Fråga:
Livet utan DNA?
Phonon
2011-12-15 20:20:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag är inte alls en expert på området, bara en nyfiken besökare, men jag har funderat på detta och Google hjälper inte mycket. Känner vi till några livsformer som inte har det konventionella dubbelhelix-DNA som vi känner det? Har några allvarliga alternativ teoretiserats?

Jag vet inte riktigt om virus och prioner kan behandlas som "levande" ...
Vad anses levande? Det här är en bra fråga. Jag tror att det är säkert att definiera något som levande när det är (1) kapabelt att upprätthålla och replikera sig själv och (2) kunna interagera med sin miljö.
Oavsett om virus och prioner är "levande", kan de som vi vet inte överleva i ett ord utan RNA / DNA.
Jag håller med @Poshpaws det är bra fråga
Fem svar:
#1
+39
Poshpaws
2011-12-15 22:06:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

För att följa upp vad mbq sa har det gjorts ett antal "ursprung till liv" -studier som tyder på att RNA var en föregångare till DNA, den så kallade "RNA-världen" (1). Eftersom RNA kan utföra båda rollerna som DNA och proteiner utför idag. Ytterligare spekulationer antyder att saker som peptid-nukleinsyror " PNA" kan ha föregått RNA och så vidare.

Katalytiska molekyler och genetiska molekyler krävs i allmänhet att ha olika egenskaper. Till exempel bör katalytiska molekyler kunna fällas och ha många byggstenar (för katalytisk verkan), medan genetiska molekyler inte bör vikas (för mallsyntes) och ha få byggstenar (för hög kopieringsfidelitet). Detta ställer många krav på en molekyl. Dessutom kan katalytiska biopolymerer (potentiellt) katalysera sin egen förstörelse.

RNA verkar kunna balansera dessa krav, men då är svårigheten att göra RNA prebiotiskt - hittills har han inte uppnåtts. Detta har lett till intresse för "metabolism först" -modeller där det tidiga livet inte har någon genetisk biopolymer och på något sätt ger upphov till genetiskt arv. Hittills verkar detta dock ha varit lite utforskat och i stort sett misslyckat (2).

redigera

Jag såg precis den här populära artikeln i New Scientist som också diskuterar TNA (Threose nucleic acid) och ger lite bakgrundsavläsning för PNA, GNA (Glycol nucleic acid) och ANA (amyloid nucleic acid).


(1) Gilbert, W., 1986, Nature, 319, 618 "Livets ursprung: RNA-världen"

(2) Copley et al., 2007, Bioorg Chem , 35, 430 "Ursprunget till RNA-världen: samutveckling av gener och metabolism."

Det var faktiskt en studie där de kunde skapa (med hjälp av teoretiska tidiga jordförhållanden) två av de fyra RNA: n. Även om jag alltid har svårt att hitta videointervjun för det, hittade jag det här. http://www.wired.com/2009/05/ribonucleotides/
#2
+24
nico
2011-12-15 21:01:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det har nyligen kommit en rapport om vetenskap, som hade stor avkastning i pressen, där en bakterie identifierades som kunde leva i en miljö där arsenik utsattes för fosfor (en av komponenterna i DNA, som bildar ryggraden av den dubbla helyxen.

Detta är originalet:
En bakterie som kan växa genom att använda arsenik istället för fosfor
och kommentaren dök upp på Nature Arsenikätande mikrober kan omdefiniera livskemi

Det finns dock mycket kritik mot den metod som används i tidningen och om arsenik verkligen skulle införlivas i DNA istället för fosfor.

Science publicerade flera av dessa kritiker i en Redaktörens anmärkning Och här hittar du Författarnas svar

Annat än det ... ja, om du betraktar virus som livsformer, finns det mycket som inte har dubbelsträngat DNA utan istället har enkelsträngat DNA eller enkelsträngat RNA eller dubbelsträngat RNA.

XKCD on arsenic-based life

"om huruvida arsenik verkligen skulle införlivas i DNA istället för fosfor." - Jag är också ganska skeptisk. Skillnaden i (atomär, kovalent) radie är [snarare] (http://www.webelements.com/phosphorus/atom_sizes.html) [big] (http://www.webelements.com/arsenic/atom_sizes.html) , bland annat. Skillnaden i [bond entalpies] (http://www.webelements.com/periodicity/enthalpy_diatomics_MO/) med syre (fosfat kontra arsenat) verkar också betydande, som man kan förvänta sig (ju större atomen, desto svagare är bindningarna) .
Jag är också skeptisk - men fascinerande om den är korrekt!
Jag vill inte gå för djupt in i kontroversen om den här studien, men från att läsa tidningen själv och prata med andra är vikten av den nuvarande opinionen verkligen mot arsenikresultatet.
yamad, är den rådande skepsis som är möjligt att sammanfatta för oss nyfikna på resultatet?
@KatieBanks, detta är inte mitt område så de intresserade bör läsa de 8 kritikerna. En huvudkritik är dock att deras As + / P- medium har tillräckligt med spårfosfor för att stödja den tillväxt de tillskriver arsenikinkorporering. Författarna hävdar att deras As- / P-kontroll, som inte visar någon tillväxt alls, indikerar att det inte bara är spårning av P som stöder tillväxt. Det här är en bra poäng, men det kräver fortfarande inte en tolkning av att As införlivas i DNA: t. Deras andra data har också kritiserats för otillräcklig renhet i deras prover / preps.
detta debunkades: http://news.nationalgeographic.com/news/2012/07/120709-arsenic-space-nasa-science-felisa-wolfe-simon/
@woliveirajr originalpapper hittar du här: [GFAJ-1 är en arsenatresistent, fosfatberoende organism] (http://www.sciencemag.org/content/337/6093/467.short) och [Absence of Detectable Arsenat i DNA från Arsenatodlade GFAJ-1-celler] (http://www.sciencemag.org/content/337/6093/470.full). Men jag skulle inte gå så långt som att säga att de "debunked" studien, bara gav bättre förklaring till deras resultat (dvs tillämpade den vetenskapliga metoden).
Också: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22798070
#3
+13
Bart Jacobs
2011-12-15 21:07:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det beror på om du kallar prioner en livsform, men prions använder inte (direkt) DNA för att sprida sig själva. De tvingar andra proteiner till ett felveckat proteintillstånd.

Återigen kvarstår frågan om prioner bör betraktas som "levande".

Frågan om att de lever är tuff; prioner är i slutändan beroende av DNA för deras förökning eftersom värden måste generera ytterligare substrat för att de ska kunna vända.
Det är anledningen till att jag lägger "direkt" mellan parenteser. Strikt taget använder prioner inte DNA för att sprida sig. Men som ni antyder finns det definitivt utrymme för debatt.
Prioner kan emellertid inte ändra något protein till ett felveckat tillstånd ... de är ett felveckat tillstånd av PrP-proteinet, som normalt syntetiseras av organismen och för vilken en gen finns.
Lyckligtvis kan de inte. Men med tanke på frågan ovan tror jag inte att det är av någon betydelse.
#4
+12
user59
2011-12-15 21:52:53 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det finns allvarliga spekulationer om att livets ursprung använde RNA både som enzymer och genetisk informationsbärare.
Senare utvecklades dessa informativa RNA till ett mer stabilt och mindre reaktivt DNA, enzymatisk roll delegerades till proteiner och RNA förblev bara i de viktigaste delarna av expressionskedjan (mRNA och rybosome) och vissa regleringsmekanismer.

#5
+3
March Ho
2015-03-01 14:51:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Detta senaste Cellpapper nämner ett ribozym (RNA-enzym) som ligerar två oligonukleotider i sig själv. Med tanke på en tillräcklig källa till ingångsoligonukleotider och korrekta förhållanden kan den katalysera sin egen replikering och genomgå darwinistisk utveckling och kan ses som en rudimentär form av RNA-baserat liv.

Författarna antar att ligasbaserade RNA-replikatorer kunde ha varit de första RNA-replikatorerna, som senare ersattes av den nu standardiserade polymerisationen:

Ett något annat tillvägagångssätt bygger på på RNA-enzymer med RNA-mallad RNA-ligasaktivitet för att förena oligonukleotidsubstrat för att bilda komplementära RNA-produkter. Det har föreslagits att de första replikerande, utvecklande systemen på jorden drivs av denna mekanism och först senare kom att bero på rest-för-rest-polymerisation

Det bör noteras att RNA-ribozympolymeraser redan har existerar, men många av dem kräver proteiner utöver RNA-strukturen.



Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...