Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Генетики>>Похоже, термодинамические расчёты свидетельствуют в пользу гипотезы РНК-мира

Вторник, 11 Сентябрь 2012 20:34

Похоже, термодинамические расчёты свидетельствуют в пользу гипотезы РНК-мира

Автор 

Физик Джереми Ингланд из Массачусетского технологического института (США), проведя моделирование процесса воспроизведения простейших живых организмов, пришёл к выводу о том, что воспроизводство РНК и организмов на её основе значительно проще, нежели в случае ДНК. Но главное в другом: для воспроизведения РНК in vitro используется энергии лишь чуть больше, чем это абсолютно необходимо с термодинамической точки зрения.

Уровень потерь при воспроизводстве кишечной палочки чрезвычайно мал: даже при активном делении он всего в 2,5–3 раза больше абсолютно необходимого минимума. (Иллюстрация Jeremy L. England.)Уровень потерь при воспроизводстве кишечной палочки чрезвычайно мал: даже при активном делении он всего в 2,5–3 раза больше абсолютно необходимого минимума. (Иллюстрация Jeremy L. England.)Условно говоря, «КПД процесса» здесь близок к 100%.

ДНК более устойчива в химическом отношении, чем РНК, но и куда сложнее. Дело в том, что вместо сахара дезоксирибозы РНК содержит рибозу, имеющую дополнительную гидроксильную группу, увеличивающую вероятность гидролиза молекулы, то есть уменьшающую её стабильность.Упрощённые структуры РНК и ДНК. РНК в большинстве случаев не является двойной спиралью и значительно короче ДНК. (Иллюстрация Wikimedia Commons.)Упрощённые структуры РНК и ДНК. РНК в большинстве случаев не является двойной спиралью и значительно короче ДНК. (Иллюстрация Wikimedia Commons.)

Для проведения термодинамических расчётов по энергии, требуемой системе на репликацию в отношении РНК и ДНК, учёный использовал статистическую оценку РНК и ДНК как систем до и после их репликации. Зная варианты состояния компонентов в системе, при которой возможно самовоспроизведение РНК и ДНК, исследователь определил количество тепла, абсолютно необходимое с термодинамической точки зрения для процесса.

Оказалось, что термодинамически репликация РНК значительно проще и требует на порядок меньшего количества тепла. В сложных с точки зрения энергобаланса условиях вероятность репликации у РНК должна быть радикально выше, чем у ДНК. Именно этот тезис заставил исследователя предположить, что первый тип процессов исторически имел место значительно раньше, чем второй. И сей вывод как будто подтверждает гипотезу мира РНК , по которой первые самовоспровоизводящиеся живые организмы состояли из РНК, одновременно являвшейся и носителем наследственной информации, и средством её дальнейшего воспроизводства. Характерное для нынешней жизни разделение функций произошло, по его мнению, позднее, когда ДНК стала использоваться как носитель наследственной информации (более устойчивый, чем РНК), а ферментативная функция перешла к белкам.

Любопытно, что, оценивая термодинамическую эффективность размножения кишечной палочки, Джереми Ингланд заключил, что та тратит на размножение всего втрое больше энергии, чем это абсолютно необходимо с термодинамической точки зрения. Хотя этот показатель уступает КПД репликации РНК, близкого к 100%, тем не менее для столь сложной системы как клетка его можно считать выдающимся, заключает учёный.

С препринтом исследования можно ознакомиться здесь .


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

Прочитано 9725 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

Кембрийский взрыв, возможно, случился из-за азотфиксирующих цианобактерий

01-03-2014 Просмотров:6219 Новости Эволюции Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Кембрийский взрыв, возможно, случился из-за азотфиксирующих цианобактерий

Миллионы лет назад на Земле внезапно возникло множество новых видов живых существ, от членистоногих до иглокожих. Этот феномен назвали кембрийским взрывом, и учёные до сих пор пытаются найти ему объяснение. Одним...

Палеонтологи нашли динозавра с откушенным хвостом

17-06-2013 Просмотров:7964 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Палеонтологи нашли динозавра с откушенным хвостом

Ученые обнаружили в Южной Африке скелет крупного растительноядного динозавра, у которого отсутствует часть хвоста. Скорее всего, динозавр подвергся атаке хищников, но сумел выжить. Массоспондилус (Massospondylus)Об этом говорится в статье немецких палеонтологов...

Гольфстрим продвигается на север

14-01-2011 Просмотров:9272 Новости Окенологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Гольфстрим продвигается на север

Изучение глубоководных кораллов показало, что в семидесятых годах прошлого века тёплое течение у восточных берегов Канады сместилось к северу. Горгониевый коралл Primnoa resedaeformis (фото Fisheries and Oceans Canada) Внимание геологов, которые...

Тропические леса пытаются обогнать глобальное потепление

17-09-2013 Просмотров:7303 Новости Экологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Тропические леса пытаются обогнать глобальное потепление

Если взобраться на 4-тысячный пик в Андах на юге Перу и посмотреть на восток, вы не увидите ничего, кроме зелёных волн тропического леса бассейна Амазонки. Но нам важно то, чего...

Как растения собирают воду из воздуха

31-03-2015 Просмотров:5990 Новости Ботаники Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Как растения собирают воду из воздуха

Важную роль в поглощении растениями воды из воздуха играют волоски, которыми усеяна поверхность их листьев, Во влажном воздухе они набухают, впитывая воду, а в сухом — отдают ее растению, утончаясь...

top-iconВверх

© 2009-2020 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.