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 10406 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Что дает попугаям способность к имитации звуков

29-06-2015 Просмотров:5962 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Что дает попугаям способность к имитации звуков

Нейробиолог Эрик Джарвис (Erich Jarvis) из университета Дьюка в Дархаме (США) исследовал активность гена PVALB у попугаев, который прежде был обнаружен у певчих птиц. Ученый и его коллеги считают, что...

Ученые узнали, откуда у современных животных взялся хвост

06-12-2016 Просмотров:4690 Новости Эволюции Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые узнали, откуда у современных животных взялся хвост

Биологи разобрались с эволюцией хвостов. Оказалось, что хвост современных рыб и хвост четвероногих животных возникли из двух разных половин одного и того же предкового хвоста. На переднем плане, мордой вправо -...

Ученые нашли в Италии останки "прадедушки" тираннозавра

19-12-2018 Просмотров:1399 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые нашли в Италии останки "прадедушки" тираннозавра

Палеонтологи нашли в Италии останки очень древнего хищного динозавра, своеобразного "прадеда" тираннозавров. Его открытие говорит о неожиданно раннем появлении плотоядных "ящеров ужаса", заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале PeerJ. Горгозавр,...

Как обезьяны заселяли Южную Америку

15-01-2014 Просмотров:8760 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Как обезьяны заселяли Южную Америку

Обезьяны впервые появились в Южной Америке примерно 37 млн лет назад. Высадившись в бассейне Амазонки, они постепенно расселились на север до Карибского бассейна и на юг до Патагонии, уверен профессор...

Ученые открыли второй вид птиц, изготавливающих орудия труда

15-09-2016 Просмотров:4799 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые открыли второй вид птиц, изготавливающих орудия труда

Вороны, живущие на Гавайских островах, умеют изготовлять и использовать орудия труда для добычи пищи, что делает их вторым представителем своего рода, который обладает этой уникальной способностью, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature. Гавайский ворон"Недавно мы...

top-iconВверх

© 2009-2021 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.