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 9327 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Мамонты могут возродиться лет через пять

14-01-2011 Просмотров:8805 Новости Генетики Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Мамонты могут возродиться лет через пять

Японские учёные обещают года через четыре (ну пять) явить миру живого мамонта. Плейстоценовый парк на Колыме? Между прочим, он уже существует! (Иллюстрация Wikimedia.) Предыдущие (предпринятые в 1990-е годы) попытки выделить ядра...

Растения ищут не стабильной температуры, а лучшей влажности

21-01-2011 Просмотров:8291 Новости Ботаники Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Растения ищут не стабильной температуры, а лучшей влажности

Джонатан Гринберг из Калифорнийского университета в Дэвисе (США) и его коллеги бросили вызов широко распространённому представлению о том, что растения перебираются повыше в ответ на потепление климата. ФлораИсследователи обнаружили, что с...

Вымирание динозавров позволило млекопитающим вырасти

26-11-2010 Просмотров:9252 Новости Эволюции Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Вымирание динозавров позволило млекопитающим вырасти

Международная группа учёных впервые во всех подробностях показала, как исчезновение динозавров повлияло на увеличение млекопитающих в размерах. Вымершие индрикотерий и дейнотерий в сравнении с современным африканским слоном и человеком (иллюстрация авторов...

Доисторический кит оказался природным пылесосом

12-06-2010 Просмотров:10464 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Доисторический кит оказался природным пылесосом

Древний карликовый кит, найденный в Австралии ещё в прошлом столетии, оказался весьма необычным созданием: хотя он и обладал зубами, но собирал пищу со дна словно пылесос. Довольно необычное для кита поведение...

Ученые создали клонированный эмбрион вымершей лягушки

20-03-2013 Просмотров:9975 Новости Генетики Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые создали клонированный эмбрион вымершей лягушки

Биоинженерам удалось получить клонированный эмбрион лягушки, вымершей 30 лет назад. Это дает надежду, что в будущем ученые смогут «воскрешать» исчезнувшие виды. Клонирование было осуществлено австралийскими специалистами из Университета Нового Южного Уэльса...

top-iconВверх

© 2009-2019 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.