Sehrály při vzniku pozemského života roli RNA-DNA chiméry?  
Chemici Institutu Scrippsové nemají rádi RNA-DNA chiméry. Prý nejsou moc stabilní. Jejich alternativa k teorii RNA světa je ale jenom nepřesvědčivou ozvěnou starých časů

 

Jak asi vypadal RNA svět? Kredit: Nicolle Rager-Fuller/ NASA.
Jak asi vypadal RNA svět? Kredit: Nicolle Rager-Fuller/ NASA.

 

Pokud se shodneme, že život vznikl na Zemi, a že tedy můžeme o jeho vzniku něco rozumného zjistit, tak se v této souvislosti velmi často mluví o RNA světě (RNA world). Je to velice sexy koncept, který se vyloženě nabízí, protože krátké molekuly RNA zvládnou obě dvě klíčové funkce života najednou – interakci s prostředím i dědičnost. Nesmírnou výhodou RNA totiž je, že tvoří takzvané ribozymy – řetězce RNA s enzymatickou aktivitou. Takže nikdo nemusí přemýšlet o tom, jak se mohly při vzniku života dohromady sladit dva odlišné typy molekul. Vtip je v tom, že na počátku života obě tyto funkce zvládal jediný typ molekuly, čili RNA.

 

Ramanarayanan Krishnamurthy. Kredit: TSRI.
Ramanarayanan Krishnamurthy. Kredit: TSRI.

 


Navzdory tomu, že RNA svět je tak sexy koncept, se nenechaví vědci neustále snaží tuhle myšlenku něčím vyšperkovat. V médiích se pak objevují velkohubé titulky o „alternativních teorií vzniku života“, ve skutečnosti to ale obvykle bývají jen nepřesvědčivé námitky k RNA světu. To je případ i nové studie badatelů The Scripps Research Institute (TSRI), kterou zveřejnil časopis Angewandte Chemie. Chemik Ramanarayanan Krishnamurthy a jeho kolegové tvrdí, že na počátku života vznikly zároveň řetězce RNA a DNA. Podle Krishnamurthyho je to prý stejně dobrá představa, jako si myslet, že došlo k překlopení RNA světa na dnešní DNA svět.

 

Klíčový rozdíl mezi RNA a DNA spočívá v přítomnosti hydroxylové skupiny (OH) na 2‘ pozici ribózy. Kredit: Narayanese / Wikimedia Commons.
Klíčový rozdíl mezi RNA a DNA spočívá v přítomnosti hydroxylové skupiny (OH) na 2‘ pozici ribózy. Kredit: Narayanese / Wikimedia Commons.


Odborníci si hrají s RNA světem už dlouhá desetiletí. Dneska už navíc víme, že doopravdy mohou spontánně vzniknout RNA molekuly (tedy ribozymy), které dovedou sebe samotné replikovat. Problém RNA světa spočívá v tom, že si dnes moc neumíme představit, jak došlo k přechodu z RNA světa na DNA svět.

Jak vznikl samotný RNA svět? Kredit: Hernández & Piccirilli (2013), Nature Chemistry.
Jak vznikl samotný RNA svět? Kredit: Hernández & Piccirilli (2013), Nature Chemistry.

Potíž s představivostí je ale náš problém, a zároveň existují zajímavé hypotézy, které tohle řeší. Podle některých se na tom významně podílely viry, které si mohly vyvinout DNA jako formu ochrany a obrany svého genetického materiálu. Podle jiných zase vznikalo velké množství RNA-DNA chimér, které mohly sehrát klíčovou roli v přechodu na DNA svět. Pokud by takové chiméry byly stabilní.

 


Krishnamurthy a jeho spolupracovníci tvrdí, že RNA-DNA chiméry moc stabilní nejsou. Problém je prý hlavně v rozdílných molekulách cukru, které tvoří konstrukci molekul RNA a DNA. Podle Krishnamurthyho by se tudíž RNA-DNA chiméry nemohly v RNA světě prosadit. Je to prý vidět i v dnešním světě – když se stavební prvky RNA omylem připojí do řetězce DNA, tak příslušné enzymy rychle zasáhnou a problém vyřeší. Evoluce prý podporuje stabilnější molekuly. Na počátku života takové enzymy nebyly k dispozici a podle Krishnamurthyho by bylo za takové situace velmi obtížné přejít do DNA světa.

 

Jak mohly viry postavit DNA organismy? Kredit: Claverie & Abergel (2010), Trends in Genetics.
Jak mohly viry postavit DNA organismy? Kredit: Claverie & Abergel (2010), Trends in Genetics.

 

Proto Krishnamurthy a spol. přišli s tvrzením, že se RNA a DNA objevily na počátku života společně. Krishnamurthy zdůrazňuje, že nejsou v tomto ohledu první, což vskutku nejsou. Je to hodně stará písnička. Problém je v tom, že vznik samotné RNA, tedy představa RNA světa, je o dost jednodušší a uvěřitelnější, nežli současný vznik (sehraného?) RNA-DNA mechanismu. Upřímně řečeno, Krishnamurthyho výtky vůči RNA světu nejsou příliš silné v kramflecích. Nestabilita RNA-DNA chimér je jen technickou záležitostí. Vysvětlení nemusí být nijak komplikované – buď v době vzniku života existovaly situace, kdy by takové chiméry byly z nějakého důvodu úspěšné anebo vlastně takové chiméry vůbec nepotřebujeme, protože život přepnul z RNA do DNA módu jiným způsobem – například prostřednictvím virů.

Video: Science on Saturdays at Yale - Ron Breaker: The RNA World


Literatura
The Scripps Research Institute 28. 9. 2016, Angewandte Chemie online 21. 9. 2016.

Datum: 04.10.2016
Tisk článku

Vznik µudského života - Majtán Ąubomír
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 116 Kč
cena: 116 Kč
Vznik µudského života
Majtán Ąubomír
Související články:

Ako vznikol život? Nádejná cesta k odpovedi.     Autor: Dagmar Gregorová (17.05.2009)
Byl vznik života na Zemi nevyhnutelný?     Autor: Stanislav Mihulka (25.10.2013)
Vznik života se přičiněním českých vědců přiblížil Zemi     Autor: Josef Pazdera (09.12.2014)
Vznikl pozemský život samovolným zjevením prvotních nukleových kyselin?     Autor: Stanislav Mihulka (08.04.2015)
Začal život na Zemi už před 4,1 miliardami let?     Autor: Stanislav Mihulka (20.10.2015)
Zrodil se první život ve vesmíru na uhlíkové planetě?     Autor: Stanislav Mihulka (08.06.2016)
První život znovu láme rekord, jsme už na 3,7 mld let     Autor: Josef Pazdera (04.09.2016)



Diskuze:

Re,Re -RNA+DNA

Vlastislav Výprachtický,2016-10-05 10:07:52

Rozvinu tedy více můj názor : Z původních anorg. prvků / CO2, SO2, CH4, a j. / působením tehdejších podmínek / tlaku, Uv a j. záření / vznikaly organické látky. Na př.: / aminokyseliny, lipidy, sacharidy aj. / tedy mohlo dojít ke vzniku i kvasinek/ různých formách. které se zúčastnily na dalších etapách vývoje. Přeji hezký den pane Krnic.

Odpovědět


Re: Re,Re -RNA+DNA

Milan Krnic,2016-10-05 12:34:49

Tedy že mimo jednotlivých RNA a DNA vnikl rovnou mikroorganismus.
Tématem článku je právě vznik života, tedy jak podle vás vznikl ten mikroorganismus?
Děkuji, i já Vám přeji pěkný den!

Odpovědět

Re- RNA-DNA

Vlastislav Výprachtický,2016-10-05 08:06:56

Je myšlena pozdější vývojová fáze, nikoliv počátek.

Odpovědět


Re: Re- RNA-DNA

Milan Krnic,2016-10-05 08:47:41

Je myšlena v článku, nebo vámi (o čemž jsem ostatně psal), nebo v kolektivním vědomí, potažmo jinde?
A můžete to prosím trochu rozvést? Děkuji

Odpovědět

RNA-DNA.

Vlastislav Výprachtický,2016-10-05 06:13:45

Fúze RNA na DNA se rovněž mohly zúčastnit i jednoduché kvasinky. Jejich forma reakcí vytváří vhodné podmínky pro zprostředkování dalších pochodů i co se týká vstupů a výstupů.

Odpovědět


Re: RNA-DNA.

Milan Krnic,2016-10-05 06:45:40

Můžete to prosím více rozvinout? Děkuji.
Kvasinky jsou z DNA tvořené organismy, tedy by měly být vývojově značně dále, než kam je zasazeno téma článku.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Kvasinky#Genetika_kvasinek

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace