автор: LUCA сообщение 8522

Настоятельно прошу посмотреть это сообщение http://www.scorcher.ru/forum/users/show_post.php?user_name=LUCA&mess_id=20580&isforum=1 Каково твоё мнение?

Да, любопытная получается фишка для медитирования.
В принципе, кое-какие мысли, где здесь собака порылась, у меня есть. Завтра на свежую голову напишу.


17.09.2011г. 0:44:11

Для начала, в хочу описать ещё одну симметрию, которую можно извлечь из приведённых тобой данных. Наиболее вероятно изначально при кодировании аминокислот использовались лишь нуклеотиды 1 и 2, а для 3-го нуклеотида учитывался лишь факт его принадлежности к пуринам или пирамидинам. Так же вполне правдоподобным кажется утверждение, что в раннем варианте кода не было кодонов стоп и старт. Наконец, 2 аминокислоты - цистеин и метионин, содержащие в своём составе серу, и, по видимому, вначале тесно связанные с кодонами стоп и старт, на мой взгляд, имеет смысл рассматривать отдельно от остальных аминокислот. Далее нам нужно найти наиболее подходящих канидидатов на замещение освободившихся вакантных мест для коднов стоп и старт. Как известно, в настоящее время стоп-кодоном UAG кодируется пирролизин, являющийся усложнённым вариантом лизина. Соответствкнно, по аналогии с селеноцестеином можно предположить, что раньше лизин дополнительно кодировался так же кодоном UAR. Далее, извечтно, что во многих случаях в митохондриях AUA кодирует вместо Ile аминокислоту Met. Так как митохондрии по видимому обособились около 2 млрд. лет назад это может быть атавизмом, оставшимся у них от древней версии кода. Соответственно, первоначально Ile мог кодироваться AUY.

С учётом вышеизложеного твою таблицу с группами 2.1-2.3 можно преобразовать в следующую таблицу, являющуюся расширенным аналогом наиболее симмметричной из них подгруппы 2.2:

Ser Ile Leu Asn Asp Gln Lys Lys Glu His Phe Arg Tyr Trp
_A_A__U__A__G__C__A__U_G__C__U__A_U__U
_G_U__U__A__A__A__A__A_A__A__U__G_A__G
_Y_Y__R__Y__Y__R__R___R_R__Y__Y__R_Y__R

Как видишь, теперь она стала гораздо больше похожа на группу 1. У неё нет "непарного" осевого столбца, а молекеулярные массы по прежнему возрастают слева-направо. Так же сохранилась симметрия по нижней строке за исключением двух крайних столбцов, триплеты которых в "классическом" коде раздроблены.

Теперь по поводу того, как подобное безобразие могло появиться. Возможно, что в РНК мире до появления рибосомного синтеза протеинов цепочки аминокислот активно использовались в качестве каталитических центров РНК-молекул. Отдельные аминокислоты в них фиксировались петлями РНК (подобные петли, фиксирующие аргинин, триптофан и фенилиланин уже обнаружены), вторичная структура которой представляла из себя в нулевом приближении одну самокомплиментарную нить с петлями, причём аминокислоты крепились попарно с обоих её сторон, а концы петель во вторичной структуре комплиментарно "склеивались". Места крепления аминокислотной пары задавались кодоном длиной в 5 букв на торце петли. При этом, по видимому была необходимость достаточно равномерного распределения масс вдоль молекулы РНК, что бы обеспечить большую её устойчивость к саморазрушению. Этого можно было добиться, в частности, тем, что бы аминокислоты, оккупировавшие какой-то её участок, в сумме имели примерно одинаковую массу, обеспечивая её равномерное распределение вдоль полинуклеотида. То есть, например, если с одной стороны РНК распологается тяжёлая аминокислота типа триптофана, то с другой стороны должна располагаться какая-то простая (лёгкая) аминокислота. Впоследствии "сиамские близнецы" распались, и у каждого из них осталось по 3 кодона из исходных 5-ти, причём один из них (центральный) остался общим (с учётом самокомплиментарности). Хотел для ясности добавить соответствующую картинку из книжки Мосевицкого с петлями, удерживающими аминокислоты, и одновременно кодирующими их, но движок форума почему-то её не пропускает...
Кстати, интресно, что для группы 1 суммарная масса двух аминокислот, расположившихся симметрично относительно центра таблицы, меняется в довольно ограниченном интервале от 200 до 229 масс атомов водорода. Аналогично для подгруппы 2.2 она тоже меняется в ограниченном диапазоне от 266 до 285. Любопытно, что это группы не перекрываются по массе. Так как нить РНК на концах петель была самокомплиментарна, 1-е нуклеотиды в "симметричных" триплетах тоже остались комплиментарными (это как бы такой атавизм), что и обеспечивает соответствующую симметрию первых строк в группах 1.0 и скорректированом варианте группы 2.2.

Что скажешь?


19.09.2011г. 23:46:47

автор: Combinator сообщение 8617

Далее, извечтно, что во многих случаях в митохондриях AUA кодирует вместо Ile аминокислоту Met. Так как митохондрии по видимому обособились около 2 млрд. лет назад это может быть атавизмом, оставшимся у них от древней версии кода.

Очень трудно представить именно это атавизмом, так как этот атавизм никак не проявляется у их родственников риккетсий, равно как и в других группах прокариот.
Существенно более обоснованной выглядит модель поздней эволюции ГК митохондрий
http://biomolecula.ru/content/410/
автор: Combinator сообщение 8617

Отдельные аминокислоты в них фиксировались петлями РНК (подобные петли, фиксирующие аргинин, триптофан и фенилиланин уже обнаружены), вторичная структура которой представляла из себя в нулевом приближении одну самокомплиментарную нить с петлями, причём аминокислоты крепились попарно с обоих её сторон, а концы петель во вторичной структуре комплиментарно "склеивались".

Я тоже думаю сходным образом, но конечно же склеивались не только комплементарно, всё-таки РНК - это не ДНК, и роль огромного числа дополнительных взаимодействий, стабилизирующих пространственную структуру просто не сравнима. автор: Combinator сообщение 8617

При этом, по видимому была необходимость достаточно равномерного распределения масс вдоль молекулы РНК, что бы обеспечить большую её устойчивость к саморазрушению. Этого можно было добиться, в частности, тем, что бы аминокислоты, оккупировавшие какой-то её участок, в сумме имели примерно одинаковую массу, обеспечивая её равномерное распределение вдоль полинуклеотида.

Никто не запрещает так думать ввиду отсутствия каких-то обоснованных моделей. Хотя конечно ясно, что сама "равноерность распределения" - слишком слабое ограничение для формирования такой весьма упорядочённой структуры.

Если помнишь, то в презентации, писал, что все ферменты создают фермента, откуда же взялись первые?

Здесь может быть вопрос поставлен аналогично - код предопределён АРСазами, которые являются определяемые кодом белками, откуда же первые АРСазы могли появиться?

В модели древнего дублетного кода (см. статью) обосновывается модель СИНТЕЗА аминокислот, которые при синтезе УЖЕ были аминоацилированы, что предопределялось двумя нуклеотидами. Эта модель хорошо объясняет регулярности кода.

Даже в современных организмах возможен синтез аминокислоты из предшественника на тРНК (глутамат в глутамин, аспартат в аспарагин).

Я тоже думаю, что на одной цепи могли связываться по ДВЕ молелы аминокислоты или пептида - один к 3'-концу, а один - к 5'-концу. Эта модель отчасти изложена в статье "Кодазы помогают понять, как возник ГК".
Сегодня не успеваю ответить, чуть позднее допишу, почему я предполагаю, что синтез полипептида напоминал вязание спицами на концах РНК, а не вдоль РНК.





20.09.2011г. 13:04:05

автор: LUCA сообщение 8651

__br__tag_ Очень трудно представить именно это атавизмом, так как этот атавизм никак не проявляется у их родственников риккетсий, равно как и в других группах прокариот. Существенно более обоснованной выглядит модель поздней эволюции ГК митохондрий http://biomolecula.ru/content/410/

Согласен, выглядит убедительно. Может быть, раньше на этом кодоне висела какая-то другая, ныне вышедшая из употребления аминокислота.

автор: LUCA сообщение №8651

Я тоже думаю сходным образом, но конечно же склеивались не только комплементарно, всё-таки РНК - это не ДНК, и роль огромного числа дополнительных взаимодействий, стабилизирующих пространственную структуру просто не сравнима.

Да, конечно.

автор: LUCA сообщение №8651

Никто не запрещает так думать ввиду отсутствия каких-то обоснованных моделей. Хотя конечно ясно, что сама "равномерность распределения" - слишком слабое ограничение для формирования такой весьма упорядочённой структуры.

Согласен, что объяснение выглядит несколько натянутым, но ничего лучшего мне в голову пока не приходит.

автор: LUCA сообщение №8651

В модели древнего дублетного кода (см. статью) обосновывается модель СИНТЕЗА аминокислот, которые при синтезе УЖЕ были аминоацилированы, что предопределялось двумя нуклеотидами. Эта модель хорошо объясняет регулярности кода.

Абсолютно согласен. Но связь (комплиментарной) симметрии первого символа генкода с массой аминокислот, вроде, всё равно не очень просматривается...

автор: LUCA сообщение №8651

Даже в современных организмах возможен синтез аминокислоты из предшественника на тРНК (глутамат в глутамин, аспартат в аспарагин).

Спасибо, факт любопытный, я о нём не знал.

автор: LUCA сообщение №8651

Я тоже думаю, что на одной цепи могли связываться по ДВЕ молелы аминокислоты или пептида - один к 3'-концу, а один - к 5'-концу. Эта модель отчасти изложена в статье "Кодазы помогают понять, как возник ГК". Сегодня не успеваю ответить, чуть позднее допишу, почему я предполагаю, что синтез полипептида напоминал вязание спицами на концах РНК, а не вдоль РНК.

ОК. Со своей стороны, могу сообщить, что я обнаружил, что геномы грам-отрицательных клостридий обладают удивительным свойством - их гомологичные участки часто распологаются практически идеально симметрично относительно центра начала репликации, но на разных нитях ДНК. Кроме того, очень часто у одной бактерии какой-то большой стандартный кластер генов (оперон) начинается на одной половинке кольцевой хромосомы, а продолжается на противоположной её половинке, опять же, на том же расстоянии от точки ORI. Естественно, это не может быть случайностью. Моя интерпретация данного факта такова, что грам-отрицательные клостридии находятся ближе всего к корню дерева жизни (LUCA), а LUCA обладал однонитеевым геномом в виде одной самокомплиментарной нити, причём, не исключено, что обе её стороны могли кодировать белки (это возможно из-за частичной вырожденности генкода по позиции 3-го кодона). В принципе, с в чём то похожими идеями выступает и С. Родин (на него ты ссылался в одном из своих обзоров про АРС-азы):
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2853367/
Так же это может объяснить второе правило Чаргоффа, см. моё обсуждение этого факта, например, здесь:
http://galicarnax.livejournal.com/34158.html
(я выступаю в обсуждении под ником Combinator30).

На мой взгляд, всё это вместе взятое начинает потихоньку складываться в паззл. Одноцепочечный самокомплиментарный геном с короткими последовательностями аминокислот и металлами в качестве активных каталитическиих центров (распологавшихся в РНК-петлях), был постепенно заменён на однонитеевый самокомплиментарный геном с рибосомным синтезом протеинов, который, затем, в свою очередь трансформировался в двухнитеевую кольцевую спираль. Общее глобальное направление эволюции просматривается достаточно чётко - от ситуации "всё в одном флаконе" через постепенное "развязывание узлов" к ситуации, когда разные функции клеточного аппарата оказываются разнесены во времени и пространстве и могут эволюционировать максимально независимо друг от друга. Естественно, в конце этого пути, избавившись от эффекта сиамских близнецов эволюция пошла гораздо быстрее и эффективнее.





20.09.2011г. 18:37:04

автор: Combinator сообщение 8657

Абсолютно согласен. Но связь (комплиментарной) симметрии первого символа генкода с массой аминокислот, вроде, всё равно не очень просматривается...

Совершенно верно.

Но есть один ньюанс - эти симметрии ГК - явно позднее приобретение. И не только потому, что в них существенную роль играют поздно появившиеся сложные аминокислоты типа метионина и триптофана.
Но ещё и потому, что эти симметрии наложены на такой признак, как вырожденность (с симметриями и соотношениями Румера). А эти симметрии, как было показано в статье "Правило Лагерквиста..." - результат особого устройства современной рибосомы.
Именно поэтому они неизбежны и в различных вариациях кода, например, митохондриальных.

Другими словами все эти симметрии возникли лишь тогда, когда существовал пептидил-трансферазный центр проторибосомы.

Поэтому модель возникновения симметрий, возникших в связи с распределением масс, по видимому тоже стоит искать уже на стадии, когда существовал пептидилтрансферазный центр рибосомы.

21.09.2011г. 8:56:27

автор: LUCA сообщение №8659

Поэтому модель возникновения симметрий, возникших в связи с распределением масс, по видимому тоже стоит искать уже на стадии, когда существовал пептидилтрансферазный центр рибосомы.

Раз так, тогда да, нужно искать какие-то варианты, связанные с рибосомой.

Кстати, у генома грам-отрицательных клостридий есть ещё одна уникальная особенность - около 90% генов на одной половинке их хромосомы ориентированы в одну сторону, и, соответственно, около 90% генов на другой половинке в противоположную. Невольно возникает мысль - не является ли это следствием того, что изначально, пока ещё не появились более-менее сложные механизмы регулирования экспрессии генов, рибосома просто один раз проходила от начала до конца самокомплиментарной нити РНК, экспрессируя в один проход все попадающиеся ей по пути гены, причём, на обоих сторонах стебля (в смысле использования схемы sense-antisense)? А после перехода к двойной спирали у наиболее архаичных бактерий так и остались родимые пятна от этого этапа эволюции в виде экстремально низкой энтропии их генома по распределению направления чтения генов по половинкам кольцевой хромосомы?



21.09.2011г. 14:23:36

Покоравшись в инете на сегодня, обнаружил там разные гипотезы происхождения жизни: как -то Первичный бульон , чёрно-белые курильщики, морская пена. А как насчёт зарождения жизни из тумана? Почему-то никаких возражений на этот счёт не встретил. А преимущество очевидно: решает проблему онцетрации орг. вещества и необходимость мембран. Что этому препятствует?

08.10.2012г. 18:30:50

Касательно исследования: автор этой темы давно на форуме не появляется, так что интереса у него я не вижу. И теорию о тумане нигде в литературе не встречал, поэтому помощи и спрашиваю. Исследования сам проводитьне могу, ибо не химик. В литературе запретов на этот способ не встречал.

А касательно этой статьи: угарный газ СО - мало того, что не хочет образовываться из co2 , так ещё и весьма реакционноспособен, особенно в атмосфере с водяным паром. так что его в атмосфере могутбыть разве что "следы". Да и по восстановительным свойствам он восстановительнее водорода. Так что описанные в статье условия выглядят малоправдоподобно по этой причине.

10.10.2012г. 22:39:43