Новая Теория Адреса, Как Жизнь на Земле возникла из Изначальной искры — Код НЛО | UFO code

Американские и новозеландские исследователи используют экспериментальные данные для опрокидывания широко принятой теории на заре жизни на Земле.

Новая Теория Адреса, Как Жизнь на Земле возникла из Изначальной искры

Новая Теория Адреса, Как Жизнь на Земле возникла из Изначальной искры

Американские и новозеландские исследователи используют экспериментальные данные для опрокидывания широко принятой теории на заре жизни на Земле. 

Жизнь на Земле возникла в тесном партнерстве между нуклеиновыми кислотами (генетические инструкции для всех организмов) и небольшими белками, называемыми пептидами, согласно двум новым статьям биохимиков и биологов из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл и Университета Окленда. Их гипотеза «пептид-РНК» противоречит широко распространенной гипотезе «РНК-мир», в которой говорится, что жизнь возникла из нуклеиновых кислот и только позже превратилась в белки.

Новые статьи - один из Molecular Biology and Evolution, другой в Biosystems - показывают, как недавние экспериментальные исследования двух ферментальных надсемейств преодолевают сложные теоретические вопросы о том, как сложная жизнь возникла на Земле более четырех миллиардов лет назад.

«До сих пор считалось невозможным проведение экспериментов, чтобы проникнуть в истоки генетики», - сказал соавтор Чарльз Картер, доктор философии, профессор биохимии и биофизики в Школе медицины UNC. «Но мы теперь показали, что экспериментальные результаты прекрасно сочетаются с теорией« пептид-РНК », и поэтому эти эксперименты дают довольно убедительные ответы на то, что произошло в начале жизни на Земле».

Особые атрибуты предковых версий этих суперсемейств ферментов и самоподкрепляющаяся система обратной связи, которую они сформировали с первыми генами и белками, могли бы начать раннюю биологию и привести первые формы жизни к большему разнообразию и сложности, говорят исследователи.

Соавтор Питер Уиллс, доктор философии, профессор физики в Университете Окленда, сказал: «По сравнению с гипотезой РНК-мира, то, что мы обозначили, является просто более вероятным сценарием для возникновения жизни. Мы надеемся, что наши данные и теория, которую мы изложили в этих статьях, будет стимулировать обсуждение и дальнейшие исследования по вопросам, связанным с истоками жизни ».

Оба ученых полностью осознают, что гипотеза РНК-мира по-прежнему доминирует в области исследований происхождения. «Эта теория настолько привлекательна и полезна, что большинство людей просто не думают, что есть какая-то альтернатива», - сказал Картер. «Но мы очень уверены в этом».

До того, как была жизнь на Земле, были простые химикаты. Так или иначе, они продуцировали как аминокислоты, так и нуклеотиды, которые в конечном итоге стали белками и нуклеиновыми кислотами, необходимыми для создания отдельных клеток. И отдельные клетки стали растениями и животными. Исследование этого столетия показало, как первичный химический суп создал строительные блоки жизни. Существует также широко распространенный научный консенсус относительно исторического пути, по которому клетки эволюционировали в растения и животных.

Но по-прежнему остается загадкой, как основные блоки аминокислот были сначала собраны в соответствии с закодированными шаблонами нуклеиновой кислоты в белки, которые формировали механизмы всех клеток.

Широко распространенная теория РНК-мира утверждает, что РНК - молекула, которая сегодня играет роль в кодировании, регуляции и экспрессии генов, - возвысилась от первичного супа аминокислот и космических химикатов, в конечном итоге, чтобы сначала получить короткие белки, называемые пептидами и затем к одноклеточным организмам.

Картер и Уиллс утверждают, что РНК не может начать этот процесс только потому, что ему не хватает собственности, которую они называют «рефлексивностью». Он не может применять правила, с помощью которых он создан. РНК необходимы пептиды для формирования рефлексивной петли обратной связи, необходимой для того, чтобы привести в конечном итоге к жизненным формам.

В основе теории пептид-РНК входят такие ферменты, которые настолько древними и важными, что их остатки все еще встречаются во всех живых клетках и даже в некоторых субклеточных структурах, включая митохондрии и вирусы. Есть 20 из этих древних ферментов, называемых аминоацил-тРНК-синтетазами (aaRS).

Каждый из них распознает одну из 20 аминокислот, которые служат в качестве строительных блоков белков. (Белки, считающиеся жизненными машинами, катализируют и синхронизируют химические реакции внутри клеток.) В современных организмах aaRS эффективно связывает свою назначенную аминокислоту с строкой РНК, содержащей три нуклеотида, комплементарные сходной струне в транскрибированном геном. Таким образом, aaRS играют центральную роль в превращении генов в белки, процесс, называемый трансляцией, который необходим для всех форм жизни.

20 ферментов aaRS относятся к двум структурно разным семействам, каждый из которых имеет 10 aaRS. Недавние экспериментальные исследования Картера показали, что два небольших предка фермента этих двух семейств были закодированы противоположными дополнительными цепями одного и того же малого гена. Простота этой компоновки, с ее первоначальным двоичным кодом только двух видов аминокислот, предполагает, что это произошло на самом раннем этапе биологии. Более того, жесткая, инь-янская взаимозависимость этих двух родственных, но сильно отличающихся ферментов стабилизировала бы раннюю биологию таким образом, чтобы неизбежно последовательная диверсификация последующей жизни.

«Эти взаимозависимые пептиды и кодирующие их нуклеиновые кислоты могли бы помочь молекулярной самоорганизации друг друга, несмотря на постоянные случайные нарушения, которые окружают все молекулярные процессы», - сказал Картер. «Мы считаем, что это то, что породило мир пептид-РНК на ранней стадии истории Земли», - сказал Картер.

Связанные исследования коллеги Картера и UNC Ричарда Вольфендена, доктора философии, ранее показали, как интимные химии аминокислот позволили первым ферментам aaRS правильно складываться в функциональные ферменты, одновременно определяя назначения в таблице универсального генетического кодирования.

«Принуждение к взаимосвязи между генами и аминокислотами зависит от aaRS, которые сами кодируются генами и сделаны из аминокислот», - сказал Уиллс. «В свою очередь, aaRSs зависят от того же отношения. Здесь есть базовая рефлексивность. Теоретик Дуглас Хофстадтер назвал это« странной петлей ». Мы предполагаем, что это тоже сыграло решающую роль в самоорганизации биологии, когда жизнь началась на Земле. Хофстадтер утверждал, что рефлексивность обеспечивает силу, способствующую росту сложности ».

Картер и Уиллс разработали две дополнительные причины, по которым биология чистой РНК любого значения вряд ли могла предшествовать биологии пептид-РНК. Одной из причин является катализ - ускорение химических реакций с участием других молекул.

Катализ - ключевая особенность биологии, которую РНК не может выполнять с большой универсальностью. В частности, ферменты РНК не могут легко адаптировать свои действия к изменениям температуры, которые, вероятно, произошли с охлаждением Земли, и поэтому не могут выполнять очень широкий диапазон каталитических ускорений, которые были бы необходимы для синхронизации биохимии ранних клеточных форм жизни. Картер сказал, что только пептидные или белковые ферменты имеют такую каталитическую универсальность.

Во-вторых, Виллс показал, что невозможные препятствия заблокировали бы любой переход от мира чистой РНК к миру белок-РНК и дальше к жизни.

«Такой рост от РНК до жизни на основе клеток потребовал бы« голубого »появления aaRS-подобного белка, который работал даже лучше, чем его адаптированный аналог РНК», - сказал Картер. «Это крайне маловероятное событие должно было произойти не один раз, а несколько раз - один раз для каждой аминокислоты в существующем ген-белковом коде. Это просто не имеет смысла».

Таким образом, поскольку новая теория Картера-Уиллса фактически решает реальные проблемы происхождения жизни, которые скрыты из-за целесообразности гипотезы РНК-мира, на самом деле это гораздо более простой отчет о том, как вещи, вероятно, произошли незадолго до того, как жизнь на Земле поднялась из изначальный суп.

Источник

Нравится
Не нравится
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!

Другие новости

Подводные НЛО

Как будто понимая свое превосходство, загадочный объект даже не пытался скрыться и крутился около военных

Лекарь из иного мира

Туманная фигура слегка покачнулась в дверях, и из её горящих глаз ударили в Бориса два луча света." Конец сентября 1991 года. Самое начало бабьего лета. Город Батайск Ростовской области. Семь часов вечера.

Авторизация

Поделиться ...