Происхождение вирусов

[mbrane]

Может, в этом и соль?

таки да..ю опыт показывает что неизбежность усложнения организации миф... и демострирует механимы упрощения организации организма во врем паразитизма...хотя это и рантше знали после изучения микоплазм

Там случаются утро и вечер, и другое всякое разное.

самое главное там еще и конкуренция идет всеми доступными методами

[Андрей Астрофизический]

Я просто хотел сказать, что если бы исследователи не создавали в своей реторте идеальные-стабильные условия (для процветания скатившихся в примитив цепочек), а симулировали там более реалистичные - менее стабильные и переменчивые условия, то результат, может быть, мог быть другим. С точностью до наоборот - пошло бы усложнение...

[pkl]

Нужна мембрана для следующего этапа эволюции.....

Она тоже появилась очень рано. Почти сразу.

[pkl]

Я просто хотел сказать, что если бы исследователи не создавали в своей реторте идеальные-стабильные условия (для процветания скатившихся в примитив цепочек), а симулировали там более реалистичные - менее стабильные и переменчивые условия, то результат, может быть, мог быть другим. С точностью до наоборот - пошло бы усложнение...

Я думаю, стремление экспериментаторов упростить условия проведения эксперимента в реторте, чтобы лучше понять его и есть их главная ошибка - вместо жизни появляется молекула-паразит.

[Rattus]

Например, некоторые из этих пептидов здорово ускоряют репликацию РНК. Или могут добывать энергию из других химических реакций. Или эффективно режут РНК других последовательностей на нуклеотидов. Короче, некоторые /не все/ полипептиды обеспечивают выживаемость этого центра.

Например. Собственно на это разве что и рассчитывают специалисты в надежде снизить комбинаторную сложность абиогенеза.

Чем короче фрагмент, тем, полагаю, более узким становится тот диапазон условий, в которых он в приципе способен реплицироваться. А более длинные и сложные могут быть лучше приспособлены к более широкому ассортименту условий среды.

Поздравляю с изобретением велосипеда цикла Дарвина-Эйгена!

Лужа - она не лабораторная реторта. Там случаются утро и вечер, и другое всякое разное. Если подобрать темп+амплитуду изменения условий, возможно ситуация изменится и преимущество получат усложняющиеся организмы, более приспособленные к "данной луже в любое время суток".

Поздравляю с изобретением амплификатора!

Я просто хотел сказать, что если бы исследователи не создавали в своей реторте идеальные-стабильные условия (для процветания скатившихся в примитив цепочек), а симулировали там более реалистичные - менее стабильные и переменчивые условия, то результат, может быть, мог быть другим.

Может быть. Вот только триллиардов пробирок и миллионов лет у исследователей, к сожалению, нет, чтобы перебрать хотя бы небольшую часть вариантов условий реакции. Пока только так удалось открыть путь появления только отдельных пуриновых оснований.

[Андрей Астрофизический]

Поздравляю с изобретением

Ну, кто из нас двоих биолог. Явно не я.
Вам известно, как эти вещи в вашей науке называются. Я же рассуждаю на основе своих интуитивных "бытовых" представлений. Рассуждения такого рода могут быть как верны, так и совершенно неверны, но раз вы говорите что я "изобрел велосипед" - значит, все таки первое.

Вот только триллиардов пробирок и миллионов лет у исследователей, к сожалению, нет

А тут уже мое поле, пожалуй. Если требуется найти те условия, в которых жизнь детерминированно зарождается. То может быть, нет необходимости использовать "алгоритм грубой силы" и перебирать по порядку все возможные варианты.
Для примера - загуглите "Задача коммивояжера". Это пример, регулярно возникающей практической задачи, для решения которой методом грубой силы (т.е. перебором всех возможных вариантов) у современного компьютера ушло бы неприемлемо долгое время. Порядка нескольких лет или десятилетий. Однако на практике она решается быстрее.
У нас есть подсказка - жизнь есть на нашей планете. Почему бы не попробовать, для начала, воспроизводить в пробирках суточный и приливно-отливный цикл, такими какими они могли быть в то время на нашей планете.

[Rattus]

Я же рассуждаю на основе своих интуитивных "бытовых" представлений.

Но Ви так пишете, будто Вы это первый придумали, а биохимики этот подход не применяют.

Для примера - загуглите "Задача коммивояжера". Это пример, регулярно возникающей практической задачи, для решения которой методом грубой силы (т.е. перебором всех возможных вариантов) у современного компьютера ушло бы неприемлемо долгое время. Порядка нескольких лет или десятилетий. Однако на практике она решается быстрее.

В очень отдельных случаях, согласно нынешней Википузии. Строго по бессмертной классике: "Задача решена для частного случая сферического коня в вакууме". Как и задача пространственной укладки биополимеров. И задача эволюционной самоорганизации аппарата репликации-трансляции в число решенных пока таки тоже не вошла. Как найдёте решение - можете просить коллег-товарищей подавать на вас в Стокгольм.

У нас есть подсказка - жизнь есть на нашей планете.

У нас и перечень всех простых чисел до чёрте-какого номера имеется. Вот только сильно ли это помогает вскрыть заинтересованным лицам код Вашей банковской карты или пароль к почтовому ящику?

Почему бы не попробовать, для начала, воспроизводить в пробирках суточный и приливно-отливный цикл, такими какими они могли быть в то время на нашей планете.

Так он и так воспроизводится с учётом того, что у рибозимов скорость катализа как минимум на три порядка меньше чем у белковых энзимов. Причём это ограничение не только снизу, но и сверху - если принять во внимание, что всякий катализатор работает в обе стороны согласно неумолимой термодинамике, и вода (тем более тёплая) сама по себе замечательно проводит разложение множества самых разных полимеров (гидролиз) - почему её в свободном виде в клетках практически и нет.
Так что при запуске подобных экспериментов первое о чём следует подумать - доживут ли экспериментаторы до окончания хотя бы первого его этапа.
Кстати, как Вы должны знать, одна из основных проблем поиска экзопланет в зонах потенциальной обитаемости у звёзд поярче чем красные карлики состоит в длительности годичных периодов - сопоставимых с нашим - потому за всё время работы орбитального телескопа (порядка пятилетки) ему удаётся зафиксировать всего несколько транзитов по диску наблюдаемой звезды.

[Maki]

Но Ви так пишете, будто Вы это первый придумали, а биохимики этот подход не применяют.

В данном случае, ваш собеседник совершенно безгрешен, и судя по всему, высказал свои собственные мысли.
То, что они не новы (и даже в этой теме уже обсуждались) - это ему скорее плюс.

Что касается амплификатора - позволю себе задать идиотский вопрос:
А какие значения температур были бы оптимальны в случае РНК, и конкретно рибозимов?

[Rattus]

В данном случае, ваш собеседник совершенно безгрешен, и судя по всему, высказал свои собственные мысли.
То, что они не новы (и даже в этой теме уже обсуждались) - это ему скорее плюс.

Да пусть, конечно - это вовсе не нарушение в данном случае, а предлог ещё просветить читателя. Но забавно прост.

А какие значения температур были бы оптимальны в случае РНК, и конкретно рибозимов?

В случае конкретно рибозимов-полимераз - чем меньше - тем процессивнее - вплоть до ниже нуля (в буферном соляном растворе).

[Maki]

Да пусть, конечно - это вовсе не нарушение в данном случае, а предлог ещё просветить читателя. Но забавно прост.

Если человек, очевидно далёкий от предмета, им интересуется и делает по сути верные суждения (или даже ошибочные) - это, на самом деле, не забавно, а очень и очень хорошо.

В случае конкретно рибозимов-полимераз - чем меньше - тем процессивнее - вплоть до ниже нуля (в буферном соляном растворе).

Таааак... Очччень интересно. А как бы им понравилось замораживание и особенно граница между жидкостью и льдом?

[pkl]

Например, некоторые из этих пептидов здорово ускоряют репликацию РНК. Или могут добывать энергию из других химических реакций. Или эффективно режут РНК других последовательностей на нуклеотидов. Короче, некоторые /не все/ полипептиды обеспечивают выживаемость этого центра.

Например. Собственно на это разве что и рассчитывают специалисты в надежде снизить комбинаторную сложность абиогенеза.

Только вряд ли это у них получится. Я думаю, жизнь изначально возникла как сложные молекулярные комплексы, куда входили и полипептиды, и полинуклеотиды. Разбирать и изучать её "по винтикам" бессмысленно.

Что характерно, слушаю сейчас лекции по происхождению жизни, так все лекторы говорят, что синтез аминокислот, а, равно, нуклеотидов по отдельности представляет собой сложную, порой неразрешимую задачу. И тот же синтез в смеси проходит легко и непринуждённо!

[Maki]

И тот же синтез в смеси проходит легко и непринуждённо!

Весьма интересно. Погуглю...

[pkl]

И тот же синтез в смеси проходит легко и непринуждённо!

Весьма интересно. Погуглю...

Дабы облегчить Вам труд:

...Ученые задались целью (уже не первые, как можно заметить) установить реалистичные условия для синтеза полипептидов, такие, которые бы действительно могли иметь место на ранней Земле. Отталкивались от все той же идеи: для полимеризации требуется переменное увлажнение и высушивание смеси химических соединений при высоких температурах.

Где, как и почему могли бы возникать требуемые циклы увлажнения-высушивания на древней Земле? Вероятно, высушивание могло происходить где-то на участках обнаженной суши в жаркие солнечные дни, источником же влаги могли быть, к примеру, дожди или приливные волны. Но в такого рода сценариях воды получается очень много — пожалуй, слишком много, чтобы обеспечить формирование и сколько-нибудь устойчивое существование длинных пептидных цепочек.

Во всех более ранних работах, попытки добиться полимеризации аминокислот (напрямую), были крайне малоэффективны — фактически, удавалось получить цепочки всего из двух ковалентно связанных аминокислот (дипептиды), да и то лишь с очень маленьким выходом. Повторение этапов смачивания-высушивания не помогало добиться формирования более длинных цепочек, если только в смеси не добавляли гидроксикислоты, как в вышеописанной работе. Все потому, что вода, присутствуя в избытке, действует разрушительно по отношению к пептидным связям.

Авторы предложили рассмотреть совершенно новый оригинальный сценарий. Идея в следующем. У некоторых (не любых) минеральных солей есть способность при превышении определенного порога относительной влажности атмосферного воздуха поглощать водяной пар (по-английски это свойство солей называют термином deliquescence). Самопроизвольная гидратация этих солей приводит к переходу их из кристаллического состояния в насыщенный водный раствор. При понижении влажности происходит обратный процесс — раствор отдает влагу в атмосферу, и соль кристаллизуется. Возможно, если аминокислоты окажутся в смеси с такими солями, и эта смесь будет периодически высушиваться и увлажняться, то поглощаемой солью влаги будет достаточно для формирования пептидных цепочек?

https://elementy.ru/novosti_nauki/433566/Opredeleny_veroyatnye_usloviya_abiogennogo_sinteza_polipeptidov_na_ranney_Zemle/t5271994/Zarozhdenie_zhizni

В заметке Тайна происхождения жизни скоро будет разгадана? («Элементы», 12.01.2009) мы рассказали об одной из проблем, стоящих перед учеными, которые пытаются разгадать эту тайну. Проблема состоит в том, что химикам до сих пор не удалось подобрать реалистичные условия, в которых из азотистых оснований, рибозы и фосфорной кислоты сами собой синтезировались бы рибонуклеотиды — «строительные блоки», из которых затем может образоваться молекула РНК. И азотистые основания, и рибоза могут формироваться самопроизвольно из простейших ингредиентов в условиях, которые могли существовать на древней Земле и даже в космосе, в протопланетном облаке. Но вот объединяться вместе, чтобы образовать рибонуклеотид, они в этих условиях наотрез отказываются. Точнее говоря, пуриновые нуклеотиды (аденозин А, гуанозин Г) синтезируются, но с низкой эффективностью, а пиримидиновые (уридин У, цитидин Ц) не синтезируются совсем. Кроме того, очень трудно получить рибозу и «правильные» азотистые основания в достаточно чистом виде. Обычно образуется чудовищная смесь всевозможных сахаров или азотистых соединений, в которой «нужные» вещества составляют лишь незначительный процент. В ходе дальнейших самопроизвольных реакций все эти вещества соединяются друг с другом тысячами разных способов, и обычно всё кончается образованием нерастворимых смол, из которых уже почти невозможно получить что-то путное.

В той же заметке говорилось о том, что химик Джон Сазерленд (John Sutherland) и его коллеги из Манчестерского университета (Великобритания) нашли «обходной путь», позволяющий синтезировать рибонуклеотиды не из готовых крупных блоков — рибозы и азотистых оснований — а из более простых органических молекул. Мы тогда сообщили, что Сазерленд и его коллеги готовят к публикации статью, в которой будут разрешены основные проблемы синтеза РНК из простейшей органики. В последнем номере журнала Nature эта статья наконец вышла, и теперь мы можем узнать, что же придумали британские химики.

В основе их открытия лежат три замечательные находки. Первая состоит в том, что они догадались сразу добавить в реакционную смесь фосфорную кислоту (неорганический фосфат). До сих пор все исходили из естественного допущения, что фосфат нужен только на последней стадии синтеза рибонуклеотида, когда фосфат присоединяется к рибозе, которая до этого уже присоединилась к азотистому основанию. Однако оказалось, что фосфат необходим и на ранних стадиях процесса. Его присутствие резко снижает выход разнообразных «ненужных» веществ в ходе реакций и повышает выход «нужных». Вторая находка состоит в том, что исследователи с самого начала поместили в реакционную смесь и вещества, основанные на углероде и кислороде (простейшие углеводы), и азотистые соединения. До сих пор с этими двумя классами веществ работали по отдельности, пытаясь из первых синтезировать сахара, а из вторых — азотистые основания. Смешивать их в одну кучу с самого начала считалось бесперспективным, так как это резко повышает химическую «комбинаторику», то есть разнообразие получаемых продуктов, и без того слишком большое. Но фосфат резко снижает эту комбинаторику, и в результате из исходной смеси эффективно синтезируются в большом количестве ключевые промежуточные продукты, не являющиеся ни сахарами, ни азотистыми основаниями (на рисунке они обозначены числами 11 и 12).

https://elementy.ru/novosti_nauki/431082/Khimiki_preodoleli_glavnoe_prepyatstvie_na_puti_k_abiogennomu_sintezu_RNK?from=rxblock
Рекомендую.

Т.е. полагаю, можно считать установленным, что уже предбиологическая эволюция шла в смеси.

P.S.: Правда, должен оговориться: я малость напутал. Условия для синтеза нуклеотидов и полипептидов разные. Синтез первых идёт в водной среде, в то время как полипептидам вода противопоказана. Однако, оказывается, что изначальная смесь для реакции сложнее, чем думали ранее.

[Rattus]

Очччень интересно. А как бы им понравилось замораживание и особенно граница между жидкостью и льдом?

В чисто-кристаллической среде химические реакции текут практически никак, как подсказывает Капитан О. Да и лёд сам по себе - кагбе не очень-то каталитически-активное вещество. А вот гетерогенная водо-ледяная смесь при низких температурах - весьма по нраву, вплоть до:
RNA polymerase ribozymes specifically adapted to sub-zero temperatures and able to synthesise RNA in ices at temperatures as low as −19°C. Combination of cold-adaptive mutations with a previously described 5′ extension operating at ambient temperatures enabled the design of a first polymerase ribozyme capable of catalysing the accurate synthesis of an RNA sequence longer than itself (adding up to 206 nucleotides), an important stepping stone towards RNA self-replication.
Хотя Мы бы не спешил бежать украшать триумфальную арку - от полного решения проблема старта устойчивого в природе РНК-белкового цикла Дарвина-Эйгена всё ещё весьма далека. Это открытие может быть и звеном этого пути, а может и близкой, но боковой веточкой его.

Только вряд ли это у них получится. Я думаю, жизнь изначально возникла как сложные молекулярные комплексы, куда входили и полипептиды, и полинуклеотиды. Разбирать и изучать её "по винтикам" бессмысленно.

Извините - другого метода научного познания у цивилизации и разума для вас нет: греческое слово "анализ" в данном случае произошло вовсе не от слова "анал". И хорошо, что эти ребята не знали, что это "бессмысленно".

И тот же синтез в смеси проходит легко и непринуждённо!

Так а Мы о чём? Это кагбе никак не противоречит наминаписанному.
Только не надо бросаться из крайности в крайность и напрочь отвергать аналитический метод - иначе никаких научно-содержательных данных тоже не получить - останется одно невнятное шаманство в духе Опарина и Лепешинской (тут есть и наглядный пример - посты Конст.Варб). Речь только о том, что необходимо использовать на ряду с ним также и синтетический подход - что собственно авторы по ссылке выше и сделали. И только так может и удастся найти путь к старту цикла Дарвина-Эйгена среди ветвей комбинаторного взрыва химического разнообразия предбиогенного синтеза. Имеющиеся к настоящему моменту данные показывают, что этот путь, с которого началась наша земная биота, едва ли не единственный возможный в этой вселенной чуть не до самых начатков генетического кода. Эта идея может несколько упростить задачу.

полагаю, можно считать установленным, что уже предбиологическая эволюция шла в смеси.

Безусловно.

[Андрей Астрофизический]

Но Ви так пишете, будто Вы это первый придумали

Это вам показалось)

В очень отдельных случаях, согласно нынешней Википузии. Строго по бессмертной классике: "Задача решена для частного случая сферического коня в вакууме".

Отнюдь нет. Под "очень отдельными" википузия имеет в виду, те отдельные (со своими доп.условиями) формулировки данной задачи, которые возникают на практике. И на практике же, решаются.
Собственно, в.п.с. является одним из успешных решателей одного из частных случаев данной задачи во вполне реальном заказе. У которого был заказчик, и была оплата.

И, это всего лишь было попыткой иллюстрации той идеи, что задачи, тонущие в комбинаторной пропасти бесчисленности вариантов, не обязательно, и вообще не следует, решать методом грубой силы. Решение методом грубой силы именно что потребует

триллиардов пробирок и миллионов лет

И это останется верно и в будущем при каких угодно технологиях. Так что же, по вашему, решения не найти никогда?)))
А решение будет найдено, когда и если, некий биолог сообразит что возникновение жизни - это частный случай комбинаторного множества. И решение ему нужно, частное, а вовсе не общее.
Естественно, это должен быть таки биолог. Потому что не-биолог не знает кучи всего нужного, и ваши шутки про Стокгольм не в тему. Я почему-то понадеялся что вас идея зацепит) Ну нет, так нет. Не в коня корм, бывает.

[pkl]

Rattus

Ну я всё же не учёный, а так, любитель. Высказываю свои точки зрения.

Я просто хочу сказать, что жизнь надо рассматривать не как самовоспроизводяющуюся молекулу, а как СИСТЕМУ молекул.

[Rattus]

Это вам показалось

Это хорошо.

Так что же, по вашему, решения не найти никогда?

Нет, по-нашему решение ищется тем же путём, что и самой природой - эволюционными алгоритмами. Но времени и объёмов сред у нас на порядки меньше в силу объективных причин.

И решение ему нужно, частное, а вовсе не общее. Естественно, это должен быть таки биолог. Потому что не-биолог не знает кучи всего нужного

Да хотя бы и частное для начала (а с учётом всех ранее изложенных химических соображений - оно вполне может оказаться и общим по причине единственности в этой вселенной). И не только биолога, но и химика. Из вполне конкретных условий предбиологической среды катархея. Следов которой в палеонтологической летописи не осталось "от слова совсем" - поэтому между исследователями даже нет согласия где протекали те или иные этапы её: всё от начала до конца в земных периодически пересыхающих геотермальных полях Земли или в леденеющих кометах. При том, что в некоторых реакциях даже не сильно большие колебания состава могут весьма существенно менять выход реакции. Давайте - расскажите - как решать химические уравнения с десятками неизвестных. И это не говоря о том, что на уровне уже полимеров, собственно химические свойства их и каталитическая активность от первичной структуры зависят совершенно нелинейно.
Ну или если это сложно - решите хотя бы куда более простую задачу с амилоидными белками при болезни Альцгеймера - с какими другими белками/полисахаридами (сотни и тысячи их там) они ещё могут взаимодействовать и как. Ну или вот просто укладка любого произвольного полипептида длинной от сотни АК в условиях цитоплазмы. Возьмётесь?

Я просто хочу сказать, что жизнь надо рассматривать не как самовоспроизводяющуюся молекулу, а как СИСТЕМУ молекул.

Собственно и с этим тоже всецело согласен и о том и писал.

[Андрей Астрофизический]

Давайте - расскажите - как решать химические уравнения с десятками неизвестных.

Расскажу...
Мне так думается, это должен быть биолог+химик+программист. Чтобы знать все вот эти ваши химические тонкости, и при этом знать все хитрости компьютерных алгоритмов.
Такой человек в данном вопросе продвинется... может быть дальше всех остальных. Но это не вы и не я)

[Rattus]

Мне так думается, это должен быть биолог+химик+программист. Чтобы знать все вот эти ваши химические тонкости, и при этом знать все хитрости компьютерных алгоритмов.

И такие специалисты есть - они называются системные биологи и биоинформатики, при консультативной поддержке биохимиков и структурных молбиологов.
Из наиболее употребимого, что давно используется даже в.п.с. - например сервис на нейросети, предсказывающий с опр. вероятностью наличие у произвольной последовательности белка отщепляющегося сигнального пептида (чтобы выделять этот белок из клетки наружу). Есть алгоритмы, находящие похожие на уже известные белковые домены в новых последовательностях - с той или иной успешностью и областью применения. А вот например попытки предсказывать трёхмерную укладку полипептида за границу с которой начинаются настоящие белки (от примерно 60 аминокислот) так толком и не выходят пока.
И вот такие мирового уровня специалисты: Евгений Кунин, Юрий Вольф, Армен Мулкиджанян и Ко склоняются к идее о том, что событие это высокослучайное и потому моделированием очень плоховыводимое. Безусловно - есть и другие точки зрения тоже серьёзных специалистов (Шостак и др.), но все сходятся на том, что проблема происхождения жизни так с наскока не решается и если и будет решена, то явно не послезавтра.
Такие дела.

[Maki]

В чисто-кристаллической среде химические реакции текут практически никак, как подсказывает Капитан О.

Правильно подсказывает. Но то, как рибозимы ведут себя попав в такую среду - не совсем ясно. Может ли замораживание в воде приводить к разрыву нуклеотидных цепочек? 

Хотя Мы бы не спешил бежать украшать триумфальную арку - от полного решения проблема старта устойчивого в природе РНК-белкового цикла Дарвина-Эйгена всё ещё весьма далека. Это открытие может быть и звеном этого пути, а может и близкой, но боковой веточкой его.

Возможно и то, и другое. Статью буду внимательно читать. Спасибо.

Из вполне конкретных условий предбиологической среды катархея. Следов которой в палеонтологической летописи не осталось "от слова совсем" - поэтому между исследователями даже нет согласия где протекали те или иные этапы её

А здесь подсказка вполне могла бы прилететь от уважаемых астрономов. Кропотливое изучение наших планет и астероидов, космической пыли, протопланетных дисков других систем, со временем, наверняка даст вполне убедительную модель нашего катархея. Это, возможно, весьма приблизит человечества к решению проблемы абиогенеза.

P.S.
А вообще, прекрасно, что за какие-то десятки лет, наука так шагнула вперёд в понимании ключевых моментов абиогенеза. Если не тонуть в комбинаторике, а терпеливо искать возможные эволюционные пути - проблема действительно может оказаться решаема, причём в относительно недалёком будущем.