5 obserwujących
56 notek
14k odsłon
  176   0

Abiogeneza: najpierw RNA, najpierw metabolizm czy najpierw białka?

image

image

https://pl.wikipedia.org/wiki/Aleksandr_Oparin

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsob.200324

image
image

image



image

Nasze założenia dotyczące chemii prebiotycznej Życie powstało na Ziemi. Zakładamy, że początki miały miejsce na Ziemi. […..]

Życie powstało dzięki prawom natury, w tym przemianom chemicznym prostszych cząsteczek w bardziej złożone, a także procesom fizycznym, takim jak dyfuzja, wiązanie, kataliza, reakcje chemiczne oraz zmiany stężeń i konformacji cząsteczek. […. ]

W pewnym momencie powstania życia pewne reakcje chemiczne zostały połączone z energią, która je napędza. Chemia nauczyła się ujarzmiać energię [….]
 
Zaczęło się od prostych chemikaliów, może w specyficznym środowisku , takim jak prebiotyczna zupa. Może w ciepły mały stawie Darwina, lub w gorącym kominie hydrotermalnym na dnie morza. [……]

A jaki autokatalityczny proces chemiczny lub fizyczny mógł spowodować, że stanie się komórkowym SOF? Poniżej znajdują się cztery ważne […..]Wyobraź sobie powódź, która rzeźbi nowe koryto rzeki. Nawałnica nie ma na celu pójścia w konkretnym kierunku, po prostu popycha wodę, która płynie ścieżką najmniejszego oporu. Ewolucja nie podąża w kierunku z góry określonych celów, procesy przywracania równowagi na zasadzie drugiego prawa termodynamiki. Dziedzina NEQ jest szeroka i innowacyjna dzięki szczególnym mechanizmom, z których wiele nie jest jeszcze w pełni zrozumiałych, a dwa z nich opisano poniżej. […..]
Opiszemy teraz mechanizm [ewolucyjny] powstawania białek jako programowalnych katalizatorów, kontrolowanych przez ich własne sekwencje aminokwasowe. Jest to proces autokatalityczny, w którym krótkie peptydy wydłużają się, selektywnie sekwencjonują i rozwijają prymitywne wersje dzisiejszych enzymów białkowych i maszyn molekularnych. […..]

W tym mechanizmie losowe peptydy fałdują się i pomagają katalizować wydłużanie innych w prymitywny sposób podobny do rybosomu. W ten sposób peptydy krótkołańcuchowe rosną dłużej i obficiej, zwiększając masę białka. Istnieje wiele prawdopodobnych procesów prebiotycznych, które mogą polimeryzować poszczególne aminokwasy w peptydy lub kwasy nukleinowe w krótkie cząsteczki DNA lub RNA. Ale wszystkie te procesy polimeryzacji mają podstawową wadę, mianowicie powstałe łańcuchy są w większości bardzo krótkie. Powstanie dłuższych łańcuchów jest wykładniczo mniej prawdopodobne [……]

Znane polimeryzacje prebiotyczne nie odnoszą się do tego, w jaki sposób losowość w polimeryzowanych sekwencjach prowadzi do uporządkowanych i informacyjnych sekwencji […..]

Zgodnie z tą hipotezą, niektóre krótkołańcuchowe sekwencje HP ulegną zagęszczeniu w roztworach wodnych w struktury, które mają pewną ekspozycję ich hydrofobowych reszt na swojej powierzchni. [……]

Peptydy funkcjonalne są wszechobecne w dzisiejszej biologii ( Podręcznik peptydów aktywnych biologicznie ma ponad 2000 stron!). Krótkie białka działają jako hormony, cząsteczki sygnalizacyjne, czynniki wzrostu, jady [……]

W tym miejscu zwracamy uwagę na pewne zastrzeżenia i sugerujemy kilka testów eksperymentalnych. Po pierwsze, nie mamy jeszcze żadnych dowodów na fałdowanie prostych peptydów i katalizowanie przez nie wydłużania łańcucha w innych peptydach. Nic nam nie wiadomo o testowaniu takiego ewentualnego zjawiska. Najważniejszym zadaniem badaczy podczas obecnych spekulacji jest dostarczenie szczegółowego modelu teoretycznego. Pozwoliłoby to na zaprojektowanie odpowiednich eksperymentów, w celu naukowego dowiedzenia słuszności tych założeń [….]

Wyobraź sobie prebiotyczny gulasz złożony z małych cząsteczek w tym katalizatorów. Jak ten gulasz mógł zostać podzielony pod względem pełnienia różnych niezbędnych dla podtrzymania życia funkcji i zamknięty w pojedynczych komórkach? Działania fizykochemiczne tylko losowo skumulowałyby je razem we wnętrzu pęcherzyków lub kropelek. Tego rodzaju chaotyczne procesy nie przekształciłyby chemii w biologię. Każda komórka potrzebuje zespołów reakcji, które tworzą funkcjonalne ścieżki, cykle i hipercykle. Co mogłoby spowodować, że różne enzymy początkowo o pokrewnych (podobnych, jednolitych) funkcjach połączyły się w zamkniętej przestrzeni, dzieląc na odrębne brygady złożone w wyspecjalizowanych robotników, w których reakcja wyjściowa jest przyczyną kolejnych reakcji? Tutaj opisujemy taki proces

5.3. Mechanizm zestawiający ścieżki funkcyjne

W mechanizmie katalitycznym ruchoma cząsteczka katalizatora B, która przekształca 2s w 3s, dyfunduje w kierunku pozycji cząsteczki katalizatora A, która przekształca 1s w 2s; zobacz ilustrację na dole. (…..) 2 będą dyfundować od A w pewnym tempie, ale będą koncentrować się wokół A przy pewnych względnych prędkościach. B mają powinowactwo wiązania do swoich substratów, w tym przypadku 2s. (…..) W ten sposób A i B są przyciągane do siebie, za pośrednictwem wspólnego substratu/produktu drobnocząsteczkowego. [……]

Lubię to! Skomentuj2 Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Komentarze

Inne tematy w dziale