Wikipedia

RNA mundua

Biziaren eboluzioan, DNA eta proteinak agertu aurreko garaietan, RNA-molekulak erreplikazioaz eta funtzio katalitikoez arduratzen zirela proposatzen duen hipotesia

RNA munduaren hipotesia biziaren sorrera azaltzen duen hipotesietako bat da. Hiru domeinuen sistemako kiderik sinpleenek ere DNA erabiltzen dute euren geneak kodetzeko, eta RNA eta proteina kopuru handi bat instrukzio horiek "irakurri" eta hazi, mantendu eta autoerreplikatzeko.

RNAren egitura

Aurkitu zenean erribozima izeneko RNAzko molekulak bere buruaren kopiak katalizatu ditzakeela eta, aldi berean, proteinak sor ditzakeela pentsatu zen hasierako bizi osoa RNAn oinarritua egon zitekeela[1]. Hipotesi horren arabera RNA mundu bat eratu ahal izan zuten, non indibiduoak zeuden baina ez espezieak, mutazioak eta geneen transferentzia horizontalak eragingo baitzuen belaunaldi bakoitzaren genomak ez izatea euren gurasoenak bezalakoak[2]. Beranduago, DNAk RNA ordeztuko luke, askoz egonkorragoa delako eta, beraz, genoma luzeagoak egin ditzakeelako, organismo bakar batek dituen gaitasunak biderkatuz[3]. Erribozimak dira, gaur egun, erribosomen konponente nagusia, zelula modernoen "proteinen fabrikak"[4].

Euren burua kopiatzeko gai diren RNA molekula larriak sortu dira, artifizialki, laborategietan[5], baina hau prozesu natural ez biologiko baten bidez sor daitekeenaren dudak daude[6][7][8]. Agian lehen erribozimak azido nukleiko sinpleagoz eratu ziren, peptido azido nukleiko, treosa azido nukleiko edo glizerol azido nukleikoa kasu, eta beranduago RNAk ordezkatu[9][10]. Beste erreplikatzaile batzuk ere proposatu dira RNA munduaren aurretik, tartean kristalak[11] edo sistema kuantikoak[12].

2003an proposatu zen sulfato metal prezipitatuen poroek RNA sintesia lagundu zezaketela 100 °C inguruan, ozeano hondoko iturri hidrotermalen presioetan. Hipotesi honen arabera, proto-zelulak metalezko substratu horren poroetara loturik egongo lirateke lipidozko mintzak garatu arte[13].

Historia aldatu

1963. urtean Alexander Rich biologo molekularrak lehenengo aldiz espekulatu zuen honen inguruan. 1968. urtean Carl Woeseren Kode Genetikoa libruruan [14] RNA molekulan oinarritutako biziaren ideia agertzen da lehen aldiz. "RNA mundua" kontzeptua lehenengo aldiz Walter Gilbert Nobel saridunak erabili zuen 1986 urtean [15].

RNAren propietateak aldatu

Jakina da RNA katalizatzaile eraginkorra dela eta informazio genetikoa gordetzeko ahalmena duela, DNAren berdin.

RNAren jarduera entzimatikoa aldatu

Jarduera entzimatikodun RNA mota bat dago, erribozimak. Arraroak izan arren, oso funtzio garrantzitsuak dituzte organismoan. Erribozimak erribosomen oinarrizko osagai dira, beharrezkoak direnak proteinen sintesirako. Erribozimek beste funtzio batzuk ere badituzte, adibidez, RNAren auto-splicing-a.

Biziaren sorrerarako propietate entzimatiko nagusiak hauek dira:

 
RNAren eta DNAren egituren arteko desberdintasuna.

RNAren informazioa gordetzeko ahalmena aldatu

RNA eta DNA molekula oso antzekoak dira. Izan ere, DNA eta RNA batu egin daitezke helize bikoitzaren egitura osatzeko.

DNA eta RNAren arteko konparazioa aldatu

Desberdintasun nagusia RNAren erribosa azukrean 2' posizioan dagoen hidroxilo taldea da. Hidroxilo talde honek molekula ezegonkorragoa izatea eragiten du.

RNAk eta DNAk base nitrogenatu desberdinak dituzte. DNAk adenina, guanina, zitosina eta timina erabiltzen ditu, eta RNAk timina eduki beharrean uraziloa du. Hala ere, honek ez du eraginik base parekatzean, izan ere, adenina uraziloarekin batu daiteke timinarekin batzen den moduan.

RNAn informazioa gordetzeko zailtasunak aldatu

RNA molekuletan informazio asko ezin da gorde, izan ere, egitura kimikoagatik, RNA molekula handiak oso hauskorrak dira eta nukleotidotan banatu daitezke hidrolisi bidez. Gainera, base nitrogenatuek argi ultramorea xurgatzeko ahalmen handia dute, eta honek mutazioak sorraraztea dakar. [19]

Nahiz eta ikuspegi energetikotik eta mutazioen ikuspegitik eraginkorra ez izan, RNA molekuletan informazioa gordetzea ez da ezinezkoa. Nahiz eta gaur egungo bizirako egokia ez izatea, RNA molekulak bizi primitibo batean erabiltzea posible izango zen.

Hipotesiaren aldeko ebidentzia aldatu

Hipotesi honen oinarria RNAren informazio genetikoa gordetzeko, transmititzeko eta bikoizteko ahalmenean datza, DNAk egiten duen bezala. RNAk ere erribozima moduan jokatu dezake.

Bere burua ugaltzeko ahalmena duenez, DNAk egiten dituen funtzioak egiteko ahalmena duenez eta jarduera entzimatikoa duenez, RNAk bizi independientea izateko ahalemena zuela uste da.

Nahiz eta nukleotidorik ez aurkitu Miller eta Ureyren esperimentuan, beste esperimentu batzuetan aurkitu izan dira, bereziki Joan Oróren esperimentuetan, non azido zianhidrikotik abiatuta adenina base nitrogenatua lortu zuen.

RNAren sintesirako proposatutako mekanismoak aldatu

Hipotesiak esaten du salda primitiboan nukleotidoak disoluzioan aurkitzen zirela. Nukleotido hauek batu egingo ziren, baino azkar apurtuko ziren energia baxuko molekulak izateagatik. Hala ere, pare base batzuk ahalmen katalitikoa zuten batze energia jeisteko, eta honek denbora luzeagoan batuta egotea ekarriko zuen. Katea luzatzen joan ahala nukleotidoak azkarrago batzen ziren.

Proposatu da RNA kate hauek biziaren era primitiboena dela. RNAren mundu honetan RNA kateak beraien artean lehiatzen zuten inguruko nukleotido libreak lortzeko eta hautespen naturalaren menpe zeuden. Molekula eraginkorrenak ziren aurrera egiten zutenak, gaur egun ezagutzen den RNA sortu zuten.

Patrick Forterre mikrobiologo frantzesa hipotesi berri batean ari da lanean. Honen ustez, birusak izan ziren RNAtik DNAra eman zen trantsizioa eragin zutenak eta bakterioen, arkeoen eta eukariotoen eboluzioa sorrarazi zutenak. Honen ustez ere azken arbaso komuna RNAn oinarrituta zegoen izaki bat zen, gero RNA birikoa garatuko zuena. Birus hauetako batzuk DNA birus bihurtu ziren beraien geneak babesteko. Infekzio birikoaren prozesuari esker hiru domeinuen eboluzioa eman zen. [20]

Hipotesi alternatiboa aldatu

Alternatiba bezala beste azido nukleiko baten presentzia aipatzen da: azido nukleiko peptidikoa. Molekula hau RNA baino egonkorragoa da eta dirudienez errazagoa sintetizatzeko baldintza prebiotikoetan, izan ere, erribosaren eta fosfato taldeen sintesiak ez direlako errazak.

Treosaren azido nukleikoa eta glizerolaren azido nukleikoak ere aipatu dira.

Beste alternatiba bat HAPzko munduaren hipotesia da (hidrokarburo aromatiko poliziklikoak).

Erreferentziak aldatu

  1. ↑ (Ingelesez) Joyce, Gerald F.. (2002-07). «The antiquity of RNA-based evolution» Nature 418 (6894): 214–221.  doi:10.1038/418214a. ISSN 1476-4687. (Noiz kontsultatua: 2019-06-23).
  2. ↑ «Evolution without speciation but with selection: LUCA, the Last Universal Common Ancestor in Gilbert’s RNA world» www.funpecrp.com.br (Noiz kontsultatua: 2019-06-23).
  3. ↑ Forterre, Patrick. (2005-09-01). «The two ages of the RNA world, and the transition to the DNA world: a story of viruses and cells» Biochimie 87 (9): 793–803.  doi:10.1016/j.biochi.2005.03.015. ISSN 0300-9084. (Noiz kontsultatua: 2019-06-23).
  4. ↑ (Ingelesez) Cech, Thomas R.. (2000-08-11). «The Ribosome Is a Ribozyme» Science 289 (5481): 878–879.  doi:10.1126/science.289.5481.878. ISSN 0036-8075. PMID 10960319. (Noiz kontsultatua: 2019-06-23).
  5. ↑ (Ingelesez) Bartel, David P.; Glasner, Margaret E.; Lawrence, Michael S.; Unrau, Peter J.; Johnston, Wendy K.. (2001-05-18). «RNA-Catalyzed RNA Polymerization: Accurate and General RNA-Templated Primer Extension» Science 292 (5520): 1319–1325.  doi:10.1126/science.1060786. ISSN 0036-8075. PMID 11358999. (Noiz kontsultatua: 2019-06-23).
  6. ↑ (Ingelesez) Miller, Stanley L.; Levy, Matthew. (1998-07-07). «The stability of the RNA bases: Implications for the origin of life» Proceedings of the National Academy of Sciences 95 (14): 7933–7938.  doi:10.1073/pnas.95.14.7933. ISSN 0027-8424. PMID 9653118. (Noiz kontsultatua: 2019-06-23).
  7. ↑ (Ingelesez) Miller, S. L.; Robertson, M. P.; Larralde, R.. (1995-08-29). «Rates of decomposition of ribose and other sugars: implications for chemical evolution» Proceedings of the National Academy of Sciences 92 (18): 8158–8160.  doi:10.1073/pnas.92.18.8158. ISSN 0027-8424. PMID 7667262. (Noiz kontsultatua: 2019-06-23).
  8. ↑ (Ingelesez) Lindahl, Tomas. (1993-04). «Instability and decay of the primary structure of DNA» Nature 362 (6422): 709–715.  doi:10.1038/362709a0. ISSN 1476-4687. (Noiz kontsultatua: 2019-06-23).
  9. ↑ (Ingelesez) Orgel, Leslie. (2000-11-17). «A Simpler Nucleic Acid» Science 290 (5495): 1306–1307.  doi:10.1126/science.290.5495.1306. ISSN 0036-8075. PMID 11185405. (Noiz kontsultatua: 2019-06-23).
  10. ↑ (Ingelesez) Miller, Stanley L.; Levy, Matthew; Nelson, Kevin E.. (2000-04-11). «Peptide nucleic acids rather than RNA may have been the first genetic molecule» Proceedings of the National Academy of Sciences 97 (8): 3868–3871.  doi:10.1073/pnas.97.8.3868. ISSN 0027-8424. PMID 10760258. (Noiz kontsultatua: 2019-06-23).
  11. ↑ Dawkins, Richard, 1941-. (1986). The blind watchmaker. (1st American ed. argitaraldia) Norton ISBN 0393022161. PMC 11842129. (Noiz kontsultatua: 2019-06-23).
  12. ↑ (Ingelesez) Davies, Paul. (2005-10). «A quantum recipe for life» Nature 437 (7060): 819.  doi:10.1038/437819a. ISSN 1476-4687. (Noiz kontsultatua: 2019-06-23).
  13. ↑ Allen J. F.; Raven J. A.; Martin William; Russell Michael J.. (2003-01-29). «On the origins of cells: a hypothesis for the evolutionary transitions from abiotic geochemistry to chemoautotrophic prokaryotes, and from prokaryotes to nucleated cells» Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences 358 (1429): 59–85.  doi:10.1098/rstb.2002.1183. (Noiz kontsultatua: 2019-06-23).
  14. ↑ (Ingelesez) Woese, Carl. (1967). The Genetic Code: the Molecular basis for Genetic Expression. Harper & Row ISBN 978-0060471767..
  15. ↑ (Ingelesez) Gilbert, Walter. (1986-02). «Origin of life: The RNA world» Nature 319 (6055): 618.  doi:10.1038/319618a0. ISSN 1476-4687. (Noiz kontsultatua: 2019-03-07).
  16. ↑ (Ingelesez) Zaher, H. S.; Unrau, P. J.. (2007-07-01). «Selection of an improved RNA polymerase ribozyme with superior extension and fidelity» RNA 13 (7): 1017–1026.  doi:10.1261/rna.548807. ISSN 1355-8382. PMID 17586759. PMC PMC1894930. (Noiz kontsultatua: 2019-03-07).
  17. ↑ (Ingelesez) Huang, Faqing; Yang, Zhili; Yarus, Michael. (1998-11). «RNA enzymes with two small-molecule substrates» Chemistry & Biology 5 (11): 669–678.  doi:10.1016/S1074-5521(98)90294-0. (Noiz kontsultatua: 2019-03-07).
  18. ↑ (Ingelesez) Zhang, Biliang; Cech, Thomas R.. (1997-11). «Peptide bond formation by in vitro selected ribozymes» Nature 390 (6655): 96–100.  doi:10.1038/36375. ISSN 0028-0836. (Noiz kontsultatua: 2019-03-07).
  19. ↑ (Ingelesez) Lindahl, Tomas. (1993-4). «Instability and decay of the primary structure of DNA» Nature 362 (6422): 709–715.  doi:10.1038/362709a0. ISSN 0028-0836. (Noiz kontsultatua: 2019-04-29).
  20. ↑ (Ingelesez) Zimmer, C.. (2006-05-12). «Did DNA Come From Viruses?» Science 312 (5775): 870–872.  doi:10.1126/science.312.5775.870. ISSN 0036-8075. (Noiz kontsultatua: 2019-04-29).

Kanpo estekak aldatu

"https://eu.wikipedia.org/w/index.php?title=RNA_mundua&oldid=8486945"(e)tik eskuratuta