Необходимые условия для возникновения жизни (абиогенеза)

[PavelSI]

А лигазы? Если ты можешь разрезать соседа - он тебе не конкурент.

Сомнительное преимущество, т.к. это оружие, которое непрерывно и хаотично стреляет. Это не меч, а как всё равно что всюду носить с собой ядерный облучатель, которым облучаются в первую очередь близкие люди. Т.е. лигаза и свои копии порежет точно так же, и копии рибозимов-помошников. Я не очень понимаю зачем вообще лигазы нужны, если они такие "безумные". Так что я сомневаюсь что лигазы закреплялись отбором на ранних этапах, даже если возникали иногда. Так что их наличием я полагаю что можно пренебречь.

Вот если лигаза портит жизнь всем на свете, кроме как своим копиям - то тогда да, это уже тема поинтересней будет. Т.е. повышать вероятность своих копий снижая приспособленность средне-случайной молекулы - то тогда может ещё что-то... И если так, то мы очень быстро приходим к "миру лигаз". Только я себе плохо представляю, как перейти от враждебного мира лигаз к дружелюбному миру полимераз.

[Maki]

Это указывает на то, что в первичных клеточно-подобных структурах среда была постоянной, что способствовало поддержанию циклов химических реакций.

Хорошая информация.

Вот если лигаза портит жизнь всем на свете, кроме как своим копиям - то тогда да, это уже тема поинтересней будет. Т.е. повышать вероятность своих копий снижая приспособленность средне-случайной молекулы - то тогда может ещё что-то... И если так, то мы очень быстро приходим к "миру лигаз". Только я себе плохо представляю, как перейти от враждебного мира лигаз к дружелюбному миру полимераз.

1. В обзоре, который привёл ув. Серый Страж, указано, что комплексы первичной органики устойчивы к высыханию.
2. А вот в этой интересной статье, автор поясняет очень неожиданную вещь: полимер термодинамически устойчивей олигомера. И в благоприятных условиях цепочки удлиняются сами, за счёт распада коротышей.
Пока п 1 и п.2 соблюдаются - в луже и без "дружелюбных полимераз" все отращивают себя сами. И эволюция останавливается. Так как все стаибильны.
Но как только в луже заводится лигаза - она играет "против всех". Но при этом, за себя. И, подшивая к себе чужие фрагменты, может приобрести новые качества. А если она умудряется создать копию - да, это уже мир первых примитивных рибозимов - лигаз.
Пока они жрут окружающих - полимеразы им не нужны.
Как только конкуренция обострятся - преимущество получает хищник, который умеет копировать себя. То есть лигаза, с полимеразной активностью, дружелюбная к себе. А это уже настоящая протожизнь.

[PavelSI]

Но как только в луже заводится лигаза - она играет "против всех". Но при этом, за себя. И, подшивая к себе чужие фрагменты

И до которой степени одна-единственная лигаза может удлиниться чтобы не скрутиться в клубок и не порезать саму себя? Да эта лигаза себе же харакири сделает.

А если она умудряется создать копию - да, это уже мир первых примитивных рибозимов - лигаз.

Если создаст копию, точно так же копию свою и порежет.

преимущество получает хищник, который умеет копировать себя

Хищник, который жрёт детёнышей и которого детёныши жрут - преимущества точно не получит.

Короче, тут пока не складывается. Идею на доработку!

[Maki]

И до которой степени одна-единственная лигаза может удлиниться чтобы не скрутиться в клубок и не порезать саму себя? Да эта лигаза себе же харакири сделает.

И замечательно! Значит постоянно будет кромсать свою неактивную часть. А небольшой активный остаточек (напомню, всего 27 нуклеотидов, и уже лигаза) - останется. А может наоборот, какая - то часть именно свернётся в клубочек, и сделает лигазу ещё эффективнее. Трёхмерная структура - это как раз то, что рибозиму нужно.

Хищник, который жрёт детёнышей и которого детёныши жрут - преимущества точно не получит.

Так - таки "точно"? 

[Sensy]

Да эта лигаза себе же харакири сделает.

Не сделает. Как тока начнет отрезать (для разрыва связи смещать электронные облака и связи) активный центр теряет функцию. В данном случае резать.
Ну,  и за одно. "Хищников" там  тогда не было и впомине. Там другая конкуренция была.
Быстро автореплицирующиеся рибозимы истощали субстрат на простые и потому быстрые копии. Причем отбор был по простоте(инволюция) и быстроте. Что накладывало, определенные уже, ограничения на условия (pH и т.д. ), в которых репликация протекала. Смена условий в окружающей среде (то самое помешивание и стощение субстрата и пр.) давала преимущества более длинным и замысловатым, но менее плодовитым конкурентам (типа это мы понимаем как эволицию). Их функциональность сохранялась в более широких диапазонах изменений среды.
Пожалуй снова повторюсь. Принципиальная возможность абиобиогенеза доказана. Проблема с доказываниями закрыта.

[Sensy]

Статья про "жизнь в маленьком прудике", только первые ласточки предстоящего ликования общественности. Она появилась сразу позже чем сообщения одного из участников международной  коллаборации про цистеин.

[Sensy]

Теперь мы гордо можем считать Вселенную нашей родственницей.
Даже фотоны.

 Офф топ: Афодита, голубушка, зовите модераторов. Выпьем.

[Проходящий Кот]

Тут не модераторы нужны, а медбратья....

[Sensy]

А по теме есть что сказать?
Так понимаю открытие хемоавтотрофов Вы, уважаемый, тоже не праздновали.

[Maki]

Быстро автореплицирующиеся рибозимы истощали субстрат на простые и потому быстрые копии. Причем отбор был по простоте(инволюция) и быстроте.

Возможно, всё было совершенно иначе.
Вообще пробегитесь по последним сообщениям. Сверхкороткий рибозим-лигаза известен. Полимераза - нет.

[Проходящий Кот]

А по теме есть что сказать?
Так понимаю открытие хемоавтотрофов Вы, уважаемый, тоже не праздновали.

НАбор слов не надо писать.

[Maki]

Статья про "жизнь в маленьком прудике", только первые ласточки предстоящего ликования общественности. Она появилась сразу позже чем сообщения одного из участников международной  коллаборации про цистеин.

Увы, пока ликовать ещё рано. Идея параллельной эволюции белков и РНК трещит по швам, когда вспоминаешь, что система должна самокопироваться. И именно РНК должна была научиться цеплять на себя аминокислоты, и создавать себе первый "служебный" олигопептид, который гарантированно соберётся на каждой последующей копии носителя.
И по этому поводу ничего внятного пока нет.

P.S.
Новости по теме с каждым годом всё интереснее. И считать Вселенную нашей родственницей мы имеем полное право. Но звать на Олимп г-г модераторов, хлебнуть нектарца за окончательную победу идей абиогенеза, ИМХО, пока рановато.

[Maki]

НАбор слов не надо писать.

НАбор слов не надо писать.

Ув. Проходящий Кот, если видите на форуме явное зло - пользуйтесь кнопочкой вызова экзорциста.
Но, должен заметить, что собеседников ув. Sensy его лексика не смущает. Да, я тоже не понял шутки - но в чём проблема? Явно какая-то аллюзия...

[PavelSI]

А лигазы? Если ты можешь разрезать соседа - он тебе не конкурент.

А не сбили ли вы меня с толку? Лигазы режут или шьют?

Полезность умения резать всё подряд мне кажется сомнительной, т.к. канибализм конечно имеет место быть, но чтобы он закрепился нужны веские основания.

[Maki]

А не сбили ли вы меня с толку? Лигазы режут или шьют?

Дико извиняюсь! Это я сам сбился...
По ссылке https://studfile.net/preview/5857530/page:145/

Наиболее интересной находкой в ходе такого рода экспериментов по отбору из пула случайных последовательностей оказался рибозим длиной в 100 нуклеотидов, получивший название лигазы класса I. Этот рибозим осуществлял образование 3’–5’-фосфодиэфирных связей, и его эффективность была сопоставима с таковой фермента – природной ДНК-лигазы (kкат >1 с-1).

А по ссылке https://studfile.net/preview/5857530/page:139/

...рибозимы, образующие пространственную структуру типа "головки молотка" (hammerhead – HH). Такие РНК были найдены у сателлитных РНК вирусов растений, вироидов, а также среди транскриптов сателлитных ДНК тритонов. У РНК подобного типа была определена минимальная каноническая последовательность, необходимая для появления ферментативной активности, длиной в 27 нуклеотидов, из которых высококонсервативны 13 нуклеотидов, а также последовательность из трех нуклеотидов, в пределах которой происходит расщепление фосфодиэфирной связи.

Конечно же hammerhead - это РИБОНУКЛЕАЗА.
Просто, что называется, переклинило...

А так да, я действительно имел в виду короткие лигазы рибонуклеазы, спонтанное возникновение которых не представляет безумной комбинаторной сложности.

[PavelSI]

Просто, что называется, переклинило...

Да, есть такое. Лизос (греч) -разложение. Лигаре (лат) - сшивать. На наш русский слух 1 фиг.

[Maki]

Просто, что называется, переклинило...

Да, есть такое. Лизос (греч) -разложение. Лигаре (лат) - сшивать. На наш русский слух 1 фиг.

Именно. Тем паче, есть целый класс ферментов - Лиазы... Спасибо что поправили!

[pkl]

Вироиды - это разве организмы?

Если считать организмом только имеющих все элементы цикла автономного воспроизводства, то не только вирусы, но и самцов животных таковыми считать уже нельзя. А если имеющих какой-то фенотип, то и у вироидов есть собственная рибозимная активность, по которой они различаются.

Что у самоцов и вироидов с обменом веществ?

А при соединении аминокислот, говорят, вода выделяется. Разве нет?

ПОСЛЕ реакции. Но она должна же как-то и где-то начаться. Между твердофазными реагентами химические реакции идут на много порядков хуже и медленнее чем в растворах. "Даже немножечко - чайная ложечка - это уже хорошо!" (Винни ПухЪ)

Ну, может, это был какой-то концентрированный раствор... Типа грязевого вулкана.

[pkl]

Поиск слова "цинк" по теме ничего не дал. А зря. Оцинковка - великая вещь.

Там выше в теме я оставил ссылку на лекцию А. Мулкиджаняна и др. Они считают, что жизнь зародилась в вулканических источниках, богатых цинком.

[Maki]

Там выше в теме я оставил ссылку на лекцию А. Мулкиджаняна и др. Они считают, что жизнь зародилась в вулканических источниках

На глубине почти 1200 метров ниже океанского дна, там, где температура породы достигает 120 °C, ученые обнаружили массу живых и активных микроорганизмов-«гипертермофилов».

Цель нашей экспедиции T-Limit состояла в том, чтобы пробуриться на 1000 метров, в породы с температурой до 120 °С, — и мы преуспели»
Анализируя поднятые образцы, ученые заметили, что с ростом глубины плотность микробного населения падает, а когда температура окружающей породы превышает 45 °С, практически исчезает.
Далее тянутся слои, почти лишенные живых клеток: при 50 °С их количество не превышает 100 на кубический сантиметр. Однако вместе с тем начинает повышаться присутствие бактериальных эндоспор — покоящихся форм, способных пережидать самые неблагоприятные условия. Их число достигало максимума при температуре около 85 °С, в 6000 раз превышая количество обычных вегетативных клеток.
К большому изумлению авторов работы, вегетативные клетки обнаружились еще глубже — ниже 1000 метров, где температура достигает 120 °С. При огромном давлении вода при этом еще не кипит, зато насыщена сульфатами и другими солями. Авторы обнаружили присутствие уксуснокислых и сульфатредуцирующих микробов — «гипертермофилов», адаптированных к подобной экстремальной среде.]Цель нашей экспедиции T-Limit состояла в том, чтобы пробуриться на 1000 метров, в породы с температурой до 120 °С, — и мы преуспели»
Анализируя поднятые образцы, ученые заметили, что с ростом глубины плотность микробного населения падает, а когда температура окружающей породы превышает 45 °С, практически исчезает.
Далее тянутся слои, почти лишенные живых клеток: при 50 °С их количество не превышает 100 на кубический сантиметр. Однако вместе с тем начинает повышаться присутствие бактериальных эндоспор — покоящихся форм, способных пережидать самые неблагоприятные условия. Их число достигало максимума при температуре около 85 °С, в 6000 раз превышая количество обычных вегетативных клеток.
К большому изумлению авторов работы, вегетативные клетки обнаружились еще глубже — ниже 1000 метров, где температура достигает 120 °С. При огромном давлении вода при этом еще не кипит, зато насыщена сульфатами и другими солями. Авторы обнаружили присутствие уксуснокислых и сульфатредуцирующих микробов — «гипертермофилов», адаптированных к подобной экстремальной среде.

Забавно.
Будем ждать секвенирования геномов, и надеяться на дополнительные подсказки каким же был LUCA.

P.S.
Ну и вдогонку:
Короткая заметка о том, как охотно археи кушают метеоритное вещество.

Культуру архей подсадили на стерильный образец метеорита. Для сравнения микроорганизмам также предложили измельченный метеорит и другое минеральное «блюдо»: измельченные образцы медно-железо-серного минерального халькопирита. Затем активность M. sedula изучали с помощью микроскопии и анализа высвобожденных ионов металлов, выделяемых микроорганизмами.

Ученые обнаружили существенную разницу в росте колоний в зависимости от вида «диеты», причем число архей на метеорите достигало пика намного раньше, чем на халькопирите.