Космологические и комбинаторные основания редкости жизни в наблюдаемой вселенной

[Combinator]

А вот вам и рибозим способный к полной саморепликации и биологической эволюции.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2652413/pdf/nihms86142.pdf

Ну сколько же можно наступать на одни и те же грабли! Вот описание этого рибозима в статье А. Маркова: http://elementy.ru/news/430963
Отрывок из неё:
============================
Размножающиеся пары рибозимов не могут использовать в качестве исходного материала для сборки новых молекул РНК отдельные рибонуклеотиды: они пока умеют работать лишь с олигонуклеотидами, то есть с довольно длинными фрагментами РНК, состоящими из многих рибонуклеотидов.
===========================

Если "на пальцах", то можно привести такую аналогию. Вам нужно сделать систему, умеющую собирать саму себя. Работая в этом направлении учёные создали механизм-автомат, способный собирать собственную копию из двух частей, если его снабжать этими готовыми частями. Всё. Откуда взялись готовые части создатели системы оставляют за скобками (как и вопрос, как долго способен просуществовать рибозм-сборщик если "подвоз" готовых частей прекратится). До самовоспроизводящегося и эволюционирующего "мира РНК" от этого опыта ещё очень и очень далеко...

[AlexAV]

Если "на пальцах", то можно привести такую аналогию. Вам нужно сделать систему, умеющую собирать саму себя.

Отчасти. Такая и подобные структуры катализируют собственный синтез из нуклеотидов, но слишком медленно для самовоспроизводства (рибозим гидролизуется быстрее, чем успевает собрать собственную копию). Но это вопрос количественный, а не качественный. Причём во многом проблема именно подбора условий протекания реакции (примеси ионов металлов, наличие границ раздела сред способствующих катализу и т.д.). В этом плане он конечно окончательно не решён.

Однако звучало возражение:

Интуиция подсказывает, что если минимальный саморепликатор еще можно воткнуть в 40-60 нуклеотидов (кирпичиков) то уже более богатая по возможностям жизнь потребует чуда эквивалентного 300 или даже 1000 нуклеотидам. А может и больше!

Т.е. что такая простая структура неспособна к дальнейшей биологической эволюции. А вот именно это данные эксперименты полностью опровергают.

Структура из порядка 70 нуклеотидов (и совсем небольшим количеством “значимых”) уже обладают всеми свойствами живого организма.

То что здесь субстрат достаточно экзотический в этом смысле ничего особо не меняет.

[Проходящий Кот]

Тоесть для начала процесса жизни необходимо наличие некоторого числа атомов металлов в качестве катализаторов.
Это как раз не проблема.
Тем более, что они эти атомы всегда есть в микроколличествах....

[alex_semenov]

Пример, колода 36 карт, вероятность вытащить бубнового туза 1/36~0,027. Возьмем 10 колод и составим одну из 36 карт, в которой бубновых тузов 10, вероятность вытащить из такой колоды бубнового туза равна 10/36~0,27.
В обоих случаях, событие "выпал бубновый туз" СЛУЧАЙНОЕ событие.
Мазур, должно быть, считает, что во втором случае это событие стало закономерным.

Я вам сейчас влеплю минус, за то, что вы тут занимаетесь явной ДЕМАГОГИЕЙ!
Ничего подобного Мазур не предполагал.
И если вы НЕ ПОНИМАЕТЕ разницы между вашим явно неверным примером и расчетом Мазура, то вам ЗДЕСЬ НЕЧЕГО ДЕЛАТЬ!
Как вы можете иметь некое свое сколько-нибудь весомое мнение по такому вопросу?
Мазур не увеличил число карт в колоде. Их как было 10^1000 (хотя это спорно само по себе, но сейчас же не об этом!) так и осталось. Мазур увеличил число ПОПЫТОК вытянуть нужную карту.
Если раньше попытка была, условно, одна (мы рассчитывали все для видимой части вселенной) то теперь попыток стало много больше чем карь в колоде (после каждой попытки мы возвращаем карту ибо процесс случайный и никак ПРИЧИННО не связанный).
Как считает Мазур? (кстати в моем конспекте более правильного расчета нет, но он есть в работе на которую я даю ссылку)
У вас 36 карт. Нужно вытянуть одну какую-то конкретную.
Вы делаете первую попытку. Не она.
Возвращаете, перетасовывает. Еще попытка. Не она.
Опять возвращаете.
У вас есть N попыток. Какова вероятность, что за N попыток, нужная карта вам попадется в руки (пускай вы не смотрите что вынули, какова вероятность что вы держали нужную карту в руках)?
Все просто.
Вытянуть нужную карту в первой попытке1/36. Вероятность не вытянуть 1-1/36
Вероятность не вытянуть с первой и со второй попытки? (1-1/36) (1-1/36)
Вероятность не вытянуть с N первых попыток? (1-1/36)^N
Вероятность вытянуть с N первых попыток? 1- (1-1/36)^N

Пускай у нас одна попытка. 1-(1-1/36)^1 = 1/36 =0,027778 (два-три шанса из 100)
Пускай у нас 36 попыток. 1-(1-1/36)^36 = 0,63729
360 попыток? 0,999961
3600? Excel говорит 1. Врет конечно...
Так вот. В инфляционной вселенной на одну "карту" из "колоды" в 10^1000 "карт" предпринимается  МИНИМУМ 10^[10 000 000]  попыток ее "вытянуть".
То есть вероятность, как утверждал бы Excel, будет почти 1.
А то, что вы приплели - это либо ошибка ума, либо ошибка совести. И обе КРАЙНЕ безобразные.

Кстати, пока подобные расчеты делал уважаемый астрофизик Хойл (для видимой вселенной, где N попыток просто ни как не может быть более 10^100), а после него и многие другие и при этом, разумеется, неизменно получали вероятность неотличимую от 0 (то есть удобную всякого рода "креационистам", от религиозных до вполне научно мыслящих детерминистов), ни одна "тварь" не сомневалась в этом простом статистическим подходе!
НИ НА ЕТУ!
Отстаивали с пеной у рта! Тыкали в результат! Пучили глаза в изумлении, мол, какая же чудовищно-малая вероятность должна случиться! 10^-900! Нет! Не может такого быть! Это рука божья! (другая версия - это действует некий не открытый нами пока закон природы! Надо искать!)
Но когда вселенная по ту сторону горизонта видимости РЕЗКО расширилась и количество попыток резко возросло, а вероятность случайного зарождения стала неотличимой от 1, то всякая БЕССОВЕСТНАЯ шваль, начала сомневаться в методике и рукоблудить в трех соснах с картами!
О чем это говорит?

Собственно, дальше Мазура, можно уже не читать.

Это вас ДАЛЬШЕ можно не читать.
Пойдите наберитесь либо элементарных знаний, либо минимума совести!
 

[alex_semenov]

Кстати, сегодня утром "снялся с ручника" и таки посмотрел лекцию Кунина...
Под СИЛЬНЫМ впечатлением... Да, комментарий на сайте - полный отстой... Но обсуждать лекцию Кунина надо не в этой теме. И я даже уже ЧЕТКО знаю в какой...

На умные реплики, которые тут накопились, постараюсь ответить позже.

[Combinator]

Отчасти. Такая и подобные структуры катализируют собственный синтез из нуклеотидов, но слишком медленно для самовоспроизводства (рибозим гидролизуется быстрее, чем успевает собрать собственную копию).

Ещё раз - эта стуктура катализирует собственный синтез не из нуклеотидов, а из других РНК (по сути, собственных фрагментов), которые должны обладать последовательностью нуклеотидов, удовлетворяющей вполне определённым условиям.

Но это вопрос количественный, а не качественный.

Вопрос именно количественный. Нужно показать, что данный процесс мог протекать на ранней Земле (с учётом доступности в тех условиях всех необходимых химических веществ) и завершиться появлением клетки за время не более нескольких сот миллионов лет. А качественно и самосборка ХомоСапиенс с нуля теоретически возможна, в рассуждениях Мазура ещё какое-то там дополнительное количество порядков при степени качественно ничего не изменят.

[-Asket-]

Кстати, сегодня утром "снялся с ручника" и таки посмотрел лекцию Кунина...

Вот и хорошо, и это почитайте:

Чернавский Д.С. "Проблема происхождения жизни и мышления с точки зрения современной физики" УФН 170 157–183 (2000)
При попытках физического описания возникновения живых существ из неживой материи возникают трудности, связанные с оценками маловероятных событий. Показано, что эти трудности — результат предвзятого понимания слова «кодирует». Они снимаются, если принять, что в первичных организмах (гиперциклах) полинуклеотид не «кодировал», а катализировал образование белка. Рассмотрен реалистический сценарий такого процесса, включая возникновение единого кода. Обсуждается проблема мышления и образование соответствующего аппарата в эволюции. Для этой цели приведен анализ понятий: информация, ценная информация и генерация информации. Показано, что мышление в значительной мере сводится к распознаванию образа. Рассмотрен возможный молекулярный механизм процесса распознавания. Показано, что возникновение подобного механизма в эволюции вполне вероятно.

[AlexAV]

Ещё раз - эта стуктура катализирует собственный синтез не из нуклеотидов

В этом эксперименте размножение осуществляется с использованием готовых олигополимерных цепочкек. Но все рибозисы со структурой типа hammerhead (в этом эксперименте тоже нечто весьма близкое к ней с двумя петлями) обладают также каталитической активностью и в реакциях самовоспроизводства из отдельных нуклеотидов. Просто для пока в известных условиях её не хватает для полного воспроизводства за характерное время жизни рибозими.

[Combinator]

Но все рибозисы со структурой типа hammerhead (в этом эксперименте тоже нечто весьма близкое к ней с двумя петлями) обладают каталитической активностью и в реакциях самовоспроизводства из отдельных нуклеотидов. Просто для пока в известных условиях её не хватает для полного воспроизводства за характерное время жизни рибозими.

Это для меня что-то новенькое. Буду благодарен за ссылку хотя бы на одну статью про самовоспроизводство из отдельных нуклеотидов структур типа hammerhead.

[Nitecore]

Мазур не увеличил число карт в колоде. Их как было 10^1000 (хотя это спорно само по себе, но сейчас же не об этом!) так и осталось. Мазур увеличил число ПОПЫТОК вытянуть нужную карту.
Если раньше попытка была, условно, одна (мы рассчитывали все для видимой части вселенной) то теперь попыток стало много больше чем карь в колоде (после каждой попытки мы возвращаем карту ибо процесс случайный и никак ПРИЧИННО не связанный).
Как считает Мазур? (кстати в моем конспекте более правильного расчета нет, но он есть в работе на которую я даю ссылку)
У вас 36 карт. Нужно вытянуть одну какую-то конкретную.
Вы делаете первую попытку. Не она.
Возвращаете, перетасовывает. Еще попытка. Не она.
Опять возвращаете.
У вас есть N попыток. Какова вероятность, что за N попыток, нужная карта вам попадется в руки (пускай вы не смотрите что вынули, какова вероятность что вы держали нужную карту в руках)?
Все просто.
Вытянуть нужную карту в первой попытке1/36. Вероятность не вытянуть 1-1/36
Вероятность не вытянуть с первой и со второй попытки? (1-1/36) (1-1/36)
Вероятность не вытянуть с N первых попыток? (1-1/36)^N
Вероятность вытянуть с N первых попыток? 1- (1-1/36)^N

А если требуется вытащить бубнового туза несколько миллиардов раз подряд? теоретически возможно а практически этого не случится никогда и за триллионы лет. Хоть сколько попыток не делать никогда этого не будет, к тому же время попыток все-таки ограничено и до предельно малого срока от появления пригодных условий для жизни и до собсвтенно уже появление самое жизни, довольно таки небольшой промежуток.

[Проходящий Кот]

И что значит этот крик души?

[Polnoch Ксю]

Интересно, эта тема доживёт до первых экзопланетных результатов по Джеймсу Веббу?

Ведь теория теорией, а наблюдение наблюдением... Мы либо найдём (к некоторому ущербу для "лебедя") экзопланеты с кислородными линиями, либо нет...

[AlexAV]

статью про самовоспроизводство из отдельных нуклеотидов

Ну полного воспроизводства из нуклеотидов пока не получилось. Лучший рибозим-полимераза (tC19Z) успевает катализировать присоединение только около 95 нуклеотидов при собственной длине 187. Но, как видите, разрыв уже не очень велик.

[AlexAV]

Интересно, эта тема доживёт до первых экзопланетных результатов по Джеймсу Веббу?

Надеюсь.

Ведь теория теорией, а наблюдение наблюдением... Мы либо найдём (к некоторому ущербу для "лебедя") экзопланеты с кислородными линиями, либо нет...

Совершенно согласен. Нет ничего ценнее хорошего наблюдения или эксперимента.

[Астронорм]

Я вам сейчас влеплю минус, за то, что вы тут занимаетесь явной ДЕМАГОГИЕЙ!

Скотились до угроз ? Ну,ну…
Можете сразу десяток поставить, мне не жалко

И если вы НЕ ПОНИМАЕТЕ разницы между вашим явно неверным примером и расчетом Мазура, то вам ЗДЕСЬ НЕЧЕГО ДЕЛАТЬ!

Да, ну ?
Покомандовать тут решили ? Ну, давайте, "забаньте" меня 

Как вы можете иметь некое свое сколько-нибудь весомое мнение по такому вопросу?
Мазур не увеличил число карт в колоде. Их как было 10^1000 (хотя это спорно само по себе, но сейчас же не об этом!) так и осталось. Мазур увеличил число ПОПЫТОК вытянуть нужную карту.

Это к теме не имеет отношения. Вам уже человек десять сказали, где у Мазура лажа - постулат о равной вероятности любой последовательности нуклеотидов.
Читайте внимательней своих оппонентов, если я вас раздражаю:

Нет, гипотеза Мазура ложна, поскольку основана на ложном претположении, что реальные химические среды идентичны абстрактной филосовской модели "О бесконечных обезьянах" Реальные среды детерминированы химическими и прочими взаимодействиями компонентов среды. Потому область возможных значений которые может принять среда ограничена этими самыми взаимодействиями.

У все есть количественное описание этого?

А мне этого делать не нужно. Это Мазур должен доказать что реальные среды имеют свойства идеальных. Тогда его гипотезу можно считать целостной и достаточной, и претендуещей на какое то место в научном мире.

Отлично сказано.

Остальной бред, не имеющий отношения к теме, оставляю без комментариев.

…то всякая БЕССОВЕСТНАЯ шваль, начала сомневаться в методике и рукоблудить в трех соснах с картами!

И это модераторы считают приемлемым ? М-да… куда катится Интернет.

Для тех, кто еще не потерял нить рассуждений, в потоках этого словесного поноса, еще раз указываю на лажу Мазура, для дальнейшего цитирования и копипаста (иначе эту мумию мертворожденной гипотезы так и будут вытаскивать из чуланчика):

Представим себе область вселенной, где мы рассматриваем возможность возникновение жизни. Там происходят единичные попытки случайно создать данную молекулу. Вероятность того, что нужная нам молекула образуется в одной попытке (в предположении что способностью к саморепликации обладает только одна молекула из всех возможных K комбинаций длины m) будет:

Ни одной реальной среды с такими характеристиками ни вы ни Мазуре привести не сможете.
Даже искусственно создать такую среду в пробирке практически невозможно. Даже в компьютерной модели идеального газа.
Не будут вероятности всех последовательностей равны.
Эта формула к вероятности молекулярных последовательностей в среде не применима. В каждой специфической среде, при каждых специфических термодинамических условиях будет свое специфическое распределение последовательностей.

Насчет колод. Если читать между строк словообильные излияния ТС, можно заметить, что ему не нравится идея, что из множества существующих колод, иными словами доменов (хотя на самом деле речь идет об областях побольше), оказывается есть "колода" (область) с 10 тузами, в котором вместо хаоса и равной вероятности всего и вся, почему то наблюдаются повсеместно сложные, высоко организованные структуры, на всех наблюдаемых масштабах, от свехскоплений, до атомов и молекул.
Ну, так устроена наша Вселенная, красиво и сложно, печально, что кому-то это поперек горла. 

[Combinator]

Ну полного воспроизводства из нуклеотидов пока не получилось.

Наконец-то Вы это признали.

Лучший рибозим-полимераза (tC19Z) успевает катализировать присоединение только около 95 нуклеотидов при собственной длине 187. Но, как видите, разрыв уже не очень велик.

Что значит "успевает"? Процесс ведь статистический, нет абсолютно никакого правила, что собрать 95 но он успевает всегда, а присоединить 96-е уже никогда. На самом деле в статье по ссылке речь несколько о другом. РНК длиной 95 но успешно копирует вовсе не рибозим tC19Z, а другой рибозим - tC19. И эти 95 нуклеотидов вовсе не являются частью его самого, эта РНК-матрица содержит уникальную последовательность но, которую он только и может копировать!  Что же касается упомянутого Вами tC19Z, то он действительно может копировать весьма широкий спектр последовательностей но, но очень коротких! В частности, авторы упоминают про успешные опыты копирования при помощи него небольшого рибозима типа hammerhead длиной 24 но. Итак, при собственной длине 187 он копирует РНК длиной 24, как видите, разница практически в порядок величины!

[Polnoch Ксю]

И это модераторы считают приемлемым ? М-да… куда катится Интернет.

Может, Алекс и переборщил, но просто клоны раздражают, когда старенькие пользователи, что бы не сесть в лужу, когда в себе не уверены, заводят клона, и пишут провокационные посты из-под него.

Вы пишите по делу, но писали бы не из под этого аккаунта, доверия к вам было бы больше (сочувствую, если этот Ваш аккаунт не клон, но ещё несколько месяцев про Вас будут думать именно это, слишком недавно зарегались)

[AlexAV]

Что значит "успевает"? Процесс ведь статистический, нет абсолютно никакого правила, что собрать 95 но он успевает всегда, а присоединить 96-е уже никогда.

Понятно, что статистический. 95 - это максимальное зарегистрированное, на сколько можно понять.

В частности, авторы упоминают про успешные опыты копирования при помощи него небольшого рибозима типа hammerhead длиной 24 но.

Если он успешно скопировал РНК длинной 24 у нуклеотида, это не значит, что это максимальная длинна которую он может скопировать.

Если его активность (количество нуклеотидов присоединяемых в секунду) близка к tC19, то и максимальная длинны цепи тоже должны быть близки.

Опять же при поиске tC19 (tC19Z сравнительно небольшая его модификация) было охвачена область в около 75 млн. мутаций R18. А это лишь ничтожная часть всех возможных конфигураций рибозима такой длинны. Маловероятно, что это оптимум.

[Астронорм]

Может, Алекс и переборщил,

На самом деле, я не обижаюсь  Привык уже к разным Интернет-чудакам.

Вы пишите по делу,

Здесь все пишут по делу, с десяток человек указали на ошибку Мазура. Эффект нулевой, "пациент" скорее мертв, чем жив. Продолжает повторять одну и ту же мантру.

…но писали бы не из под этого аккаунта, доверия к вам было бы больше (сочувствую, если этот Ваш аккаунт не клон, но ещё несколько месяцев про Вас будут думать именно это, слишком недавно зарегались)

Вы уже все для себя решили, поэтому в ваше сочувствие я не верю.

[-Asket-]

95 - это максимальное зарегистрированное, на сколько можно понять

Уже нет Origin of life: Cold-hearted RNA heats up life // Nature Chemistry  5, 987–989 (2013)

The bar chart depicts various improvements to the class I ligase ribozyme that can perform a single ligation reaction compared with its approximately 118-nucleotide length. Variants of this ribozyme type were selected in vitro to perform multiple ligation reactions in search of processive polymerization. These included the E278-19 ribozyme that can perform three successive ligation reactions, the R18 ribozyme that can polymerize 14 nucleotides, the B6.61 ribozyme that can polymerize 20 nucleotides, and the tC19Z ribozyme, that can polymerize up to 95 nucleotides. The latest development tC9Y, can polymerize up to 206 nucleotides, thereby finally exceeding its own length (202 nucleotides). Compared with tC19Z, this record-setting ribozyme has three cold-derived mutations (blue circles) in addition to one 'general up' mutation (red circle). The per-position error rates of most of these polymerases falls in the 0.1–1% range, putting them near the minimum level needed to sustain biological information in the long run.