Hvad er den bedste måde at forklare RNA World-hypotesen på? blev oprindeligt vist på Quora: The place to gain and share knowledge, empowering people to learn from others and better understand the world.
Svar af Drew Smith, Studied catalytic RNA and developed aptamers for therapeutics and diagnostic applications, på Quora:
The RNA World hypothesis resolves the chicken-and-egg conundrum posed by the structure of growth shared by all living organisms. DNA koder for RNA, som styrer syntesen af proteiner. Proteinerne udfører det biokemiske arbejde med at opsamle energi. Denne energi bruges til at syntetisere nye kopier af DNA, hvilket resulterer i vækst af nye celler og organismer.
Proteiner kræver DNA for at lagre information, men DNA kræver også protein for at udføre biokemisk arbejde. Hverken DNA eller protein kan opretholde livet alene. Det er et komplekst system, der er alt for komplekst til at være opstået spontant ved livets oprindelse. Noget enklere må være gået forud.
Tom Cech og Art Zaugs opdagelse af, at RNA kunne udføre biokemisk arbejde , ud over sin kendte evne til at lagre information, var en elektrificerende åbenbaring. RNA kunne være både en høne og et æg. Oprindelsen af selvreplikerende systemer blev et videnskabeligt problem, der kunne løses, og ikke et pinligt mysterium.
RNA’s katalytiske egenskaber blev føjet til flere andre spor vedrørende primitivt liv:
- RNA er centralt for proteinsynteseprocessen. Faktisk består ribosomet, stedet for proteinsyntese, for det meste af RNA, og det er RNA-delen, der binder aminosyrer sammen til proteiner .
- RNA-lignende nukleotider er stadig til stede i de enzymer, der katalyserer mange grundlæggende biokemiske reaktioner , hvilket tyder på, at proteinenzymerne gradvist overtog RNA-enzymernes plads.
- DNA’s byggesten er lavet af RNA-prækursorer, hvilket indikerer, at RNA gik forud for DNA.
Men forsøg på at skabe selvreplikerende RNA-verdener under plausible betingelser på den tidlige Jord er stort set mislykkedes. Det grundlæggende problem er, at RNA ikke er særlig stabilt i vand. Det kræver et konstant input af energi for at synteseraten kan overhale nedbrydningsraten.
Nick Lane brugte denne observation (sammen med mange andre) til at postulere, at RNA-verdenen var et mellemstadium i den biotiske evolution. Han foreslår, at en primitiv form for energimetabolisme optrådte i alkaliske hydrotermiske slamper. RNA-prækursorer opfangede denne energi og begyndte den darwinistiske udviklingsproces, der resulterede i liv, som vi kender det i dag . Jeg har skrevet lidt mere om dette her: Drew Smiths svar på Hvilken hypotese har de fleste beviser for livets oprindelse? Metabolisme eller RNA-selv-replikation?
RNA-verdenen var sandsynligvis ikke med til at skabe liv. Men den har næsten helt sikkert eksisteret, og den var et afgørende skridt i forbindelse med den darwinistiske evolutionens kickstart og dermed fremkomsten af komplekse livsformer. Det er muligt, at livet kunne have udviklet sig uden eksistensen af selvkodende og selvreplikerende molekyler, men det ville måske ikke være gået nær så hurtigt eller så langt, og det kunne meget vel være mislykkedes helt.
Fodnoter
Selvsplejende RNA: autoeksklusion og autocyklisering af den ribosomale RNA-interventionssekvens i Tetrahymena.
Strukturel biologi. Ribosomet er et ribozym.
Moderne stofskifte som et palimpsest af RNA-verdenen.
Denne biologibog blæste mig omkuld
Dette spørgsmål blev oprindeligt stillet på Quora – et sted at få og dele viden, der gør det muligt for folk at lære af andre og bedre forstå verden. Du kan følge Quora på Twitter, Facebook og Google+. Flere spørgsmål:
- RNA World Hypothesis: Hvilken hypotese har de fleste beviser for livets oprindelse: Metabolisme eller RNA-selv-replikation?
- RNA: Hvad kunne potentielt være den mest spændende anvendelse af epigenetisk forskning?
- Molekylærbiologi: I hvilket omfang har en molekylærbiolog brug for at kunne organisk kemi?
Quora: Stedet for at få og dele viden, der giver folk mulighed for at lære af andre og bedre forstå verden.