שְׁאֵלָה:
חיים ללא DNA?
Phonon
2011-12-15 20:20:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אני בשום אופן לא מומחה בתחום, רק אורח סקרן, אבל חשבתי על זה וגוגל לא עוזרת הרבה. האם ידוע לנו על צורות חיים שאין להן ה- DNA הכפול של סליל כפול כידוע? האם היו תאוריות חלופיות רציניות?

אני לא ממש יודע אם ניתן להתייחס לנגיפים ופריונים כ"חיים "...
מה נחשב חי? זו שאלה טובה. אני חושב שזה בטוח להגדיר משהו חי כאשר הוא מסוגל (1) לקיים את עצמו ולשכפל את עצמו (2) ומסוגל לקיים אינטראקציה עם סביבתו.
ללא קשר אם וירוסים ופריונים "חיים", אלה שאנו מכירים אינם יכולים לשרוד במילה ללא RNA / DNA.
אני מסכים עם @Poshpaws זו שאלה נהדרת
חָמֵשׁ תשובות:
#1
+39
Poshpaws
2011-12-15 22:06:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

כדי לעקוב אחר דברי ה- mbq, נערכו מספר מחקרי "מקור חיים" המצביעים על כך ש- RNA היה מבשר ל- DNA, מה שמכונה "עולם ה- RNA" (1). מכיוון ש- RNA יכול לבצע את שני התפקידים ש- DNA וחלבונים מבצעים כיום. ספקולציות נוספות מציעות שדברים כמו חומצות פפטיד גרעיניות " PNA" אולי קדמו ל- RNA וכן הלאה.

מולקולות קטליטיות ומולקולות גנטיות נדרשות בדרך כלל לתכונות שונות. לדוגמה, מולקולות קטליטיות צריכות להיות מסוגלות להתקפל ולהיות בעלות אבני בניין רבות (לפעולה קטליטית), ואילו מולקולות גנטיות אינן צריכות להתקפל (לצורך סינתזת תבנית) ולהיות בעלות אבני בניין מעטות (לנאמנות גבוהה להעתקה). זה מציב הרבה דרישות למולקולה אחת. כמו כן, ביו פולימרים קטליטים יכולים (אולי) לזרז את הרס עצמם.

נראה כי RNA מסוגל לאזן בין דרישות אלה, אך אז הקושי הוא ליצור RNA באופן פרה-ביוטי - עד כה שלו לא הושג. זה הביא להתעניינות במודלים של "מטבוליזם ראשונים" שבהם החיים המוקדמים אינם מכילים ביו-פולימר גנטי ואיכשהו מולידים תורשה גנטית. עם זאת, נראה שעד כה זה נחקר מעט ולא הצליח במידה רבה (2).

ערוך

ראיתי רק את המאמר הפופולרי הזה ב- New Scientist הדן גם ב- TNA (Threose acid nucleic acid) ונותן קריאת רקע מסוימת עבור PNA, GNA (חומצת גרעין גליקול) ו- ANA (חומצת גרעין עמילואידי).


(1) גילברט, וו., 1986, טבע, 319, 618 "מקור החיים: עולם ה- RNA"

(2) Copley et al., 2007, Bioorg Chem. , 35, 430 "מקורו של עולם ה- RNA: התפתחות משותפת של גנים ומטבוליזם."

למעשה היה מחקר בו הם הצליחו ליצור (באמצעות תנאי כדור הארץ המוקדמים התיאורטיים) שניים מארבעת ה- RNA. למרות שתמיד מתקשה למצוא את הראיון בווידאו עבורו, מצאתי זאת. http://www.wired.com/2009/05/ribonucleotides/
#2
+24
nico
2011-12-15 21:01:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

פורסם לאחרונה דו"ח על מדע, שהחזיר הרבה בעיתונות הכללית, בו זוהה חיידק שיכול לחיות בסביבה בה ארסן הועבר לזרחן (אחד ממרכיבי ה- DNA, המהווה את עמוד השדרה של helyx הכפול).

זהו המאמר המקורי:
חיידק שיכול לצמוח באמצעות ארסן במקום זרחן
והפרשנות הופיעה על הטבע חיידק אוכל ארסן עשוי להגדיר מחדש את כימיה של החיים

עם זאת, יש ביקורת רבה על המתודולוגיה הנהוגה בעיתון ועל השאלה האם ארסן באמת ישולב ב- DNA במקום זרחן.

המדע פרסם כמה מהביקורות הללו ב הערת עורך וכאן תמצאו את תגובת המחברים

XKCD on arsenic-based life

"האם ארסן באמת ישולב ב- DNA במקום בזרחן." - גם אני די סקפטי. ההבדל ברדיוסים (אטומיים, קוולנטיים) הוא [דווקא] (http://www.webelements.com/phosphorus/atom_sizes.html) [גדול] (http://www.webelements.com/arsenic/atom_sizes.html) , בין השאר. ההבדל ב- [enthalpies bond] (http://www.webelements.com/periodicity/enthalpy_diatomics_MO/) עם חמצן (פוספט לעומת ארסן) נראה גם הוא מהותי, כצפוי (ככל שהאטום גדול יותר, הקשרים חלשים יותר) .
אני גם סקפטי - אבל מרתק אם נכון!
אני לא רוצה להעמיק מדי במחלוקת על מחקר זה, אך מקריאת העיתון בעצמי ומשיחה עם אחרים, משקל הדעה הנוכחית הוא בהחלט נגד התוצאה של הארסן.
יאמאד, האם ניתן לספק את הספקנות הרווחת עבור אלה מאיתנו הסקרנים לגבי התוצאה?
@KatieBanks, זה לא התחום שלי ולכן המעוניינים צריכים לקרוא את 8 הביקורות. אחת הביקורות העיקריות, עם זאת, היא כי למדיום ה- As + / P- יש זרחן עקבות מספיק כדי לתמוך בצמיחה שהם מייחסים לשילוב ארסן. המחברים טוענים כי בקרת ה- As- / P- שלהם, שאינה מראה כלל צמיחה, מעידה על כך שהיא אינה רק עקבות P התומכת בצמיחה. זו נקודה טובה, אבל זה עדיין לא ממש דורש פרשנות ש- As משולב ב- DNA. הנתונים האחרים שלהם זכו לביקורת בגלל טוהר לא מספיק בדגימות / הכנה שלהם.
זה הופרע: http://news.nationalgeographic.com/news/2012/07/120709-arsenic-space-nasa-science-felisa-wolfe-simon/
@woliveirajr את המאמרים המקוריים ניתן למצוא כאן: [GFAJ-1 הוא אורגניזם עמיד בארסנאט, תלוי פוספטים] (http://www.sciencemag.org/content/337/6093/467.short) ו- [Absence of Detectable ארסנאט ב- DNA מתאי GFAJ-1 מגדלים בארסנאט] (http://www.sciencemag.org/content/337/6093/470.full). עם זאת, לא הייתי מרחיק לכת ואומר שהם "ניתקו" את המחקר, רק נתנו הסבר טוב יותר לתוצאותיהם (כלומר יישמו את השיטה המדעית).
כמו כן: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22798070
#3
+13
Bart Jacobs
2011-12-15 21:07:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

זה תלוי אם אתה מכנה פריונים צורת חיים, אך פריונים לא עושים שימוש (ישיר) ב- DNA להפצת עצמם. הם מכריחים חלבונים אחרים למצב חלבון מקופל בצורה לא נכונה.

שוב, השאלה נותרה אם יש לראות בפריונים "חיים".

השאלה שהם בחיים היא רבה; פריונים תלויים בסופו של דבר ב- DNA לצורך התפשטותם, שכן על המארח ליצור מצע נוסף כדי שיתהפך.
זו הסיבה שאני שם "ישיר" בין סוגריים. באופן קפדני, פריונים אינם משתמשים ב- DNA להפצה. עם זאת, כפי שאתה מציין, בהחלט יש מקום לדיון.
פריונים לא יכולים לשנות שום חלבון למצב מקופל בצורה שגויה ... הם מצב מקופל בצורה לא נכונה של חלבון ה- PrP, שבדרך כלל מסונתז על ידי האורגניזם, ועבורו קיים גן.
למרבה המזל הם לא יכולים. עם זאת, בהתחשב בשאלה לעיל, אני לא חושב שיש לכך רלוונטיות.
#4
+12
user59
2011-12-15 21:52:53 UTC
view on stackexchange narkive permalink

ישנן השערות רציניות על כך שמקורות החיים השתמשו ב- RNA גם כאנזימים וכנושאי מידע גנטי.
מאוחר יותר RNAs אינפורמטיבי זה התפתח ל- DNA יציב יותר ופחות תגובתי, תפקיד האנזים הוקצה לחלבונים ו- RNA נותר רק לחלקים המכריעים ביותר בשרשרת הביטוי (mRNA ו- rybosome) וכמה מנגנוני ויסות.

#5
+3
March Ho
2015-03-01 14:51:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

נייר סלולרי זה האחרון מזכיר ריבוזים (אנזים RNA) שמצמיד שני אוליגונוקליאוטידים לתוכו. בהינתן מקור מספיק של אוליגונוקליאוטידים קלט והתנאים הנכונים, הוא יכול לזרז את השכפול שלו ולעבור התפתחות דרווינית, וניתן לחשוב עליו כצורה ראשונית של חיים מבוססי RNA.

המחברים משערים כי משכפלי RNA מבוססי ליגאז יכולים היו להיות משכפלי ה- RNA הראשונים, שהוחלפו מאוחר יותר בפולימריזציה הסטנדרטית כיום:

גישה שונה במקצת. על אנזימים של RNA עם פעילות RNA ליגאז בתבנית RNA כדי להצטרף למצעי אוליגונוקליאוטיד ליצירת מוצרי RNA משלימים. הוצע כי המערכות המשכפלות והמתפתחות הראשונות על פני כדור הארץ המופעלות על ידי מנגנון זה ורק מאוחר יותר היו תלויות בפילמור שאריות אחר שאריות

יש לציין כי פולימראזות של ריבוזים RNA קיימים, אך רבים מהם דורשים חלבונים בנוסף למבנה ה- RNA.



שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...