ewolucja Artykuly

   wprowadzenie
   blog
   artykuły
      Teoria
      Biogeneza
      Filozofia
      Geologia
      Paleontologia
      Antropogeneza
      Genetyka
      Faktoidy
      Archiwum KS
      Behawior
      Modelowanie
   kreacjonizm
   e-WWWolucja
   forum
   literatura
   ludzie
   słowniczek
   varia
   mapa serwisu
   English info

szukaj w serwisie




ŚWIAT RNA

Grzegorz Góralski   
1.XI.2002    
 3  


Tego typu doświadczenia nie byly oczywiście dokładną symulacją procesów które zachodziły miliardy lat temu na Ziemi. Przede wszystkim dlatego że do replikacji RNA niezbędne było białko, oraz dlatego że warunki w jakich przebiegało doświadczenie zapewne daleko odbiegało od tych które miały miejsce w czasie kiedy na naszej planecie rodziło się życie. Jednakże ważnym wnioskiem wynikłym z tych doświadczeń było to że wykazano doświadczalnie iż ewolucja może zachodzić na poziomie molekularnym i że RNA jest dobrym obiektem podlegającym ewolucji.
W dalszych etapach badań należalo więc dążyć do wyeliminowania konieczności równoległego występowania jednego ze składników czyli białka lub RNA a także starać się znaleść warunki bardziej odpowiadające tym które mogły panować na Ziemi. Jak już wiemy, dzięki odkryciu rybozymów, wydaje się że problem koniecznej obecności białka dla replikacji RNA został wyeliminowany.

Odkrycie rybozymów oraz doświadczalne wykazanie ewolucji molekularnej dało podstawę do sformułowania hipotezy "Świata RNA" zwaną również od nazwiska autora "Teorią Eigena". Niewątpliwą zaletą tej hipotezy jest to że wg. niej życie można wyprowadzić od pojedynczej, lub kilku, cząsteczek zdolnych do autoreplikacji. Przy czym RNA spełniałoby to podwójną rolę, zarówno genotypu jak i fenotypu.
Wedle omawianej hipotezy po powstaniu koniecznych związków organicznych, powstały samoreplikujące się cząsteczki RNA , po pewnym czasie powstały kompleksy RNA-białko które lepiej spełniały funkcje katalityczne, póżniej prakomórki i w końcu pojawił się dzisiejszy schemat dziedziczenia DNA->RNA->białko.

Ogólne spekulacje oczywiście nie zadowoliły wszytkich i naturalnym celem dalszych badań stało się z jednej strony poznanie rzeczywistych możliwości RNA jako enzymu a przede wszytkim szukanie "Świętego Graala" zwolenników "Świata RNA" czyli takiej cząsteczki która potrafiłaby samodzielnie się zreplikować.
Co ciekawe, jako metody szukania rybozymów o żądanych własnościach stosuje się właśnie selekcji RNA o żądanych właściwościach z puli cząsteczek RNA o przypadkowej (!) budowie oraz różne formy ewolucji "w próbówce".

Jack W. Szostak i Rachel Green skonstruowali niewielki rybozym który miał ciekawe właściwości. Był on w stanie zarówno replikować cząsteczki RNA przy użyciu krótszych łańcuchów nukleotydów, jak i być matrycą do tej replikacji.
Był to ważny krok, gdyż pokazano w ten sposób że RNA jest zdolne do autoreplikacji, jednak otrzymany rybozym wciąż nie był dokładnie tym czego szukano, gdyż nie potrafił przeprowadzić pełnej replikacji, korzystając z pojedynczych nukleotydów jako substratów. Ostatnio udało się również rybozymy zdolne do polimeryzacji kilkunasto-nukleotydowych odcinków RNA o przypadkowej sekwencji.
Poza tym udało się otrzymać rybozymy o bardzo różnych funkcjach. Ostatnio przeprowadzono ciekawy eksperyment w którym otrzymano cząsteczke RNA zdolną do katalizowania dwu różnych reakcji. Później udało się przeprowadzic udaną ewolucje tej cząsteczki do dwu różnych cząsteczek RNA posiadających różne właściwości katalityczne. Przez cały czas ewolucji, cząsteczki te nie traciły swoich właściwości enzymatycznych.

Hipoteza "Swiata RNA" jakkolwiek jest bardzo pociągająca ma jednak kilka mankamentów. Po pierwsze nie bardzo wiadomo jak mogły powstać monomery które mogłyby służyc do budowy RNA. Po drugie kłopotliwe było wyjaśnienie jak mogły wogóle spontanicznie powstać cząsteczki RNA, choć ten problem ostatnio wydaje się być powoli rozwiązywany. Mianowicie okazało się że niektóre minerały są w stanie katalizować powstawanie nici RNA. Udało się zaobserwować powstawanie tą drogą cząsteczek RNA dłuższych niż 50 nukleotydów a jest to wielkośc wystarczająca do pełnienia roli katalitycznej.
Następnym problemem jest to że w zasadzie nie wystarczy jedna cząsyteczka o zdolnościach katalitycznych aby rozpocząć ewolucje, bowiem taka cząsteczka nie byłaby w stanie przeprowadzić replikacji samej siebie, a dokładnie aktywnego miejsca przepowadzającego proces replikacji. Tak więc powinniśmy więc otrzymać conajmniej dwie takie cząsteczki w bliskim sąsiedztwie.
Rozwiązaniem tego problemu być może leży w katalizowaniu replikacji np. przez minerały takie jak iły. W końcu należy zwrócić uwage na to że pierwszy replikator musiał byc zdolny do dość dokładnej autreplikacji, inaczej błędy gromadziłyby się szybciej niż byłyby odsiewane przez dobór i cząsteczki szybko by zdegenerowały. Tak więc na pewno potrzebne są dalsze doświadczenia które pomogą nam zrozumieć jakie rzeczywiście możliwości drzemią w RNA i czy mogło (i ewentualnie jak) mogło zapoczątkować życie na Ziemi.






autorzy:      Katarzyna Adamala       Karol Sabath