Необходимые условия для возникновения жизни (абиогенеза)

[Combinator]

Либо Земной эволюции предшествовала долгая и нудная подготовка, но тогда это очень уникальный процесс, в какой нибудь комете что-то сформировалось, эволюционировало, долгие миллиарды лет скитаний, оттаиваний, замерзаний и так далее.

Либо, перенос жизни из одной звёздной системы в другую метеоритами, кометами, и т.д., это весьма рутинный процесс.
 

[Rattus]

А не в САМОРЕПЛИКАЦИИ ли коренное различие?

Речь там была о элементарных химических понятиях. Собеседник зачем-то смешал тип мономеров (нуклеотидов) и полимеры из них (РНК и ДНК). Тогда как проблема абиогенеза уже не в том, откуда взять те или иные мономеры (уже более-менее понятно откуда берутся все рибонуклеотиды и как минимум половина аминокислот - благодаря той сравнительно недавней эпохальной работе химиков-синтетиков). Метилирование урацила в тимин и дегидроксилирование рибозы в 2'-положении - не весть какой сложности химия, о чём уже писал выше.
Саморепликация - понятие само по себе весьма растяжимое. Она и неферментативно же в определёных условиях идёт - малозависимо от копируемой последовательности. Другое дело, что только РНК одновременно обладает как способностью к матричной репликации, так и достаточно специфичной каталитической активностью - т.е. может быть и "яйцом" и "курицей".
Отсюда и идёт идея о её первичности.

Не надо вообще отрицать очевидные факты

"Очевидность" - тоже понятие растяжимое. До Галлилея всем было очевидно, что движущиеся прямолинейно тела в конце концов падают и останавливаются. А более тяжёлые - падают быстрее. А Земля - неподвижна...

Теория рибозимов не объясняет, как и зачем появился синтез белка. И как и зачем произошёл переход к ДНК в качестве хранилища наследственной информации.

Так ДНК была включена в клеточную машинерию уже в процессе обычной даврвиновской эволюции ПОСЛЕ того как она была запущена! На что прямо указывают сильно разные системы её синтеза у бактерий и архей. Поэтому происхождение ДНК - вообще не вопрос абиогенеза (даже если она была уже во время его)!

в окружающей нас живой природе нет никаких "рибонуклеиновых" организмов, даже следов их, за исключением некоторых /не всех!/ вирусов.

И всех вирусоидов, которые только из РНК и состоят! А так у нас нет и следов эукариот до LECA. Это же не говорит о том, что эукариоты возникли сразу моментально со всем теми сложными внутриклеточным структурами, что мы у них видим.
Почему почти вся жизнь перешла на ДНК - да точно по той же причине, что почти все нынешние народы приобрели письменность. Кстати огромный пласт устных традиций племён Homo, с его появления, также скорее всего утрачен безвозвратно как и рудименты РНК-мира.
Неизвестно РНК-геномов длиной существенно более всего 30 тысяч нуклеотидов (кстати этот рекорд - у ныне знаменитых коронавирусов). В такой объём едва влезает полный аппарат трансляции белка и специфичной РНК-репликации. Потому переход на ДНК-геномы (возможно через промежуточную стадию ДНК-РНК-гетеродуплекса и скорее всего - инструментами ретровирусов) произошёл совершенно естественным образом, причём конечные этапы - уже аж после LUCA независимо у бактерий и архей!

Для синтеза аминокислот нужна сухая безводная среда.

Откуда столь строгий критерий? Много Вы реакций химического синтеза знаете в твердой фазе вообще? (Насколько безводная -другой, более сложный вопрос.)

И что же, никак нельзя представить сложные химические саморепликаторы из одних только рибозимов?

Самрепликаторы кое-как - можно. Планетарного масштаба биосферу, существующую миллиарды лет и меняющую геохимию планеты - уже никак.

Возможно, здесь и проходит граница, разделяющее живое и неживое. Просто пузырьки - не жизнь. А вот если у них есть механизмы саморепликации и передачи наследственной информации, пусть самые примитивные...

Доброго Вам утра, вождь Зоркий Глаз!

[Проходящий Кот]

"Самрепликаторы кое-как - можно." А для НАЧАЛА этого достаточно.

[Rattus]

Только для самого начала. И только в весьма тепличных условиях. А дальше нужно практически сразу развивать систему специфического синтеза белка.
С учётом того, что реакционная среда в природе - это далеко не химически чистые реактивы в лабораторной пробирке, вариант, что в средах рибозимных гиперциклов не было аминокислот и каких-то простых пептидов из них, весьма маловероятен. И то, что рибозимы лучше работают с аминокислотами и пептидами, чем сами с собой,- как раз вместе и приводит к тому ранее выложенному выводу, что "чистого РНК-мира скорее всего никогда не было" - понимать этот тезис следует именно так.
Хотя первые высокоспецифичные последовательности там были безусловно РНКовые. Просто ещё даже до каких-то систем саморепликации и даже в их составе те предбиогенные гиперциклы скорее всего включали и какие-то небольшие пептиды и работающие с ними рибозимы. Какие и как - большой и ещё ждущий своего подробного изучения вопрос.

[Андрей Астрофизический]

"Очевидность" - тоже понятие растяжимое. До Галлилея всем было очевидно, что движущиеся прямолинейно тела в конце концов падают и останавливаются. А более тяжёлые - падают быстрее. А Земля - неподвижна...

Капитан Очевидность приветствует Вас и желает доброго утра!

Как весело наблюдать такое сочетание в одном посте... Да, кое-кто все-таки явно любит, взаимоисключающие параграфы!
Доброго утра и вам!

[Rattus]

ни

Да, кое-кто все-таки явно любит, взаимоисключающие параграфы!

Просто не совсем точная метафора. Исправлено.
Об этом определении жизни тут мною писано с момента моего появления тут лет пять к ряду. И тут наконец кому-то похоже стала видна граница, которой мы можем отделять живое от неживого. Аллилуя! Чукчи-писатели под руководством вождя Зоркий Глаз наконец начали о чём-то догадываться!

[Андрей Астрофизический]

Неизвестно РНК-геномов длиной существенно более всего 30 тысяч нуклеотидов (кстати этот рекорд - у ныне знаменитых коронавирусов)

Дык он получается, самый высокоразвитый среди вирусов? Если по длине генома мерять...
Занятно.

[Rattus]

Дык он получается, самый высокоразвитый среди вирусов?

Среди РНК-вирусов.

(кликните для показа/скрытия)

Блин, да чтож тут у вас у всех кроме Combinator'a регистров рабочей памяти... ну не как у хлебушка, но явно не как у работающего инженера или строителя! Тут, возможно, имеет место и профдеформация с Нашей стороны, когда то, с чем давно работаешь/знаешь, кажется простым, но тем не менее: почему бы тутошним участникам - если темы эти для них не просты - не заиметь привычки внимательно перечитывать сообщения (а также размещаемые в них ссылки), к которым возникают вопросы??

[Combinator]

Просто ещё даже до каких-то систем саморепликации и даже в их составе те предбиогенные гиперциклы скорее всего включали и какие-то небольшие пептиды и работающие с ними рибозимы. Какие и как - большой и ещё ждущий своего подробного изучения вопрос.

Скорее всего, там так же были другие органические и нероганические молекулы, в настоящее время выступающие в роли коферментов (фолат, SAM, FAD, NAD, CoA, порфирины, кристаллы пирита и т.д.).
 

[leon10010]

"Очевидность" - тоже понятие растяжимое. До Галлилея всем было очевидно, что движущиеся прямолинейно тела в конце концов падают и останавливаются. А более тяжёлые - падают быстрее. А Земля - неподвижна...

Мысли о том, что Земля движется вокруг некоего центра всего мира, возникла еще в головах древних греков. Так были предположения о вращении Земли вокруг своей оси, а также о движении Марса и Венеры вокруг Солнца, которое вместе с ними вращается вокруг нашей планеты. Однако считается, что впервые гелиоцентрическая система мира была изложена в III веке до н. э. Аристархом Самосским. Он сделал два важных вывода:+

Вероятнее всего, что наша планета вращается вокруг Солнца. Причиной тому размер Солнца, который значительно превышает размер Земли. Данные об относительных величинах Земли, Луны и Солнца были получены из собственных расчетов Аристарха.
В связи с отсутствием видимых годичных параллаксов звезд он предположил, что орбита нашей планеты представляется точкой относительно расстояний до звезд.
https://spacegid.com/geliotsentricheskaya-sistema-mira.html

[Rattus]

Мысли о том, что Земля движется вокруг некоего центра всего мира, возникла еще в головах древних греков.

Которые отрицали очевидное. О чём и речь.

[Проходящий Кот]

Только для самого начала. И только в весьма тепличных условиях. А дальше нужно практически сразу развивать систему специфического синтеза белка.
С учётом того, что реакционная среда в природе - это далеко не химически чистые реактивы в лабораторной пробирке, вариант, что в средах рибозимных гиперциклов не было аминокислот и каких-то простых пептидов из них, весьма маловероятен. И то, что рибозимы лучше работают с аминокислотами и пептидами, чем сами с собой,- как раз вместе и приводит к тому ранее выложенному выводу, что "чистого РНК-мира скорее всего никогда не было" - понимать этот тезис следует именно так.
Хотя первые высокоспецифичные последовательности там были безусловно РНКовые. Просто ещё даже до каких-то систем саморепликации и даже в их составе те предбиогенные гиперциклы скорее всего включали и какие-то небольшие пептиды и работающие с ними рибозимы. Какие и как - большой и ещё ждущий своего подробного изучения вопрос.

Странно, я всегда считал концепцию "Мира РНК", как мира живого, когда ДНК в нем ещё не было, но белки и все прочее было......

[Rattus]

но белки и все прочее было...

Быть-то может и было, но как важный элемент системы не рассматривался (именно системы "в чистом виде"). И белки-ферменты - это полипептиды длиной где-то от 62 АК-остатков. Весьма специфичные, у которых функция тонко определяется последовательностью. Всё что меньше - следует по-хорошему называть пептидами (даже 51-АК инсулин, который ничем не лучше 58-АК пептида холецистокинина).

[Maki]

Теория рибозимов не объясняет, как и зачем появился синтез белка. И как и зачем произошёл переход к ДНК в качестве хранилища наследственной информации. Ну и, наконец, в окружающей нас живой природе нет никаких "рибонуклеиновых" организмов, даже следов их, за исключением некоторых /не всех!/ вирусов.

Этот вопрос совсем недавно в этой теме обсуждался.
Теория рибозимов пока этого не объясняет. Но раз всё пошло в сторону синтеза белка и усложнения - значит у рибозима, способного сшивать из аминокислот примитивнейший олигопептид, появилось некое конкурентное преимущество. Что до перехода к ДНК - Rattus в этой теме уже описал вполне убедительный механизм такого перехода. А что до "риьбонуклеиновых организмов" - так это же рибосомы!

Так и единичный рибозим точно так же выжрет все доступные нуклеотиды, причём очень мыстро, скорее всего, за считанные часы, и? Дальше то что?

А дальше то, о чём я и пишу. В условиях голода, отбор начинается на точность репликации и стабильность.

Для синтеза аминокислот нужна сухая безводная среда. Это может быть или высыхающий вулканический источник, или пустыня.

Возможно, немалая их часть попала на Землю из протопланетного облака. А вообще-то катархейская поверхность. вероятно, по началу была крайне холодной и сухой.

Там по химическому составу цитоплазмы клетки однозначно установили местом возникновения жизни  вулканические источники.

У нас неслучайно в названии темы присутствует слово "катархей". Было бы очень интересно реконструировать его дедуктивным методом. Процесс разогрева и гравитационной дифференциации огромного комка космической пыли - это и был, по сути, глобальный вулканизм (только на современный не слишком похожий). Так что никаких противоречий.

Я тоже пришёл к этой мысли. На неё меня навели разные мембраны бактерий и архей. Возможно, в этом и состоит уникальность нашей планеты.

Кто знает... Мне как-то ближе мысль, что коли уж рибозим начинает эволюцию сложности - его потомство непременно опробует все варианты устройства. При наличии достаточного времени и ресурсов, разумеется.

Нет, скорее всего ни одна из зародившихся протоклеток не имела всего необходимого для выживания. Они были вынуждены сотрудничать, чтобы выжить.

Этого мы не знаем. Допущение "параллельной эволюции" на много порядков увеличивает комбинаторную проблему. Гораздо естественней выглядит модель, где имелась одна "генеральная линия", которая порождала симбионтов.
Но, с другой стороны, митохондрии со своими ДНК к Луке, как я понимаю, не восходят. Так что возможно были и параллельные фауны.

А из этого следует что либо жизнь это так же просто как кристаллизация воды при замерзании к примеру.

А почему бы и нет?

[Maki]

Другое дело, что только РНК одновременно обладает как способностью к матричной репликации, так и достаточно специфичной каталитической активностью - т.е. может быть и "яйцом" и "курицей".
Отсюда и идёт идея о её первичности.

И это уникальное свойство РНК переводит абиогенез из области комбинаторной фантастики (обезьяна набивающая на машинке "Войну и Мир") в разряд весьма естественных, и  даже рутинных событий.

Просто ещё даже до каких-то систем саморепликации и даже в их составе те предбиогенные гиперциклы скорее всего включали и какие-то небольшие пептиды и работающие с ними рибозимы. Какие и как - большой и ещё ждущий своего подробного изучения вопрос.

Ответ на это вопрос будет чрезвычайно интересен. И это будет уровень нобевки.
Кстати, а какие лавры стяжали открыватели рибозимов?

[Maki]

но белки и все прочее было...

Быть-то может и было, но как важный элемент системы не рассматривался (именно системы "в чистом виде"). И белки-ферменты - это полипептиды длиной где-то от 62 АК-остатков. Весьма специфичные, у которых функция тонко определяется последовательностью. Всё что меньше - следует по-хорошему называть пептидами (даже 51-АК инсулин, который ничем не лучше 58-АК пептида холецистокинина).

И это, на самом деле, длиннота.
Всё должно было начинаться с синтеза какого-то мелкого олигопептида, причём буквально из 2-3 аминокислот. И этот огрызок должен был дать рибозиму весомое преимущество перед конкурентами. Иначе, боюсь, просто никак.

[Скеп-тик]

Да В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЯХ же! ДНК вообще отношения к проблеме абиогенеза практически не имеет.

Вы не поняли мой посыл. РНК и ДНК - разные структуры, меж которыми нет "форточки", через которую может пролезть эволюция.
Эволюция могла начаться только сразу от триады РНК-амины-ДНК. С десятка оснований у каждого члена триады. Это ещё абиогенез, который в сильно неравновесных условиях приведёт к саморепликации за годы. Причём эти саморепликаторы уже будут включать и ДНК как основу, и РНК как хранителя, и белки как посредника меж ДНК и РНК. Причём набор как нуклеотидов, так и аминов, был тогда намного шире. Это постепенно отбрасывались малопроизводительные циклы репликации, которые оставили только 4 нуклео-основания и 20 аминокислот.

[Проходящий Кот]

Вы описали полного Мазура.

[Maki]

РНК и ДНК - разные структуры, меж которыми нет "форточки", через которую может пролезть эволюция.

Вам сюда: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,160787.msg4944145.html#msg4944145

[pkl]

Либо, перенос жизни из одной звёздной системы в другую метеоритами, кометами, и т.д., это весьма рутинный процесс.

Коли так, мы должны были найти следы микроорганизмов в метеоритах и на Марсе давным давно.