 |
Nastepny maly kroczek w zrozumieniu biogenezy.
Ten wątek jest przedawniony
Działy Forum » Nauka
| Napisano | Autor | Tytuł | | 19-06-2007 13:30 | maliniak (422 punktów) | Nastepny maly kroczek w zrozumieniu biogenezy. | Opisane poniezej eksperymenty maja duza wage, poniewaz dotad nie znalismy (poza koncepcjami mineralow, ktore to mialyby sie przyczyniac do selekcjonowania L-aminokwasow, podczas powstawania pierwszych replikatorow) zadnego czynnika,ktory umozliwialby wyselekcjonowanie L-aminokwasow. W racemacie (jaki postulowal Oparin) powstanie zycia byloby amozebne, gdyz P-aminokwasy raczej (poza nielicznymi wyjatkami) okazuja sie szkodliwe dla wlasciwego funkcjonowania bialek wystepujacych w zywych organizmach.
Astrochemicy z profesorem Uwe Meierhenrichem z uniwersytetu w Nicei na czele, uwazaja ,ze aminokwasy niezbedne do powstania zycia przywedrowaly do nas z kosmosu. Uwazaja oni, ze promieniowanie gwiazd niszczylo formy prawoskretne, tak iz pozostawaly (przynajmniej w przewazajacej wiekszosci) formy lewoskretne. Juz w latach 60dziesiatych znajdowano meteoryty, ktore zawieraly w sobie aminokwasy. W 1977 amerykanski minerolog John Cronin analizujac sklad australijskiego meteorytu Murchisona, zauwazyl, ze standardowa proporcja (w roznych doswiadczeniach otrzymywano zawsze racemiczna mieszanine aminokwasow prawo i lewoskretnych, ktore to formy wystepowaly w rozkladzie 50/50%) jest tam zaklocona. Zwiazkow lewoskretnych bylo w tym meteorycie o kilka procent wiecej. Juz rok pozniej zostalo odkryte promieniowanie, ktore uszkadza tylko jedna z form, w jakich wystepuja aminokwasy. Wykryto je w Mglawicy Oriona, w rejonie powstawania mlodych gwiazd. Mikroskopijne dribiny materii rozpraszaja i pochlaniaja swiatlo (wokol tych mlodych gwiazd jest pelno gazow,pylow i roznej innej materii). Czesc tego promieniowania staje sie spolaryzowana . Oznacza to, ze pole elektromagnetyczne zwiazane z pedzacymi w przestrzeni czastkami swiatla opraca sie w sposob przypominajacy ruch korkociaga-w prawo lub lewo, jak wyjasnia profesor Meierhenrich. Zdaniem tego uczonego swiatlo spolaryzowane w lewo niszczy aminokwasy prawoskretne. Profesor Meierhenrich w 2002 roku przeprowadzil eksperyment majacy na celu odtworzyc kosmiczne warunki, w ktorych mogla powstawac przewaga L-aminokwasow. W tym celu, w holenderskim laboratorium w Leiden, do komory prozniowej wpompowano mieszanine jaka charakteryzuje warunki miedzygwiezdne: wode,amoniak,proste czasteczki wegla. Nastepnie obnizono w niej temperature do minus 261 stopni Celsjusza (tak niskie temperatury panuja z dala od gwiazd). Nastepnie poddano owa mieszanine (majaca symulowac sztuczny kosmos) dzialaniu promieniowania ultrafioletowego, podobnego do promieniowania gwiazd. W rezultacie (i zgodnie z przewidywaniami) uzyskano aminokwasy, ktore wchodza w sklad bialek wystepujacych w zywych organizmach. Pozniej eksperyment z sukcesem powtórzono w Ameryce. W obu przypadkach, mimo udowodnienia, ze czasteczki potrzebne do budowy bialek moga byc pochodzenia kosmicznego, uzyskano jednak rownowage form prawo i lewoskretnych. Wspomniany profesor Uwe Meierhenrich i fizyk Laurent Nahon (z osrodka badawczego Orsay pod Paryzem) przeprowadzili eksperyment polegajacy na naswietlaniu uzyskanej, w opisywanych eksperymentach,mieszaniny aminokwasow swiatlem spolaryzowanym. Jak wpomnialem poczatkowo produkt uzyskany w tych eksperymentach skladal sie z prawo i lewoskretnych aminokwasow, po kilkugodzinnym naswietlaniu swiatlem spolaryzowanym rozklad ten byl jednak zaklocany na korzysc jednej z form w jakich wystepuja aminokwasy. Mamy wiec empiryczny dowod na to ,ze gwiezdne promieniowanie moze byc tym poszukiwanym czynnikiem selekcyjnym ,ktory faworyzowal L-aminokwasy, ktore pozniej (po przybyciu na Ziemie) okazaly sie przydatne podczas powstawania zycia. Oczywiscie to tylko poszlaki nie dowody (trzeba jeszcze duzo obserwacji i badan przeprowadzic), niemniej jest to nastepny maly kroczek ,ktory jest pomocny w zrozumieniu naturalnego pochodzenia zycia.
Dodam na koniec, ze opisana metoda przydala sie w przemysle farmaceutycznym, gdyz pomaga usuwac szkodliwe prawoskretne aminokwasy z niektorych bezcennych dla ludzkiego zdrowia lekow.
pzdr.
|
Autor wątku ma uprawnienia do usuwania wypowiedzi, jeżeli łamią regulamin Forum lub znacznie odbiegają od tematu.
| Jarek Duda (1185 punktów) | Wszystko raczej wskazuje na to że białka to dopiero późniejszy wytwór, a życie zaczęło się od RNA. I myślę że na tym poziomie powinniśmy szukać punktu złamania symetrii.
Może być ona spowodowana tym, że jest bardzo niewielka asymetria takigo odbicia (symetria P) na poziomie oddziaływania słabego.
Ale myślę że to po prostu był rzut kością - naszym się w pewnym momencie trochę lepiej powiodło i wytworzyły stężenie naszego RNA, w którym ŁATWIEJ było się tworzyć, ewoluować naszym - bo już miały podstawę.
Ewentualnie to oddalanie się od niestabilnego punktu równowagi w kierunku danej skrętności mogło nastąpić później - na przykład na poziomie cukrów - gdy było więcej tych prawoskrętnych - łatwiej było żyć naszym - zwiększała się ta różnica...
Tak jak raz wybity z równowagi stojący ołówek, już sam podąży w daną stronę, wzmacniając początkową asymetrię.
|
|
 | | maliniak (422 punktów) | >Wszystko raczej wskazuje na to że białka to dopiero późniejszy wytwór, a życie zaczęło się od RNA.
Owszem,wedlug naszej najnowszej wiedzy to wlasnie rybozymy daly poczatek zyciu, niemniej dzisiaj to bialka stanowia podstawowy budulec zywych organizmow i one glownie zarzadzaja metabolizmem komorki. Moim zdaniem opisany przeze mnie mechanizm mogl sie przyczynic do latwiejszego przyswajania L-aminokwasow z otoczenia, przez pierwotny replikator zbudowany z RNA. Pozniej te aminokwasy mogly byc uzywane jako kofaktory (tak jak dzisiaj niektore nukleotydy w bialkach) w rybozymach, az przejely dominujaca role w zywych organizmach.
pzdr.
|
|
| | | Jarek Duda (1185 punktów) | W takim razie mam wrażenie że były przynajmniej 2 'niezależne' wybory - pierwszy RNA - chyba całkiem losowy, a potem może oddalanie się od niestabilnego punktu stacjonarnego. Może dlatego życie skupiło się na prawostronnych cukrach...? - drugi - przez zaburzoną statystykę - lewostronnych amonokwasów Pewnie w drugim przypadku - o tych samych skrętnościach - na bazie zastanego RNA, trudniej życiu było ewoluuować...? (sytuacja nie jest symetryczna - któremuś powinno) Ale to by wskazywało że jeśli to jest istotne, to LEWOSTRONNE cukry były niszczone. Jeśli prowmieniowanie kosmiczne niszczyło prawoskrętne aminokwasy, powinno niszczyć też prawoskrętne rybozy...? Choć cukry są bardziej skomplikowane - mogło niszczyć obydwie wersje? ale to skomplikowałem...  I znowu dochodzimy do czysego rzutu kością... pozdr.
|
|
| | | | maliniak (422 punktów) | > Jeśli prowmieniowanie kosmiczne niszczyło prawoskrętne aminokwasy, powinno niszczyć też prawoskrętne rybozy...?> Choć cukry są bardziej skomplikowane - mogło niszczyć obydwie wersje?Wedlug hipotezy,ktora opisalem przewaga L-aminokwasow powstala jeszcze w kosmosie, podczas ewolucji cukrow zachodzacej na Ziemi mogly zadzialac inne czynniki. W tych warunkach (na Ziemi) powstawaly pierwsze lancuchy RNA. Jak pewnie slyszales naturalnie powstaja we wspolczesnych doswiadczeniach i zasady purynowe i pirymidynowe oraz cukry. Doczekano sie tez naturalnego powstania nukleozydow i jednego nukleotydu! W roku 2001naukowiec D. Bartel z USA oraz jego zespol skonstruowali rybozymy zdolne do powielania sekwencji 14 nukleotydow, czyli do replikacji in vitro (cos jak w PCR). Naukowcy ci do znanego uprzednio rybozymu-zdolnego do ligacji-dokladali losowo rozne fragmenty RNA o dlugosci okolo 75 rybonukleotydow,az w koncu uzyskali rybozym przypominajacy prymitywna polimeraze (rybopolimeraze). Naukowcy poslugiwali sie czysto ewolucyjna strategia, dodawali owe fragmenty RNA na hybil trafil i patrzyli na efekty, pozniej selekcjonowali rybozymy zdolne do replikacji (no-ludzkie selekcjonowanie nie bylo oczywiscie naturalna strategia . Uzyskana rybopolimeraza byla dosc skomplikowana, bo skladala sie az z 189 rybonukleotydow. Nalezy napisac, iz w warunkach spontanicznych nigdy nie udalo sie stworzyc tak wielkiego rybozymu... Trzeba tez tutaj zaznaczyc, ze czasteczki RNA powstajace spontanicznie na pewnych mineralach ilastych, w warunkach eksperymentalnych symulujacych te sprzed miliardow lat, byly o wiele krotsze od tych jakich uzywali uczeni w eksperymencie ewolucyjnego powstawania rybopolimerazy. Oczywiscie nie jest powiedziane, ze te krotkie sekwencje nie mogly sie z czasem polaczyc w dluzsze sekwencje. Takie doswiatczenia, to ogromne osiagniecia na drodze prowadzacej do zrozumienia jak wylonilo sie zycie na Ziemi! Niemniej wiemy jeszcze bardzo malo. Wyglada na to, ze czasteczki RNA (rybozymy) nie maja tak znacznych wlasciwosci katalitycznych jakich sie po nich wczesniej spodziewano. Nie wiadomo, czy same czasteczki RNA sa zdolne do stworzenia funkcjonalnego ryboorganizmu, czy rybozymy sprostalyby wszelkim wymaganiom metabolicznym takiego ryboorganizmu. Nie wiadomo tez (choc jak pisalem hipotetyczne ryboorganizmy mogly poczatkowo przechwytywac L-aminokwasy ze srodowiska i uzywac ich jako zrodla energii, czy kofaktorow) w jaki sposob mialaby sie zapisac informacja o nowo powstalych bialkach w zapisie genetycznym pierwotnego ryboorganizmu ,a nawet samych rybozymow wchodzacych w jego sklad???? Jak powstal przeplyw informacji transkrypcja-translacja, w ktorym istotna role pelnia skomplikowane bialka??? No i w jaki sposob te L-aminokwasy mialyby wnikac do ryboorganizmu? Wiec obiektywnie rzecz biorac, mimo tych wszystkich osiagniec jakie nam dala nauka zajmujaca sie biogeneza, dalej nie wiemy jak powstalo zycie Wiemy tylko jedno napewno: powstalo stopniowo (biorac pod uwage jego dzisiejsza komplikacje) > ale to skomplikowałem... > I znowu dochodzimy do czysego rzutu kością...E tam, szybko rezygnujesz-pamietaj:malymi kroczkami do celu Znalazl sie czynnik selekcjonujacy aminokwasy,znajdzie sie czynnik selekcjonujacy cukry i cala reszte. Moze my tej chwili juz nie doczekamy,ale napewno sie znajdzie pzdr.
|
|
| | | | | Jarek Duda (1185 punktów) | Przepraszam za poprzednią wypowiedź - pisałem/myślałem ją w biegu... Ale... czynnik zmieniający proporcje enancjomerów aminokwasów wydaje się mało istotny - zanim one weszły w grę - świat RNA był już troszkę rozbudowany. I tutaj możliwość wykorzystania aminokwasów tej samej/przeciwnej skrętności powinna być jednak mocno asymetryczna - myślę że to jest dużo ważniejszy czynnik. A gdy nauczyło się używać cukrów/aminokwasów o danej skrętności - cykle biochemiczne do obsługi innych pewnie powstały na bazie tamtych - preferowana była ta sama skrętność. A to że bodajże niektóre grzyby używają prawoskrętnych aminokwasów, to już dużo późniejszy wymysł. Zastanówmy się nad tymi asteroidami... Skąd pył dookoła gwiazdy może nie być racemiczny? Może to być spowodowane niewielką asymetrią w oddziaływaniach słabych, ale przy temperaturach panujących w gwiazdach...? Może jakieś przejście fazowe...? Myślę że to może być raczej spowodowane jakimś polem magnetycznym, siłą koriolisa ... które rozdzieliły frakcje? W każdym razie kierunek tej skrętności powinien być jednorodnie losowany dla każdej z gwiazd... Niech będzie że taki asteroid uderza w nasze morze ... no ale w tym morzu już kotłuje się od wytworzonej racemicznej mieszaniny biocząstek. (przypominam że protony ze słońca zatrzymują promieniowanie kosmiczne). Może i odrobinkę zmieni proporcje ... Może leżał tam przed...czym? morzem...burzami...? To wszystko mi się strasznie nie trzyma kupy... Jak dla mnie to był prosty rzut kością i oddalanie się od niestabilnego punktu równowagi... pozdr. ps. apropo tego złamania symetrii - zapraszam do moich wątków
|
|
| | | | | | maliniak (422 punktów) |
> ps. apropo tego złamania symetrii - zapraszam do moich wątkówWlasnie wpadlem na pomysl, zeby Cie szerzej poczytac, poniewaz zaczelem cie wezej ogarniac A tak w sumie, to chyba jarze o co Ci idzie. Mysle, iz uwazasz ,ze tak zlozonego problemu jak geneza protobiontow nie da sie wyprowadzic z tych wszystkich fragmentarycznych obserwacji/eksperymentow, ktore opisalem. Jesli dobrze Cie zrozumialem, to masz racje, poniewaz te wszystkie obserwacje/eksperymenty sa praktycznie calkowicie oderwane od zlozonego kontekstu,jakim jest abiotyczna synteza zycia. No coz mamy tylko poszlaki pasujace do zalozenia, tylko, ze to zalozenie nie opiera sie na zadnym konkretnym modelu teoretycznym, ktory bylby chocby owocem jakiegos plodnego poznawczo eksperymentu myslowego, i z tym sie zgodze . Dziekuje za dyskusje i pozdrawiam.
|
|
| | | | | | | Jarek Duda (1185 punktów) | Z jednej strony - owszem - zostają nam tylko poszlaki... Ale z drugiej- lubimy wytwarzać sobie hipotetyczne ciągi przyczynowo skutkowe i próbować porównywać ich sensowność - prawdopodobieństwo... I według mnie taki prawdopodobny ciąg przyczynowo skutkowy zaczął się od mieszaniny racemicznej, w której życie pewnie zaczynało powstawać wiele razy w różnych miejscach, wersjach. I osobniki każdej 'wersji', ginąc zostawiały za sobą pewne 'know how' - fragmenty nici, cukry, aminokwasy, na podstawie których łatwiej powstawały podobne organizmy - w tym pierwotnym morzu powstawały 'domeny' życia i te skuteczniejsze przejmowały terytoria innych rosnąc w siłę, szybkość ewolucji ... aż w końcu zdominował jeden... Może po prostu pierwszy wyewoluował jakiś mechanizm do wyprzedzania konkurencji... W każdym razie - chiralność to kwestia rzutu kością i według mnie nie ma co tutaj szukać głębszej filozofi... Dużo ciekawsze to jak to dokładnie przebiegało i myślę że na tym powinniśmy się skupić... A to co reklamowałem, to wykorzystanie tej asymetrii - tego że nasze odbicie lustrzane jest przyrodzie nieznane. www.gregbear.com/blog/display.cfm?id=982pozdr.
|
|
| | | | | | | | @ffe? (3233 punktów) | Myślę, że sprawa jest dość jasna.
Na pierwotnej Ziemi aminokwasów nie było, powstały dopiero po utworzeniu sie oceanów, w drodze syntezy abiotycznej, jak to udowodnił Miller i następcy. Powstały racemat wystawiony na ultrafiolet Słońca stracił głównie formy D. W ten sposób te rybozymy, które preferowały formy L, były w sytuacji uprzywilejowanej, bo miały więcej "paszy". Zatem aminokwasy L weszły w skład białek, zaś D znikły. Niegłęboka filozofia, rzeczywiście.
|
|
Zaloguj przez OpenID..
Jeżeli nie jesteś zarejestrowany/a - załóż konto..
Szukaj na Forum Przewodnik Regulamin i instrukcja obsługi Forum Kolegium Moderatorów
|
 |
|
