Question:
La vie sans ADN?
Phonon
2011-12-15 20:20:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Je ne suis en aucun cas un expert dans le domaine, mais simplement un visiteur curieux, mais j'y ai réfléchi et Google n'aide pas beaucoup. Connaissons-nous des formes de vie qui n'ont pas l'ADN à double hélice conventionnel tel que nous le connaissons? Des alternatives sérieuses ont-elles été théorisées?

Je ne sais pas trop si les virus et les prions peuvent être traités comme "vivants" ...
Qu'est-ce qui est considéré comme vivant? C'est une bonne question. Je pense qu'il est prudent de définir quelque chose comme vivant quand il est (1) capable de se maintenir et de se répliquer et (2) d'interagir avec son environnement.
Indépendamment du fait que les virus et les prions sont «vivants», ceux que nous connaissons ne peuvent survivre en un mot sans ARN / ADN.
Je suis d'accord avec @Poshpaws c'est une excellente question
Cinq réponses:
#1
+39
Poshpaws
2011-12-15 22:06:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pour faire suite à ce que mbq a dit, il y a eu un certain nombre d'études sur «l'origine de la vie» qui suggèrent que l'ARN était un précurseur de l'ADN, le soi-disant «monde de l'ARN» (1). Puisque l'ARN peut remplir les deux rôles que l'ADN et les protéines remplissent aujourd'hui. D'autres spéculations suggèrent que des choses comme un peptide-acide nucléique " PNA" peuvent avoir précédé l'ARN et ainsi de suite.

Les molécules catalytiques et les molécules génétiques doivent généralement avoir des caractéristiques différentes. Par exemple, les molécules catalytiques devraient être capables de se plier et avoir de nombreux éléments constitutifs (pour l'action catalytique), tandis que les molécules génétiques ne devraient pas se replier (pour la synthèse de matrice) et avoir peu d'éléments constitutifs (pour une fidélité de copie élevée). Cela impose beaucoup d'exigences à une molécule. De plus, les biopolymères catalytiques peuvent (potentiellement) catalyser leur propre destruction.

L'ARN semble être capable d'équilibrer ces demandes, mais la difficulté est alors de produire de l'ARN de manière prébiotique - jusqu'à présent, le sien n'a pas été atteint. Cela a conduit à un intérêt pour les modèles «métabolisme d'abord» où la vie précoce n'a pas de biopolymère génétique et donne en quelque sorte naissance à un héritage génétique. Cependant, jusqu'à présent, cela semble avoir été peu exploré et largement infructueux (2).

modifier

Je viens de voir cet article populaire dans New Scientist qui traite également de TNA (acide nucléique Threose) et donne des informations de base pour PNA, GNA (acide nucléique glycol) et ANA (acide nucléique amyloïde).


(1) Gilbert, W., 1986, Nature, 319, 618 "Origine de la vie: le monde de l'ARN"

(2) Copley et al., 2007, Bioorg Chem , 35, 430 "L'origine du monde de l'ARN: co-évolution des gènes et du métabolisme."

Il y avait en fait une étude où ils ont pu créer (en utilisant les conditions théoriques de la Terre initiale) deux des quatre ARN. Même si j'ai toujours du mal à trouver l'interview vidéo, j'ai trouvé ça. http://www.wired.com/2009/05/ribonucleotides/
#2
+24
nico
2011-12-15 21:01:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Il y a eu un rapport récent sur la science, qui a eu beaucoup de retour dans la presse générale, dans lequel une bactérie a été identifiée qui pourrait vivre dans un environnement où l'arsenic était substitué au phosphore (l'un des composants de l'ADN, formant l'épine dorsale du double helyx).

Voici l'article original:
Une bactérie qui peut se développer en utilisant de l'arsenic au lieu du phosphore
et le commentaire est apparu sur Nature Les microbes mangeurs d'arsenic peuvent redéfinir la chimie de la vie

Il y a, cependant, beaucoup de critiques sur la méthodologie utilisée dans l'article, et sur la question de savoir si l'arsenic serait vraiment incorporé dans l'ADN au lieu du phosphore.

Science a publié plusieurs de ces critiques dans une Note de l'éditeur Et vous trouverez ici la Réponse des auteurs

A part ça ... eh bien, si vous considérez les virus comme des formes de vie, il y en a beaucoup qui n'ont pas d'ADN double brin, mais qui ont plutôt un ADN simple brin ou un ARN simple brin ou un ARN double brin.

XKCD on arsenic-based life

"sur la question de savoir si l'arsenic serait vraiment incorporé dans l'ADN au lieu du phosphore." - Je suis assez sceptique aussi. La différence entre les rayons (atomiques, covalents) est [plutôt] (http://www.webelements.com/phosphorus/atom_sizes.html) [big] (http://www.webelements.com/arsenic/atom_sizes.html) , entre autres. La différence entre les [enthalpies de liaison] (http://www.webelements.com/periodicity/enthalpy_diatomics_MO/) avec l'oxygène (phosphate par rapport à l'arséniate) semble également importante, comme on pouvait s'y attendre (plus l'atome est gros, plus les liaisons sont faibles) .
Je suis également sceptique - mais fascinant si c'est correct!
Je ne veux pas entrer trop profondément dans la controverse sur cette étude, mais en lisant le journal moi-même et en parlant aux autres, le poids de l'opinion actuelle est certainement contre le résultat de l'arsenic.
yamad, le scepticisme dominant est-il possible de résumer pour ceux d'entre nous curieux du résultat?
@KatieBanks, ce n'est pas mon domaine donc les personnes intéressées devraient lire les 8 critiques. Une critique principale, cependant, est que leur milieu As + / P- contient suffisamment de traces de phosphore pour soutenir la croissance qu'ils attribuent à l'incorporation d'arsenic. Les auteurs soutiennent que leur contrôle As- / P-, qui ne montre aucune croissance, indique que ce n'est pas seulement une trace P qui soutient la croissance. C'est un bon point, mais cela ne nécessite toujours pas vraiment une interprétation selon laquelle As est incorporé dans l'ADN. Leurs autres données ont également été critiquées pour la pureté insuffisante de leurs échantillons / préparations.
cela a été démystifié: http://news.nationalgeographic.com/news/2012/07/120709-arsenic-space-nasa-science-felisa-wolfe-simon/
@woliveirajr les articles originaux peuvent être trouvés ici: [GFAJ-1 Is an Arsenate-Resistant, Phosphate-Dependent Organism] (http://www.sciencemag.org/content/337/6093/467.short) et [Absence of Detectable Arséniate dans l'ADN de cellules GFAJ-1 cultivées par arséniate] (http://www.sciencemag.org/content/337/6093/470.full). Cependant, je n'irais pas jusqu'à dire qu'ils ont "démystifié" l'étude, juste donné une meilleure explication de leurs résultats (c'est-à-dire appliqué la méthode scientifique).
Aussi: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22798070
#3
+13
Bart Jacobs
2011-12-15 21:07:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Cela dépend si vous appelez les prions une forme de vie, mais les prions n'utilisent pas (directement) l'ADN pour se propager. Ils forcent d'autres protéines dans un état protéique mal replié.

Encore une fois, la question demeure de savoir si les prions doivent être considérés comme «vivants».

La question de leur existence est sans objet; les prions dépendent en fin de compte de l'ADN pour leur propagation car l'hôte doit générer un substrat supplémentaire pour qu'ils se retournent.
C'est la raison pour laquelle j'ai mis «direct» entre parenthèses. À proprement parler, les prions n'utilisent pas l'ADN pour se propager. Cependant, comme vous l’indiquez, il y a certainement place pour le débat.
Les prions ne peuvent cependant changer aucune protéine en un état mal replié ... ils sont un état mal replié de la protéine PrP, qui est normalement synthétisée par l'organisme, et pour laquelle un gène existe.
Heureusement, ils ne peuvent pas. Cependant, en gardant à l'esprit la question ci-dessus, je ne pense pas que cela soit pertinent.
#4
+12
user59
2011-12-15 21:52:53 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Il y a de sérieuses spéculations selon lesquelles les origines de la vie utilisaient les ARN à la fois comme enzymes et comme vecteur d'information génétique.
Plus tard, ces ARN informatifs ont évolué vers des ADN plus stables et moins réactifs, le rôle enzymatique a été délégué aux protéines et l'ARN est seulement resté dans les parties les plus cruciales de la chaîne d'expression (ARNm et rybosome) et certains mécanismes de régulation.

#5
+3
March Ho
2015-03-01 14:51:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ce récent article sur les cellules mentionne un ribozyme (enzyme ARN) qui lie deux oligonucléotides en lui-même. Étant donné une source suffisante d'oligonucléotides d'entrée et les conditions correctes, il peut catalyser sa propre réplication et subir une évolution darwinienne, et peut être considéré comme une forme rudimentaire de vie basée sur l'ARN.

Les auteurs émettent l'hypothèse que les réplicateurs d'ARN à base de ligase auraient pu être les premiers réplicateurs d'ARN, qui ont ensuite été remplacés par la polymérisation désormais standard:

Une approche quelque peu différente repose sur sur des enzymes ARN avec une activité ARN ligase basée sur un modèle d'ARN pour joindre des substrats oligonucléotidiques pour former des produits ARN complémentaires. Il a été proposé que les premiers systèmes de réplication et évolutifs sur Terre fonctionnaient par ce mécanisme et ne soient devenus que plus tard dépendants de la polymérisation résidu par résidu

Il convient de noter que les ARN ribozyme polymérases existent, mais beaucoup d'entre eux nécessitent des protéines en plus de la structure de l'ARN.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
Loading...