לדלג לתוכן

השערת עולם ה-RNA

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
(הופנה מהדף עולם הרנ"א)
הערך נמצא בשלבי עבודה: כדי למנוע התנגשויות עריכה ועבודה כפולה, אתם מתבקשים שלא לערוך את הערך בטרם תוסר ההודעה הזו, אלא אם כן תיאמתם זאת עם מניח התבנית.
אם הערך לא נערך במשך שבוע ניתן להסיר את התבנית ולערוך אותו, אך לפני כן רצוי להזכיר את התבנית למשתמש שהניח אותה, באמצעות הודעה בדף שיחתו.
שיחה
הערך נמצא בשלבי עבודה: כדי למנוע התנגשויות עריכה ועבודה כפולה, אתם מתבקשים שלא לערוך את הערך בטרם תוסר ההודעה הזו, אלא אם כן תיאמתם זאת עם מניח התבנית.
אם הערך לא נערך במשך שבוע ניתן להסיר את התבנית ולערוך אותו, אך לפני כן רצוי להזכיר את התבנית למשתמש שהניח אותה, באמצעות הודעה בדף שיחתו.
הבדלים בין DNA ו-RNA: השוואה של RNA (שמאל) עם DNA (ימין), המראה את מבנה הסלילים והנוקלאוטידים הבונים את המולקולות

השערת עולם ה-RNA היא השערה מדעית בקשר למוצא החיים. על פי ההשערה, צורות החיים הקדומות ביותר בכדור הארץ היו בנויות מ-RNA שמילא הן את תפקיד האנזימים שממלאים היום בעיקר חלבונים והן את תפקיד החומר התורשתי שממלא היום כמעט לחלוטין ה-DNA. לפי השערה זו, כאשר ה-RNA נעטף בקרום ליפידי, נוצרו התאים החיים הראשונים. תאים אלה היו פרוקריוטים.

הגנטיקאי אלכסנדר ריץ' Alexander Rich הציע לראשונה את הרעיון של עולם ה-RNA בשנת 1962,[1] וולטר גילברט טבע את המונח בשנת 1986. [2] בהמשך, הוצעו נתיבים כימיים חלופיים לחיים המסבירים את מוצא החלבונים, השומנים והנוקלאוטידים בעולם של תרכובות הציאנוסולפידים, [3] וייתכן שחיים מבוססי RNA אולי לא היו החיים הראשונים. [2] [4] למרות זאת, נראה שהשערת עולם ה-RNA היא כיום פרדיגמת האביוגנזה המועדפת ביותר, אך גם התומכים בתאוריה זו מסכימים שהיא עדיין לא הגיעה לראיות חותכות על מנת לדחות פרדיגמות והשערות אחרות. [5] [6] ההיווצרות במקביל של כל ארבעת הנוקלאוטידים שהם אבני הבניין של ה-RNA חיזקה עוד יותר את ההשערה.[7] ללא קשר לסבירות שלו בתרחיש פרה-ביוטי, עולם ה-RNA יכול לשמש כמערכת מודל לחקר מקור החיים. [8]

DNA בדומה ל- RNA יכול לאחסן ולשכפל מידע גנטי. בדומה לאנזימי חלבון, אנזימי RNA הריבוזימים, יכולים לזרז תגובות כימיות שהן קריטיות לחיים . [9] הריבוזום, הוא אחד המרכיבים החשובים ביותר של התא. הוא מורכב בעיקר מ-RNA. חלקי ריבו-נוקלאוטידים המצויים בקו-אנזימים רבים, כגון אצטיל-CoA, NADH ,FADH ו-F420 (אנ') שהוא קואנזים המצוי בהרבה חיידקים. ייתכן ואלה שרידים של קו-אנזימים הקשורים בקשרים קו-וולנטיים ששרדו מעולם ה- RNA. [10] למרות ש-RNA שביר, ייתכן שחלק מה-RNA העתיק פיתח את היכולת לבצע מתילציה של מולקולות RNA אחרות כדי להגן עליהם.[11]

אם עולם ה-RNA היה קיים, כנראה אחריו התפתח עידן הנוקלאופרוטאינים ribonucleoproteins , [12] אשר הוביל אל עידן ה-DNA וליצירה של חלבונים ארוכים יותר. ל-DNA יש יציבות ועמידות גדולים יותר מאשר ל-RNA. זה עשוי להסביר מדוע היא הפכה למולקולת אחסון המידע information storage השולטת. [13] ייתכן שאנזימי חלבון החליפו את הריבוזימים המבוססים על RNA בתור זרזים ביולוגיים, מכיוון שהשפע והמגוון הגדול יותר של מונומרים הופכים אותם למגוון יותר. מכיוון שחלק מהקו-פקטורים מכילים מאפיינים של נוקלאוטידים וחומצות אמינו, ייתכן שחומצות אמינו, פפטידים ולבסוף חלבונים היו בתחילה קו-פקטורים לריבוזימים.[14]

האבולוציה של מוצא החיים

[עריכת קוד מקור | עריכה]

אחד האתגרים בחקר של מוצא החיים-אביוגנזה הוא שמערכת הרבייה והמטבוליזם המשמשת את כל צורות החיים הקיימות קשורה לשלושה סוגים של מקרומולקולות התלויות זו בזו ( DNA ,RNA וחלבונים ). זה מצביע על כך שהחיים לא יכלו להתהוות בצורתם הנוכחית. עובדה זו הובילה את החוקרים להעלות השערה של מנגנונים לפיהם המערכת הנוכחית עשויה להיווצר ממערכת קודמת פשוטה יותר. [15] הביולוג המולקולרי האמריקאי אלכסנדר ריץ' Alexander Rich היה החוקר הראשון שהניח השערה על מקורם של נוקלאוטידים כמבשרי חיים. [16] במאמר שהוא תרם לכרך שהוצא לכבודו של הפיזיולוג חתן פרס נובל אלברט סנט-ג'יורגיי, הוא הסביר שסביבת כדור הארץ הפרימיטיבית הייתה יכולה לייצר מולקולות מונומרים פולינוקליאוטידים-RNA שרכשו פונקציות אנזימטיות ומשכפלות עצמיות.[17] מושג נוסף של RNA כמולקולה קדמונית ניתן למצוא במאמרים של פרנסיס קריק [18] ולסלי אורגל Leslie Orgel [19] וכן בספרו של קרל וואסה Carl Woese משנת 1967

The Genetic Code. תאוריה זו התפרסמה בשם "עולם ה-RNA" בספר בשם זה מאת ולטר גילברט ב-1986. [20] הנס קון Hans Kuhn הציג ב-1972 תהליך אפשרי שבאמצעותו המערכת הגנטית המודרנית עשויה הייתה להיווצר מנוקלאוטידים, אשר הוביל את הרולד ווייט ב-1976 לראות שרבים מהקו-פקטורים החיוניים לתפקוד האנזימטי הם נוקלאוטידים או נגזרות של נוקלאוטידים.[21] הוא הציע תרחיש לפיו התכונות האלקטרוכימיות העיקריות של תגובות אנזימטיות מחייבת שמירה של חלקי הנוקלאוטידים הייחודיים של האנזימים המקוריים המבוססים על RNA, המבצעים את התגובות, בעוד ששאר האלמנטים המבניים של האנזימים הוחלפו בהדרגה בחלבון, עד שכל מה שנותר ממולקולות של ה-RNA המקוריות היו הנוקלאוטידים הללו, שכונו על ידו "מאובנים של אנזימי חומצת גרעין".[22] הביטוי "עולם ה-RNA" הפך לשימוש ילראשונה על ידי חתן פרס נובל וולטר גילברט בשנת 1986, בפרשנות על האופן שבו תצפיות עדכניות על התכונות הקטליטיות של צורות שונות של RNA משתלבות עם השערה זו.[23] דו"ח נאס"א NASA משנת 2011 על מטאוריטים שנמצאו על פני כדור הארץ, הצביע על כך שאבני בניין של RNA (אדנין, גואנין ומולקולות אורגניות נוספות קשורות) עשויות להיווצר בחלל החיצון. [24] [25] [26] בשנת 2017, מחקר באמצעות מודל מספרי, העלה שייתכן שעולם RNA הופיע בבריכות חמות בכדור הארץ המוקדם, וכי מטאוריטים היו מקור סביר לאבני הבניין של ה-RNA (ריבוז וחומצות גרעין) בסביבות אלו.[27] [28] ב-29 באוגוסט 2012, אסטרונומים מאוניברסיטת קופנהגן דיווחו על זיהוי של מולקולת סוכרים, במערכת כוכבים מרוחקת. המולקולה נמצאה סביב הקדם-כוכבי הבינארי IRAS 16293-2422, שנמצא במרחק של 400 שנות אור מכדור הארץ. [29] [30] מכיוון שדרוש גליקולאלדהיד ליצירת RNA, ממצא זה מצביע על כך שמולקולות אורגניות מורכבות עשויות להיווצר במערכות כוכבים לפני היווצרותם של כוכבי לכת, ולבסוף להגיע לכוכבי לכת צעירים בשלב מוקדם של היווצרותם. [31] ניטרילים, מבשרי מפתח מולקולריים של תרחיש "עולם ה-RNA", הם בין המשפחות הכימיות הנפוצות ביותר ביקום ונמצאו בעננים מולקולריים במרכז הגלקסיה שביל החלב, מטאוריטים וכוכבי שביט, וגם באטמוספירה. של טיטאן, הירח של כוכב הלכת שבתאי הנחשב לירח הגדול ביותר הידוע לנו.

"השערת עולם ה-RNA" מציעה כי פילמור ספונטני של ריבונוקלאוטידים הוביל להופעתם של ריבוזימים וכולל RNA רפליקאז .

מחקר משנת 2001 מראה שחומצה ניקוטינית וחומר המוצא של חומצה, חומצה כינולינית, יכולות להיות מופקות בתשואות של עד 7% ברצף לא אנזימטי בן שישה שלבים מחומצה אספרטית ודיהידרוקסיאצטון פוספט (DHAP). הביוסינתזה של פוספט ריבוז יכולה הייתה לייצר DHAP ושלוש תרכובות פחמן אחרות יכלו להיות זמינות מסינתזה פרה-ביוטית או מסינתזת ריבוזימים של פירמידינים ותומך באפשרות ש- NAD יכול היה להופיע בעולם ה-RNA. [32] רצפי RNA באורכים של 30 נוקלאוטידים, 60 נוקלאוטידים, 100 נוקלאוטידים ו-140 נוקלאוטידים, היו מסוגלים לזרז את הסינתזה של שלושה קו-אנזימים נפוצים, CoA, NAD ו-FAD, מהחומרים הראשוניים שלהם, phosphopantetheine, NMN , FMN, FMN, בהתאמה".[33]

ייתכן שהתחרות בין מולקולות ה- RNA הובילה להופעתו של שיתוף פעולה בין שרשראות RNA שונות, וסללה את הדרך להיווצרות התא הראשוני הקדום הראשון. כך התפתחו שרשראות RNA בעלות תכונות קטליטיות המסייעות לחומצות אמינו להתקשר יחד ולסייע בסינתזת RNA, ולהעניק לאותן שרשראות RNA שיכולות לשמש כריבוזימים את היתרון הסלקטיבי. היכולת לזרז שלב אחד בסינתזת חלבון, בתהליך הקרוי אמינואצילציה של RNA, הוכחה באופן מדעי במקטע קצר (חמישה נוקלאוטידים) של RNA. [34] במרץ 2015, מדעני נאס"א דיווחו שלראשונה נוצרו במעבדה תרכובות אורגניות מורכבות של DNA ו-RNA, כולל אורציל, ציטוזין ותימין, בתנאים שנמצאו רק בחלל החיצון, תוך שימוש בכימיקלים התחלתיים, כמו פירמידין, שהוא חומר שנמצא במטאוריטים . לפי המדענים, ייתכן שפירמידין, כמו פחמימנים ארומטיים רב=טבעתיים (PAH), נוצר בכוכבי ענק אדומים או בענני אבק וגזים בין-כוכביים.[35] בשנת 2018, חוקרים במכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה זיהו שלושה תרכובות שייתכן ואלו הן את הגרסאות המוקדמת ביותר של פרוטו-RNA: חומצה ברביטורית, מלמין ו-2,4,6-טריאמינופירמידין (TAP). שלוש המולקולות הללו הן גרסאות פשוטות יותר של ארבעת הבסיסים ב-RNA הנוכחי, שעשויים היו להיות נוכחים בכמויות גדולות יותר ועדיין יכלו להיות בעלות יכולת תואמות לתהליכים עתידיים,המכונות Forward compatibility, אך ייתכן שבהמשך נזנחו על ידי האבולוציה בתמורה לזוגות בסיסים אופטימליים יותר.[36] באופן ספציפי, ידוע ש=TAP יכול ליצור נוקלאוטידים עם מגוון גדול של סוכרים.[37] ידוע שהן TAP והן מלמין מתרכבים עם חומצה ברביטורית ושלושתם יוצרים באופן ספונטני נוקלאוטידים עם ריבוז. [38]

סינתזת RNA פרה-ביוטי (קדם חיים)

[עריכת קוד מקור | עריכה]

נוקלאוטידים הם המולקולות הבסיסיות שמשתתפות ביצירת RNA. הם מורכבים מבסיס חנקני המחובר לעמוד השדרה של סוכר-פוספט. RNA עשוי מקטעים ארוכים של נוקלאוטידים ספציפיים המסודרים כך שרצף הבסיסים שלהם נושא מידע. "השערת עולם ה-RNA" גורסת שבמרק הקדום היו נוקלאוטידים צפים חופשיים אשר יצרו בקביעות קשרים זה עם זה, ושלעתים קרובות נשברו כי השינוי באנרגיה היה כה נמוך. עם זאת, לרצפים מסוימים של זוגות בסיסים יש תכונות קטליטיות המורידות את האנרגיה של השרשרת הנוצרת שלהם, מה שמאפשר להם להישאר יחד לפרקי זמן ארוכים יותר. ככל שכל שרשרת התארכה, היא משכה יותר נוקלאוטידים תואמים מהר יותר, מה שגרם לשרשרות להיווצר מהר יותר ממה שהן מתפרקות.

תכונות ה-RNA

[עריכת קוד מקור | עריכה]

השערת עולם ה-RNA נתמכת על ידי מספר תכונות חשובות של ה-RNA, אשר התגלו במחצית האחרונה של המאה ה-20. אלה כוללות את היכולת של מולקולות RNA בודדות לאחסן, להעביר ולשכפל מידע גנטי בדומה ל-DNA וכן להיות זרז של תהליכים כימיים בדומה לאנזימים. בשל יכולות אלה לשלב פעילויות של DNA וחלבונים, חוקרים רבים מאמינים שפעם ל-RNA המוכר לנו היום הייתה יכולת קיום עצמאית ושהיא הבסיס ליצירה של החיים. השערת עולם ה-RNA קיבלה חיזוק ניכר בשנת 2001 לאחר שעדה יונת כלת פרס נובל בשנת 2009, פענחה את מבנה הריבוזום וחשפה כי כלל הפעילות הקטליטית הדרושה לסינתזת חלבון מתבצעת למעשה על ידי RNA ריבוזומלי. בשנת 2017 הראתה סימולצית מחשב כי קיימת התכנות להיווצרות עולם RNA בשלוליות חמימות בתנאי כדור הארץ הקדום, וכי ההשערה שאבני הבניין הנדרשות לתהליך סופקו על ידי מטאוריטים היא מתקבלת על הדעת.[39] תכונותיו של ה-RNA הופכות את הרעיון של השערת עולם ה-RNA למתקבלת על הדעת, אם כי קבלתו הכללית כהסבר למקור החיים דורשת ראיות נוספות. [40] RNA ידוע כיוצר זרזים יעילים והדמיון שלו ל-DNA מבהיר את יכולתו לאגור מידע. עם זאת, הדעות חלוקות בשאלה האם RNA היווה את המערכת האוטונומית המשכפלת עצמית הראשונה או היה נגזרת של מערכת קודמת. [41] גרסה אחת של ההשערה היא שסוג אחר של חומצת גרעין, המכונה para-RNA הייתה הראשונה שהופיעה כמולקולה המסוגלת לשכפל את עצמה באופן עצמאי, אשר הוחלפה מאוחר יותר ב-RNA. התגלית ב-2009 שניתן לסנתז ריבונוקלאוטידים של פירמידין פעילים בתנאים קדם- ביוטיים מתקבלים על הדעת [42] מצביע על כך שמוקדם מדי לפסול את תרחישי ה-RNA-first. [41] הצעות לחומצות גרעין 'פשוטות' פרה-RNA כללו חומצת גרעין פפטידית (PNA), חומצת גרעין טראוז (TNA) Threose nucleic acidאו חומצת גרעין גליקול (GNA) Glycol nucleic acid. [43] [44] למרות הפשטות המבנית של חומצות גרעין אלה ולמרות היותן בעלות תכונות דומות ל-RNA, טרם הוכחה היכולת ליצירת חומצות גרעין "פשוטות" יותר בתנאים קדם-ביוטיים.[45]

RNA ותפקידו כגורם קטליטי

[עריכת קוד מקור | עריכה]

רוב הפעילות האנזימטית בתאים החיים כיום נעשית על ידי חלבונים. אולם חלק מהפעילות האנזימטית בתאים מתבצע על ידי RNA קטליטי והפעילות האנזימטית הזו. שם נוסף ל-RNA קטליטי הוא הריבוזים, אנזים הבנוי מ-RNA והמסוגל לבצע פעילות קטליטית, בדומה לחלבונים רבים. ה-RNA הראשון מסוג זה שהתגלה היה RNA שחותך את עצמו, RNA שהתגלה במחקריו של תומאס צ'ק בשנת 1982, מחקר שזיכה אותו בנובל 7 שנים מאוחר יותר. שנתיים לאחר מכן התגלה RNA נוסף שיכול לעשות פעילות קטליטית, ה-tRNA, מחקר שזיכה את המגלה, סידני אלטמן גם כן בפרס נובל יחד עם תומאס צ'ק.

בשנות ה-80 התגלו מבנים של RNA המסוגלים לעיבוד עצמי,[46] כאשר חלק ה-RNA של האנזים Ribonuclease P משמש כתת-יחידה קטליטית שלו. [47] RNA קטליטיים אלה כונו אנזימי RNA, או ריבוזימים המצויים ביצורים חיים בעלי DNA של ימינו ויכולים להיות דוגמאות למאובנים חיים. ריבוזימים ממלאים תפקידים חיוניים, כמו זה של הריבוזום. תת-היחידה הגדולה של הריבוזום כוללת rRNA האחראי לפעילות הפפטידיל טרנספראז היוצרות קשרי פפטיד בסינתזת החלבון. קיימות פעילויות רבות אחרות של ריבוזים, לדוגמה, ריבוזים המכונה hammerhead ribozyme המבצע ביקוע עצמי [48] וריבוזים של RNA פולימראז שיכול לסנתז גדיל RNA קצר מתבנית RNA מוכנה.[49] בין התכונות האנזימטיות החשובות לתחילת החיים הן: שכפול עצמי או סינתזה של מולקולות RNA אחרות, תהלכי קטליזה המזרזת יצירת בלוקים של מולקולות RNA [50] [51], קשירת חומצת אמינו למולקולת RNA על מנת ליצור הסתעפות של שרשרת אליפטיות [52], יכולת ליצירת קשרים פפטידיים בין חומצות אמינו ועל ידי כך יצירת פפטידים קצרים או חלבונים בעלי מולקולות ארוכות.[53] [54] האנזימים שהם מולקולות של חלבונים מזרזים תגובות כימיות שונות, אך למעלה ממחציתם משלבים קו-פקטורים כדי להקל ולגוון את הפעילות הקטליטית שלהם.[55] הקו-פקטורים מבוססים בעיקר על נוקלאוטידים ולא על חומצות אמינו. ריבוזימים משתמשים בקו פקטורים של נוקלאוטידים כדי ליצור חילוף חומרים, עם שתי אפשרויות בסיסיות: קישור לא קוולנטי או התקשרות קוולנטית. שתי הגישות הוכחו תוך שימוש באבולוציה מכוונת כדי להמציא מחדש טמונות RNA של תהליכים מזורזים של חלבון. במחקר על [56] ריבוזימים בעלי יכולת לזרחן את עצמם ולהשתמש ב-ATP-γS כסובסטרט נמצא שרק לאחת משבע קבוצות הריבוזימים שנבחרו הייתה זיקה ל-ATP. ממצא זה מעיד על כך שהיכולת לקשור ATP נפגעה. נבדקו גם ריבוזימים תלויי חיזור NAD. [57] לריבוזים המובחר היה קצב שיפור של יותר מפי 107 והוכח כמזרז את התגובה ההפוכה - הפחתת בנזאלדהיד על ידי NADH.[58] מכיוון שהשימוש באדנוזין כקו-פקטור נפוץ במטבוליזם הנוכחי וסביר להניח שהיה נפוץ בעולם ה-RNA. תגליות אלו חיוניות להבנת האבולוציה של חילוף החומרים בעולם ה-RNA.

תפקיד ה-RNA באחסון מידע

[עריכת קוד מקור | עריכה]

RNA הוא מולקולה דומה מאוד ל-DNA. שני הבדלים כימיים מהותיים קיימים בין RNA ל-DNA: עמוד השדרה של ה-RNA משתמש בריבוז במקום בדאוקסיריבוז והנוקלאו-בסיסים שלו כוללים אורציל במקום תימין. המבנה הכללי של RNA ו-DNA דומים מאד. גדיל אחד של DNA ואחד של RNA יכולים להתקשר ליצירת מבנה של סליל כפול המאפשר את אחסון המידע ב-RNA בצורה דומה מאוד לאחסון המידע ב-DNA. עם זאת, RNA פחות יציב, ונוטה יותר להידרוליזה עקב נוכחות של קבוצת הידרוקסיל במיקום הריבוז 2' במולקולה. [59] קבוצה זו הופכת את המולקולה לפחות יציבה מכיוון שאינה מוגבלת בסליל כפול, וההידרוקסיל 2' יכול לתקוף כימית את הקשר הפוספו-דיאסטר הסמוך כדי לבקע את עמוד השדרה של הפוספו-דיאסטר. כמו כן, קבוצת ההידרוקסיל מאלצת את הריבוז לתוך המבנה של הסוכר C3'-, בניגוד למבנה C2'- אנדו של סוכר הדאוקסיריבוז ב-DNA. זה מאלץ סליל כפול של RNA לשנות ממבנה B-DNA למבנה הדומה יותר ל-A-DNA. [60] מבחינת זיווג בסיסי, אין לזה שום השפעה. אדנין קושר בקלות אורציל או תימין. לעומת זאת, ציטוזין הופך את ה-RNA לרגיש במיוחד למוטציות שיכולות להחליף זוג בסיסים GC בזוג בסיסים GU או AU. ההנחה היא ש-RNA קדם ל-DNA, בגלל הסדר שלהם במסלולים הביוסינתטיים.[61] הדסאוקסינוקלאוטידים המשמשים לייצור DNA עשויים מריבונוקלאוטידים ribonucleotides, אבני הבניין של RNA, על ידי הסרת קבוצת 2'-hydroxyl. המסקנה המתבקשת היא כי לתא החי חייבת להיות היכולת ליצור RNA לפני היכולת ליצור DNA. התכונות הכימיות של ה-RNA הופכות מולקולות RNA גדולות לשבירות מטבען, וניתן בקלות לפרק אותן לנוקלאוטידים על ידי הידרוליזה.[62] [63] מגבלות אלו אינן הופכות את השימוש ב-RNA כמערכת אחסון מידע לבלתי אפשרית, אלא לנזקקות לאנרגיה רבה יותר על מנת לתקן או להחליף מולקולות RNA פגומות, ונוטה למוטציות. למרות שזה הופך אותו לא מתאים לחיים הנוכחיים, ייתכן שזה היה קיים בחיים קדומים יותר.

RNA כחומר מווסת

[עריכת קוד מקור | עריכה]

נמצא כי ריבוסוויצ'ים Riboswitch פועלים כמווסתים של ביטוי גנים, במיוחד בחיידקים, אך גם בצמחים על-ממלכת הארכאונים. הם משנים את המבנה השניוני שלהם בתגובה לקשירה של מטבוליט. לשיעורי כמויות ה- Riboswitch יש תחומים הקרויים אפטמרים Aptamer שמורים מאוד, [64] לחלופין, ריבוזוויצ'ים עשויים לאגד או לחסום את רצף Shine-Dalgarno, הקיים רק ביצורים פרוקריוטים. [65] ייתכן כי מקורם בעולם הקדום שהיה מבוסס על RNA. [66] בנוסף, מדי החום של RNA,

RNA thermometers. מווסתים את ביטוי הגנים בתגובה לשינויי טמפרטורה.[67]

RNA כחומר תורשתי

[עריכת קוד מקור | עריכה]

בכל תא חי, רוב החומר התורשתי חייב לעבור תעתוק מ-DNA ל-RNA על מנת לאפשר קיום פעילות חיים כל שהיא בעזרתו. דהיינו, המידע התורשתי חייב להיות מוצג בצורת RNA למערכת החיה. הדבר מחזק את ההשערה שה-RNA קדם אבולוציונית ל-DNA. הוכחות נוספות מגיעות מתחום האבולוציה של הנגיפים. ישנם נגיפים שהחומר התורשתי שלהם הוא DNA בדומה לתאים החיים וכאלה שהחומר התורשתי שלהם הוא RNA, כפי שהחוקרים מאמינים שהיה החומר התורשתי של התאים הראשונים. נוסף לכך, יש נגיפים שהם נגיפי רטרו (כגון נגיף האיידס) שמחזור חייהם כולל מעבר מ-RNA כחומר תורשתי ל-DNA כחומר תורשתי. כאשר נגיף רטרו חודר לתא, החומר התורשתי שלו "משועתק לאחור" (מכאן השם רטרו) מ-RNA ל-DNA, בשונה מהדוגמה המרכזית של הביולוגיה המולקולרית. ה-DNA הנגיפי החדש משתלב ב-DNA של התא המאחסן ומשלב זה ה-DNA הנגיפי מתחיל לפעול כאילו הוא חלק מה-DNA של התא המאחסן. ה-RNA וה-DNA הן חומצות גרעין בעלות מבנה דומה מאוד, בהיותן פולימרים של נוקלאוטידים. "השערת עולם ה-RNA" מניחה שבמרק הקדום (primordial soup) היו קיימים נוקלאוטידים חופשיים, אשר חברו לפעמים זה לזה, אך אנרגיית הקשר הייתה נמוכה מדי והקשרים הללו התפרקו. בשלב מסוים נוצרו באקראי מספר פולימרים שהיו מיוצבים יחסית וכך הצליחו לשרוד לאורך זמן. ככל שנוצרו באקראי שרשראות ארוכות יותר הן היו בעלות כושר שרידות רב יותר וכך באמצעות מנגנון ברירה טבעית נוצרו מולקולת ה-RNA הפעילות הראשונות. הסלקציה המשיכה לפעול ונוצרו לאורך זמן מולקולות RNA בעלות יכולות שכפול עצמי משופר, אשר היוו את הבסיס ל-RNA המוכר לנו כיום. לפי ההשערה, מנגנון שיצר יתרון סלקטיבי הוא שיתוף פעולה בין מולקולות RNA שונות, תהליך שבסופו של דבר הוביל ליצירת האב-טיפוס של התא. בסוף של תהליך אקראי ארוך נוסף נוצרו גם מולקולות RNA שיכלו לעזור ביצירת קשרים פפטידיים מחומצות אמינו שתרמו ליצירת החלבונים הראשונים. למולקולת RNA אלו היה יכול להיות יתרון סלקטיבי בכך שהחלבונים שנוצרו יכלו לתרום ליכולת השכפול העצמי שלהם.

בעיית יציבות ה-RNA

[עריכת קוד מקור | עריכה]

אחד הקשיים הראשוניים שבהם נתקלת השערת עולם ה-RNA היא חוסר היציבות שנצפה במולקולת ה-RNA הידועות לנו היום, אשר מתפרקות באמצעות הידרוליזה בקלות רבה. גם ללא הידרוליזה, פירוק מהיר נצפה כתוצאה מקרינת רקע.

אחת האלטרנטיבות לשימוש ב-RNA בעולם הפרה-ביוטי היא לכן שילוב של RNA וחלבון ה-PNA, מולקולה יציבה יותר ואשר מסתמנת כיותר קלה לסינתזה בתנאים ששררו כנראה בעולם הפרה-ביוטי. הסבר אפשרי אחר הוא שהקרינה האולטרה סגולה שהייתה חזקה יותר בעולם הקדום, עזרה לייצב את ה-RNA ופירקה דווקא את הגורמים שפגעו בו כגון אנזים ה-RNAses. קימות בעיות נוספות בהשערה בניסויים דמויי ניסוי מילר-יורי (Miller-Urey-type experiments) [68] שבהם ניסו לייצר חומרים אורגניים בתנאי מעבדה לא נוצרו נוקלאוטידים. שאמורים היו להיווצר משילוב של בסיס חנקני, ריבוז וזרחות, שמשערים שהיו קיימים בעולם הקדום. בעייה נוספת טמונה בעובדה שאחד הנוקלאוטידים, הציטוזין, מתפרק בקלות והמדענים טרם הצליחו להגדיר סימולציה סבירה עבור פעילותו בעולם הפרה-ביוטי. בנוסף, בסימולציות שתיארה היתכנות של היווצרות נוקלאוטידים בעולם הפרה-ביוטי שררו תנאים שאמנם יכלו לאפשר יצירת נוקלאוטידים, אך מנעו יצירת סוכרים המכילים קבוצות פורמאלדהיד רבות. בנוסף הוספת זרחן מהווה בעיה קשה, היות שזה כמעט שאינו קיים בתמיסה ומתנדף בקלות.

על מנת שנוקלאוטידים יתחברו לכדי מולקולת RNA, יש צורך בשפעול אנרגטי. זה יכול לקרות לפורינים על גבי תבנית שכולה פירימידינים, אך הריאקציה אינה מתרחשת בכיוון ההפוך. לפי מבקרי ההשערה, לתהליך יצירת RNA פשוט ביותר, דרושות כשמונה-עשרה ריאקציות בתנאים שונים, ועל מנת ליצור כמות משמעותית של RNA יש צורך שריאקציות אלה יתרחשו באופן רציף על פני מיליוני שנים.

יצירת ה-DNA

[עריכת קוד מקור | עריכה]

אחד האתגרים שמציבה "השערת עולם ה-RNA" הוא לגלות את המסלול שבו עברה מערכת המבוססת על RNA למערכת המבוססת על DNA. ג'פרי דימר וקן סטדמן, מאוניברסיטת פורטלנד סטייט באורגון, ייתכן ונתנו תשובה לסוגיה זו בעת שערכו סקר של וירוסים באגם חומצי חם בפארק הלאומי לאסן הוולקני, בקליפורניה,Lassen Volcanic National Park. הם מצאו8 ראיות לכך שנגיף DNA פשוט רכש גן מנגיף מבוסס RNA לחלוטין. הוירולוג לואיס ויאריאל מאוניברסיטת קליפורניה באירווין מציע כי וירוסים המסוגלים להמיר גן מבוסס RNA ל-DNA ולאחר מכן לשלב אותו בגנום מורכב יותר מבוסס DNA עשויים היו להיות נפוצים בעולם הנגיפים במהלך המעבר בין RNA ל-DNA. לפני 4 מיליארד שנים.[69] [70] ממצא זה מחזק את הטיעון להעברת מידע מעולם ה-RNA לעולם ה-DNA שהתהווה לפני הופעתו של האב הקדמון הכולל.

וירואידים

[עריכת קוד מקור | עריכה]

ראיות נוספות התומכות בתפיסה של עולם RNA נבעו ממחקר על וירואידים, הנציגים הראשונים של "פתוגנים תת-ויראליים". [71] [72] רוב הוירואידים הקיימים כיום הם פתוגנים שמדביקים צמחים, ומורכבים מקטעים קצרים של RNA מעגלי, חד-גדילי, לא מקודד וללא מעטה חלבוני. הם קטנים ביותר, מכילים בין 246 ל-467 נוקלאוטידים, זאת בהשוואה לוירוסים הקטנים ביותר הידועים כיום המסוגלים לגרום לזיהום, בעלי גנומים באורך של כ-2,000 נוקלאוטידים.[73]

בהתבסס על תכונותיהם האופייניות, טען ביולוג הצמחים תאודור אוטו דינר ב-1989 כי וירואידים הם שרידים חיים סבירים יותר של עולם ה-RNA מאשר אינטרונים ו-RNA אחרים.[74] השערתו של דינר הורחבה על ידי קבוצת המחקר של ריקרדו פלורס, [75] [76] וזכתה לתהודה רבה. סופר מדעי של הניו יורק טיימס פרסם גרסה פופולרית של ההצעה.[77] המאפיינים של וירואידים היו הן גודלם הקטן, והן תכולת גואנין וציטוזין גבוהה, מבנה מעגלי של ה RNA ומחזוריות מבנית, והיעדר יכולת קידוד חלבון ובמקרים מסוימים, שכפול בתיווך ריבוזים.[78] היבט אחד בו התמקדו מבקרי ההשערה הוא שהמארחים הבלעדיים של כל הוירואידים הידועים, האנגיוספרמים, לא התפתחו עד מיליארדי שנים לאחר החלפת עולם ה-RNA, מה שהופך את הסיכוי של וירואידים להופיע באמצעות מנגנונים אבולוציוניים מאוחרים יותר שאינם קשורים ל-RNA. [79] בין אם הם שרידים של אותו עולם או ממוצא עדכני יותר, תפקידם כ-RNA נחשב כיום כאנלוגי לזה הנחזה בעולם ה-RNA.

מקור הרבייה המינית

[עריכת קוד מקור | עריכה]

הגנומים של התאים הקדומים, הפרוטו-תאים, מורכבים מ-RNA חד-גדילי, וגנים בודדים מתאימים למקטעי RNA נפרדים, במקום להיות מקושרים מקצה לקצה כמו בגנומים של DNA של ימינו. פרוטו-תא שהיה הפלואידי (עותק אחד של כל גן ל-RNA) יהיה פגיע לנזק, שכן נגע בודד בכל מקטע RNA עלול להיות קטלני לפרוטו-תא על ידי חסימת שכפול או עיכוב תפקוד של גן חיוני.[80] [81] ניתן להפחית את הפגיעות לנזק על ידי שמירה על שני עותקים או יותר של כל מקטע RNA בכל פרוטו-תא,על ידי שמירה על דיפלואידיות או פוליפלואידיות. יתירות הגנום תאפשר החלפת מקטע RNA פגום בשכפול נוסף של ההומלוג שלו. עם זאת, עבור אורגניזם פשוט כל כך, שיעור המשאבים הזמינים הקשורים בחומר הגנטי יהיה חלק גדול מהמשאב הכולל. בתנאי משאבים מוגבלים, סביר להניח שקצב הרבייה יהיה ביחס הפוך למספר הפלואידי. התמודדות עם גנים RNA פגומים תוך מזעור עלויות אנרגטיות היוותה כנראה בעיה מהותית עבור הפרוטו-תאים המוקדמים. ניתוח עלות-תועלת במסגרתו איזנו עלויות השמירה על יתירות מול עלויות הנזק לגנום.[82] ניתוח זה הוביל למסקנה שתחת מגוון רחב של נסיבות, האסטרטגיה שנבחרה תהיה שכל פרוטו-תא יהיה הפלואידי, אך יתמזג מעת לעת עם פרוטו-תא הפלואידי אחר כדי ליצור דיפלואיד זמני. השמירה על המצב ההפלואידי ממקסמת את קצב הצמיחה. ההיתוכים התקופתיים מאפשרים הפעלה מחדש הדדית של פרוטו-תאים שניזוקו, אם לפחות עותק אחד נטול נזקים של כל גן RNA קיים בדיפלואיד החולף, ניתן ליצור צאצא בר-קיימא. כדי שייווצרו שניים, ולא אחד, תאי בת קיימא ידרשו שכפול נוסף של גן ה-RNA השלם ההומולוגי לכל גן RNA שנפגע לפני חלוקת הפרוטו-תא המאוחד. מחזור הרבייה הפלואידי, עם היתוך מדי פעם למצב דיפלואידי חולף, ואחריו פיצול למצב הפלואידי, יכול להיחשב

קישורים חיצוניים

[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים

[עריכת קוד מקור | עריכה]
  1. ^ Neveu M, Kim HJ, Benner SA (באפריל 2013). "The "strong" RNA world hypothesis: fifty years old". Astrobiology. 13 (4): 391–403. Bibcode:2013AsBio..13..391N. doi:10.1089/ast.2012.0868. PMID 23551238. [The RNA world's existence] has broad support within the community today. {{cite journal}}: (עזרה)
  2. ^ 1 2 Cech TR (ביולי 2012). "The RNA worlds in context". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 4 (7): a006742. doi:10.1101/cshperspect.a006742. PMC 3385955. PMID 21441585. {{cite journal}}: (עזרה)
  3. ^ Patel BH, Percivalle C, Ritson DJ, Duffy CD, Sutherland JD (באפריל 2015). "Common origins of RNA, protein and lipid precursors in a cyanosulfidic protometabolism". Nature Chemistry. 7 (4): 301–307. Bibcode:2015NatCh...7..301P. doi:10.1038/nchem.2202. PMC 4568310. PMID 25803468. {{cite journal}}: (עזרה)
  4. ^ Robertson MP, Joyce GF (במאי 2012). "The origins of the RNA world". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 4 (5): a003608. doi:10.1101/cshperspect.a003608. PMC 3331698. PMID 20739415. {{cite journal}}: (עזרה)
  5. ^ Wade, Nicholas (4 במאי 2015). "Making Sense of the Chemistry That Led to Life on Earth". The New York Times. ארכיון מ-9 ביולי 2017. נבדק ב-10 במאי 2015. {{cite news}}: (עזרה)
  6. ^ Copley SD, Smith E, Morowitz HJ (בדצמבר 2007). "The origin of the RNA world: co-evolution of genes and metabolism". Bioorganic Chemistry. 35 (6): 430–443. doi:10.1016/j.bioorg.2007.08.001. PMID 17897696. The proposal that life on Earth arose from an RNA World is the one most researched in the topic of Abiogenesis. {{cite journal}}: (עזרה)
  7. ^ Becker S, Feldmann J, Wiedemann S, Okamura H, Schneider C, Iwan K, et al. (באוקטובר 2019). "Unified prebiotically plausible synthesis of pyrimidine and purine RNA ribonucleotides". Science. 366 (6461): 76–82. Bibcode:2019Sci...366...76B. doi:10.1126/science.aax2747. PMID 31604305. {{cite journal}}: (עזרה)
  8. ^ Pressman A, Blanco C, Chen IA (באוקטובר 2015). "The RNA World as a Model System to Study the Origin of Life". Current Biology (באנגלית). 25 (19): R953–R963. Bibcode:2015CBio...25.R953P. doi:10.1016/j.cub.2015.06.016. PMID 26439358. {{cite journal}}: (עזרה)
  9. ^ Zimmer, Carl (25 בספטמבר 2014). "A Tiny Emissary from the Ancient Past". The New York Times. ארכיון מ-27 בספטמבר 2014. נבדק ב-26 בספטמבר 2014. {{cite news}}: (עזרה)
  10. ^ White HB 3rd (1976). "Coenzymes as fossils of an earlier metabolic state". J Mol Evol. 7 (2): 101–104. Bibcode:1976JMolE...7..101W. doi:10.1007/BF01732468. PMID 1263263.
  11. ^ Rana AK, Ankri S (2016). "Reviving the RNA World: An Insight into the Appearance of RNA Methyltransferases". Frontiers in Genetics. 7: 99. doi:10.3389/fgene.2016.00099. PMC 4893491. PMID 27375676.
  12. ^ Cech TR (ביולי 2012). "The RNA worlds in context". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 4 (7): a006742. doi:10.1101/cshperspect.a006742. PMC 3385955. PMID 21441585. {{cite journal}}: (עזרה)
  13. ^ Garwood RJ (2012). "Patterns In Palaeontology: The first 3 billion years of evolution". Palaeontology Online. 2 (11): 1–14. ארכיון מ-26 ביוני 2015. נבדק ב-25 ביוני 2015. {{cite journal}}: (עזרה)
  14. ^ White HB 3rd (1976). "Coenzymes as fossils of an earlier metabolic state". J Mol Evol. 7 (2): 101–104. Bibcode:1976JMolE...7..101W. doi:10.1007/BF01732468. PMID 1263263.
  15. ^ Orgel LE (2004). "Prebiotic chemistry and the origin of the RNA world". Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology. 39 (2): 99–123. doi:10.1080/10409230490460765. PMID 15217990.
  16. ^ Lehman N (באוקטובר 2015). "The RNA World: 4,000,000,050 years old". Life. 5 (4): 1583–1586. Bibcode:2015Life....5.1583L. doi:10.3390/life5041583. PMC 4695837. PMID 26791312. {{cite journal}}: (עזרה)
  17. ^ Rich, Alexander (1962). "On the problems of evolution and biochemical information transfer". In Kasha, Michael; Pullman, Bernard (eds.). Horizons in Biochemistry: Albert Szent-Györgyi Dedicatory Volume (באנגלית). Academic Press. pp. 103–126. ISBN 978-0-12-400450-4.
  18. ^ Crick FH (בדצמבר 1968). "The origin of the genetic code". Journal of Molecular Biology. 38 (3): 367–379. doi:10.1016/0022-2836(68)90392-6. PMID 4887876. {{cite journal}}: (עזרה)
  19. ^ Orgel LE (בדצמבר 1968). "Evolution of the genetic apparatus". Journal of Molecular Biology. 38 (3): 381–393. doi:10.1016/0022-2836(68)90393-8. PMID 5718557. {{cite journal}}: (עזרה)
  20. ^ Woese C.R. (1967). The genetic code: The molecular basis for genetic expression. p. 186. Harper & Row
  21. ^ Harold B. White, Coenzymes as fossils of an earlier metabolic state, Journal of Molecular Evolution 7, 1976-06-01, עמ' 101–104 doi: 10.1007/BF01732468
  22. ^ White HB (במרץ 1976). "Coenzymes as fossils of an earlier metabolic state". Journal of Molecular Evolution. 7 (2): 101–104. Bibcode:1976JMolE...7..101W. doi:10.1007/BF01732468. PMID 1263263. {{cite journal}}: (עזרה)
  23. ^ Gilbert, Walter (בפברואר 1986). "The RNA World". Nature. 319 (6055): 618. Bibcode:1986Natur.319..618G. doi:10.1038/319618a0. {{cite journal}}: (עזרה)
  24. ^ Callahan MP, Smith KE, Cleaves HJ, Ruzicka J, Stern JC, Glavin DP, et al. (באוגוסט 2011). "Carbonaceous meteorites contain a wide range of extraterrestrial nucleobases". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (34): 13995–13998. Bibcode:2011PNAS..10813995C. doi:10.1073/pnas.1106493108. PMC 3161613. PMID 21836052. {{cite journal}}: (עזרה)
  25. ^ Steigerwald J (8 באוגוסט 2011). "NASA Researchers: DNA Building Blocks Can Be Made in Space". NASA. ארכיון מ-23 ביוני 2015. נבדק ב-2011-08-10. {{cite web}}: (עזרה)
  26. ^ ScienceDaily Staff (9 באוגוסט 2011). "DNA Building Blocks Can Be Made in Space, NASA Evidence Suggests". ScienceDaily. ארכיון מ-5 בספטמבר 2011. נבדק ב-2011-08-09. {{cite web}}: (עזרה)
  27. ^ Pearce BK, Pudritz RE, Semenov DA, Henning TK (באוקטובר 2017). "Origin of the RNA world: The fate of nucleobases in warm little ponds". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (43): 11327–11332. arXiv:1710.00434. Bibcode:2017PNAS..11411327P. doi:10.1073/pnas.1710339114. PMC 5664528. PMID 28973920. {{cite journal}}: (עזרה)
  28. ^ NASA Scientist Finds Some Meteorites Not Sugar-Free - NASA Science, science.nasa.gov (באנגלית אמריקאית)
  29. ^ Than, Ker (29 באוגוסט 2012). "Sugar Found In Space". National Geographic. אורכב מ-המקור ב-14 ביולי 2015. נבדק ב-31 באוגוסט 2012. {{cite journal}}: (עזרה)
  30. ^ Staff (29 באוגוסט 2012). "Sweet! Astronomers spot sugar molecule near star". AP News. ארכיון מ-14 ביולי 2015. נבדק ב-31 באוגוסט 2012. {{cite web}}: (עזרה)
  31. ^ Jørgensen JK, Favre C, Bisschop S, Bourke T, Dishoeck E, Schmalzl M (2012). "Detection of the simplest sugar, glycolaldehyde, in a solar-type protostar with ALMA" (PDF). The Astrophysical Journal Letters. eprint. 757 (1): L4. arXiv:1208.5498. Bibcode:2012ApJ...757L...4J. doi:10.1088/2041-8205/757/1/L4. ארכיון (PDF) מ-2015-09-24.
  32. ^ Cleaves, H. James; Miller, Stanley L. (2001-01-01). "The Nicotinamide Biosynthetic Pathway Is a By-Product of the RNA World". Journal of Molecular Evolution (באנגלית). 52 (1): 73–77. Bibcode:2001JMolE..52...73C. doi:10.1007/s002390010135. ISSN 1432-1432. PMID 11139296.
  33. ^ Huang, Faqing; Bugg, Charles Walter; Yarus, Michael (2000-12-01). "RNA-Catalyzed CoA, NAD, and FAD Synthesis from Phosphopantetheine, NMN, and FMN". Biochemistry (באנגלית). 39 (50): 15548–15555. doi:10.1021/bi002061f. ISSN 0006-2960. PMID 11112541.
  34. ^ Turk RM, Chumachenko NV, Yarus M (במרץ 2010). "Multiple translational products from a five-nucleotide ribozyme". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (10): 4585–4589. Bibcode:2010PNAS..107.4585T. doi:10.1073/pnas.0912895107. PMC 2826339. PMID 20176971. {{cite journal}}: (עזרה)
  35. ^ Marlaire R (3 במרץ 2015). "NASA Ames Reproduces the Building Blocks of Life in Laboratory". NASA. ארכיון מ-5 במרץ 2015. נבדק ב-5 במרץ 2015. {{cite web}}: (עזרה)
  36. ^ "New Study Identifies Possible Ancestors of RNA". 2018-09-14. אורכב מהמקור ב-2020-11-09.{{cite web}}: תחזוקה - ציטוט: unfit URL (link)
  37. ^ Fialho DM, Clarke KC, Moore MK, Schuster GB, Krishnamurthy R, Hud NV (בפברואר 2018). "Glycosylation of a model proto-RNA nucleobase with non-ribose sugars: implications for the prebiotic synthesis of nucleosides". Organic & Biomolecular Chemistry. 16 (8): 1263–1271. doi:10.1039/c7ob03017g. PMID 29308815. {{cite journal}}: (עזרה)
  38. ^ Cafferty BJ, Fialho DM, Khanam J, Krishnamurthy R, Hud NV (באפריל 2016). "Spontaneous formation and base pairing of plausible prebiotic nucleotides in water". Nature Communications. 7 (1): 11328. Bibcode:2016NatCo...711328C. doi:10.1038/ncomms11328. PMC 4848480. PMID 27108699. {{cite journal}}: (עזרה)
  39. ^ Pearce, Ben K. D.; Pudritz, Ralph E.; Semenov, Dmitry A.; Henning, Thomas K. (2017-10-24). "Origin of the RNA world: The fate of nucleobases in warm little ponds". Proceedings of the National Academy of Sciences (באנגלית). 114 (43): 11327–11332. Bibcode:2017PNAS..11411327P. doi:10.1073/pnas.1710339114. ISSN 0027-8424. PMC 5664528. PMID 28973920.
  40. ^ Atkins JF, Gesteland RF, Cech T (2006). The RNA world: the nature of modern RNA suggests a prebiotic RNA world. Plainview, N.Y: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-0-87969-739-6.
  41. ^ 1 2 Cech TR (ביולי 2012). "The RNA worlds in context". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 4 (7): a006742. doi:10.1101/cshperspect.a006742. PMC 3385955. PMID 21441585. {{cite journal}}: (עזרה)
  42. ^ Powner MW, Gerland B, Sutherland JD (במאי 2009). "Synthesis of activated pyrimidine ribonucleotides in prebiotically plausible conditions". Nature. 459 (7244): 239–242. Bibcode:2009Natur.459..239P. doi:10.1038/nature08013. PMID 19444213. {{cite journal}}: (עזרה)
  43. ^ Orgel L (בנובמבר 2000). "Origin of life. A simpler nucleic acid". Science. 290 (5495): 1306–1307. doi:10.1126/science.290.5495.1306. PMID 11185405. {{cite journal}}: (עזרה)
  44. ^ Nelson KE, Levy M, Miller SL (באפריל 2000). "Peptide nucleic acids rather than RNA may have been the first genetic molecule". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (8): 3868–3871. Bibcode:2000PNAS...97.3868N. doi:10.1073/pnas.97.8.3868. PMC 18108. PMID 10760258. {{cite journal}}: (עזרה)
  45. ^ Anastasi C, Buchet FF, Crowe MA, Parkes AL, Powner MW, Smith JM, Sutherland JD (באפריל 2007). "RNA: prebiotic product, or biotic invention?". Chemistry & Biodiversity. 4 (4): 721–739. doi:10.1002/cbdv.200790060. PMID 17443885. {{cite journal}}: (עזרה)
  46. ^ Kruger, Kelly; Grabowski, Paula J.; Zaug, Arthur J.; Sands, Julie; Gottschling, Daniel E.; Cech, Thomas R. (בנובמבר 1982). "Self-splicing RNA: Autoexcision and autocyclization of the ribosomal RNA intervening sequence of tetrahymena". Cell. 31 (1): 147–157. doi:10.1016/0092-8674(82)90414-7. ISSN 0092-8674. PMID 6297745. {{cite journal}}: (עזרה)
  47. ^ Guerrier-Takada, Cecilia; Gardiner, Katheleen; Marsh, Terry; Pace, Norman; Altman, Sidney (בדצמבר 1983). "The RNA moiety of ribonuclease P is the catalytic subunit of the enzyme". Cell. 35 (3): 849–857. doi:10.1016/0092-8674(83)90117-4. ISSN 0092-8674. PMID 6197186. {{cite journal}}: (עזרה)
  48. ^ Forster AC, Symons RH (באפריל 1987). "Self-cleavage of plus and minus RNAs of a virusoid and a structural model for the active sites". Cell. 49 (2): 211–220. doi:10.1016/0092-8674(87)90562-9. PMID 2436805. {{cite journal}}: (עזרה)
  49. ^ Johnston WK, Unrau PJ, Lawrence MS, Glasner ME, Bartel DP (במאי 2001). "RNA-catalyzed RNA polymerization: accurate and general RNA-templated primer extension" (PDF). Science. 292 (5520): 1319–1325. Bibcode:2001Sci...292.1319J. CiteSeerX 10.1.1.70.5439. doi:10.1126/science.1060786. PMID 11358999. ארכיון (PDF) מ-2012-02-27. {{cite journal}}: (עזרה)
  50. ^ Unrau PJ, Bartel DP (בספטמבר 1998). "RNA-catalysed nucleotide synthesis". Nature. 395 (6699): 260–263. Bibcode:1998Natur.395..260U. doi:10.1038/26193. PMID 9751052. S2CID 9734076. {{cite journal}}: (עזרה)
  51. ^ Huang F, Yang Z, Yarus M (בנובמבר 1998). "RNA enzymes with two small-molecule substrates". Chemistry & Biology. 5 (11): 669–678. doi:10.1016/s1074-5521(98)90294-0. PMID 9831528. {{cite journal}}: (עזרה)
  52. ^ Erives A (באוגוסט 2011). "A model of proto-anti-codon RNA enzymes requiring L-amino acid homochirality". Journal of Molecular Evolution. 73 (1–2): 10–22. Bibcode:2011JMolE..73...10E. doi:10.1007/s00239-011-9453-4. PMC 3223571. PMID 21779963. {{cite journal}}: (עזרה)
  53. ^ Noller HF, Hoffarth V, Zimniak L (ביוני 1992). "Unusual resistance of peptidyl transferase to protein extraction procedures". Science. 256 (5062): 1416–1419. Bibcode:1992Sci...256.1416N. doi:10.1126/science.1604315. PMID 1604315. {{cite journal}}: (עזרה)
  54. ^ Szathmáry E (ביוני 1999). "The origin of the genetic code: amino acids as cofactors in an RNA world". Trends in Genetics. 15 (6): 223–229. doi:10.1016/S0168-9525(99)01730-8. PMID 10354582. {{cite journal}}: (עזרה)
  55. ^ Decker, Karl (2006-01-17). "The Pyridine Nucleotide Coenzymes. Herausgegeben von J. Everse, B. Anderson und K.-S. You. Academic Press, New York 1982. XXXV, 389 S., geb. $ 46.00". Angewandte Chemie. 95 (12): 1033–1034. doi:10.1002/ange.19830951241. ISSN 0044-8249.
  56. ^ Ekland, Eric H.; Szostak, Jack W.; Bartel, David P. (1995-07-21). "Structurally Complex and Highly Active RNA Ligases Derived from Random RNA Sequences". Science. 269 (5222): 364–370. Bibcode:1995Sci...269..364E. doi:10.1126/science.7618102. ISSN 0036-8075. PMID 7618102.
  57. ^ Tsukiji, Shinya; Pattnaik, Swetansu B; Suga, Hiroaki (2003-08-10). "An alcohol dehydrogenase ribozyme". Nature Structural & Molecular Biology. 10 (9): 713–717. doi:10.1038/nsb964. ISSN 1545-9993. PMID 12910259.
  58. ^ Tsukiji, Shinya; Pattnaik, Swetansu B.; Suga, Hiroaki (2004-04-06). "Reduction of an Aldehyde by a NADH/Zn2+-Dependent Redox Active Ribozyme". Journal of the American Chemical Society. 126 (16): 5044–5045. doi:10.1021/ja0495213. ISSN 0002-7863. PMID 15099068.
  59. ^ Atkins JF, Gesteland RF, Cech T (2006). The RNA world: the nature of modern RNA suggests a prebiotic RNA world. Plainview, N.Y: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-0-87969-739-6.
  60. ^ "Uracil". ארכיון מ-2015-09-08. נבדק ב-2020-07-24.
  61. ^ Robertson MP, Joyce GF (במאי 2012). "The origins of the RNA world". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 4 (5): a003608. doi:10.1101/cshperspect.a003608. PMC 3331698. PMID 20739415. {{cite journal}}: (עזרה)
  62. ^ Lindahl T (באפריל 1993). "Instability and decay of the primary structure of DNA". Nature. 362 (6422): 709–715. Bibcode:1993Natur.362..709L. doi:10.1038/362709a0. PMID 8469282. {{cite journal}}: (עזרה)
  63. ^ Pääbo S (בנובמבר 1993). "Ancient DNA". Scientific American. 269 (5): 86–92. Bibcode:1993SciAm.269e..86P. doi:10.1038/scientificamerican1193-86. PMID 8235556. {{cite journal}}: (עזרה)
  64. ^ Nudler E, Mironov AS (בינואר 2004). "The riboswitch control of bacterial metabolism". Trends in Biochemical Sciences. 29 (1): 11–17. doi:10.1016/j.tibs.2003.11.004. PMID 14729327. {{cite journal}}: (עזרה)
  65. ^ Tucker BJ, Breaker RR (ביוני 2005). "Riboswitches as versatile gene control elements". Current Opinion in Structural Biology. 15 (3): 342–348. doi:10.1016/j.sbi.2005.05.003. PMID 15919195. {{cite journal}}: (עזרה)
  66. ^ Bocobza SE, Aharoni A (באוקטובר 2008). "Switching the light on plant riboswitches". Trends in Plant Science. 13 (10): 526–533. doi:10.1016/j.tplants.2008.07.004. PMID 18778966. {{cite journal}}: (עזרה)
  67. ^ Narberhaus F, Waldminghaus T, Chowdhury S (בינואר 2006). "RNA thermometers". FEMS Microbiology Reviews. 30 (1): 3–16. doi:10.1111/j.1574-6976.2005.004.x. PMID 16438677. {{cite journal}}: (עזרה)
  68. ^ BioTechSquad, The Miller-Urey Experiment - Chemical Evolution | BioTechSquad, ‏2017-08-31 (באנגלית אמריקאית)
  69. ^ Holmes, Bob (2012) "First Glimpse at the birth of DNA" (New Scientist April 12, 2012)
  70. ^ Diemer GS, Stedman KM (ביוני 2012). "A novel virus genome discovered in an extreme environment suggests recombination between unrelated groups of RNA and DNA viruses". Biology Direct. 7 (1): 13. doi:10.1186/1745-6150-7-13. PMC 3372434. PMID 22515485. {{cite journal}}: (עזרה)
  71. ^ Diener TO (באוגוסט 1971). "Potato spindle tuber "virus". IV. A replicating, low molecular weight RNA". Virology. 45 (2): 411–428. doi:10.1016/0042-6822(71)90342-4. PMID 5095900. {{cite journal}}: (עזרה)
  72. ^ "ARS Research Timeline – Tracking the Elusive Viroid". 2006-03-02. ארכיון מ-2007-07-06. נבדק ב-2007-07-18.
  73. ^ Sanger HL, Klotz G, Riesner D, Gross HJ, Kleinschmidt AK (בנובמבר 1976). "Viroids are single-stranded covalently closed circular RNA molecules existing as highly base-paired rod-like structures". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 73 (11): 3852–3856. Bibcode:1976PNAS...73.3852S. doi:10.1073/pnas.73.11.3852. PMC 431239. PMID 1069269. {{cite journal}}: (עזרה)
  74. ^ Diener TO (בדצמבר 1989). "Circular RNAs: relics of precellular evolution?". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 86 (23): 9370–9374. Bibcode:1989PNAS...86.9370D. doi:10.1073/pnas.86.23.9370. PMC 298497. PMID 2480600. {{cite journal}}: (עזרה)
  75. ^ Daròs JA, Elena SF, Flores R (ביוני 2006). "Viroids: an Ariadne's thread into the RNA labyrinth". EMBO Reports. 7 (6): 593–598. doi:10.1038/sj.embor.7400706. PMC 1479586. PMID 16741503. {{cite journal}}: (עזרה)
  76. ^ Flores R, Gago-Zachert S, Serra P, Sanjuán R, Elena SF (2014). "Viroids: survivors from the RNA world?". Annual Review of Microbiology. 68: 395–414. doi:10.1146/annurev-micro-091313-103416. PMID 25002087. {{cite journal}}: |hdl-access= requires |hdl= (עזרה)
  77. ^ Zimmer, Carl (25 בספטמבר 2014). "A Tiny Emissary From the Ancient Past". The New York Times. ארכיון מ-29 בנובמבר 2014. נבדק ב-22 בנובמבר 2014. {{cite news}}: (עזרה)
  78. ^ Flores R, Gago-Zachert S, Serra P, Sanjuán R, Elena SF (2014). "Viroids: survivors from the RNA world?". Annual Review of Microbiology. 68: 395–414. doi:10.1146/annurev-micro-091313-103416. PMID 25002087. {{cite journal}}: |hdl-access= requires |hdl= (עזרה)
  79. ^ "Viroids: "living fossils" of primordial RNAs?", Biology Direct, 11 (1): 15, 2016, doi:10.1186/s13062-016-0116-7, PMC 4807594, PMID 27016066
  80. ^ Eigen M, Gardiner W, Schuster P, Winkler-Oswatitsch R (באפריל 1981). "The origin of genetic information". Scientific American. 244 (4): 88–92, 96, et passim. Bibcode:1981SciAm.244a..88H. doi:10.1038/scientificamerican0481-88. PMID 6164094. {{cite journal}}: (עזרה)
  81. ^ Woese CR (1983). The primary lines of descent and the universal ancestor. Chapter in Bendall DS (1983). Evolution from molecules to men. Cambridge, UK: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-28933-7. pp. 209-233.
  82. ^ Bernstein H, Byerly HC, Hopf FA, Michod RE (באוקטובר 1984). "Origin of sex". Journal of Theoretical Biology. 110 (3): 323–351. Bibcode:1984JThBi.110..323B. doi:10.1016/S0022-5193(84)80178-2. PMID 6209512. {{cite journal}}: (עזרה)
אוחזר מתוך "https://he.wikipedia.org/w/index.php?title=השערת_עולם_ה-RNA&oldid=39069414"