Решён
Как образовалась наследственная информация?

Иван Биолог • Генетика •
4k
5

Вопрос скорее философско-биологический.

Понимаю как работает ДНК, репликация, транскрипция, все дела. Но не понимаю как вообще появилась первая молекула способная хранить и передавать информацию?

Получается что для синтеза ДНК нужны белки (ферменты), а для синтеза белков нужна ДНК (информация). Замкнутый круг. Что было первым?

И откуда взялся сам генетический код? Почему именно такие триплеты кодируют именно такие аминокислоты? Это случайность или есть какая то логика?

АбиогенезГенетический кодМолекулярная биологияПроисхождение жизниРНК мир

5 ответов

Лучшие Новые Старые
Решение
54
Участник • 1 ответ

Основная гипотеза называется "Мир РНК" (RNA World).

Суть в том что РНК может выполнять обе функции: и хранить информацию (как ДНК), и катализировать реакции (как белки). Такие каталитические РНК называются рибозимами, их существование доказано экспериментально.

Сценарий примерно такой:

  1. В первичном бульоне случайно образовались короткие цепочки РНК
  2. Некоторые из них оказались способны катализировать собственное копирование (или копирование других РНК)
  3. Началась примитивная эволюция - кто лучше копируется, того больше
  4. Со временем появились РНК которые научились синтезировать простые пептиды (предшественники белков)
  5. Белки оказались более эффективными катализаторами, взяли эту функцию на себя
  6. ДНК появилась позже как более стабильное хранилище информации

Так что на вопрос "что первое" ответ: РНК. Она была и курицей и яйцом одновременно.

По поводу генетического кода - есть гипотеза что он не полностью случаен. Химическое сродство между некоторыми аминокислотами и их кодонами обнаружено экспериментально. Плюс код минимизирует последствия мутаций (похожие кодоны кодируют похожие аминокислоты). Возможно это результат отбора на ранних этапах эволюции.

Аватар Иван Биолог
Иван Биолог Автор

Спасибо за развернутый ответ! А есть какие то эксперименты подтверждающие абиогенный синтез РНК?

37
Участник • 2 ответа

Добавлю про эксперименты раз спросил.

В 2009 году группа Сазерленда синтезировала пиримидиновые рибонуклеотиды (строительные блоки РНК) из простых молекул в условиях имитирующих раннюю Землю. Это был прорыв потому что раньше считалось что рибоза (сахар в РНК) слишком нестабильна.

В 2015 показали что УФ-излучение молодого Солнца могло катализировать образование нуклеотидов из цианистого водорода и воды.

В 2022 японцы получили самореплицирующуюся РНК которая эволюционирует и усложняется со временем в пробирке.

Так что гипотеза РНК-мира постепенно получает экспериментальные подтверждения, хотя полной картины пока нет.

19
Участник • 1 ответ

Есть альтернативная гипотеза "Metabolism First" (сначала метаболизм). Идея в том что сначала возникли автокаталитические циклы химических реакций на поверхности минералов (типа пирита), а информационные молекулы появились позже как способ сохранять и оптимизировать эти циклы.

Гюнтер Вехтершойзер и другие показали что на сульфидах железа могут идти реакции восстановления CO2 и синтеза органики.

Так что РНК мир не единственное объяснение. Возможно правда где то посередине.

8
Участник • 1 ответ

Если честно никто точно не знает. Все эти гипотезы красивые но машину времени еще не изобрели чтобы проверить. Может жизнь вообще была занесена из космоса (панспермия) и тогда вопрос просто переносится на другую планету.

Написать ответ

Визуальный редактор (WYSIWYG)
Премодерация гостей

Вы отвечаете как гость. Ваш ответ будет скрыт до проверки модератором. Чтобы ответ появился сразу и вы получали репутацию — войдите в аккаунт.

Или войдите в систему
Будьте вежливы и соблюдайте правила платформы.