Ontdekking stimuleert de theorie dat het leven op aarde is ontstaan ​​uit een RNA-DNA-mix

In sommige opzichten is het menselijk lichaam te vergelijken met een machine, soms zelfs een zeer geavanceerde: het lichaam herstelt zich en past zich aan aan de omstandigheden. Alles hier over virologie, anatomie, biomedische technologie en genetica en nog veel meer.
Plaats reactie
Gebruikersavatar
univers
Observer
Berichten: 28112
Lid geworden op: 27 jan 2013, 11:10

Ontdekking stimuleert de theorie dat het leven op aarde is ontstaan ​​uit een RNA-DNA-mix

Bericht door univers » 19 jan 2021, 08:52

Chemici bij Scripps Research hebben een ontdekking gedaan die een verrassende nieuwe kijk ondersteunt op hoe het leven op onze planeet is ontstaan.

In een studie gepubliceerd in het scheikundetijdschrift Angewandte Chemie , toonden ze aan dat een eenvoudige verbinding genaamd diamidofosfaat (DAP), die aannemelijk aanwezig was op aarde voordat het leven ontstond, chemisch minuscule DNA-bouwstenen, deoxynucleosides genaamd, in strengen van primordiaal DNA kon hebben gebreid.

De bevinding is de laatste in een reeks ontdekkingen van de afgelopen jaren, die erop wijzen dat DNA en zijn naaste chemische neef-RNA samen zijn ontstaan ​​als producten van vergelijkbare chemische reacties, en dat de eerste zelfreplicerende moleculen - het eerste leven vormen op aarde - waren mengsels van de twee.

De ontdekking kan ook leiden tot nieuwe praktische toepassingen in de chemie en biologie, maar de belangrijkste betekenis ervan is dat het ingaat op de eeuwenoude vraag hoe het leven op aarde voor het eerst is ontstaan. Het effent in het bijzonder de weg voor uitgebreidere studies van hoe zelfreplicerende DNA-RNA-mengsels kunnen zijn geëvolueerd en verspreid over de oorspronkelijke aarde en uiteindelijk de meer volwassen biologie van moderne organismen hebben gezaaid.

"Deze bevinding is een belangrijke stap in de richting van de ontwikkeling van een gedetailleerd chemisch model van hoe de eerste levensvormen op aarde zijn ontstaan", zegt senior auteur Ramanarayanan Krishnamurthy, PhD , universitair hoofddocent scheikunde bij Scripps Research.

De bevinding duwt ook het veld van de chemie van de oorsprong van het leven weg van de hypothese die het de afgelopen decennia heeft gedomineerd: de 'RNA World'-hypothese stelt dat de eerste replicatoren op RNA waren gebaseerd en dat DNA pas later als product ontstond. van RNA-levensvormen.

Is RNA te plakkerig?

Krishnamurthy en anderen hebben de RNA World-hypothese gedeeltelijk in twijfel getrokken omdat RNA-moleculen simpelweg te "plakkerig" waren om als de eerste zelfreplicatoren te dienen.

Een RNA-streng kan andere individuele RNA-bouwstenen aantrekken, die eraan blijven kleven om een ​​soort spiegelbeeldige streng te vormen - elke bouwsteen in de nieuwe streng bindt zich aan zijn complementaire bouwsteen op de oorspronkelijke 'sjabloon'-streng. Als de nieuwe streng kan loskomen van de sjabloonstreng en, door hetzelfde proces, andere nieuwe strengen kan gaan sjablonen, dan heeft het de prestatie van zelfreplicatie bereikt die aan het leven ten grondslag ligt.

Maar hoewel RNA-strengen goed zijn in het sjablonen van complementaire strengen, zijn ze niet zo goed in het scheiden van deze strengen. Moderne organismen maken enzymen die gekoppelde RNA-of DNA-strengen kunnen dwingen hun eigen weg te gaan, waardoor replicatie mogelijk wordt, maar het is onduidelijk hoe dit had kunnen gebeuren in een wereld waar enzymen nog niet bestonden.

Een chimerische oplossing

Krishnamurthy en collega's hebben in recente studies aangetoond dat "chimere" moleculaire strengen die deels DNA en deels RNA zijn, dit probleem mogelijk hebben kunnen omzeilen, omdat ze complementaire strengen op een minder plakkerige manier kunnen malplaatjes waardoor ze relatief gemakkelijk kunnen scheiden. .

De chemici hebben de afgelopen jaren ook in veel geciteerde artikelen aangetoond dat de eenvoudige ribonucleoside- en deoxynucleoside-bouwstenen, van respectievelijk RNA en DNA, onder zeer vergelijkbare chemische omstandigheden op de vroege aarde zouden kunnen zijn ontstaan.

Bovendien meldden ze in 2017 dat de organische verbinding DAP de cruciale rol had kunnen spelen door ribonucleosiden te modificeren en ze aan elkaar te rijgen tot de eerste RNA-strengen. De nieuwe studie toont aan dat DAP onder vergelijkbare omstandigheden hetzelfde had kunnen doen voor DNA.

"We ontdekten tot onze verbazing dat het gebruik van DAP om te reageren met deoxynucleosiden beter werkt als de deoxynucleosiden niet allemaal hetzelfde zijn, maar in plaats daarvan mengsels zijn van verschillende 'DNA-letters', zoals A en T, of G en C, zoals echt DNA, ”Zegt eerste auteur Eddy Jiménez, PhD, een postdoctoraal onderzoeksmedewerker in het Krishnamurthy-lab.

"Nu we beter begrijpen hoe een primordiale chemie de eerste RNA's en DNA's had kunnen maken, kunnen we het gaan gebruiken op mengsels van ribonucleoside- en deoxynucleoside-bouwstenen om te zien welke chimere moleculen worden gevormd - en of ze zichzelf kunnen repliceren en evolueren, ”Zegt Krishnamurthy.

Hij merkt op dat het werk ook brede praktische toepassingen kan hebben. De kunstmatige synthese van DNA en RNA - bijvoorbeeld in de "PCR" -techniek die ten grondslag ligt aan COVID-19-tests - komt neer op een enorme wereldwijde business, maar is afhankelijk van enzymen die relatief kwetsbaar zijn en dus veel beperkingen hebben. Robuuste, enzymvrije chemische methoden om DNA en RNA te maken, kunnen in veel contexten aantrekkelijker worden, zegt Krishnamurthy.

https://www.scripps.edu/news-and-events ... y-dna.html
Een mens is net een open boek, je moet het enkel kunnen lezen.

Plaats reactie