Op zoek naar de klepel

bij dezen en genen

Primordiale samenwerking

In dit blog zijn verschillende berichten opgenomen over het RNA, over het ribozym dat uit RNA bestaat en de RNA-wereld. Er is nu opnieuw interessant nieuws over dit primordiale RNA en daar moet wel een blogbericht op volgen. In deze hypothetische uit RNA-bestaande oerwereld, die bestond voordat het DNA zich vormde, werden RNA-moleculen gerepliceerd. Deze replicatie begon wellicht met de simpele aaneenrijging van de eerste basen tot een enkele streng van RNA. Maar mettertijd ontstonden er langere en complexere moleculen die het ribozym konden vormen. Dit laatste RNA-molecule heeft een enzymatische functie en kan de replicatie van het RNA zelf bespoedigen. Ook in de moleculaire wereld is er sprake van efficiënte en minder efficiënte replicatoren die de strijd om grondstoffen wel of niet ‘winnen’. Dit bepaalt uiteindelijk welke moleculen er ‘overleven’.

Hypercycle

Wiskunde-modellen wijzen uit dat replicatie van het eigen molecuul zou uitlopen op een enorme accumulatie van mutaties die het molecuul stuk zouden doen gaan. Reeds in 1971 kwam men uitsluitend via redeneringen tot de slotsom dat er netwerken moesten bestaan van moleculen die elkaars katalyse stimuleerden. Zo ontstond het idee van hypercyclussen waarin molecuul A molecuul B helpt zichzelf te kopiëren, en B helpt C weer, enzovoort totdat de laatste van de cyclus A weer helpt. Dit was allemaal pure theorie. Nu toont het onderzoek aan dat er inderdaad iets dergelijks plaatsvindt in het laboratorium. Het gaat daarbij niet echt om replicatie maar om kleinere fragmenten van verschillende uit bacteriën-geïsoleerde ribozymen die elkaars assemblage katalyseren. Twee fragmenten vormen het ribozym nummer 1 en stimuleren de assemblage van de fragmenten voor ribozym 2 dat op zijn beurt hetzelfde doet voor ribozym 3. Zonder elkaars hulp assembleren ze ook, maar dan veel langzamer.

Het bleek vervolgens dat ook meerdere varianten van dit type ribozym elkaars fragmenten heel efficiënt assembleerden. Bij het samenvoegen van de fragmenten van 48 verschillende varianten van het ribozym ontstonden er enorme netwerken die de assemblage bespoedigden.

Ondanks het feit dat iedereen het er over eens is dat deze studie een indrukwekkend resultaat heeft opgeleverd, bestaat er de kritiek dat het hier niet gaat om zelf replicerende moleculen. Het gaat inderdaad om de assemblage van bestaande fragmenten. Ook Nick Lane, een autoriteit op het gebied van het ontstaan van leven, is onder de indruk, maar betwijfelt of deze netwerken stabiel genoeg zijn om in de primordiale wereld te overleven.

 

Uit: Nature, Nature News & Views, Ed Yong

 

3 Reacties op “Primordiale samenwerking

  1. Rob van der Vlugt oktober 19, 2012 om 18:14

    Marleen,

    De kritiek waar je aan het eind over spreekt begrijp ik toch niet helemaal. Natuurlijk gaat het om assemblage van bestaande elementen. Hoe zou dat er in de werkelijkheid van een paar miljard jaar geleden anders uit hebben moeten zien?
    En wat voor zelfreplicerends je je ook voorstelt, het zal zeker voorafgegaan zijn door een situatie met eenvoudigere bouwstenen. Juist die hypercyclus biedt natuurlijk een scala aan selectiekansen. En van het één komt het ander nietwaar ?
    Ik kan het toch echt alleen maar een spectaculair resultaat noemen.

  2. gert korthof oktober 20, 2012 om 11:53

    Dit werk staat in een lange traditie van oa theoretische autocatalysis (Stuart Kauffman) en Manfred Eigen.
    je moet het experiment niet beoordelen ad hand vd vraag: lost dit The Origin of Life Problem op? maar: is dit een stap verder dan we tot nu wisten over selfreplicatie van simpele RNAs?

    hun vertrek punt is niet realistisch en het eindresultaat is geen primitief leven, maar je moet het zien als verkennend, exploratief onderzoek naar selfreplicerende moleculen: wat kan en wat kan niet? welke moleculen? hoe lang moeten ze zijn? wat zijn de voorwaarden voor zelfreplicerende moleculen? wat zijn gunstige en wat zijn verstorende omstandigheden?

    Dat deze experimenten The Origin of Life niet oplossen is logisch zou je kunnen zeggen gezien het feit dat Koonin het onmogelijk heeft verklaart in een enkel universum als het onze (Hoe Koonin het ontstaan van het leven verklaart: moedige poging of wanhoopsdaad?)

  3. Marleen oktober 20, 2012 om 14:17

    Gert en Rob,

    De synthetische biologie houdt zich bezig met het uit elkaar halen van onderdelen van het metabolisme van de cel. Elk stapje dat gereproduceerd kan worden in de reageerbuis is er een. Uiteindelijk kunnen al deze stappen aan elkaar geregen worden om het hele metabolisme van de cel na te bootsen en kan men ooit met de juiste grondstoffen wellicht zelfs een nieuwe cel doen ontstaan. Waarschijnlijk moet bovenstaande onderzoek ook gezien worden als een kleine tussenstap in de reconstructie van het proces dat geleid heeft tot de eerste RNA-moleculen. Het is daarom heel interessant en draagt ontzettend veel bij aan het begrip van de dynamiek van de RNA-wereld.

    Het is wel zo dat Eigen en Schuster de hypercycles postuleerden als ‘oplossing’ voor de zelfreplicatie van moleculen en aangezien er in deze studie géén sprake is van zelfreplicatie is het wat vreemd om het onderzoek te presenteren als bewijs voor hypercycles die zich vormen gedurende de oorsprong van leven. De vraag is eigenlijk, zijn het nu werkelijk hypercycles volgens de definitie of niet ?

    Ik vind het wat ver gaan om te stellen dat onderzoek naar de oorsprong van leven direct onoplosbaar is omdat Koonin zegt dat het in ons universum niet kan.

Praat mee en laat hier uw reactie achter

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

Zwervende gedachten

Een filosoof over argumentatie, biologie, handelingstheorie en wat hem verder invalt

Jonas Bruyneel

Literatuur/Journalistiek/Muziek

per amanti della vera musica

SangueVivo

Ancora solo un battito in più

Microplastics

INTERREG MICRO PROJECT

Scientia Salon

Philosophy, Science, and all interesting things in between

Infinite forme bellissime e meravigliose

si sono evolute e continuano a evolversi

Vita da simbionte

perché collaborare è talvolta meglio che combattere

Meneer Opinie

Altijd een mening, maar niet altijd gehinderd door kennis van zaken

The Cambrian Mammal

An evo-devo geek's scientific meanderings

Evolutie blog

bij dezen en genen

The Finch and Pea

The Public House for Science...

voelsprieten

* wonder van het alledaagse *

the aphid room

All about aphids... not simply bugs|

kuifjesimon

Just another WordPress.com site

The Amazing Comics Men

Comics by Dutch cartoonists Jan the Stripman & Wim the Mysterious Helpman

Barbara Jansma

Prenten, spotprenten en schilderijen

%d bloggers op de volgende wijze: