Pierwsze DNA powstało wcześniej niż życie na Ziemi

Kategorie: 

Źródło: pixabay.com

Naukowcy po raz pierwszy znaleźli mocne dowody na to, że RNA i DNA mogły powstać z tego samego zestawu cząsteczek prekursorowych jeszcze zanim życie wyewoluowało na Ziemi. Najnowsze odkrycie sugeruje, że pierwsze żywe istoty na naszej planecie mogły posiadać zarówno RNA, jak i DNA, podobnie jak wszystkie współczesne formy życia oparte na komórkach.

 

RNA (kwas rybonukleinowy) i DNA (kwas deoksyrybonukleinowy) są chemicznie bardzo podobne do siebie, lecz naukowcy nigdy nie byli w stanie wykazać, w jaki sposób jeden związek chemiczny mógłby przekształcić się w drugi we wczesnej historii Ziemi, bez udziału enzymów wytwarzanych przez wczesne organizmy. Ponieważ nie udało się dotychczas odnaleźć ścieżki chemicznej łączącej RNA z DNA, przyjęło się, że RNA była podstawą pierwszych form życia przed pojawieniem się DNA.

 

RNA jest w stanie przechowywać informacje genetyczne w sposób podobny do DNA, potrafi katalizować reakcje biochemiczne tak jak enzymy białkowe i prawdopodobnie mogła wykonać podstawowe zadania biologiczne, które byłyby konieczne w pierwszych formach życia.

 

Choć badania na przestrzeni ostatnich dekad zdają się potwierdzać hipotezę „świata RNA”, zespół naukowy z amerykańskiego instytutu Scripps Research i brytyjskiego Medical Research Council zdobył właśnie mocne dowody na to, że RNA i DNA mogły powstać mniej więcej w tym samym czasie w pierwszych formach życia. Przykładowo w badaniu z 2017 roku zidentyfikowano związek, który prawdopodobnie był obecny na prebiotycznej Ziemi i mógł wykonać kluczowe zadanie, polegające na łączeniu bloków budulcowych RNA w większe nici RNA – i dokładnie to samo mógł wykonać z blokami budulcowymi DNA i białkami.

 

Teraz naukowcy połączyli spostrzeżenia z tamtego badania z najnowszym odkryciem, nawiązującym do związku zwanego tiourydyną, który prawdopodobnie był obecny na Ziemi jeszcze przed powstaniem życia i mógł być chemicznym prekursorem nukleozydowych elementów składowych wczesnych RNA.

 

Z pomocą kilkuetapowej reakcji chemicznej, zespół naukowy mógł przekształcić prekursor bloku budulcowego RNA w blok budulcowy DNA – deoksyadenozynę, która tworzy literę „A” we współczesnym czteroliterowym kodzie DNA. Alternatywnie udało się też przekształcić tiourydynę w deoksyrybozę, która jest bardzo blisko spokrewniona z deoksyadenozyną i również może być prekursorem wczesnych bloków budulcowych DNA.

Najnowsze odkrycie sugeruje, że DNA i RNA mogły powstać razem i były obecne w pierwszych formach życia. Naukowcy nie wykluczają, że RNA i DNA mogły nawet zostać zmieszane ze sobą, tworząc pierwsze geny. Takie organizmy nie występują dziś naturalnie, ale zespół z instytutu Scripps Research opisał niedawno zmodyfikowaną bakterię, która potrafi przetrwać z genami utworzonymi z mieszanki RNA i DNA.

 

Naukowcy podejrzewają, że niezależnie od tego, jak powstało życie, RNA i DNA mogły szybko przydzielić sobie odpowiedni podział pracy – DNA zajęło się stabilnym długoterminowym przechowywaniem informacji genetycznej, a RNA wykonywała własne specjalne zestawy zadań, w tym krótkotrwałe przechowywanie i transport informacji genetycznej oraz wytwarzanie białek. RNA i DNA mogły być początkowo zmieszane ze sobą, ale rozdzieliły się w zależności od wykonywanych zadań.

 

Ocena: 

3
Średnio: 3 (2 votes)
Opublikował: admin
Portret użytkownika admin

Redaktor naczelny i założyciel portalu zmianynaziemi.pl a także innemedium.pl oraz wielu innych. Specjalizuje się w tematyce naukowej ze szczególnym uwzględnieniem zagrożeń dla świata. Zwolennik libertarianizmu co często wprost wynika z jego felietonów na tematy bieżące. Admina można również czytać na Twitterze   @lecterro



Komentarze

Portret użytkownika anja

Życie na Ziemi nie mogłoby

Życie na Ziemi nie mogłoby istnieć, gdyby wewnątrz komórek nie współdziałały ze sobą DNA i RNA.
Właśnie z powodu tej fascynującej molekularnej współpracy, logicznie i trzeźwo myślącym ludziom trudno jest uwierzyć, że żywe komórki pojawiły się przez przypadek.

Zaglądając w głąb ludzkiego ciała aż do wnętrza mikroskopijnych komórek, stwierdzamy, iż jesteśmy zbudowani przede wszystkim z cząsteczek białka. Większość z nich ma postać jakby wstążek złożonych z aminokwasów i poskręcanych w najróżniejsze struktury przestrzenne. Mogą na przykład mieć kształt kulisty lub przypominać harmonijkę.

Białko może się składać zaledwie z 50 albo aż z tysięcy aminokwasów, połączonych ze sobą w ściśle określonym porządku. Nawet w najprostszej komórce znajdują się tysiące różnych rodzajów białek, mających przeciętnie po 200 aminokwasów. Czy jest możliwe, by kiedykolwiek na naszej planecie przypadkiem powstało choćby jedno białko spełniające w komórce określoną funkcję? Według pewnych szacunkowych obliczeń prawdopodobieństwo uformowania się takiego białka, złożonego tylko ze 100 aminokwasów, ma się jak jeden do biliarda!

Niektóre białka razem ze związkami tłuszczopodobnymi tworzą błony komórkowe. Inne pomagają rozprowadzać tlen z płuc po całym organizmie. Jeszcze inne to katalizatory, które trawią nasze pożywienie, rozkładając zawarte w nim białka na aminokwasy. To zaledwie kilka spośród tysięcy zadań wykonywanych przez białka. Można o nich powiedzieć, że są wykwalifikowanymi pracownikami w służbie życia, a bez nich w ogóle nie byłoby żywych organizmów!
Ponieważ komórki zbudowane są z białek, to ciągle potrzebują nowych cząsteczek białka, by zastępować nimi zużyte, katalizować reakcje chemiczne i tworzyć nowe komórki. Produkcja tych cząsteczek przebiega według instrukcji zawartych w DNA, więc białka nie istniałyby bez pomocy DNA!
RNA jest niezbędne do syntezy białek, ale samo nie może powstać bez ich udziału. Jak więc którakolwiek z tych cząsteczek mogła się pojawić samorzutnie?

Cząsteczki DNA znajdują się w jądrach komórkowych. Ich zadaniem jest nie tylko udostępnianie instrukcji niezbędnych do produkcji białek, ale też przechowywanie informacji genetycznych, przekazywanych następnym pokoleniom komórek. Swym kształtem przypominają skręconą drabinę sznurową (jest to tak zwana podwójna helisa). Każdy z dwóch „sznurów” składa się z ogromnej liczby elementów zwanych nukleotydami, których są cztery rodzaje: adenina (A), guanina (G), cytozyna (C) i tymina (T). Litery tego „alfabetu DNA” łączą się parami — A z T, G z C — tworząc „szczeble” owej helikalnie skręconej drabiny. W sumie mieści ona tysiące genów, czyli jednostek dziedziczności.

Pojedynczy gen zawiera informacje potrzebne do syntezy białka. O tym, jakie ono ma być, decyduje sekwencja liter (nukleotydów) w genie, stanowiąca zakodowaną instrukcję, swego rodzaju plan budowy. A zatem DNA, dzięki wszystkim swym podjednostkom, kryje w sobie wzorzec życia. Bez tych zakodowanych informacji nie istniałyby rozmaite białka, a co za tym idzie nie byłoby żywych organizmów.

Ponieważ jednak plan budowy białek jest przechowywany w jądrze komórkowym, a powstają one na zewnątrz jądra, potrzebna jest dodatkowa pomoc, by te zakodowane instrukcje dostarczyć na „plac budowy”. Pomoc taką zapewnia RNA (kwas rybonukleinowy), mający podobną budowę chemiczną jak DNA, a w realizacji całego zadania bierze udział kilka rodzajów tej substancji.

Operacja rozpoczyna się w jądrze komórkowym, gdzie fragment DNA ulega rozpleceniu — dwa sznury owej drabiny zostają od siebie odsunięte. Dzięki temu odpowiednie litery RNA mogą się przyłączać do odsłoniętych liter DNA, znajdujących się w jednym z tych sznurów, a pewien enzym dołącza je do tworzącego się łańcucha RNA. W ten sposób informacja zawarta w DNA zostaje przepisana na RNA w swoistym dialekcie języka DNA. Tak zbudowany łańcuch oddziela się od cząsteczki DNA, a ona sama ponownie się splata.

Po dalszych modyfikacjach powstaje aktywna cząsteczka RNA zawierająca zakodowaną informację. Następnie opuszcza jądro i dociera do miejsca produkcji białek, gdzie owa informacja zostaje odkodowana. Każda trójka liter RNA tworzy „słowo”, któremu odpowiada ściśle określony aminokwas. Inny typ RNA szuka właściwego aminokwasu, chwyta go, korzystając z pomocy enzymu, i transportuje na „plac budowy”. Informacja zakodowana w RNA jest stopniowo odczytywana i „tłumaczona”, dzięki czemu tworzy się coraz dłuższy łańcuch aminokwasów. Łańcuch ten zwija się w niepowtarzalną strukturę i w efekcie powstaje jakiś rodzaj białka. A liczba różnych jego rodzajów w naszym ciele prawdopodobnie przekracza 50000!

Sam proces zwijania się białka także ma wielkie znaczenie. W 1996 roku uczeni z całego świata postanowili rozwiązać ten złożony problem: jak pojedyncze białko, będące początkowo długim łańcuchem aminokwasów, zwija się w skomplikowaną strukturę, która decyduje o jego funkcji w procesach życiowych?!
Wówczas naukowcy oszacowali, że w wypadku średniej wielkości łańcucha zbudowanego ze 100 aminokwasów, rozwiązanie tego problemu (zwijania się białka) przez sprawdzenie każdej możliwości, zajęłoby ich ówczesnym komputerom tryliard lat!
Nie mam zielonego pojęcia w jakim czasie poradziłyby sobie z tym zadaniem dzisiejsze komputery, ale wówczas uczeni musieli się poddać, i ten naukowy fakt daje mi pewne wyobrażenie, jak niezwykle skomplikowany jest ten proces!
A czy domyślacie się, ile czasu zabiera naszemu organizmowi utworzenie łańcucha 20 aminokwasów?
Około jednej sekundy! Procesy te nieustannie przebiegają w komórkach całego naszego ciała, od stóp do głów!

Jaki stąd wniosek? Współpraca ta, która umożliwia powstawanie i dalsze istnienie organizmów żywych, a obejmuje jeszcze wiele innych czynników, przechodzi nasze ludzkie pojęcie i budzi zdumienie!
Przy tym termin „współpraca” dość słabo oddaje to precyzyjne współdziałanie, jakie jest nieodzowne, by na podstawie informacji zawartych w DNA i przy użyciu różnych form wyspecjalizowanych cząsteczek RNA mogło powstać białko.
 Nie można też nie wspomnieć o rozmaitych enzymach, z których każdy odgrywa swoistą i bardzo ważną rolę. Kiedy w naszym ciele powstają nowe komórki, a dzieje się to bez udziału naszej świadomości miliardy razy na dzień, potrzebne są im kopie wszystkich trzech rodzajów składników: DNA, RNA i białek! Zrozumiałe więc, że bez tych trzech elementów, powstałych dokładnie w jednej i tej samej chwili, i bez współdziałania między nimi życie nie mogłoby powstać!

Czy rozsądna jest zatem hipoteza, że każdy z tych trzech molekularnych współpracowników pojawił się "przez przypadek", samoistnie w tym samym czasie i miejscu, oraz był tak precyzyjnie dopasowany do pozostałych, iż zaczęły wspólnie tworzyć opisane tu cuda?

Hipoteza "świata RNA" ma bardzo poważną wadę, bo nie wyjaśnia skąd pochodziła energia potrzebna do produkcji pierwszych cząsteczek RNA. A co więcej, badacze nie znaleźli dotąd cząsteczki RNA, która potrafiłaby stworzyć od zera kopię samej siebie. Nie wiadomo także, gdzie RNA miałby się pojawić po raz pierwszy, więc zasadnicza jej część ma charakter pobożnych życzeń!

Zanim ktoś napisze, że "zarodki życia dostały się na naszą planetę z przestrzeni kosmicznej", to niech mi najpierw odpowie na pytanie, w jaki sposób w owej przestrzeni one powstały?
Najłatwiej ludziom powiedzieć, że życie "przybyło z kosmosu", i umieścić tę niewygodną "tajemnicę" gdzie indziej, umiejscowić powstanie życia w innej galaktyce, i odsunąć gdzieś bardzo daleko ten problem, wcale go nie rozwiązując!
Życie zawsze bierze początek z już istniejącego życia, więc nie mówcie, że w "zamierzchłej przeszłości", lub gdzieś daleko w kosmosie to fundamentalne prawo zostało naruszone!

Pozdrawiam Redakcję i Czytelników tego wyjątkowego portalu, którzy dobrze wiedzą, że Stwórcą życia jest Jehowa Bóg,  i że to On ma wszelką władzę nad życiem i śmiercią, i dlatego Jego umiłowany Syn zmartwychwstał!

Portret użytkownika rechotek

Świetny wykład ale po co

Świetny wykład ale po co wtrącać w to Jehowę? Uważasz, że nie ma boga prawdziwszego niż ten podjudzacz? A skąd masz taką pewność, że to on stworzył życie, bo tak napisano w "starych księgach"? był za chudy w uszach do takiej operacji. Wielu było takich samozwańczych bogów i wszyscy musieli trafić na wysypisko historii bo nie cenili życia a człowiek jako istota w pełni ukształtowana podlega prawu Stwórców a nie jakiegoś odszczepieńca udającego władcę ludzkości. To co wtedy ten "władca" mógł zaprezentować ciemnemu ludowi to my dziś mówimy na to technika. Starożytne ludy nie miały pojęcia, że ktoś bardziej ucywilizowany zostaje ich bogiem ale czy to nie na tym polega rządzenie? Nawet dziś "nasze" elyty zaopatrują się w gadżety niedostępne dla zwykłych ludzi by mieć nad tymi ludźmi kontrolę, za to twórcy judaizmu przeskoczyli wszystkich "bożków" bo ogłosili się jedynymi ludźmi na Ziemi. Zwykle pycha idzie przed upadkiem ale największym grzechem elit i ich wyznawców jest zaniedbanie, zachłanność i zwykła głupota a wszystko to reprezentują wyznawcy religii judaistycznej i pokrewnych bo to że biją czołem o ścianę czy podłogę albo tłuką się w klatę nigdy nie zmyje ich winy wobec nich samych.

Portret użytkownika Tomasz123

Do anja.Bardzo Ci dziękuję za

Do anja.Bardzo Ci dziękuję za dokładne opisanie stopnia skomplikowania żywej komórki.Dziękuję,że zgodnie z faktami przypisujesz stworzenie życia Jehowie Bogu.Proszę - nie zrażaj się niektórymi komentarzami.Pozdrawiam Cię.

Portret użytkownika UPAdlina

Życie nie ma końca, ani

Życie nie ma końca, ani początku, więc nie ma zmartwychwstania. A większość obchodzi święta dla tradycji ukrze. A znowu większość z tej większości obchodzi je zachlewając ryje na umór. Wiesz coś o tym na pewno.

"Przeciwstawiać się zbliżeniu Polaków i Rosjan, podsycać ich wrogość do siebie, pamiętając, że sojusz rosyjsko-polski jest zagrożeniem dla Ukrainy" Fragm.uchwały OUN z 22.VI.1990

Portret użytkownika anja

Szczęśliwy jest człowiek,

Szczęśliwy jest człowiek, który nie chodzi za radą niegodziwców ani nie stoi na drodze grzeszników, ani nie zasiada tam, gdzie siedzą szydercy.

Grzesznicy zostaną z ziemi wytraceni, a niegodziwców już nie będzie. Błogosław Jehowę, duszo moja. Wysławiajcie Jah!

Zaprawdę, zaprawdę wam mówię: Nadchodzi godzina, i teraz jest, gdy umarli usłyszą głos Syna Bożego, a ci, którzy usłuchają, będą  żyli.  Bo jak Ojciec ma życie sam w sobie, tak też dał Synowi, aby miał życie sam w sobie.  I dał mu władzę sądzenia, gdyż jest on Synem Człowieczym.  Nie dziwcie się temu, ponieważ nadchodzi godzina, w której wszyscy w grobowcach pamięci usłyszą jego głos  i wyjdą: ci, którzy czynili to, co dobre, na zmartwychwstanie życia; ci, którzy się dopuszczali tego, co podłe, na zmartwychwstanie sądu.

Prawy dba o duszę swego zwierzęcia domowego, lecz zmiłowania niegodziwców są okrutne!

Portret użytkownika Kangur.

Jehowa (Yah-Hovah) to demon,

Jehowa (Yah-Hovah) to demon, który pochłonie też i Ciebie anja. Odpuść sobie, tubylców nie zwiedziesz.

”Yah” (#H3050) oznacza “bóg”.

“Hovah” (#H1942) tłumaczy się na “chętnie pożądany, upadły, pragnienie, ruina, klęska, wina, intryga, niegrzeczny, obrzydliwy, perwersyjny, bardzo zły. “

 

________________________________________

"Niektórzy "ludzie" nigdy nie będą mnie lubić, ponieważ mój duch irytuje ich demony…"

Portret użytkownika Kangur.

hehe...nie "misiu", od

hehe...nie "misiu", od dziesięcioleci jestem na tych częstotliwościach, tylko dodatkowo posiadam taką wyjątkową zdolność, potrafię obiektywnie oceniać sytuację i w razie konieczności, używam, "ogona" by bronić atakowanych Wink

________________________________________

"Niektórzy "ludzie" nigdy nie będą mnie lubić, ponieważ mój duch irytuje ich demony…"

Portret użytkownika Kangur.

Właśnie dla tego teraz do

Właśnie dlatego teraz do Ciebie piszę AMR, bo jeszcze nie "... jest za późno na jakąkolwiek zmianę" ... Zatem moja względna ocena, jest w tej chwili obiektywną oceną, przekieruj swoją pogardę, na właściwe tory...to wszystko i aż tyle.

________________________________________

"Niektórzy "ludzie" nigdy nie będą mnie lubić, ponieważ mój duch irytuje ich demony…"

Strony

Skomentuj