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 10345 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

"Ничего подобного не видели": видео с обитателями глубин поразило биологов

26-03-2018 Просмотров:1609 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Биологи показали на видео пару рыб-удильщиков, одних из наиболее загадочных обитателей Мирового океана. На кадрах, заснятых подводным аппаратом на глубине 800 метров возле Азорских островов, запечатлена самка удильщика из семейства каулофриновых — ее длина составляла лишь...

Доисторический кит оказался природным пылесосом

12-06-2010 Просмотров:11365 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...

Древний американский хищник запутал ученых

11-12-2015 Просмотров:5654 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Древний американский хищник запутал ученых

Американские палеонтологи описали один из самых полных скелетов ранних хищных млекопитающих - гиенодонтов. Однако детали строения этих костей плохо согласуются с предположениями ученых, основанными на известных до сих ископаемых остатках.  Задолго...

Открыт защитный свист у гусениц

14-12-2010 Просмотров:10365 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Открыт защитный свист у гусениц

Личинки одного из видов североамериканских ночных бабочек обороняются от птиц при помощи свиста. Удивительный механизм защиты обнаружили канадские биологи. При нападении эта гусеница производит звуки в широком диапазоне, начиная от тех,...

Биологи идентифицировали водоросли – живые ископаемые

20-11-2010 Просмотров:9534 Новости Микробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Биологи идентифицировали водоросли – живые ископаемые

Анализ генов водорослей, принадлежащих родам Palmophyllum и Verdigellas, показал, что они представляют собой особую, очень древнюю линию. Исследование провели Фредерик Зечман (Frederick W. Zechman) из университета Калифорнии во Фресно (Fresno...

top-iconВверх

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