paleoforum.ru

Цитата: Комбинатор от декабря 02, 2009, 18:27:32
А разве мРНК для этого недостаточно?

нет конечно, необходим весь комплекс перевода информации в другую форму - наподобие того, как одной записи на жёстком диске не достаточно чтобы на бумаге проступил буквы - для этого необходимо ещё куча вещей.

Цитата: DNAoidea от декабря 02, 2009, 21:44:44

Цитата: Комбинатор от декабря 02, 2009, 18:27:32
А разве мРНК для этого недостаточно?

нет конечно, необходим весь комплекс перевода информации в другую форму - наподобие того, как одной записи на жёстком диске не достаточно чтобы на бумаге проступил буквы - для этого необходимо ещё куча вещей.

А что конкретно нужно кроме тРНК с аминокислотами, рРНК и мРНК?
Я, честно говоря, считал, что в простейшем случае этого достаточно...

Цитата: Комбинатор от декабря 02, 2009, 22:16:55
А что конкретно нужно кроме тРНК с аминокислотами, рРНК и мРНК?

в принципе этого достаточно, но это не так мало... однако мРНК должна каким-то образом не сворачиваться. Да и насаживать на тРНК аминокислоты надо не абы как, а строго упорядоченно. И всё это только для того, чтобы удалить аминокислоты из клетки.

Цитата: DNAoidea от декабря 05, 2009, 03:33:51
в принципе этого достаточно, но это не так мало... однако мРНК должна каким-то образом не сворачиваться.

Мне кажется, достаточно короткие (не более пары десятков нуклеотидов) РНК и так не должны сворачиваться.

Цитата: DNAoidea от декабря 05, 2009, 03:33:51
Да и насаживать на тРНК аминокислоты надо не абы как, а строго упорядоченно. И всё это только для того, чтобы удалить аминокислоты из клетки.

На счёт "строго упорядоченно" - сомневаюсь. Как бы не возник механизм синтеза белков вначале он, как мне кажется, был весьма приблизительным. Например, для того, что бы первичная белковая цепочка свернулась в более-менее компактную вторичную структуру, достаточно, грубо говоря, что бы в ней был статистически значимый процент аминокислот, способных "склеиваться" друг с другом. Или Вы с этим не согласны?

Цитата: Комбинатор от декабря 05, 2009, 15:34:51

Цитата: DNAoidea от декабря 05, 2009, 03:33:51
в принципе этого достаточно, но это не так мало... однако мРНК должна каким-то образом не сворачиваться.

Мне кажется, достаточно короткие (не более пары десятков нуклеотидов) РНК и так не должны сворачиваться.

Цитата: DNAoidea от декабря 05, 2009, 03:33:51
Да и насаживать на тРНК аминокислоты надо не абы как, а строго упорядоченно. И всё это только для того, чтобы удалить аминокислоты из клетки.

На счёт "строго упорядоченно" - сомневаюсь. Как бы не возник механизм синтеза белков вначале он, как мне кажется, был весьма приблизительным. Например, для того, что бы первичная белковая цепочка свернулась в более-менее компактную вторичную структуру, достаточно, грубо говоря, что бы в ней был статистически значимый процент аминокислот, способных "склеиваться" друг с другом. Или Вы с этим не согласны?

Насчет  сворачивания   -   вы  не  правы,  и короткие     одноцепочечные    ДНК  и  РНК  сворачиваются  еще как -  при  наличии   соответствующей   первичной  структуры. 
Насчет  тРНК.   Мне  кажется,  что  это    относительно  позднее   приобретение.   Сначала  все  могло  быть   проще  -   полинуклеотид   (сейчас  не    говорим  о  том,  откуда  он  взялся) на  себе   избирательно  сорбирует  аминокислоты за счет   своей  первичной  структуры.  В  итоге  образуется   некая  последовательность  аминокислот. Далее  -  самый  круциальный     этап,  образование     ковалентной связи  между  амимнокислотами (нужна  энергия). В  итоге  получаем  две  цепочки  -  полинуклеотид  и  полипептид.  Далее  каждый  из  них  может  строить  копию  ...

Цитата: Питер от декабря 07, 2009, 17:58:55
Насчет  сворачивания   -   вы  не  правы,  и короткие     одноцепочечные    ДНК  и  РНК  сворачиваются  еще как -  при  наличии   соответствующей   первичной  структуры. 

Спасибо. Почитал ещё в Википедии - оказывается, мРНК как раз в основном и существуют в виде вторичных структур, и это не мешает считыванию с них информацими рибосомой. То есть, в этом случае, я не совсем понял, почему DNAoidea написал, что "мРНК должна каким-то образом не сворачиваться". Получается, что сворачивание мРНК синтезу белоков не помеха?

Цитата: Питер от декабря 07, 2009, 17:58:55
Насчет  тРНК.   Мне  кажется,  что  это    относительно  позднее   приобретение.   Сначала  все  могло  быть   проще  -   полинуклеотид   (сейчас  не    говорим  о  том,  откуда  он  взялся) на  себе   избирательно  сорбирует  аминокислоты за счет   своей  первичной  структуры.  В  итоге  образуется   некая  последовательность  аминокислот.

А разве такое возможно? Есть какие-то данные, указывающие, что к РНК могут напрямую "липнуть" аминокислоты по одной на каждые три нуклеотда?

Цитата: Комбинатор от декабря 08, 2009, 01:04:18

Цитата: Питер от декабря 07, 2009, 17:58:55
Насчет  сворачивания   -   вы  не  правы,  и короткие     одноцепочечные    ДНК  и  РНК  сворачиваются  еще как -  при  наличии   соответствующей   первичной  структуры. 

Спасибо. Почитал ещё в Википедии - оказывается, мРНК как раз в основном и существуют в виде вторичных структур, и это не мешает считыванию с них информацими рибосомой. То есть, в этом случае, я не совсем понял, почему DNAoidea написал, что "мРНК должна каким-то образом не сворачиваться". Получается, что сворачивание мРНК синтезу белоков не помеха?

Цитата: Питер от декабря 07, 2009, 17:58:55
Насчет  тРНК.   Мне  кажется,  что  это    относительно  позднее   приобретение.   Сначала  все  могло  быть   проще  -   полинуклеотид   (сейчас  не    говорим  о  том,  откуда  он  взялся) на  себе   избирательно  сорбирует  аминокислоты за счет   своей  первичной  структуры.  В  итоге  образуется   некая  последовательность  аминокислот.

А разве такое возможно? Есть какие-то данные, указывающие, что к РНК могут напрямую "липнуть" аминокислоты по одной на каждые три нуклеотда?

Не  уверен,  что в  клетке    мРНК   сильно  свернута.   Свернуть в   вторичную  структуру    в компе  можно   все  что  угодно,  а  вот в    клетке  -  черт   знает.   Вообще  вопрос -  а  свободная  мРНК   вообще  существует ?  Или  это всегда   некий   комплекс с  белком ?
Опять  же  не  думаю,  что в  начале    все  было  как  сейчас  -  триплетный   код,  строгое   соответствие  и  т.д.   Ясно,  что    как-то    относительно  специфично   полинуклеотид с  белком  связывается.  То есть какое-то  узнавание  полинуклеотидом  определенной   последовательности  белка  есть.

Цитата: Питер от декабря 08, 2009, 16:58:02
Не  уверен,  что в  клетке    мРНК   сильно  свернута.   Свернуть в   вторичную  структуру    в компе  можно   все  что  угодно,  а  вот в    клетке  -  черт   знает.   Вообще  вопрос -  а  свободная  мРНК   вообще  существует ?  Или  это всегда   некий   комплекс с  белком ?

Сильно - не сильно, вопрос философский, но склеенные участки есть, это факт. Более того, именно они используются рибосомой, например, для того, что бы узнать, в каких местах нужно вставлять "нетрадиционные" аминокислоты. На счёт того, насколько идеализирована ситуация "голой" мРНК, без белков, ничего определённого сказать не могу.

Цитата: Питер от декабря 08, 2009, 16:58:02
Опять  же  не  думаю,  что в  начале    все  было  как  сейчас  -  триплетный   код,  строгое   соответствие  и  т.д.   Ясно,  что    как-то    относительно  специфично   полинуклеотид с  белком  связывается.  То есть какое-то  узнавание  полинуклеотидом  определенной   последовательности  белка  есть.

На каком то из ранних этапов, скорее всего, был двухбуквенный (C-G) дуплетный код для кодирования белков всего из 4-х аминокислот.
По поводу возможной комплиментарности белков и полинуклеотидов не очень понятно, если такой механизм изначально действительно был, почему он, вместо того, что бы далее совершенствоваться, исчез, уступив место последовательной сборке? Ведь природа очень консервативна, да и параллельная сборка должна быть гораздо эффективнее и быстрее последовательной...

Цитата: Питер от декабря 08, 2009, 16:58:02
Опять  же  не  думаю,  что в  начале    все  было  как  сейчас  -  триплетный   код,  строгое   соответствие  и  т.д.   Ясно,  что    как-то    относительно  специфично   полинуклеотид с  белком  связывается.  То есть какое-то  узнавание  полинуклеотидом  определенной   последовательности  белка  есть.

На каком то из ранних этапов, скорее всего, был двухбуквенный (C-G) дуплетный код для кодирования белков всего из 4-х аминокислот.
По поводу возможной комплиментарности белков и полинуклеотидов не очень понятно, если такой механизм изначально действительно был, почему он, вместо того, что бы далее совершенствоваться, исчез, уступив место последовательной сборке? Ведь природа очень консервативна, да и параллельная сборка должна быть гораздо эффективнее и быстрее последовательной...
[/quote]
Да,   но:
- ситуация   стала  сложнее  (больше  аминокислот,  сложнее  код);
- на  первых  этапах   образование     ковалентной связи   между  АК   скорее  всего  не   было ферментативным  процессом.  Как    только  появляется   фермент  -  проще   один  раз  протянуть   мимо  него    нитку. чем  ферменту  прыгать    вдоль   нитки.  Или   одновременно  использовать  сразу  много  молекул  фермента.

Цитата: Питер от декабря 09, 2009, 11:09:41
Да,   но:
- ситуация   стала  сложнее  (больше  аминокислот,  сложнее  код);
- на  первых  этапах   образование     ковалентной связи   между  АК   скорее  всего  не   было ферментативным  процессом.  Как    только  появляется   фермент  -  проще   один  раз  протянуть   мимо  него    нитку. чем  ферменту  прыгать    вдоль   нитки.  Или   одновременно  использовать  сразу  много  молекул  фермента.

Может быть...
К сожалению, как моя, там и Ваша гипотезы практически полностью умозрительны. В частности, для подверждения Вашей, хорошо было бы экспериментально продемонстрировать возможность безферментативного построения белков на "затравочной" матрице мРНК. Кроме того, как Вы самии ниже указали, для склеивания АК нужна энергия, и не совсем понятно, откуда она возьмётся в данном случае...

Цитата: Комбинатор от декабря 09, 2009, 16:27:38
хорошо было бы экспериментально продемонстрировать возможность безферментативного построения белков на "затравочной" матрице мРНК. Кроме того, как Вы самии ниже указали, для склеивания АК нужна энергия, и не совсем понятно, откуда она возьмётся в данном случае...

О реконструкции проторибосомы в статье Маркова:

Цитироватьhttp://elementy.ru/news/431013

Методом искусственной эволюции были получены функциональные РНК (рибозимы), способные катализировать транспептидацию (соединение аминокислот, прикрепленных к тРНК, в короткие белковые молекулы). Структура этих искусственно выведенных рибозимов очень близка к структуре той проторибосомы, которую «вычислили» авторы обсуждаемой статьи.

По-видимому, проторибосома была просто устроенным рибозимом, катализирующим синтез небольших белковых молекул в РНК-организме. Специфичность синтеза поначалу была очень низкой (аминокислоты выбирались более или менее случайно). В дальнейшем к проторибосоме добавлялись новые блоки, причем добавлялись они таким образом, чтобы не нарушить структуру активного центра молекулы, а также всех тех блоков, которые присоединились ранее.

В работах Шабаровой, 40-летней давности, было показано, что фосфоамидные производные аминокислоты и олигонуклеотида конденсируются на матрице. Эта связь макроэргична - то есть для образование из неё фосфодиэфирной связи дополнительной энергии в водном растворе не нужно. Аналогично ведет себя и сложноэфирная связь между сахаром и карбоксильной группой аминокислоты: если к такому соединению добавить аминокислоту, образуется пептидная связь. Так что, можно предположить, что "вначале было" циклическое производное аминокислоты и нуклеотида. Интересно посмотреть, возможен ли его синтез из простых соединений, аналогичный недавно предложенному для нуклеотида.

Цитата: Сергей от декабря 09, 2009, 17:21:10

О реконструкции проторибосомы в статье Маркова:

http://elementy.ru/news/431013

Да, спасибо, я, конечно, читал эту заметку на Элементах. Кстати, интересно, а ген. код этой самой первичной проторибосомы где-нибудь можно поглядеть?

Цитата: Сергей от декабря 09, 2009, 17:21:10
В работах Шабаровой, 40-летней давности, было показано, что фосфоамидные производные аминокислоты и олигонуклеотида конденсируются на матрице. Эта связь макроэргична - то есть для образование из неё фосфодиэфирной связи дополнительной энергии в водном растворе не нужно. Аналогично ведет себя и сложноэфирная связь между сахаром и карбоксильной группой аминокислоты: если к такому соединению добавить аминокислоту, образуется пептидная связь. Так что, можно предположить, что "вначале было" циклическое производное аминокислоты и нуклеотида. Интересно посмотреть, возможен ли его синтез из простых соединений, аналогичный недавно предложенному для нуклеотида.

Любопытно, хотя я, честно говоря, далеко не всё понял. Об этом можно где-нибудь более подробно почитать (желательно с картинками, а то в органической химии я далеко не Копенгаген...)?

Цитата: Комбинатор от декабря 09, 2009, 18:39:25
Об этом можно где-нибудь более подробно почитать (желательно с картинками, а то в органической химии я далеко не Копенгаген...)?

Скорее всего, нигде: надо лезть в специальные статьи и учебники.

Цитата: Сергей от декабря 11, 2009, 14:41:01
Скорее всего, нигде: надо лезть в специальные статьи и учебники.

Жаль...

Цитата: Комбинатор от ноября 30, 2009, 19:25:51
Как известно, по практически общепринятой сейчас гипотезе, внвчале был РНК мир, который потом смог как-то "одомашнить" аминокислоты и научился "выращивать" из них белки, взявшие впоследствии на себя большую часть работы по катализу необходимых елетке реакций. Но как конкретно это могло случиться. я что-то пока нигде никаких гипотез не нашёл (может плохо искал?). ...

-- Что касается `одомашнить` - гораздо более серьезно стоял вопрос о возможности `операбельности` РНК инструментов в отсутствии белков Опытами Валеншкайн - США , (иранская ученая) интроны U2 и U6 справились сэтой задачей выполнив сплайсинг типично трансформирующий процесс с меседжРНК. Т.е. , это пролог к тому, что РНК мир НЕ нуждался в пептидах в начале и мог хорошо эволюционировать, я дал такую работу в Мембране , могу тут повторить, тоже написанную в 2003 г. где предложил модель зарождения РНК-ДНК варианта и дал рассчет необходимого времени. У меня худший вариант - 50 млн.лет. А аминокислоты вошли полноправно существенно позднее. До этого были `освоены` ионы металлов, стенки силикатов ...

---Посылка с `C` и `G` немного противоречат существующим представлениям, хотя все возможно до доказывание на обратное. Именно из-за неустойчивости Цитозина эта пара не подходит. В 2003 году я написал следующее: `ЭВОЛЮЦИЯ
образование современных форм геномов` - там я дал обоснование другому выбору А и Т.

ВВЕДЕНИЕ
В этой работе проведен анализ последовательности процесса роста полимерных структур про- ДНК-РНК. В результате сделано заключение об ее первичной организации - как бинарной системы.
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
На начальной стадии развития живой материи на Земле происходил рост полимерных структур изсмеси мономеров пронуклеотидов. Естественно принять, что синтез последовательностей из нуклеиновых оснований на этой стадии описывался обычным кинетическим уравнением . Закон этого роста можно описать с помощью гипотетического уравнения (1) полимеризации :
(1) a*A + b*B + c*C = AaBbCc ...
Тогда скорость полимеризации представится следующим образом :
(2) V = K*[A]^a * ^b * [C]^c ...
Где : V – скорость роста полимерной цепи из мономеров видов - A, B, C.. ;
K – коэффициент ;
[A], , [C]...- соответствующие концентрации ;
a, b, c... - коэффициенты.
Ясно , что нас интересует разница в скоростях роста в естественных условиях , когда концентрации оснований произвольны. Для того чтобы исследовать поведение реакции полимеризации в этих случаях возможно принять следующие допущения :
[A] = = [C] .. = [S; и
a = b = c .. = i/N
тогда :
(3) V(N) = K*S]^i ;
Где :
[S = гипотетическая средняя концентрация мономеров ;
N = число видов нуклеиновых оснований ;
i = длинна про-ДНК-РНК полимера
Когда одна из концентраций будет существенно меньше других ( например , примем – 0.5 * S ) ,
тогда получим :
для : N(2)=2 и N(4)=4 , когда [S = 1 при длинне ДНК-РНК = 100 оснований .
Если одна концентрация будет : [C]=[0,5*S] , получим :
R2/4= V(2)/V(4)= K*S]100 / ( S]^75 * [0,5*S]^25 } = 1 / 0,5^25
Где :
R2/4- отношение скоростей полимеризации : для N(2)=2 и N(4)=4 .
Тогда :
R2/4 = 1 / 0,5^25 ~ 3,3 * 10^7
Если данная концентрация будет меньше других ( например 50% [0.5*S] от других ) отношение скоростей полимеризации при прочих равных условиях будет ~ 3.3 * 10^7 как было бы , например , при вариантах ` `A`+` T ` и `A`+` T ` + ` C `+` G ` или на семь порядков меньше .Таким образом , практичeски не были бы воспроизведены пары , как в нашем случае `C` +`G` . Принимая во внимание трудности связанные с естественным синтезом и стабильностью`C` , сделанное предположение является правдоподобным , в предположении естественного происхождения `C` . Таким образом ясно , что скорость полимеризации в случае первичной модели будет на 7 порядков больше, так что необходимо принять что первичные ( архаичные ) полимерные проДНК-РНК структуры - будут бинарными комплементарными системами . Здесь возникает одно ` НО ` - мера архаичности ? Автор не считает , что простейшие (микробы) обязательно архаичны , более того , большинство из них новейшие простейшие . Статистический анализ было бы логично делать не на основе отношений `A`+`T`/`C`+`G` , а по длинне мултиплетов (A..),(T..),(C..),(G..)(A/T..),(C/G..) - например : АААААА. - А(6) – мультиплет . Так что , там где статистический смысл последовательностей начинает исчезать и возможно с высокой вероятностью считать их рудиментами. С другой стороны , в результате полиморфизма изофункциональных кластеров ДНК , структура также несет в себе ее историю происхождения и глубину эволюции кластеров , геномов . Ясно , что эволюционно , последующее появление еще одной пары : ` C`-`G` , позволило увеличить информационную емкость проДНК-РНК при той же термодинамической устойчивой длинне . С точки зрения последующей трансформации РНК, необходимо признать, что эволюция нашла еще один способ `уплотнить ` ДНК информацию. B отдельных геномах до 2-4 размера мультиплетов, будет `чувствоваться` старая ДНК ( как `платформы` ) на которой шли активные мутационные процессы . Но это стало возможным с появлением ` собственного ` производства `- ` C` и `G `.
СРАВНЕНИЕ МУЛЬТИПЛЕТОВ ГЕНОМОВ
Таким образом, предлагается модель развития первичных живых матриц PAM ( Primary Alive Matrix ) где : `AT `-матрица была основной и древнейшей. Сохранены и биохимические: START -`AUU`и STOP -`UAA` кодоны . Матрица `CG` - появляется позже , когда появляется биохимический синтез этих нуклеиновых оснований . Очевидно , что когда этот синтез появился, `C` и `G ` – начали замещать `A и T `- генетический материал. `CG` - матрица входила в древний геном сначала как несущественная ошибка .И наиболее древние копировали ее чисто механически. Но, когда источник,биохимические циклы синтеза `C` и `G` появились , их присутствие уже не лимитировало ( как другие ошибки ) развитие и самовоспроизводство. И новая пара нуклеиновых оснований нашла свое место в эволюции .
Ясно , что мы находимся далеко от этой удивительной эпохи – БИНАРНОЙ ЖИЗНИ . С другой стороны , мы можем наблюдать сложные эволюционные процессы :
1. Распад `AT ` платформ ,
2. Замещение `AT ` платформ - `CG ` платформами .
3. Вырождение `AT ` - платформ .
4. Вырождение `CG ` - платформ .
Распад матриц мы можем определить из следующих соображений :
Примем : Скорость распада мультиплета размера (N) - зависит от его связанности с геномом :
(4.. dN / dt = F(N)
Где: N – размер мультиплета .
F(N) - функция зависящая от `N` размера мультиплета и его `связанности` с геномом .
t - `нормализованное` време .
Скорость распада количества мультиплетов - (n) пропорциональна их количеству :
(5.. dn(N) / dt = Kn * n(N)
Где: n(N) – количество мультиплетов с `N` – размерами
Kn – коэффициент .
Используя уравнения (5) and (6) получаем :
(6..   dN = F(N) * dn/(( Kn )* n(N) )
Функция F(N) – зависит от степени участия мультиплетов в жизненно-важных кластерах: как `ключей`,`инициирующих последовательностей` и других знаков в `граматике` генома . Можно ожидать три простейших случая :
(7..   а) F(N) = KN* N - когда мультиплеты размера -`N` не связаны своим размером с функциями геномома ;
Где: KN – Коэффициент характеризующий связь мультиплетов `N` – размера с геномом ( связь слабая ) ;
б)   F(N) = KN – когда мультиплеты `N` – размера связаны своими кодирующими свойствами с геномом ;
в)   F(N) = KN / N - когда мультиплеты размера `N` сильно связаны своим размером с функциями геномома и их приемлимая для генома мутация пропорциональна их размеру ;
Соответственно получаем основные зависимости `N` от` n(N)` :
(8..   для 7 а   Ln ( Ni/Nk ) = K1 * Ln ( n(Ni) / n(Nk) )
(9)   для 7 б   Ni -Nk = K1 * Ln (n(Ni) / n(Nk) )
(10)  для 7 в  Ni2 -Nk2 = K1 * Ln (n(Ni) / n(Nk) )
Где :  К1 = KN / Kn
Можно ожидать , что разные размеры и виды мультиплетов будут находиться в различной зависимости от генома и ,соответственно , описываться различными уравнениями. Эти зависимости позволяют измерять `дискретное` значение скорости мутаций в отдельных участках кластеров геномов . Ясно , что эти значения носят вероятностный характер и требуют дополнительных подтверждений. Обычно функция F(N) - имеет отрицательное значение , при ее положительном значении мы будем иметь рост размеров мультиплетов .
Таким образом, появляется идея об информационном совершенстве геномов . Так как мы по-сути, видим одну из сторон эволюции генома, которая определяет в нем основной вектор мутаций. Степень `информационного` совершенства : это приближение отношения CG/AT к `1`, для этого удобно сравнивать суммы логарифмов произведений размеров мультиплетов `CG и AT` на их количество `n` .
..............N=1.................. N=1
(11) Q1 = Σ N*Ln [n(CG )] / Σ N*Ln [n(AT )]
..............N=max.............. N=max
Где : Q1 – `Первый` уровень эволюции .
nAT ,nCG - количество мультиплетов размером `N` for : - (nAT) and - nCG .
Так как этот критерий содержит в себе и `рудиментарные ` признаки – большие платформы , которые в существенной степени определяют уровень эволюции генома .
Есть ссылки на графики . Если дадите ресурс могу скинуть.