Care este cel mai bun mod de a explica ipoteza Lumea ARN? a apărut inițial pe Quora: locul pentru a obține și împărtăși cunoștințe, permițând oamenilor să învețe de la alții și să înțeleagă mai bine lumea.
Răspunsul lui Drew Smith, A studiat ARN-ul catalitic și a dezvoltat aptameri pentru aplicații terapeutice și de diagnosticare, pe Quora:
Ipoteza Lumea ARN rezolvă enigma oului și a găinii pusă de structura de creștere împărtășită de toate organismele vii. ADN-ul codifică ARN-ul, care dirijează sinteza proteinelor. Proteinele fac munca biochimică de captare a energiei. Această energie este direcționată spre sinteza de noi copii ale ADN-ului, ceea ce duce la creșterea de noi celule și organisme.
Proteinele au nevoie de ADN pentru a stoca informații, dar ADN-ul are nevoie și de proteine pentru a face munca biochimică. Nici ADN-ul, nici proteinele nu pot susține singure viața. Este un sistem complex, mult prea complex pentru a fi apărut spontan la originea vieții. Ceva mai simplu trebuie să-l fi precedat.
Descoperirea lui Tom Cech și Art Zaug că ARN-ul poate face muncă biochimică , în plus față de capacitatea sa cunoscută de a stoca informații, a fost o revelație electrizantă. ARN-ul putea fi atât o găină cât și un ou. Originea sistemelor autoreplicante a devenit o problemă științifică abordabilă, nu un mister jenant.
Proprietățile catalitice ale ARN-ului s-au adăugat la alte câteva indicii privind viața primitivă:
- ARN-ul este esențial pentru procesul de sinteză a proteinelor. Într-adevăr, ribozomul, locul sintezei proteinelor, este în cea mai mare parte ARN și porțiunea de ARN este cea care leagă aminoacizii între ei în proteine .
- Nucleotide asemănătoare ARN-ului sunt încă prezente în enzimele care catalizează multe reacții biochimice fundamentale , sugerând că enzimele proteice au luat treptat locul enzimelor ARN.
- Blocurile de construcție ale ADN-ului sunt făcute din precursori de ARN, ceea ce indică faptul că ARN-ul a precedat ADN-ul.
Dar încercările de a crea lumi cu ARN autoreplicant în condiții plauzibile ale Pământului timpuriu au eșuat destul de mult. Problema fundamentală este că ARN-ul nu este foarte stabil în apă. Are nevoie de un aport constant de energie pentru ca ratele de sinteză să depășească ratele de degradare.
Nick Lane a folosit această observație (împreună cu multe altele) pentru a postula că lumea ARN a fost un stadiu intermediar al evoluției biotice. El propune că o formă primitivă de metabolism energetic a apărut în fântânile hidrotermale alcaline. Precursorii ARN au captat această energie și au început procesul de evoluție darwiniană care a dus la apariția vieții așa cum o cunoaștem astăzi . Am scris ceva mai multe despre acest subiect aici: Răspunsul lui Drew Smith la întrebarea Care ipoteză are cele mai multe dovezi pentru originea vieții: Metabolismul sau autoreplicarea ARN-ului?
Lumea ARN-ului probabil că nu a fost la originea vieții. Dar este aproape sigur că a existat și a fost un pas critic în declanșarea evoluției darwiniste și, astfel, în apariția formelor de viață complexe. Este posibil ca viața să fi evoluat fără existența moleculelor autocodificatoare și autoreplicatoare, dar este posibil să nu fi avansat la fel de repede sau de departe, și ar fi putut foarte bine să eșueze cu totul.
Notele de subsol
ARN-ul care se auto-splică: autoexcizia și autociclarea secvenței de intervenție a ARN-ului ribosomal din Tetrahymena.
Biologie structurală. Ribosomul este o ribozomă.
Metabolismul modern ca un palimpsest al lumii ARN.
Această carte de biologie m-a dat pe spate
Această întrebare a apărut inițial pe Quora – locul unde se obțin și se împărtășesc cunoștințe, permițând oamenilor să învețe de la alții și să înțeleagă mai bine lumea. Puteți urmări Quora pe Twitter, Facebook și Google+. Mai multe întrebări:
- Ipoteza lumii ARN: Care ipoteză are cele mai multe dovezi pentru originea vieții: Metabolismul sau autoreplicarea ARN-ului?
- RNA: Care ar putea fi, potențial, cea mai interesantă aplicație a cercetării epigenetice?
- Biologie moleculară: În ce măsură un biolog molecular trebuie să cunoască chimia organică?
Quora: locul unde se obțin și se împărtășesc cunoștințe, permițând oamenilor să învețe de la alții și să înțeleagă mai bine lumea.