Первый рибозим, который копирует РНК длиннее себя.

Первый рибозим, который копирует РНК длиннее себя.

Сообщение р.Б.Константин » 03 фев 2014, 13:29

In-ice evolution of RNA polymerase ribozyme activity
James Attwater, Aniela Wochner, and Philipp Holliger
Nature Chemistry 5, 1011–1018 (2013) doi:10.1038/nchem.1781


Рибозим tC9Y длиной 202 нуклеотида осуществляет матричный синтез с РНК-шаблонов длиной до 206 нуклеотидов.

Правда, есть проблемы:
1. не очень "абиогенный" оптимум: +17оС, 200 ммоль/л Mg2+, pH 8.3, субстраты - нуклеозидтрифосфаты в концентрациях 0,4-4 ммоль/л
2. скорость: 63 нуклеотида за 16 часов и 206 нуклеотидов за 60 часов (~ 4 нуклеотида в час)
3. точность: ошибки копирования: точечные замены - 0,8%, делеции - 1,5%, преждевременная терминация - 0,015%, последние нуклеотиды копируются с точностью 93%
4. нужен стартовый праймер (комплементарная к началу шаблона короткая РНК, которая к нему приклеется и будет играть роль "затравки")
5. РНК копируется не всякая, а лишь специально подобранные шаблоны, про которые сказано, что они "имеют небольшую вероятность образовывать вторичные структуры", т.е. шпильки, в которых у самого tC9Y участвует больше половины нуклеотидов (57 пар). Фактически, для температуры +17оС подобрали лишь один шаблон длиной 73 нуклеотида (I-5), который копируется с указанными скоростями и точностями. Его полимер - копируется. для вариаций уже происходит "вырождение". Один конец у шаблона комплементарен концу самого рибозима.
206 - это, насколько я понял, рекордсмен по длине, пока копирование не "соскользнуло".
При отрицательной температуре, во льду, tC9Y может копировать вариации I-5 (A50, B50, см.рис.), у которых варьируется ок. 25 центральных нуклеотидов.
Вложения
tC9Y-template.png
tC9Y-template.png (124.81 KiB) Просмотров: 1609
tC9Y.png
tC9Y.png (50.68 KiB) Просмотров: 1609
Аватар пользователя
р.Б.Константин
Супермодератор
 
Сообщений: 204
Зарегистрирован: 17 апр 2008, 23:26
Кредо: Creatio+Evolutio

Re: Первый рибозим, который копирует РНК длиннее себя.

Сообщение Imperor » 03 фев 2014, 18:59

Я был сначала заинтригован и встревожен (потому что "ага"! всё-таки получили синтез длинной цепочки). Но сейчас я уже разочарован.
Такое ощущение, что исследователи сами себя хотят обмануть - специально подгоняют эксперимент таким образом, чтобы создать видимость успешного результата.

На самом деле (что лично мне показалось наиболее вопиющей подгонкой):
1. В качестве субстрата брались уже НТФ. Это где такое видано, чтобы среда была наполнена такими макро-энергетическими веществами?
2. Среда была весьма серьезно подщелочена (pH 8.3). А при подщелачивании среды получается вот что (специально перечитал еще раз Спирина):

...при подщелачивании аденин и цитозин легко подвергаются окислительному дезаминированию и превращаются, соответственно, в гипоксантин и урацил.


3. По сути, авторы работы подобрали такой шаблон (для репликации), который не образует вторичной структуры. Т.е. НЕТ никаких "шпилек", нужных РНК для того, чтобы успешно делать свою работу. Например, половина нуклеотидов самого рибозима, о котором идет речь - вовлечена в "шпильки". Т.е. из статьи получается, что рибозим может реплицировать только такие участки РНК, которые вообще не свернуты во вторичную структуру. Видимо, они просто "спотыкаются" на этих шпильках. И репликация дальше не идет. А это ведь конец. Как тогда рибозимы будут сами себя воспроизводить? Никак?

4. Появляется еще одна проблема - чем длиннее цепочка нуклеотидов, которую прилепил к матрице рибозим, тем труднее расплести эту цепочку потом. Т.е. по сути, рибозим создает мусор - двойную цепочку РНК, которая потом не расплетается. Ей проще порваться поперек, чем вдоль.
Спирин об этой проблеме так написал:

Однако, комплементарная репликация молекул РНК, катализируемая РНК-реплицирующим рибозимом, неизбежно должна приводить к образованию единой двуцепочечной двойной спирали в А-форме, где одна цепь – исходная, а другая – комплементарная ей дочерняя, и эта двуспиральная конформация очень стабильна. Для дальнейшей репликации и размножения исходных (функциональных) цепей РНК эта двойная спираль должна как-то расплетаться, и только тогда каждая ее цепь вновь может служить матрицей для репликации, в том числе и для синтеза новых молекул с исходной последовательностью нуклеотидов на комплементарной цепи, т.е. к воспроизведению. Рибозимы, способные катализировать синтез комплементарных цепей РНК на матрицах одноцепочечных РНК, воспроизведены в лабораторных экспериментах (Johnston et al., 2001; см. также обзор Joyce and Orgel, 2006), но проблема разделения двуцепочечного продукта на индивидуальные цепи остается не решенной (Orgel, 2004). Конечно, нельзя исключать возможность появления рибозимов с активностью РНК-хеликаз, но тогда возникает другая проблема – как уберечь от расплетания локальные двуспиральные участки («шпильки») функциональных одноцепочечных РНК в функционально активной компактной конформации.


В общем, куда ни кинь, всюду клин.
Imperor
Форумчанин
 
Сообщений: 6
Зарегистрирован: 19 июн 2009, 12:30

Re: Первый рибозим, который копирует РНК длиннее себя.

Сообщение Лунный А.Н. » 04 фев 2014, 22:17

Расплетать двунитевые матрицы только специальные белки могут или температура (как при ПЦР). Белки непростые, поскольку они обязаны иметь значительное преимущественное связывание с ssДНК, но не с dsДНК. Откуда они возьмутся, интересно. Может рибозим стабилизировать однонитевые матрицы?

Интересно. конечно, что копирует подлиннее при некоторых особых условиях, но разве прежние проблемы это снимает.

Что-то пароль старый не прошел, пришлось новый запрашивать. Думал, что забыл, однако проверил - пароль раньше действовал.
Лунный А.Н.
Форумчанин
 
Сообщений: 140
Зарегистрирован: 13 май 2008, 13:39

Re: Первый рибозим, который копирует РНК длиннее себя.

Сообщение Сергий Бутько » 06 янв 2017, 08:31

http://www.naukaran.com/zhurnali/intera ... 015_1.html
Григорьев на бывшем Кураевском форуме запостил Маркова, а мне вчера рудимент удалили, не осилю даже прочитать, чтобы не уснуть или мысленно не пнуть автора.
Сергий Бутько
Форумчанин
 
Сообщений: 1
Зарегистрирован: 28 дек 2013, 18:28

Re: Первый рибозим, который копирует РНК длиннее себя.

Сообщение KKND_4936 (Артём) » 07 янв 2017, 17:41

Сергий Бутько писал(а) 06 янв 2017, 08:31:http://www.naukaran.com/zhurnali/interaktivnyy-almanakh-priroda/web-reader/01%20Markov%201-2015_1.html

Посмотрел статью и местами она показалась весьма забавной. :) Дело в том, что великий борец с креационизмом, Александр Марков, там обсуждает ничто иное, как искусственные рибозимы и их искусственную эволюцию в лаборатории. Лично у меня после таких писаний возникла мысль, что он рубит ветку, на которой сам же сидит, т.к. по сути из этих экспериментов следует то, что живое может быть создано искусственным путём и абиогенез, соответственно, может быть искусственным. Неужели Марков внезапно решил стать креационистом ? :ROFL: Да-а-а.

Чуть позже он приводит ряд гипотез о возможности закономерного естественного абиогенеза. Мне тут вот что поведали об этом:
Все, что предлагается, в том числе «преодоление препятствий» - не более, чем разумное вмешательство в процессы и подборка условий для их «нужного» протекания.

Что касается рибозимов-лигаз, то лигирование коротких РНК не есть репликация в строгом смысле. Необходимо добавление в цепочку отдельных нуклеотидов, а иначе как может происходить точное считывание информации? Это, во-первых. Во-вторых, для лигирования фрагментов необходимо активирование нуклеотида на 5-конце, то есть присоединение к пятому углеродному атому трифосфата. В живом организме это осуществляют ферменты класса киназ. Конечно, авторы, показавшие возможность лигирования коротких фрагментов РНК, использовали активированный 5-конец фрагмента. Но это опять же разумное вмешательство в процесс. Без такого активирования никакое лигирование не произойдет.

Все эти марковские фантазии не имеют никакого смысла хотя бы потому, что непреодолимыми остаются проблемы хиральной чистоты и генетического кода.

И вновь получается ничто иное, как искусственный абиогенез. :) Не понятно, что А. Григорьев там нашёл в поддержку своих взглядов.
KKND_4936 (Артём)
Форумчанин
 
Сообщений: 674
Зарегистрирован: 28 июл 2015, 00:01
Откуда: Чернигов ( Украина )
Кредо: Intelligent Design


Вернуться в Абиогенез

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: Yahoo [Bot] и гости: 1

Golden Time-Золотое Время. История, религия, наука