Main results‎ > ‎RNA World‎ > ‎Wiki‎ > ‎

Русский

http://ru.wikipedia.org/wiki/Гипотеза_мира_РНК

Гипотеза мира РНК

[править]

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Структура рибозима — молекулы РНК, выполняющей функциюкатализа

Мир РНК — гипотетическая стадия возникновения жизни на Земле, в которую функции как хранения генетической информации, так и катализа химических реакций выполняли ансамбли молекул РНК. Впоследствии из их ассоциаций возникла современная ДНК-РНК-белковая жизнь, обособленная мембраной от внешней среды. Идея РНК мира была впервые высказана Карлом Вёзе в 1968 году, позже развита Л. Оргелем и окончательно сформулирована Уолтером Гильбертом в 1986 году.

Содержание

 [убрать]

[править]Краткое изложение

В живых организмах практически все процессы происходят в основном благодаря ферментамбелковой природы. Белки, однако, не могут самореплицироваться и синтезируются в клетке de novo на основании информации, заложенной в ДНК. Но и удвоение ДНК происходит только благодаря участию белков и РНК. Образуется замкнутый круг, из-за которого, в рамках теории самозарождения жизни приходилось признать необходимость не только абиогенного синтеза обоих классов молекул, но и спонтанного возникновения сложной системы их взаимосвязи, вероятность чего крайне низка.

В начале 1980-х годов в лаборатории Т. Чека и С. Олтмана в США была открыта каталитическая способность РНК. По аналогии с энзимами (ферментами) РНК-катализаторы были названы рибозимами, за их открытие была присужденаНобелевская премия 1989. Более того, оказалось, что активный центр рибосом содержит большое количество рРНК. Также РНК способны создавать двойную цепочку и самореплицироваться.

Таким образом, РНК могли существовать полностью автономно, катализируя «метаболические» реакции, например, синтеза новых рибонуклеотидов и самовоспроизводясь, сохраняя из «поколения» в «поколение» каталитические свойства. Накопление случайных мутаций привело к появлению РНК, катализирующих синтез определённых белков, являющихся более эффективным катализатором, в связи с чем эти мутации закреплялись в ходе естественного отбора. С другой стороны возникли специализированные хранилища генетической информации — ДНК. РНК сохранилось между ними как посредник.

Реликты мира РНК остались в клеточных носителях энергии (АТФ — рибонуклеотид, а не дезоксирибонуклеотид) и в путях синтеза самих дезоксирибонуклеотидов: им всегда предшествуют рибонуклеотиды, для удвоения ДНК необходимы РНК-"затравки".

[править]Абиотический синтез РНК

Что касается абиотического синтеза самой РНК из более простых соединений, он пока не продемонстрирован экспериментально. Впрочем, в 2009 году группе учёных из университета Манчестера под руководством Джона Сазерленда (John Sutherland) удалось достичь значительных успехов на пути к объяснению этого феномена, показав возможность синтеза уридина и цитидина с высокой эффективностью и степенью закрепления результата реакции (а также с возможностью накопления конечных продуктов) в условиях ранней Земли.[1][2] В то же время синтез аденозина и гуанозина пока показан лишь в малоэффективном варианте.

[править]Свойства объектов мира РНК

О том, как выглядели самовоспроизводящиеся РНК системы, есть разные предположения. Чаще всего постулируется необходимость агрегирующих РНК мембран или размещения РНК на поверхности минералов и в поровом пространстве рыхлых пород. В 1990-е годы А. Б. Четвериным с сотрудниками была показана способность РНК формировать молекулярные колонии на гелях и твёрдых субстратах при создании им условий для репликации. Происходил свободный обмен молекулами, которые при столкновении могли обмениваться участками, что показано экспериментально. Вся совокупность колоний в связи с этим быстро эволюционировала[3].

После возникновения белкового синтеза колонии, умеющие создавать ферменты, развивались успешнее. Еще более успешными стали колонии, сформировавшие более надёжный механизм хранения информации в ДНК и, наконец, отделившиеся от внешнего мира липидной мембраной, препятствующей рассеиванию своих молекул.

[править]Примечания

[править]Литература

[править]См. также


[скрыть]
п·о·р
Эволюционная биология
Механизмы и процессыАдаптация • Видообразование • Генетический дрейф • Естественный отбор • Наследственность •Изменчивость • Микроэволюция • Макроэволюция • Мутации • Перенос генов
Возникновение жизниХимическая эволюция • Гипотеза мира РНК • Биологическая эволюция
История эволюционного ученияЖоффруизм • Броккизм • Дарвинизм • Ламаркизм • Пангенезис • Ортогенез • Автогенез • Номогенез •Сальтационизм • Катастрофизм • Неокатастрофизм
Современные концепциииСинтетическая теория эволюции • Теория прерывистого равновесия • Нейтральная теория молекулярной эволюции • Эпигенетическая теория эволюции • Экосистемная теория эволюции
ЧеловекАнтропогенез
Comments