Abiogeneza: najpierw RNA, najpierw metabolizm czy najpierw białka?

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

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

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. [……]

5.3.1. Mechanizm dyktujący strukturę cząsteczek biochemicznych

Przyciąganie dyktujące strukturę nie jest oparte na powinowactwie umożliwiającym wiązanie A z B, jest to raczej przykład struktury kierującej funkcją 7 […..]

W przeciwieństwie do prostego powinowactwa podczas wiązania A z B przyciąganie dyktujące strukturę jest siłą nierównowagową nie ma przyciągania, no chyba że 1s są stale dostarczane.

5.3.2. Mechanizm umożliwiający zmontowanie przetworników i maszyn molekularnych

W biologii niezwykle ważna jest transdukcja energii połączona z reakcjami chemicznymi. Procesy biochemiczne napędzane są przez przekształcanie ATP w ADP, natomiast produkcja ATP z ADP napędzana jest przepływem protonów lub jonów przez błony komórkowe. Bez sprzężenia obu tych procesów niemożliwe byłoby metabolizowanie żywności w celu syntezy biocząsteczek i vice versa! Funkcjonowanie silników molekularnych, białek opiekuńczych, rybosomów i innych maszyn. Przeprowadzanie syntezy biocząsteczek, takich jak białka i kwasy nukleinowe.
[….]

Innowacją ewolucyjną, która umożliwiła zbudowanie pomostu na drodze od chemii do biologii była możliwość zasilania cykli energetycznych i procesów biochemicznych. Domeny białkowe mogły być skłaniane do uporządkowania funkcyjnego przez mechanizm samoorganizacji, ale o ile nam wiadomo, nie przeprowadzono jeszcze żadnych badań.

5.3.3. Mechanizm samoorganizacji może sterować procesem podobnym do SOF (biochemiczne Siły Operacyjne do zadań Specjalnych)

Skąd bierze się zasada SOF? Czy jej prekursorem prebiotycznym może być jakiś prosty autokatalityczny cykl chemiczny? Jeśli proces chemiczny ewolucyjnie się zmienia i w efekcie przebiega szybciej (pozytywna mutacja zwiększa przystosowanie), to w jaki sposób prowadzi to do rekrutacji większej ilości zasobów, co w efekcie daje przewagę selekcyjną?

Mechanizm samoorganizacji może łączyć większą przeżywalność ze sprawnością:

Katalizator A przekształca substrat 1s i substrat 2s w produkt 3s. Katalizator B przekształca substrat 3s i substrat 4s w produkt 1s. Dwa katalizatory są połączone w cykl: głowa każdej reakcji jest stopą drugiej. Substraty i produkty: 1 i 3 są wspólne dla obu reakcji. Mutacja katalizatora A skutkuje powstaniem ulepszonego A, co zwiększa szybkość cyklu. Większa prędkość cyklu powoduje większe przyciąganie B -> A ->B w stosunku do A. Maszyna A′B jest bardziej stabilna i trwała niż maszyna AB, a zatem jest bardziej niezawodnym konsumentem nowych zasobów. […..]

https://slawekp7.files.wordpress.com/2012/02/ricardo-szostak-c5bbycie-na-ziemi-2009.pdf

https://slawekp7.files.wordpress.com/2012/02/prostsze-poczc485tki-c5bcycia-robert-shapiro1.pdf

b.

c.

https://slawekp7.files.wordpress.com/2019/06/abiogeneza-nowoczesna-forma-samorc3b3dztwa-wielki-mit-19-20-i-21-wieku-wersja-poszerzona.pdf

WSTĘP DO POPRZEDNIEGO TEKSTU

Naukowe dowody na to, że koncepcja Świata RNA jest martwa. Przybito ostatniego gwoździa do trumny, w jakiej pochowano wszystkie bajeczki o abiogenezie. Zwolennicy ewolucjonizmu chemicznego (abiogenezy), pomysłu że życie mogło powstać w wyniku spontanicznej syntezy miliony lat temu, nie mają już nadziei na poprawę sytuacji. Jeżeli ktoś wam mówi, że jest inaczej, to zanim ślepo w to uwierzycie tylko dlatego, że tak twierdzi jakiś doktor, czy profesor, to najpierw zapoznajcie się z literaturą naukowa, jaką zacytowałem w moim artykule. Przekonacie się, że nie tylko doktorzy i profesorzy, ale nawet Nobliści mogą być zwykłymi oszustami ❗️

Próbka literatury na jaką się powołałem. Białka to skomplikowane twory, ale złożone z RNA rybozymy również. Ich spontaniczna synteza w bulionie pierwotnym była niemożliwa. „RNA potrafi się zwijać w niezliczone struktury trójwymiarowe, co umożliwia pełnienie różnych funkcji w komórce. Zdolność RNA do fałdowania i działania in vivo (wewnątrz komórki) jest tym bardziej godna uwagi, ponieważ w doświadczeniach prowadzonych in vitro (poza środowiskiem komórki) wykazano, że RNA ma silną skłonność do przyjmowania nieprawidłowo sfałdowanych, niefunkcjonalnych konformacji.

Podczas badań stało się jasne, że za przyjmowanie prawidłowej konformacji rybozymów odpowiadają białka opiekuńcze RNA (chaperony), które ułatwiają przemiany konformacyjne RNA. W ciągu ostatnich dwóch dziesięcioleci wykazano, że kilka klas niespecyficznych białek wiążących RNA przejawia dużą aktywność białek opiekuńczych RNA in vitro i przynajmniej niektóre z tych białek wydają się działać jako białka opiekuńcze in vivo.

Niedawno wykazano, że pewne białka DExD / H-box działają jako ogólne białka opiekuńcze ułatwiające zwijanie intronów grupy I i II. Białka te są ATPazami zależnymi od RNA i mają aktywność helikazy RNA. Niniejszy przegląd przedstawia badania eksperymentalne, które doprowadziły do naszego obecnego zrozumienia zakresu nieprawidłowo sfałdowanych struktur RNA, fizycznych źródeł nieprawidłowego fałdowania RNA oraz funkcji i mechanizmów przypuszczalnych białek opiekuńczych RNA.”

O CZYM BYŁO W POPRZEDNIM TEKŚCIE?