Google Groups no longer supports new Usenet posts or subscriptions. Historical content remains viewable.
Dismiss

Abiogeneza: najpierw RNA, najpierw metabolizm czy najpierw białka?

5 views
Skip to first unread message

Slawek

unread,
Jul 22, 2021, 8:23:48 PM7/22/21
to
Witam, od jakiegoś czasu na rynku idei naukowych dominuje nowa hipoteza dotycząca (a)biogenezy. Zapoznano nas już z koncepcją świata RNA, potem Robert Shapiro zaproponował koncepcję: najpierw metabolizm (potem replikacja). Teraz powrócili do zmodyfikowanej hipotezy Oparina, którą przyozdobiono w opisy procesów molekularnych – ,o których nie miał pojęcia i w kilka mutantów słownych – zarazem w mnożenie bytów ponad miarę, jak np. SOF. Zamiast wynajdywać metafory, których nawet wikipedia nie bierze, można było po prostu napisać: pra-epistaza. Oszczędziłoby to czasu i nerwów. Ale jak się wyprodukuje bełkot takiego kalibru, to należy nadrabiać pseudo-akademickim akcentem.

Mutanty takie to nie nowość. Richard Dawkins metaforycznie przedstawiał epistazę, jako współpracę wioślarzy, ale też opisał konkretny przypadek z pszczołami higienicznymi w ‚Samolubnym genie” – dlaczego tylu biologów mimo wszystko dało się zwieść jego pomysłom? Z resztą skrót myślowy „gen na to, gen na tamto” wymyślono już, kiedy łączono odkrycia Grzegorza Mendla z osiągnięciami genetyki populacyjnej, a następnie molekularnej. Z czasem zamiast „gen” przyjęło się „allel”. Widać z latami wielu przyszłych biologów, w tym ci którzy tworzyli współczesną naukę zapominali, że to tylko skrót myślowy i podziwiali książkę Dawkinsa. Wróćmy jednak do tematu podstawowego – głównie do artykułu o abiogenezie, w którym tym razem opisano koncepcję; Najpierw białka.

Jak myślicie, co by się ulęgło, gdyby połączyć koncepcje: najpierw replikator + najpierw metabolizm + najpierw białka? Chyba trudniejsze niż pożenienie teorii względności z fizyką kwantowa! Niemniej takie próby, to będzie ostatnia deska ratunku dla zwolenników ewolucjonizmu chemicznego. Jak ktoś nie wstydził się czegoś takiego wysłać do publikacji, a recenzenci chyba trzeźwi nie byli, jak to przepuszczali przez swoje sito. Jakiś czas temu na kolanie napisałem tekst, w którym podsumowałem dotychczasowe „osiągnięcia” na polu ewolucjonizmu chemicznego – napisane na kolanie, ale za to jak bogate w treści poznawcze. Proponuję pochylić się nad przypadkiem profesora Jacka Szostaka, to zrozumiecie Państwo dlaczego należało sklecić nową opowieść o abiogenezie – tym razem tak kwasową, że boki można zrywać!

Tutaj jest mój stary tekst, a zawarte w nim informacje dotyczące pochodzenia życia, to obecnie folklor, co też dają do myślenia twórcy nowej części Prebiotycznego Matrixa. Pozbieram to wszystko, poprawię, uzupełnię bardziej szczegółowymi opisami i będzie w jednym kawałku. Przyda się studentom, bez względu na to, jaki mają światopogląd. Ten, czy inny zaliczyć materiał trzeba. W moich zredagowanych tekstach, już wszystkie prawie poprawiłem, nie będzie wzmianek o inteligentnym projekcie w przyrodzie, tylko suche fakty naukowe i niech każdy sam wyciągnie wnioski. Jestem tego samego zdania, co Karol Darwin, który udręczony zmasowanymi atakami na jego pomysły odparował „Niech każdy wierzy w co mu pasuje i ma swoją nadzieję”. Amen! No to lecimy. Mój wcześniejszy tekst i migawki z najnowszej opowieści abiogenezie. Jestem przekonany, że Tomek Beksiński, gdyby żył, to by to wysłał do Cyrku Monty Pythona:

https://slawekp7.files.wordpress.com/2019/06/abiogeneza-nowoczesna-forma-samorc3b3dztwa-wielki-mit-19-20-i-21-wieku-wersja-poszerzona.pdf

A i B siadło na trabie. A spadlo, B przepadło, co zostało?

https://slawekp7.files.wordpress.com/2011/09/numer9.png

https://slawekp7.files.wordpress.com/2011/09/numer10.png

https://slawekp7.files.wordpress.com/2021/06/zrzut-ekranu-z-2021-06-14-00-32-59.png

W kontekscie dyskisji Behego z Orrem:

https://m.salon24.pl/eb8fa1288723e05cf4378460a822b64f,860,0,0,0.png

https://m.salon24.pl/d5b061eb83447a7ad2a19c618b772d7b,860,0,0,0.png

https://m.salon24.pl/e6ead2bd5e144496fe16d093e50e17b9,860,0,0,0.png


https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsob.200324

„2. Nasze założenia dotyczące chemii prebiotycznej Życie powstało na Ziemi. Zakładamy, że początki miały miejsce na Ziemi. […..]
Życie powstało dzięki prawom natury, w tym przemianom chemicznym prostszych cząsteczek w bardziej złożone, a także procesom fizycznym, takim jak dyfuzja, wiązanie, kataliza, reakcje chemiczne oraz zmiany stężeń i konformacji cząsteczek. [….]
W pewnym momencie powstania życia pewne reakcje chemiczne zostały połączone z energią, która je napędza. Chemia „nauczyła się” ujarzmiać energię [….]


Zaczęło się od prostych chemikaliów, może w specyficznym środowisku , takim jak prebiotyczna zupa. Może w „ciepły mały stawie Darwina”, lub w gorącym kominie hydrotermalnym na dnie morza. [….]

A jaki autokatalityczny proces chemiczny lub fizyczny mógł spowodować, że stanie się komórkowym SOF? Poniżej znajdują się cztery ważne „odkrycia” [….]

Wyobraź sobie powódź, która rzeźbi nowe koryto rzeki. Nawałnica nie ma na celu pójścia w konkretnym kierunku, po prostu popycha wodę, która płynie ścieżką najmniejszego oporu. Ewolucja nie podąża w kierunku z góry określonych celów, procesy przywracania równowagi na zasadzie drugiego prawa termodynamiki. Dziedzina NEQ jest szeroka i innowacyjna dzięki szczególnym mechanizmom, z których wiele nie jest jeszcze w pełni zrozumiałych, a dwa z nich opisano poniżej. […..]

Opiszemy teraz mechanizm [ewolucyjny] powstawania białek jako programowalnych katalizatorów, kontrolowanych przez ich własne sekwencje aminokwasowe. Jest to proces autokatalityczny, w którym krótkie peptydy wydłużają się, selektywnie sekwencjonują i rozwijają prymitywne wersje dzisiejszych enzymów białkowych i maszyn molekularnych. [….]

W tym mechanizmie losowe peptydy fałdują się i pomagają katalizować wydłużanie innych w prymitywny sposób podobny do rybosomu. W ten sposób peptydy krótkołańcuchowe rosną dłużej i obficiej, zwiększając masę białka. Istnieje wiele prawdopodobnych procesów prebiotycznych, które mogą polimeryzować poszczególne aminokwasy w peptydy lub kwasy nukleinowe – w krótkie cząsteczki DNA lub RNA. Ale wszystkie te procesy polimeryzacji mają podstawową wadę, mianowicie powstałe łańcuchy są w większości bardzo krótkie. Powstanie dłuższych łańcuchów jest wykładniczo mniej prawdopodobne [….]
Znane polimeryzacje prebiotyczne nie odnoszą się do tego, w jaki sposób losowość w polimeryzowanych sekwencjach prowadzi do uporządkowanych i informacyjnych sekwencji [….]

Zgodnie z tą hipotezą, niektóre krótkołańcuchowe sekwencje HP ulegną zagęszczeniu w roztworach wodnych w struktury, które mają pewną ekspozycję ich hydrofobowych reszt na swojej powierzchni. […..]
Peptydy funkcjonalne są wszechobecne w dzisiejszej biologii ( Podręcznik peptydów aktywnych biologicznie ma ponad 2000 stron!). Krótkie białka działają jako hormony, cząsteczki sygnalizacyjne, czynniki wzrostu, jady […..]

W tym miejscu zwracamy uwagę na pewne zastrzeżenia i sugerujemy kilka testów eksperymentalnych. Po pierwsze, nie mamy jeszcze żadnych dowodów na fałdowanie prostych peptydów i katalizowanie przez nie wydłużania łańcucha w innych peptydach. Nic nam nie wiadomo o testowaniu takiego ewentualnego zjawiska. Najważniejszym zadaniem badaczy podczas obecnych spekulacji jest dostarczenie szczegółowego modelu teoretycznego. Pozwoliłoby to na zaprojektowanie odpowiednich eksperymentów, w celu naukowego dowiedzenia słuszności tych założeń […..]

Wyobraź sobie prebiotyczny gulasz złożony z małych cząsteczek w tym katalizatorów. Jak ten gulasz mógł zostać podzielony pod względem pełnienia różnych niezbędnych dla podtrzymania życia funkcji i zamknięty w pojedynczych komórkach? Działania fizykochemiczne tylko losowo skumulowałyby je razem we wnętrzu pęcherzyków lub kropelek. Tego rodzaju chaotyczne procesy nie przekształciłyby chemii w biologię. Każda komórka potrzebuje zespołów reakcji, które tworzą funkcjonalne ścieżki, cykle i hipercykle. Co mogłoby spowodować, że różne enzymy początkowo o pokrewnych (podobnych, jednolitych) funkcjach połączyły się w zamkniętej przestrzeni, dzieląc na odrębne brygady złożone w wyspecjalizowanych robotników, w których reakcja wyjściowa jest przyczyną kolejnych reakcji? Tutaj opisujemy taki proces [....]

5.3. Mechanizm zestawiający ścieżki funkcyjne

W mechanizmie katalitycznym ruchoma cząsteczka katalizatora B, która przekształca 2s w 3s, dyfunduje w kierunku pozycji cząsteczki katalizatora A, która przekształca 1s w 2s; zobacz ilustrację na dole. (…..) 2 będą dyfundować od A w pewnym tempie, ale będą koncentrować się wokół A przy pewnych względnych prędkościach. B mają powinowactwo wiązania do swoich substratów, w tym przypadku 2s. (….) W ten sposób A i B są przyciągane do siebie, za pośrednictwem wspólnego substratu/produktu drobnocząsteczkowego. […..]

https://slawekp7.files.wordpress.com/2021/06/zrzut-ekranu-z-2021-06-14-00-32-59.png

5.3.1. Mechanizm dyktujący strukturę cząsteczek biochemicznych
Przyciąganie dyktujące strukturę nie jest oparte na powinowactwie umożliwiającym wiązanie A z B, jest to raczej przykład struktury kierującej funkcją 7 […..]

W przeciwieństwie do prostego powinowactwa podczas wiązania A z B przyciąganie dyktujące strukturę jest siłą nierównowagową – nie ma przyciągania, no chyba że 1s są stale dostarczane.
5.3.2. Mechanizm umożliwiający zmontowanie przetworników i maszyn molekularnych
W biologii niezwykle ważna jest transdukcja energii połączona z reakcjami chemicznymi. Procesy biochemiczne napędzane są przez przekształcanie ATP w ADP, natomiast produkcja ATP z ADP napędzana jest przepływem protonów lub jonów przez błony komórkowe. Bez sprzężenia obu tych procesów niemożliwe byłoby metabolizowanie żywności w celu syntezy biocząsteczek i vice versa! Funkcjonowanie silników molekularnych, białek opiekuńczych, rybosomów i innych maszyn. Przeprowadzanie syntezy biocząsteczek, takich jak białka i kwasy nukleinowe.

[…..] Innowacją ewolucyjną, która umożliwiła zbudowanie pomostu na drodze od chemii do biologii była możliwość zasilania cykli energetycznych i procesów biochemicznych. Domeny białkowe mogły być skłaniane do uporządkowania funkcyjnego przez mechanizm samoorganizacji, ale o ile nam wiadomo, nie przeprowadzono jeszcze żadnych badań.
5.3.3. Mechanizm samoorganizacji może sterować procesem podobnym do SOF (biochemiczne Siły Operacyjne do zadań Specjalnych)
Skąd bierze się zasada SOF? Czy jej prekursorem prebiotycznym może być jakiś prosty autokatalityczny cykl chemiczny? Jeśli proces chemiczny ewolucyjnie się zmienia i w efekcie przebiega szybciej (pozytywna mutacja zwiększa przystosowanie), to w jaki sposób prowadzi to do rekrutacji większej ilości zasobów, co w efekcie daje przewagę selekcyjną?

Mechanizm samoorganizacji może łączyć większą przeżywalność ze sprawnością: Katalizator A przekształca substrat 1s i substrat 2s w produkt 3s. Katalizator B przekształca substrat 3s i substrat 4s w produkt 1s. Dwa katalizatory są połączone w cykl: głowa każdej reakcji jest stopą drugiej. Substraty i produkty: 1 i 3 są wspólne dla obu reakcji. Mutacja katalizatora A skutkuje powstaniem ulepszonego A‚, co zwiększa szybkość cyklu. Większa prędkość cyklu powoduje większe przyciąganie B -> A ->B w stosunku do A. Maszyna A′B jest bardziej stabilna i trwała niż maszyna AB, a zatem jest bardziej niezawodnym konsumentem nowych zasobów. […..]
0 new messages