  уже  в  РНК  мире.  И  первые  белки (точнее,  пептиды)  тоже  были уже  там.

[Иван Антонович]

А какой первый ген был на уровне ДНК?  Мы об РНК генах никак не можем судить, только о ДНКовых. И самое интересное какой был самый первый ген. Его же можно легко определить, методом сравнения последовательностей уже существушщих генов. Зная скорость мутаций, для каждого вида, можно сделать генеалогическое дерево для генов и найти самый первый на уровне ДНК, что было в РНК мире, мы ничего сказать не можем.

[pole]

Я  вообще не могу себе представить образование новых генов методом случайных мутаций. Ну дупликация это понятно, потом могут быть случайные инсерции или делеции, но как они приведут к образованию из ДНК полимеразы 1, актинин? Да никак, последовательности абсолютно разные, ни методом делеций, ни кроссинговером получить их нельзя.  Я тоже не согласен с перым геном как ДНКполимераза 1. Я думаю одним из первых генов должна была быть  обратная транскриптаза, чтобы из нуклеотиднх дезоксириботрифосфатов  синтезировать ДНК. Причем скорее всего РНК были дуплексные, так что считка происходила с обеих гомологичных цепей.  Все это на уровне бактерий, у эукариот я вообще не могу представить разумную модель получения новых генов, так как дупликации должны происходить в половых клетках. В особенности у млекопитающих может растянутся на годы. Тем не менее все виды имеют уникальные гены, которые не произошли из других генов, так как не обладают никакой степенью гомологии к этим другим генам. Они уникальны и даже не могут быть отнесены к какому то кластеру генов, как и белки которые они кодируют.

[Питер]

Pole,  назовите  мне    хотя  бы    один (ОДИН)  ген  человека  или  банальной  E. coli,  который   не  имеет    НИКАКОЙ   гомологии с  генами   других   организмов.    А  пока  - не  надо  ля-ля. 
Иван  Антонович,    учите    матчасть   дальше  и  глубже.  У  вас   тоже  пока в  голове       желтый  туман. Например,   насчет  скорости  мутаций  -  туман.  Насчет  анализа  гомологий  на   больших  временных  промежутках  -  тоже  туман.  Насчет  одного   первого  гена  -  туман. 
И  общий   вопрос к  обоим   -    откуда  черпаете   свои   биологические  знания ?   Что    прочитано  из  учебников  по  молбиолу ?    Просто  интересно,  на  каком       базисе  растут  такие  надстройки.

[Иван Антонович]

Питеру
так я и не спорш, что у меня желтый туман. Поэтому и хочу научного ответа, что говорит по этому поводу наука. Если делается генеалогихеское дерево для живых организмов, то почему не сделать этого для генов. Поэтому у меня вопрос, какой был самый первый ген??

Кто знает на это ответ? У меня знаний, чтобы ответить на этот вопрос нет. И погуглив ничего я не нашел, поэтому и спрашиваю ученых, знающих больше моего.
Какой ген был самый первый (какая группа генов была самой первой) и как другие гены произошли по генеалогическому дереву.

[Иван Антонович]

Ну вот я нашел один из многих белков уникальных для человека.
Каким образом произошло образование этого белка?
Никаких гомологий с другими известными белками ни на белковом уровне, ни на ДНК,( если сделать обратную трансляцию он не показывает)
Через недельку закачаю еще десятка два. Методом дупликации гена, такой белок не получить. Да и ген, кодирующий этот белок состоит из многих экзонов.

>gi|310118493|ref|XP_003118542.1| PREDICTED: hypothetical protein LOC100506504 [Homo sapiens]

Homo sapiens неизвестный ген нет ни одной почожей последователхности ни в одном из известных видов.
Проверено программой BLAST. Eсли не верите проверьте сами.

MEPPFTRLEGRMSRRAAPFGASQDGAGWVQLVKRNAAPQPLQTKPNSPARGWITGHPAAAFPPEEPRRLP
RPEMPPVWLCLSPVPRQLGGSIPKQMHPAHDGTPGTPILRTLQSFKLELAGFCLYRHRLQSLRCCLAGKC
RAGGAGPQLEAPRCSPPLHCRAQGGQEQPQQQQKPNWERNRGKNPHRLLGTYKEMPTSILLTWHLLTWHL
LGCHKTDKSFHVRLDTCQGGVSKLGHRQHPRPGHWVEETVLGRSRREGPGLFP

[Питер]

1.   Этот  ген (его  другое    и  более  правильное  название RP11-181G12.2)   не  является   белок-кодирующим  в  принципе.   Это  антисмысловая  РНК  к 3' нетранслируемой  области   гена   PRKCZ.
Ссылочка  http://www.ensembl.org/Homo_sapiens/Gene/Summary?db=core;g=ENSG00000182873;r=1:2113233-2115828

2.  А  теперь смотрим  гомологии    этого   гена с  другими  геномами

Это    шимпанзе.   Гомология  гена RP11-181G12.2.   Ну  и как,  эта  последовательность в  геноме   шимпа  есть ?
Да,   функционально  она  у  шимпа  не  аннотирована   -   но   объемы  информации в    базах  данных у  человека  и  шимпа  не  сопоставимы.
http://www.ensembl.org/Homo_sapiens/Location/Compara_Alignments?align=559;db=core;g=ENSG00000182873;q=RP11-181G12.2;r=1:2113233-2115828
У    кошки  -   да,  нет. Но    где  мы  и  где  кошки  и  последовательность  (повторяю)   не   белок-кодирующая.
http://www.ensembl.org/Homo_sapiens/Location/Compara_Alignments?align=614&db=core&g=ENSG00000182873&r=1%3A2113233-2115314&t=ENST00000333854


Пишу  из  дома  с  ноута,  на    котором  нет  хорошего      геномного   браузера.  Но  и  так  ясно,  что помследоваательность в  геноме       у  высших  обезьян  уже   была.

[Питер]

И  насчет  голосовалки.  Она    не  корректна.    Новые белок-кодирующие   гены  происходят  и  путем    дупликаций,  и  путем  тасования   экзонов,  и  путем   точковых  мутаций,  и  путем   ретротранспозиции,  и  путем     неравного    кроссинговера,  и ...

[Micr]

Иван Антонович, насколько мне известно, когда впервые построили дерево человеческих гаплогрупп (где все произошли из Африки), то оказалось, что дерево можно было построить несколькими разными способами. Как там сейчас, не знаю, но вывод такой, что с тех пор много изменений (мутаций) происходило, так что исходный вариант может и восстановить нельзя.

[Micr]

Еще немножко Ивану Антоновичу

http://compulenta.computerra.ru/zemlya/paleontologiya/10004812/

[Дж. Тайсаев]

У меня вопрос  по поводу самого первого гена.
Первая клетка произошла из смеси молекул. Первые молекулы были РНК, которые обладали каталитической активностью. Потом только подтянулись липиды, белки и в самую последнюю очередь образовалась ДНК, как самый надежный способ хранения и передачи информации. После случайного возникновения самореплицируюшейся системы, возник первый ген, который кодировал первый белок. По логике первым геном должен был быть ген, который кодировал ДНК полимеразу 1, так как она отвечает за репликацию ДНК. Иначе не возможно передачи наследственной информации и таким образом деления как основного механизма для размножения живого. Все остальные гены, только должны нести вторичную функцию. Репликация невозможна ни в одной клетке без аналогов ДНК полимеразы один. Потом из полимеразы 1 образовались методом дупликации и последующей мутации другие гены, такие как актинин, гемоглобин, эритропоэтин, киназы, фосфорилазы и т.д. Я правильно понимаю происхождение разных генов? Сначала дупликация, потом мутация до определенной функции? Или это происходит как то по другому? То есть вначале был один или несколько генов, которые дали начало всем 20000 генам человека. В принципе сравнивая,
гены между собой можно было бы получить группу самых первых генов или самого первого гена? Ведь гены произошли методом дупликации с последующими точковыми мутациями?Может мне кто то объяснить это?

Почитайте теорию гиперциклов Эйгена для начала.

[Иван Антонович]

Уважаемый Питер. Спасибо за ссылки. Действительно этот белок, если делать blastx on ncbi server дает гомологию с ДНК шимпанзе. Я в по скорому сделал только blastp, белок не был анотирован у шимпанзе и не вылез. Насчет транслируется он или нет, пока нихего не известно, то что он лежит в анитсенс позиции еще не говорит, что его собственная трансляция невозможна.
Сейчас по тем данным которые есть, у нас 1 процент от генома человека отличается на SNP  и 3 процента indel's то есть вставки и делеции. то есть около 90 миллионов нуклетидов предтсавляют вставки или делеции.  Из  них многие вставки протяженностью несколько тысяч нуклеотидов. Если исходить, из того, что около 1 процента кодирующих, то мы должны ожидать примерно 900000 нуклеотидов (1 процент от 90 миллионов), которые  отвечают за синтез генов. При средней длине гена 2000 нуклеотидов, мы должны были бы иметь 450 уникальных для обоих видов генов.

[Иван Антонович]

Дж Тайсаеву, С удовольствием почитаю, дайте ссылочки.
Но вопрос все таки остается, у нас ест; определенные логические неувязки с функционированием первых генов.
1. Неувязка -  касается специфичности тРНК, привязка аминокислот осуществляется белком. То есть белок был раньше
2. Неувязка - для синтеза белка нужны слишком длинные РНК молекулы типа 16S RNA,  те кто работал с РНК знают насколько такие молекулы не стабильны.

То есть меня интересует больше. как обойти логические проблемы, белок с одной стороны нужен для привязки аминокислот к тРНК, потом специфичность тРНК, мы должны были бы ожидат;, что все тРНК одинаково способны связывать разные аминокислоты, но существует высокая специфичность, которая потом используется генетическим кодом. как происходил отбор таких тРНК? Не видно ли здесь логического тупика?

[Иван Антонович]

Уважаемый Micr,
Я прочитал вашу ссылку. Нашел один пассаж, который меня удивил
http://compulenta.computerra.ru/zemlya/paleontologiya/10004812/
"Жизнь зародилась свыше 3 млрд лет назад: соотношение изотопов углерода в гренландской породе возрастом 3,8 млрд уже несёт её отпечаток. Но дело даже не в том, что найти ископаемое тех лет трудно, — быть может, самое первое звено эволюции не сохранилось вовсе, а если оно и осталось в палеонтологической летописи, то может кардинальным образом отличаться от нынешних форм жизни, и мы его просто не заметим. Поэтому старейшими физическими следами жизни предлагается считать микроскопические образования в австралийских породах возрастом 3,4 млрд лет, хотя далеко не все с этим согласны.

Здесь говорится о том, что изотопы углерода несут отпечатки возраста 3,8 миллирда лет,  макскимум  возраста, который можно определить углеродным составляет 50000 лет, но никак не 3,8 миллиарда лет. Это вы мо'ете прочитать по следующей ссылке
http://elementy.ru/trefil/21198
"Датирование с помощью анализа углерода-14 (известное как радиоуглеродное датирование) широко используется для объектов, чей возраст не превышает нескольких десятков тысяч лет; сюда относится большинство археологических находок. Предел современных методов — около 50 тысяч лет. В более древних объектах, таких как горные породы и метеориты, остается слишком мало углерода-14. Для определения их возраста необходимо найти другие «часы»".