Защо РНК ДНК изгуби срещата за предаване на наследствената информация scisne

РНК двойноверижна не е възможно структурни промени, които ДНК молекула придаде устойчивост на химични модификации.

Артистичен изглед на структура двойноверижна ДНК молекула; "Beam" са оформени между две вериги, свързани помежду си азотни основи.

Често чуваме, че животът на Земята започна с РНК - че рибонуклеинови киселини са първите, които се научих да не се съхранява информация само, но и да я предава от поколение на поколение и най-важното, за да се позволи в същото време с определен процент на грешка, отваряйки избора начин ,

Според хипотезата на световната РНК в древните океани на нашата планета ние доплува РНК молекули, които са се копират и се състезаваха помежду си за ресурси - например, нуклеотиди, които се използват за изграждане на РНК "тухлите" на.

Но с течение на времето, РНК е оставяни на заден план, и в съвременните организми (с изключение на някои вируси) всички генетичната информация се съхранява в ДНК и РНК е копието на пълномощника, който се синтезира по конкретен ген, а след това предава на машината протеин синтезираща. И все пак има много разновидности на РНК в клетките, носещи най-важните функции на регулиране, но, така или иначе, съхраняване на генетична информация и РНК не се занимава.

Защо се случи това? Известно е, че ДНК е много по-стабилен от РНК, и един от механизмите на такава стабилност, са описани в статията в Nature Структурните и молекулярна биология Хашим Ал Хашеми (Хашим М Al-Hashimi) и колегите му в Duke University. Но преди да се обърне към същността на тяхната работа, ние трябва да помним, че е ДНК.

Знаем, че тази двойноверижна молекула прилича на спирала стълбище - всяка нишка ДНК последователност, съставена от рибонуклеотиди, които включват остатък фосфорна киселина, захар и деоксирибоза азотна база. Това азотна база, на брой четири (аденин, A, тимин, Т, G гуанин, цитозин, С) и се образува генетичен текста.

ДНК база навътре "стълбата", с азотни основи на едната верига на ДНК бази са свързани с други нишки, образуващи "стъпалата". Въпреки това, база, свързан с не по някакъв начин и в съответствие с определени правила за допълване: аденин - с тимин, гуанин - с цитозин. Заслугата на Уотсън и Крик изграден модел на ДНК във факта, че те разбрах, че тя е такава връзка нуклеотиди по различни схеми води до стабилна дълго молекула, която е в състояние да предава информация, за да им "дъщеря".

Репликация (т.е. удвояване на ДНК) на всеки от веригата си съгласно член допълване нова верига се синтезира, както и от строг съединение А с Т и С с G, две нови двойноверижни ДНК молекули приличат и първата родителската молекула. (Заслужава да се отбележи, че в действителност е стара молекула разделя на две вериги, и всяка една от веригите на старите листа, наследени дъщерни молекули, но молекулярните тънкостите на репликация, ние няма да потъне.)

Но много скоро се оказа, че нуклеотидите в допълнителните схеми могат да се чифтосват помежду си по различни начини. Това не означава, че внезапно възникнали аденин в двойка с гуанин - спътници в себе си са едни и същи, само на химическите връзки между тях ще бъде малко по-различен. Схема noncanonical нуклеотиди сдвояване предложени карстов Hugstin, и от тогава, освен стандартните Watson-Crick двойки, има още и Hoogsteen базова двойка. Ние се повтаря още веднъж, че в сдвояването на аденин Hugstinu все още е изправена свърже с тимин и гуанин с цитозин, само в техните молекули връзки са образувани между другите атоми, и самите азотни бази малко различно разположени в пространството спрямо друга.

Сдвояване нуклеотиди (аденин с тимин и гуанин с цитозин), и Watson и Crick на един от hugstinovskih това. (Илюстрация Евгения Н. Николова и др. Nature 470, 498-502).

Различни видове сдвояване нуклеотиди се имат в естествената ДНК: Преди няколко години, Ал Хашими и колегите му показаха, че един чифт нуклеотиди премине в hugstinovskuyu форма, когато ДНК свързващи протеини, или кога ще се случи химически щети. При напускане увреждането на ДНК и протеини, когато се отстранява, базови двойки, върнати на обикновени, Уотсън-Крик състояние.

РНК е същият, както се оказа, не се получава не hugstinovskih взаимодействия. РНК могат също така да съществуват под формата на двойна спирала, но основата е винаги двойка от Watson и Crick, независимо от външните условия и независимо от нуклеотидната последователност на самия РНК.

С други думи, взаимодействието на ДНК Hugstinu допълнителна гъвкавост и сила в случай на проблеми с неговия химичен верига не се различават един от друг, и да чака, когато те са ремонтирани. Може hugstinovskie взаимодействие са чак при работа с протеини - и в действителност ДНК постоянно да работи с протеини, които са или да позволи някои ген или да инициира репликацията, или за коригиране на мутация. Двойно верижна РНК молекула в този смисъл е по-твърда и крехка, и следователно по-малко подходящ за ролята на пазител на генетичната информация.

Идеята, че животът може да възникне въз основа на самовъзпроизвеждащи се молекули РНК, не е нещо ново. В действителност, РНК комбинира функциите на съхранение на генетична информация, и способността за биохимичен катализа. Сега свят хипотезата за РНК е чисто спекулативна теория се превърна в теоретичен модел, който има добри доказателства и експериментална база. Разбира се, тази теория повдига много въпроси, но, въпреки това, тя с право могат да се нарекат един от най-разумна хипотеза на живота на Земята.

РНК има способността да бъде ензим, самата може да изпълнява някои химически реакции и експерименти са показали, че РНК молекули са доста способни да увеличат рибонуклеотид верига - т.е. РНК може да синтезира РНК. Друг въпрос в теорията на света на РНК - откъде суровините за малки самите молекула РНК полимери. РНК мономери са рибонуклеотиди, чиято структура не е толкова просто, и в текущата клетка, те са синтезирани от протеини.

Смята се, че животът на Земята започна с молекули, които могат да създават копия от себе си, като не забравите да попадат в тях промени мутации. Според най-често хипотезата, такива молекули са РНК. Кои молекули в същото време, за да се извлекат ползите? Моли отговор - по-кратък, защото те са по-бързи, за да копирате, което означава, че ще бъде над скоростта на възпроизвеждане и те са просто предприети за всички ресурси в по-дългите молекули. Въпреки това, предимството е все още остава за дълго РНК. Защо?

Животът на Земята започна с молекули, които могат да създават копия на себе си, и, както изглежда, са били подобни на съвременния ДНК и РНК. Проблемът обаче е, че сегашната нуклеинова киселина нужда от помощ протеини да направите своя собствена копие. Но самите протеини не могат да бъдат създадени без нуклеиновите киселини - информация за аминокиселинната последователност, кодирана от нуклеотиди ДНК. Така че, ако нуклеинови киселини са първите в света, те няма да бъдат в състояние да напусне "семе", а ако първият бяха бялото - че който съхранява информация за протеинови молекули?

РНК прекъсвачи - новооткритите активните региони на РНК молекули, регулиращи дейността на гени. До сега се смяташе, че регулирането чрез РНК ключове е проста: прекъсвач реагира на дадено вещество и потиска (рядко - активира) за работата на ген. Американски учени са открили по-сложен регулаторен апарат, който е комплекс от две РНК ключове, които отговарят на различни вещества. Discovery показва, че древните възможности на механизма на генната регулация на несъдържащи протеини не е толкова ограничени, както се смяташе досега.

Научното разбиране за произхода на живота през последното десетилетие, има революция, и то е далеч от приключване. За съжаление, тази информация е достъпна само основно на английски език. Поредица от статии за вниманието на читателите, отчасти се запълни тази празнина.

Разработено компютъризирана устройство за експерименти върху изкуствена еволюция, която дава възможност за извършване на много операции в автоматичен режим, който по-рано е трябвало да се извършва ръчно. Поставен в инсталацията на молекула РНК с каталитични свойства (рибозими) за 70 часа повишава развитието на неговата каталитична активност е 90 пъти, които изискват закрепване 11 мутации. Може би в близко бъдеще, насочено развитие на микроорганизми и молекули ще бъде толкова просто като стартира компютърна програма.

Биолози от Scripps време Institituta на експеримент "еволюция в тръба", получени РНК молекула, която е в състояние да катализира синтеза на други РНК. Предполага се, че в зората на живота на появата на тези молекули е трябвало да бъде повратна точка между биологичното и химичното еволюцията. И, въпреки че такива РНК ензими вече направени в такива системи, новата молекула има значително по-голяма гъвкавост.

Еволюционната теория е един от крайъгълните камъни на биологията и науката като цяло. През последните години теорията за еволюцията е била подложена на бързи промени и развитие във връзка с появата на природни науки практика нов мощен слой от експериментални данни и теоретични методи. В развитието на кодиращи макромолекули са: ДНК, РНК и протеини.