зарождение жизни на земле

[daltair]

Мне кажется, что всё-таки не РНК является первой молекулой.

Была РНК первой или нет - не так важно. Мы же пытаемся понять как возникла привычная нам жизнь, а она состоит из ДНК, РНК и белков. Жизни на других молекулах нам неизвестно. А ваша гипотеза ничем не лучше другой. Можно предположить, что сначала вообще были не бактерии, а супер-коллоиды, но они все вымерли позже. От этого бактерии же не перестанут быть самыми древними и живущими поныне.

[Dims]

Моя гипотеза хороша тем, что она не является "сегодняцентристской". Мы привыкли считать, что либо мы сами, либо наше сегодня являются "цимесом", вершиной мироздания или даже единственным содержанием мироздания.

Но вдруг обнаруживается, что 90% материи Вселенной состоит неизвестно из чего, а "наша", главная материя, занимает только 10%.

Так же и тут.

Мы считаем нашу современную жизнь единственной возможной жизнью, а её современное состояние -- единственно-возможным состоянием. Но это очевидно не так. Например, унифицированный код из 21 аминокислоты очевидно не мог возникнуть одномоментно. Очевидно, что сперва существовал большой разброд в кодировках, который долгое время унифицировался. То же самое и с нуклеотидным алфавитом.

Поэтому, мне кажется, считать, что именно современные РНК были предками всех молекул -- это необоснованный "сегодняцентризм".

Я уверен, что на других планетах Солнечной системы будет найдена жизнь в таких зачаточных формах, которые существенно расширят наши представления о возможных этапах развития жизни.

[DNAoidea]

Я думаю, что в начале было меньше аминокислот чем сейчас, а код носил характер просто химического сродства участков пра-нуклеиновых кислот к аминокислотам. постепенно из этой массы отбирались те, которы связывли аминокислоты (или даже спонтанно возникшие полипептиды), присутвие которых создавало более благоприятныые условия для репликации, и тогда этот механизм стал совершенствоваться, в ходе его развития выяснилось, что полпептиды более эффективны, чем отдельные аминокислоты и потому появился ещё один критерий отбора - каталитичность нуклеиновых кислот в смысле образования полипептидов (опять-таки изначально просто через спосбность связать одновременно несколько разным аминокислот) в итоге мы имеем современный матричный синтез, и репликацию, и "в нагрузку" к нему жизнь.

[daltair]

отчасти согласен с DNAoidea, код мог меняться от простого к сложному. А вот то, что он для всех одинаков - это гораздо интереснее! Тут полно поводов для инсинуаций. Может быть просто термодинамически наиболее устойчивые сочетания, а может и общий "гениальный" предок.

Что же до нашей уникальности и вершины эволюции... Отнюдь, я не сторонник такой точки зрения. Напротив. Млекопитающие, а значит и мы, по уровню организации (биохимии, приспособленности к жизни на суше...) уступают пресмыкающимся, и подавно - птицам.

Насчет других форм жизни могу только заметить, что чем дальше, тем менее четким становится определение жизни. Это уже далеко не классическая "форма существования белковых тел..." Думаю жизнь связана с законами нашей Вселенной. Даже энтропия жизни нипочем. Так и просится на язык слово "предопределено" появление жизни, но сказать так не могу. Не знаем мы почему она возникла, случайно или нет. Вот вид возникнуть и вымереть может случайно, а жизнь .... не верю!

[DNAoidea]

daltair - универсальность кода, думаю, объяснеется не тем, что этот вариант самый лучший (хотя некоторые положительные в сравнии с иными гипотетическими вариантами у него еть - то есть минимизация вреда от мутаций), а потому, что во время его формирования все "организмы" ещё не имели чётких границ друг меж другом и вовсю перемешивались, поэтому им надо было выбрать какой-то один код, а не много, и удача пала на этот вариант.

[Imperor]

Вот, нашел. Именно об этой ветке я говорил в закрытой теме "Вероятность невероятного".
Итак, А.Марков писал:

Стирая грань между живым и неживым, уже растут на искусственных средах в лабораториях возмутительнейшие объекты – колонии размножающихся молекул РНК, способные к тому же синтезировать белки. Весомый вклад в эти исследования вносят ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины (г. Новосибирск) и Института белка (г. Пущино) под руководством академиков В.В.Власова и А.С.Спирина

Виолован попросил привести соответствующую ссылку. Вот ответ А.Маркова:

Увы, я сам не могу пока найти это в печатном виде. Академик Спирин делал у нас в институте доклад, где и рассказал про эти самые колонии РНК (выращенные им и его коллегами в Пущино) и показывал фотографии: выглядят они как обычные колонии микробов или грибов, просто круглые пятна на агаре. С его слов и написано. По его словам, результаты "в печати". Постараюсь разузнать побольше.

В беседу вклинился Питер. Вот что он сказал:

Это работы Четверина. Последний его обзор - в FEBS Letters 2004 года, там собрано все наработанное
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=15165890&query_hl=2&itool=pubmed_docsum

При это не недо забывать об одном - использованная система содержит фермент Qбета репликазу. То есть рост РНК-колонимй (который имеет место - сомснений нет) связан с наличием в среде фермента, реплицирующего вирусную РНК. А не обусловлен внутренней каталитической активностью РНК

Вот такие пироги с гусями... Итак, самые новые эксперименты все равно проводились с использованием уже готового фермента. Что тут такого удивительного, я не понимаю. Есть РНК (целая среда из РНК). Есть готовый фермент, реплицирующий РНК. На что такое важное данный эксперимент ответил, я не понимаю  :shock:

А вот сам Спирин о РНК-мире:

Впрочем, возможно, что гипотеза о древнем мире РНК как предшественнике современного живого мира так и не сможет получить достаточного обоснования для преодоления основной трудности - научно правдоподобного описания механизма перехода от РНК и ее репликации к биосинтезу белка.

[Ярослав Смирнов]

Я не очень хорошо знаю английский, да и вообще слабовато разбираюсь в теме, но после нескольких запросов Гуголь выдал мне ссылку на эту работу:
Autocatalytic Synthesis of a Viral RNA in vitro
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/150/3698/884
Если я не ошибаюсь, то фраза "autocatalytic kinetics of RNA increase are observed.", означает "наблюдалась автокаталитическая кинетика синтеза РНК". Нет?

[Imperor]

Autocatalytic Synthesis of a Viral RNA in vitro
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/150/3698/884
Если я не ошибаюсь, то фраза "autocatalytic kinetics of RNA increase are observed.", означает "наблюдалась автокаталитическая кинетика синтеза РНК". Нет?

А если я не ошибаюсь, то словосочетание "RNA polymerase" - это название фермента (т.е. биогенного продукта), который эту RNA и полимеризует.
В этом нет абсолютно ничего удивительного. Например, установлено, что просто почва обладает заметной ферментативной активностью, так как в ней содержатся ферменты, оставшиеся от умерших и разрушившихся клеток микроорганизмов.

[Ярослав Смирнов]

Autocatalytic Synthesis of a Viral RNA in vitro
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/150/3698/884
Если я не ошибаюсь, то фраза "autocatalytic kinetics of RNA increase are observed.", означает "наблюдалась автокаталитическая кинетика синтеза РНК". Нет?

А если я не ошибаюсь, то словосочетание "RNA polymerase" - это название фермента (т.е. биогенного продукта), который эту RNA и полимеризует.

А разве реакция была бы автокаталитической, если бы дело было только в белковом ферменте, находящемся в среде? Кроме того, в словосочетании  "RNA polymerase" нет указания на белковую природу данного фермента.

[DNAoidea]

Имперор, я не понимаю почему вы так уповаете на белки, а не на поликлеотиды, ведь полинуклеотиды имеют практически всё для жизни, и главное они способны удваиваться, чего не умеют белки. Притом, что то что необходимы энзимы - так то сейчас и чтобы получить такие штуки не за месяца, а за минуты, а тогда как химически полинуклеотиды могут достраивать комплементарную цепь и сами, правильно долго, с ошибками, но могут! Вопрос только в том, успеют они за гидролизом или нет... а если есть это есть размножение, а если есть размножение, то есть отбор. Вот вам и жизнь! Да и ведь неспецифическое сродство нуклеотидов к белкам существует не просто так. Я тут на бумажке посмотрел какие могут быть реакции аминокислот друг с другом - получается следующие - образование пептидной связи более затруднено энергией активации, но зато более термодинамически стабильно, чем иные реакции, от её гидролиза спасает размазанность Пи-связи кислород-углерод (конечно не отменяет гидролиз, но приостанавливает). Прочие же - типа липидов и всего нужно не по принципу "работать не будет иначе" а для ускорения реакции - да липиды могут образовывать пузырьки, а эти пузырьки принимать другие молекулы липидов из среды и делится, но проблема у них со структурой, то есть в лучшем случае это свойство могло быть использовано нуклео-аминными комплексами как уютные убежища. И так же не ясно, что мешает всем этим процессам происходить одновременно? Низкая вероятность каждого из них? Так процессы-то химически самопроизвольные, какая низкая вероятность? Большой объём океана? Так ведь лужи есть, подземные пузырьки, куда могла просачиваться вода, обогащённая соединениями, синтезированными на поверхности океана. Так что всё есть, нужно только уметь его видеть.

[Ярослав Смирнов]

Притом, что то что необходимы энзимы - так то сейчас и чтобы получить такие штуки не за месяца, а за минуты, а тогда как химически полинуклеотиды могут достраивать комплементарную цепь и сами, правильно долго, с ошибками, но могут! Вопрос только в том, успеют они за гидролизом или нет...

А как они себя поведут в жировой среде, типа мицеллы? Ведь там гидролиза вроде бы не должно быть?

[Imperor]

А разве реакция была бы автокаталитической, если бы дело было только в белковом ферменте, находящемся в среде? Кроме того, в словосочетании  "RNA polymerase" нет указания на белковую природу данного фермента.

Ярослав. Если бы Вы потрудились перевести предлагаемую Вами ссылку на русский язык, то Вы бы поняли, что речь там шла СОВСЕМ о другой опере.
Кстати, если бы Вы также потрудились перевести на русский язык и приведенную Вами ссылку на википедию, то Вы бы тогда и сами поняли, с какими трудностями связан химический синтез полипептида, и каковы возможности такого синтеза. И смогли бы, соответственно, сами представить, насколько возможно повторение данного процесса в природных условиях.

[Imperor]

Имперор, я не понимаю почему вы так уповаете на белки,

Я потому уповаю на белки, что наблюдаемая нами жизнь - белково-нуклеиново-липидная. Другой формы жизни я ни в природе, ни в эксперименте не наблюдаю. Таким образом, ВСЕ рассуждения о полинуклеотидах, как некоей форме жизни - есть лишь очень смелый полет фантазии, не основанный ни на чем, кроме самого полета этой фантазии. Я в данном случае полностью солидарен с уже приводимой мной точкой зрения академика Заварзина:

Таким образом, жизнь изначально дискретна и не может быть представлена в виде "супа живого вещества". Она представлена организмами. Слово прямо предполагает определенную организацию, основанную на взаимодействии компонентов. Простейший организм представлен прокариотной клеткой, включающей 4 компонента: мембрану, генофор ДНК, аппарат синтеза белка (рибосому), цитоплазму, представляющую кастрюлю, где создаются предшественники и идут процессы метаболизма. Ни один компонент не может существовать без взаимодействия с другими. Отсюда жизнь и является свойством системы, в то время как отдельные компоненты несут лишь отдельные функции.

Я считаю академика Заварзина реалистом, в отличие от фантазеров, которые пытаются найти в клетке бактерии "лишние" запчасти.
Вот еще один реалист (Щербаков. Эволюция, как сопротивление энтропии. Журн. общей биол.):

Всякий, знакомый с молекулярной и клеточной биологией, знает как сложна, упорядоченна и высокоорганизованна даже простейшая клетка. Ни одно из наших технологических достижений, включая суперкомпьютеры и космические корабли, не выдержит сравнения с организацией живой клетки. Клетка – подлинное термодинамическое чудо, крайне маловероятная система. А что такое среда? Например, для цианобактерий и всех зеленых растений минимальная среда включает воду, углекислый газ, несколько минеральных солей и свет. В такой среде клетка живет, размножается, строит себя, синтезируя при этом тысячи разных белковых молекул и других органических веществ, включая нуклеиновые кислоты и массу низкомолекулярной органики. Сотворение мира из почти ничего! Среда хаотична, организм упорядочен и высокоорганизован; организм созидает, среда деструктивна; организм в своем жизненном цикле осуществляет генетический «замысел», среда не имеет никакого замысла об организме; организм "знает" среду, избирательно берет из нее то, что ему нужно, и защищается от того, что ему вредно или опасно, среда ничего не знает об организме; организм живет, а среда мертва. В структурном, термодинамическом и информационном отношении организм неизмеримо выше среды. Организм есть сущее, а среда – условия, в которых организм существует. К компонентам среды относится, разумеется, и энергия.

Отмечу, что именно столько и всего понадобилось клетке, чтобы быть сбалансированной самовоспроизводящейся системой. Лишних деталей у нее просто нет. Если мне не верите, подтвердите Ваши данные экспериментом, или хотя бы, моделированием - создайте минимальную самовоспроизводящуюся систему на органической основе, имеющую более простое строение, чем клетка.

Кстати, еще по поводу полинуклеотидов. А где Вы их вообще взяли? Посмотрите ссылки, приведенные Сергеем и sss. Где там природные полинуклеотиды? Там до сих пор непонятно, как АТФ образуется. А Вы - полинуклеотиды...

[Ярослав Смирнов]

Я потому уповаю на белки, что наблюдаемая нами жизнь - белково-нуклеиново-липидная. Другой формы жизни я ни в природе, ни в эксперименте не наблюдаю.

А вирусы? А нанобактерии?

Если мне не верите, подтвердите Ваши данные экспериментом, или хотя бы, моделированием - создайте минимальную самовоспроизводящуюся систему на органической основе, имеющую более простое строение, чем клетка.

http://www.nature.com/msb/journal/v2/n1/full/msb4100090.html

[Alexy]

организм "знает" среду, избирательно берет из нее то, что ему нужно, и защищается от того, что ему вредно или опасно, среда ничего не знает об организме; организм живет, а среда мертва. В структурном, термодинамическом и информационном отношении организм неизмеримо выше среды. Организм есть сущее, а среда – условия, в которых организм существует. К компонентам среды относится, разумеется, и энергия.

Все зависит от того насколько благо- или неблагоприятна среда.

Простейший организм представлен прокариотной клеткой, включающей 4 компонента: мембрану, генофор ДНК, аппарат синтеза белка (рибосому), цитоплазму, представляющую кастрюлю, где создаются предшественники и идут процессы метаболизма. Ни один компонент не может существовать без взаимодействия с другими.

Возможно могут/могли существовать такие условия среды, где простейшими организмами были сами РНК (при условии, что возможен РНК-фермент, кактализирующий репликацию РНК).
Следующей ступенью развития могли быть комплексы РНК и кодируемого ею белка (для их образования были необходимы аминокислоты и РНК-ферменты для матричного синтеза полипептидов, а такие ферменты и сейчас состоят восновном из РНК). И это уже были "настоящие" белково-нуклеиновые организмы, правда без липидной мембраны.

Но конечно такие предположения больше к теории панспермии относятся, ибо вряд ли такая благоприятная среда могла быть когда-либо в земных условиях