Почему погибли РНК-миры, или, как найти следы РНК-мира сейчас?
Есть мнение (и я с ним согласен), что первыми репликаторами (в смысле Докинза) на земле были РНК, которые использовались одновременно и для храниния информации, и выполняли (сначала сами, потом с белками) ферментативные функции. Факт, что некоторые РНК и сейчас учавствуют в ферментативных реакциях. Факт, что и сейчас комплексы РНК и белков (рибозимы) сохраняют ключевую роль в биосинтезе. Однако: сейчас генетическая информация хранится в ДНК, ферментативные реакции осуществляются, в основном, при помощи белков, а РНК играет вспомогательную роль в рамках т.н. "основной догмы молекулярной биологии".
Существуют эволюционная и революционная теория гибели РНК-мира и замены его ДНК-ово-белковыми молекулярными машинами. Эволюционные гипотезы сводятся к тому, что ДНК более стабильны, а белки более разнообразны на поверхности чем РНК и потому порождают больше устойчивости в генах и больше адаптабельности в ферментах. ДНК-белковые комбинации просто более эффективны и потому, за исключением пары примеров РНК не несет никакой функции кроме информационной (по сути короткая память).
На днях в PLOS подметили, что переход из РНК в ДНК-белковый мир мог быть куда более драматическим. РНК сильно отрицательно заряжена и требует металлические противо-ионы для стабилизации. Давным давно в воде не было кислорода и было много железа, именно железо могло связываться с РНК и выполнять каталитические функции (в наше время эту роль играет магний). При появлении кислорода в воде железо становится химически активным и может учавствовать в разрушении белков и РНК, в то время как магний практически инертен. Однако, комплексы РНК и железа на порядок более активны, чем комплексы РНК с магнием.
Получается, что как только на планете заработал фотосинтез (говорят, что цианобактерии), в воде появился кислород, все зависящие от железа формы жизни начали страдать (кислород стал для них ядом). РНК-катализирующие системы могли либо погибать, либо резко терять эффективность. В результате железо было связано в окись железа (и выпало в осадочные породы), роль железа стал играть магний и РНК-миры окончательно проиграли конкуренцию ДНК-белковым организмам.
вопросы и комментарии:
- да, да, железная руда имеет осадочное происхождение, как и нефть
- нанотехнологии это ничто иное как либо биология, либо синтетическая биология. Не забываем что ДНК-белковая жизнь не единственная возможная
- продолжая тему: чем больше находится примеров регулирующей функции РНК, тем больше перспектив, что РНК может стать мишенью для новых лекарств
- сегодня разговаривал про физику воды вокруг Р(Д)НК, хочу научиться считать энергию связывания лигандов и НК в присутствии стабилизирующих ионов
Существуют эволюционная и революционная теория гибели РНК-мира и замены его ДНК-ово-белковыми молекулярными машинами. Эволюционные гипотезы сводятся к тому, что ДНК более стабильны, а белки более разнообразны на поверхности чем РНК и потому порождают больше устойчивости в генах и больше адаптабельности в ферментах. ДНК-белковые комбинации просто более эффективны и потому, за исключением пары примеров РНК не несет никакой функции кроме информационной (по сути короткая память).
На днях в PLOS подметили, что переход из РНК в ДНК-белковый мир мог быть куда более драматическим. РНК сильно отрицательно заряжена и требует металлические противо-ионы для стабилизации. Давным давно в воде не было кислорода и было много железа, именно железо могло связываться с РНК и выполнять каталитические функции (в наше время эту роль играет магний). При появлении кислорода в воде железо становится химически активным и может учавствовать в разрушении белков и РНК, в то время как магний практически инертен. Однако, комплексы РНК и железа на порядок более активны, чем комплексы РНК с магнием.
Получается, что как только на планете заработал фотосинтез (говорят, что цианобактерии), в воде появился кислород, все зависящие от железа формы жизни начали страдать (кислород стал для них ядом). РНК-катализирующие системы могли либо погибать, либо резко терять эффективность. В результате железо было связано в окись железа (и выпало в осадочные породы), роль железа стал играть магний и РНК-миры окончательно проиграли конкуренцию ДНК-белковым организмам.
вопросы и комментарии:
- да, да, железная руда имеет осадочное происхождение, как и нефть
- нанотехнологии это ничто иное как либо биология, либо синтетическая биология. Не забываем что ДНК-белковая жизнь не единственная возможная
- продолжая тему: чем больше находится примеров регулирующей функции РНК, тем больше перспектив, что РНК может стать мишенью для новых лекарств
- сегодня разговаривал про физику воды вокруг Р(Д)НК, хочу научиться считать энергию связывания лигандов и НК в присутствии стабилизирующих ионов