Visita Encydia.com

La Génération Halley (album)

De Wikipédia, l'encyclopédie libre

(Redirigé depuis La Génération Halley)
Fichier:NA-comparedto-DNA thymineAndUracilCorrected.png
ARN Avec ses bases nitrogenadas à la gauche et ADN à la droite.

La hypothèse du monde d'ARN propose que le ARN a été la première forme de vie dans le Terroir, en développant postérieurement une membrana cellulaire à son autour et en se convertissant ainsi en la première cellule procariota.


Sommaire

Histoire

L'expression "Monde d'ARN" il a été employée par première fois par le prix nobel Walter Gilbert en 1986, au fil d'un commentaire sur les récentes observations sur les propriétés catalíticas de quelques formes d'ARN.[1] Cependant, l'idée d'une vie indépendante basée sur l'ARN est plus ancienne et il déjà se peut trouver "Le code génétique", de Carl Woese.[2] En1963 le biologiste molecular Alexander Rich, du MIT especuló sur la même idée dans un article dans lequel contribuait à un volume publié en honneur au fisiólogo et prix Nobel Albert Szent-Györgyi.

Propriétés de l'ARN

Article principal: Acide ribonucleico

Les propriétés de l'ARN nous peuvent donner une idée de la possibilité conceptual de l'hypothèse du monde d'ARN, bien que son plausibilidad comme explication de l'origine de la vie se trouve débattue. Il se sait que l'ARN est un performant catalizador et de même que le ADN possède la capacité de stocker information.

Une version de l'hypothèse légèrement diverse est qu'un type différent de acide nucleico, dénommé "pre-ARN" dehors le premier en surgir comme molécule autorreproductora pour être remplacé par l'ARN seulement après. Ces acides nucleicos souvent se produisent et polimerizan plus facilement sous des conditions prebióticas. Quelques candidats seraient le ANP, le ANT et le ANG.[3] [4]

L'ARN comme enzima

Article principal: Ribozima

Les enzimas d'ARN ou ribozimas sont possibles dans l'actuel monde d'ADN, bien que ne communs. Cependant les ribozimas occupent des papiers de vitale importance. Les ribozimas sont des composants essentiel du ribosoma, lequel est essentiel pour la synthèse de protéines. Ils sont possibles beaucoup de fonctions des ribosomas: La nature emploie largement le acte-splicing de l'ARN et la évolution dirigée a créé ribozimas avec une grande variété d'activités. Entre les propriétés enzimáticas importantes pour le début de la vie se trouvent:

  • La capacité de l'autoduplicación ou de doubler autres molécules d'ARN. Ils se sont produit dans le laboratoire molécules relativement courtes d'ARN. Les plus courtes étaient d'une longueur de 165 bases bien que s'est estimé que seulement part de ces bases étaient cruciales pour cette fonction. Une version dont la longueur était de 189 paires de bases il obtenait une fidélité de copie de 98.9%,[5] Ce que signifierait qu'il pourrait faire une copie exacte d'une molécule d'ARN tellement longue comme elle même de chaque huit copies, bien que cette ribozima de 189 bp comme beaucoup pourrait polimerizar un moule de 14 nucleótidos de longueur, trop court pour l'envisager replicación, mais représente un grand début. La majeure extension d'un cebador menée à terme par une ribozima de type polimerasa a été de 20 bp.[6]
  • La capacité de catalizar réactions chimiques simples qui augmentent la création des monómeros de l'ARN. Ils se sont créé dans le laboratoire molécules relativement petites d'ARN dans le laboratoire avec cette capacité de façon artificielle.[7][8]
  • La capacité de former raccordes peptídicos pour produire péptidos courts et occasionnellement protéines entiers. Ceci s'effectue dans les cellules modernes par les ribosomas, un complexe de deux molécules grandes d'ARN connues comme ARN ribosómico joins avec autres protéines. Il se pense que les deux molécules d'ARNr sont les responsables de cette activité enzimática. Il s'est créé dans le laboratoire une molécule d'ARN plus courte capable de former raccordes peptídicos, et s'est suggéré que le rARN a évolué à partir d'une molécule similaire.[9] Ainsi, s'est aussi suggéré que les aminoácidos pourraient initialement se compléter avec des molécules d'ARN comme cofactores en améliorant ou en diversifiant ses capacités enzimáticas, avant d'évoluer à péptidos plus complexes; le RNAm peut y avoir évolué avec à partir de telles molécules d'ADN, et l'ARNt de molécules qu'aient catalizado transferts d'aminoacidos d'ils.[10]

ARN Comme entrepôt d'information

L'ARN est une molécule très semblable à l'ADN et il garde deux différences chimiques avec celui-ci: la structure complète de l'ARN et de l'ADN sont inmensamente similaires. Une chaîne d'ADN et autrui d'ARN peuvent s'unir pour former une structure de double hélice. Ceci fait possible l'emmagasinage d'information en l'ARN d'une forme très semblable à celle que s'effectue dans l'ADN.

Comparaisons des structures de l'ADN et ARN

Article principal: ADN
Article principal: ARN

La principale différence est la présence d'un groupe hidroxilo en position 2' du sucre ribosa en l'ARN. Ce groupe fait que la molécule soit moins stable. Dans les régions souples de l'ARN (par exemple, celles qui ne sont pas constreñidas par la double hélice) peuvent être attaquées químicamente par le raccordez fosfodiéster adjacent de sorte que se peut escindir. Le groupe hidroxilo aussi force à la ribosa à adopter la conformation C3'-endo au lieu de la plus habituelle C2'-endo de l'ADN. Ceci force à la double hélice à adopter une conformation légèrement différente à la de l'ADN.

L'ARN aussi utilise un groupe de bases différente -adenina, guanina, citosina et uracilo- au lieu d'adenina, guanina citosina et timina. L'uracilo est químicamente similaire à la timina, bien que emploie moins énergie pour se produire. En des termes de l'apareamiento de bases ceci n'a pas aucun effet, puisque la adenina peut s'unir à l'uracilo parfaitement. Pourtant, l'uracilo est un produit de la trasmutación par des dommages de la citosina, en faisant que l'ARN soit particulièrement susceptible à des mutations qu'ils peuvent remplacer une paire de bases GC par GU ou AU.

Limitations dans l'emmagasinage d'information en l'ARN

il n'est pas facile stocker des grandes quantités d'information en l'ARN. Les propiedas chimiques de l'ARN font que les molécules grandes d'ARN soient inherentemente fragiles et se puissent fragmenter avec facilité, en étant postérieurement descompuestas en nucleótidos par hidrólisis. Les bases aromáticas aussi absorbent fortement la fraction ultravioleta du spectre et pourraient y avoir été susceptibles de dommages et décomposition par la radiation de fond.[11][12] Ces limitations ne font pas qu'il soit impossible l'utilisation de l'ARN pour stocker information, mais seulement exigeante depuis le point de vue énergétique (pour réparer ou remplacer les molécules dañadas d'ARN) et propensas à la mutation. Alors que ceci fait qu'il soit peu d'approprié dans l'actuelle vie "optimizada" basée sur l'ADN, l'a pu y avoir été pour la vie primitiva.

Preuves

L'hypothèse du monde d'ARN se base sur la capacité de l'ARN de stocker, transmettre et doubler l'information génétique, de la même forme que le fait le ADN. L'ARN peut agir aussi comme une ribozima (une enzima faite d'acide ribonucleico). En raison de que il peut se reproduire à soi même, en développant les tâches de l'ADN et des protéines (enzimas), se pense que l'ARN a été capable d'avoir sa propre vie indépendante. Ainsi, alors qu'ils ne s'ont pas trouvé nucleótidos dans la Expérience de Miller et Urey, s'ont oui trouvé dans les simulations d'autres chercheurs, surtout en les de Juan Oró. Expériences avec les ribozimas basiques, comme le ARN viral Q-beta, ont démontré que les structures d'ARN autorreplicantes simples peuvent résister même à des fortes pressions sélectives (comme les terminadores de chaîne de quiralidad opposée).[13]

Walter Gilbert a été le premier en user l'expression "monde d'ARN" en 1986. Cependant, l'idée de vie ARN indépendante est plus ancienne, et il se peut trouver dans le livre de Carl Woese The Genetic Code.[14] Cinq ans avant, le biologiste molecular Alexander Rich, du Massachusetts Institute of Technology, avait déjà proposé grande part de la même idée dans un article écrit pour un volume publié en honneur du prix Nobel de Fisiología Albert Szent-Györgyi.

Difficultés avec l'hypothèse

Puisque ne existent pas des routes chimiques pour la synthèse abiogénica de nucleótidos à partir des bases pirimidínicas de citosina et uracilo sous des conditions prebióticas pourrait être que les acides nucleicos ne les continssent pas.[15] Résulte révélateur que le nucleósido citosina ait une vie moyenne en isolement de 19 jours à 100°C et 17.000 ans en de l'eau glacée, ce que est encore très court pour le temps à échelle géologique.[16] Autres auteurs mettent en question que la ribosa et autres sucres du squelette des acides nucleicos puissent être le suffisamment stables comme pour se trouver entre le matériel génétique original.[17] Par exemple, se sait que le raccordez éster entre la ribosa et le acide fosfórico en l'ARN est propenso à la hidrólisis.[18] En plus, la ribosa doit être toute du même enantiómero, parce que n'importe quel nucleótido avec une quiralidad différente agirait comme terminador de la chaîne.[19]

Détails du monde d'ARN

Mécanismes proposés pour la synthèse prebiótica d'ARN

Les nucleótidos sont des molécules fondamentales qu'ils se combinent en série pour former ARN. Ils consistent à une base nitrogenada unie à un squelette d'azucar-fosfato. L'ARN est composé par des longs tronçons de nucleótidos spécifiques rangés de telle façon que sa séquence de bases porte information. L'hypothèse du monde d'ARN soutient qu'en le caldo primigenio ou sandwich primigenio existeraient déjà les nucleótidos en dissolution. Ces nucleótidos formeraient tu raccordes de forme régler avec autrui, qu'ils se casseraient parce que le changement d'énergie était bas. Cependant, certaines séquences de paires de bases auraient des propriétés catalíticas que diminueraient l'énergie pour générer sa chaîne, en faisant qu'ils demeurassent ensemble par des périodes de temps plus longs. À mesure qu'il s'allongeait la chaîne il allait en attirant les nucleótidos qu'encajaban de forme plus rapide, en faisant que la chaîne se formât plus vite que sa vitesse de dégradation.

Il s'est proposé que ces chaînes étaient les premières et plus primitivas formes de vie. Dans le monde d'ARN les différentes chaînes concouraient entre elles par les nucleótidos libres et étaient sujettes à la sélection naturelle. Les molécules les plus performantes d'ARN, ces capables de catalizar eficientemente sa propre reproduction, sobrevivían et évoluaient, en formant le moderne ARN.

La compétition entre les ARN a pu y avoir avantagé le surgimiento d'une coopération entre des chaînes différentes, en ouvrant la voie pour la formation des premières protocélulas. Dans quelque moment les chaînes d'ARN ont développé à l'aléa propriétés catalíticas qu'aidaient aux aminoácidos à se unir moyennant raccordes peptídicos. Ces aminoácidos pourraient alors contribuer à la synthèse d'ARN, en fournissant à ces chaînes d'ARN qu'agissaient comme ribozimas un avantage sélectif. Avec le temps ils ont été recrutées pour la vie l'ADN, les lípidos, les carbohidratos et tous les types de substances chimiques qu'aujourd'hui font partie d'elle. Ceci a conduit à l'apparition des premières cellules procariotas et enfin à la vie ainsi que la voyons actuellement.

Développements posterior de l'hypothèse

Patrick Forterre a été en travaillant dans une hypothèse controversée qu'établit que les virus ont été l'instrument qu'il a produit la transition de l'ARN à l'ADN et l'évolution des Bacterias, Archaeas et Eucariotas. Cet auteur croit que le dernier ancêtre commun a été un être basé sur l'ARN qu'a développé virus d'ARN. Quelqu'un de ces virus ils ont évolué en virus d'ADN pour protéger ses gènes d'attaques. À travers le procès d'infection virale ils ont évolué les trois dominations de la vie.[20]

Hypothèse alternative

Comme s'est antérieurement mentionné, une version diverse de la même théorie est la de le "monde de pre-ARN", dans celle qui se propose qu'un acide nucleico différent a précédé à l'ARN. Comme alternative s'est proposé au Acide nucleio peptídico. L'ANP est plus stable que l'ARN et semble qu'il serait plus simple de synthétiser en des conditions prebióticas, spécialement parce que la synthèse de ribosa et l'addition de groupes fosfatos sont problématiques, parce que n'existaient pas aucune des deux. Il s'est proposé le Acide nucleico de Treosa comme point de départ, ainsi que le acide nucleico de glicerol.

Il s'est proposé une alternative différente -ou complémentaire- à l'assemblage d'ARN dans la Hypothèse du monde d'HAP. Une autre théorie alternative plus à l'hipotesis de l'ARN serait l'hypothèse de la panspermia. Explora La possibilité de que l'origine de la vie dans cette planète fût amenée de quelque autre lieu de la galaxie.

Implications du monde d'ARN

D'être certaine l'hypothèse du monde d'ARN aurait des importantes implications pour la même définition de la vie. Pendant la majeure part du temps qu'a suivi à la découverte de la structure de l'ADN par Watson et Crick, s'a envisagé que la vie se définissait en grande mesure en des termes d'ADN et protéines. L'ADN et les protéines parecián être les macromoléculas dominants dans les cellules vives, de sorte que l'ARN avait l'unique propos d'aider à créer protéines à partir du "plan" d'ADN. Cette hypothèse situe à l'ARN dans le papier central dans l'origine de la vie, ce que a promû des nombreux études en les derniers dix ans qui ont dévoilé importants aspects dans la fonction de l'ARN que préalablement se méconnaissaient et ils démontrent un papier critique de l'ARN dans la fonctionnalité de la vie. En 2001 l'hypothèse du monde d'ARN a reçu une grande impulsion au se déchiffrer la structure tridimensional du ribosoma, que révélait que les lieux catalíticos clefs du ribosoma étaient faits de kARN et que les protéines n'avaient pas un papier structural important et ils étaient d'importance fonctionnelle accessoire. Spécifiquement en parlant, il se sait actuellement que la formation du raccordez peptídico, qu'est le réaction qu'il unit les aminoácidos entre si pour former protéines est catalizada par un résidu adenina du ARN ribosómico et par autant le ribosoma est une ribozima. Cette découverte suggère les molécules d'ARN ont été avec toute probabilité capables de générer les premières protéines. Autres découvertes importantes ont montré que l'ARN était plus que un simple messager ou adaptateur pour transférer molécules, comme est dans le cas des riboproteínas nucléaires petites (snRNP) dans le traitement du pre-mARN et la correction de l'ARN (ARN editing) et la transcription de l'ARN en Eucariotas dans l'entretien des telómeros et dans le réaction de la telomerasa.

Références

  1. ↑ Modèle:Cite publication
  2. ↑ Modèle:Rendez-vous livre
  3. ↑ Modèle:Cite publication
  4. ↑ Modèle:Cite publication
  5. ↑ W. K. Johnston, P. J. Unrau, M. S. Lawrence, M. Et. Glasner and D. P. Bartel RNA-Catalyzed RNA Polymerization: Accurate and Général RNA-Templated Premier Extension. Science 292, 1319 (2001)
  6. ↑ Hani S. Zaher and Peter J. Unrau, Selection of an improved RNA polymerase ribozyme with Supérieur extension and fidelity. RNA (2007), 13:1017-1026
  7. ↑ Huang, Yang, and Yarus, RNA enzymes with two small-molecule substrates. Chemistry & Biology, Vol 5, 669-678, November 1998
  8. ↑ Unrau, P.J. and Bartel, D.P. (1998) RNA-catalysed nucleotide synthesis. Nature 395, 260-263
  9. ↑ Zhang and Cech, Peptide bond formation by in vitro selected ribozymes. Nature 390, 96-100
  10. ↑ Szathmary Et., The origin of the genetic code: amino acids As cofactors in an RNA world. Trends in Genetics, Volume 15, Number 6, 1 June 1999 , pp. 223-229(7)
  11. ↑ Modèle:Cite publication
  12. ↑ Modèle:Citejournal
  13. ↑ The Basics of Selection (London: Springer, 1997)
  14. ↑ New York: Harper and Row, 1967
  15. ↑ L. Orgel, The origin of life on earth. Scientific American. 271 (4) p. 81, 1994.
  16. ↑ Matthew Levy and Stanley L. Miller, The stability of the RNA bases: Implications for the origin of life, Proceedings of the National Academy of Science USE 95, 7933–7938 (1998)
  17. ↑ Larralde R, Robertson M P, Miller S L. Proc Natl Akkad Sci USE. 1995;92:8158–8160.
  18. ↑ Lindahl T. Nature (London). 1993;362:709–715.
  19. ↑ Modèle:Cite publication
  20. ↑ Modèle:Cite publication
  • Cairns-Smith, À. G. Genetic Takeover: And the Minéral Origins of Life. ISBN 0-521-23312-7
  • Lindahl, T., 1993. "Instability and decay of the primary structure of DNA," Nature 362(6422):709–715.
  • Pääbo, S. 1993. "Ancient DNA" Scientific American 269(5):60–66.

Voyez-vous aussi

Tu raccordes externes

Récupérée de « http://fr.encydia.com/es/La_G%C3%A9n%C3%A9ration_Halley_(album) »