Почему ученые считают что открытия сделанные при изучении рнк могут дать ключ
8.3. Современные гипотезы происхождения жизни
Вопрос 1. Какие факты указывают на возможность абиогенного синтеза органических веществ в космосе?
Многие ученые считают, что образование основной массы органических соединений произошло за пределами Земли в период, предшествовавший ее формированию. Органические соединения обнаружены в телах Солнечной системы, в частности в некоторых типах метеоритов. Метеориты, выпадая на поверхность сформировавшейся Земли, обогащали ее органическими соединениями, которые могли включаться в дальнейшую химическую эволюцию.
Сейчас достоверно известно, что химическая эволюция соединений углерода протекает практически на всех космических объектах. Но уровня, необходимого для возникновения предклеточных структур и, далее, первичных организмов, такая эволюция, по мнению ученых, может достигнуть лишь на планетах типа Земли.
Вопрос 2. Какая проблема, на ваш взгляд, является наиболее сложной в вопросе происхождения жизни?
В настоящее время подавляющее большинство ученых поддерживают идею абиогенного зарождения жизни в процессе биохимической эволюции. Но вопросы о том, где и когда происходил абиогенный синтез органических соединений, а главное — как произошел качественный скачок от неживого к живому, пока остаются спорными.
Вопрос 3. Почему ученые считают, что открытия, сделанные при изучении РНК, могут дать ключ к решению проблемы возникновения жизни?
Наиболее сложен для объяснения вопрос: как в процессе химической эволюции произошло объединение двух функций — каталитической, присущей белкам-ферментам, и информационно-генетической, которую выполняют нуклеиновые кислоты. Ведь только в этом случае возможен качественный скачок от неживого к живому.
Возможно, ключ к пониманию данной проблемы дадут открытия, сделанные при изучении РНК. Считалось, что носителем генетической информации является только ДНК, но оказалось, что РНК также обладает «генетической памятью». Более того, некоторые РНК имеют явно выраженную каталитическую активность и способны к саморепродукции в отсутствие белковых ферментов. Таким образом, древняя РНК могла совмещать в себе каталитические и информационно-генетические функции, что обеспечивало макромолекулярной системе способность к саморепродукции. Если данное предположение верно, то, очевидно, дальнейшая эволюция шла в направлении РНК — белок — ДНК.
Почему ученые считают что открытия сделанные при изучении рнк могут дать ключ
Подробное решение параграф § 90 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. 2014
1. Какова роль ДНК и РНК в клетке?
Ответ. ДНК выполняет следующие функции:
1) хранение наследственной информации происходит с помощью гистонов. Молекула ДНК сворачивается, образуя вначале нуклеосому, а после гетерохроматин, из которого состоят хромосомы;
2) передача наследственного материала; происходит путем репликации ДНК;
3) реализация наследственной информации в процессе синтеза белка.
• Кодирующая функция: программирование белкового синтеза линейными последовательностями нуклеотидов. Это та же функция, что и у ДНК. И в ДНК, и в РНК одни и те же триплеты нуклеотидов кодируют 20 аминокислот белков, и последовательность триплетов в цепи нуклеиновой кислоты есть программа для последовательной расстановки 20 видов аминокислот в полипептидной цепи белка.
• Структурообразующая функция: формирование уникальных трехмерных структур. Компактно свернутые молекулы малых РНК принципиально подобны трехмерным структурам глобулярных белков, а более длинные молекулы РНК могут образовывать и более крупные биологические частицы или их ядра.
• Функция узнавания: высокоспецифические пространственные взаимодействия с другими макромолекулами (в том числе белками и другими РНК) и с малыми лигандами. Эта функция, пожалуй, главная у белков. Она основана на способности полимера сворачиваться уникальным образом и формировать специфические трехмерные структуры. Функция узнавания является базой специфического катализа.
• Каталитическая функция: специфический катализ химических реакций рибозимами. Данная функция аналогична энзиматической функции белков- ферментов.
2. Что такое генетический код?
В ДНК используется четыре нуклеотида — аденин (А), гуанин (G), цитозин (С), тимин (T), которые в русскоязычной литературе обозначаются буквами А, Г, Ц и Т. Эти буквы составляют алфавит генетического кода. В РНК используются те же нуклеотиды, за исключением тимина, который заменён похожим нуклеотидом — урацилом, который обозначается буквой U (У в русскоязычной литературе). В молекулах ДНК и РНК нуклеотиды выстраиваются в цепочки и, таким образом, получаются последовательности генетических букв.
3. Что такое ферменты? Какова роль ферментов в клетке?
Ответ. Ферменты — белки, являющиеся биологическими катализаторами. Ферменты присутствуют во всех живых клетках и способствуют превращению одних веществ (субстратов) в другие (продукты). Ферменты выступают в роли катализаторов практически во всех биохимических реакциях, протекающих в живых организмах — ими катализируется около 4000 биореакций. Ферменты играют важнейшую роль во всех процессах жизнедеятельности, направляя и регулируя обмен веществ организма.
Вопросы после § 90
1. Почему ученые считают гипотезу абиогенного зарождения жизни в процессе биохимической эволюции наиболее приемлемой?
Ответ. Гипотеза абиогенного зарождения жизни в процессе биохимической эволюции с научной точки зрения является наиболее разработанной. Потому что свои предположения ученые подтвердили рядом экспериментов. В лаборатории, создав подобные тому времени условия, удалось синтезировать органические вещества из неорганических. Другие гипотезы эксперементально не доказаны.
2. Какая проблема в гипотезе абиогенного зарождения жизни является наиболее сложной?
Ответ. В настоящее время подавляющее большинство ученых поддерживают идею абиогенного зарождения жизни в процессе биохимической эволюции. Но вопросы о том, где и когда происходил абиогенный синтез органических соединений, а главное — как произошел качественный скачок от неживого к живому, пока остаются спорными
3. Почему ученые считают, что открытия, сделанные при изучении РНК, могут дать ключ к решению проблемы возникновения жизни?
Ответ. Наиболее сложен для объяснения вопрос: как в процессе химической эволюции произошло объединение двух функций — каталитической, присущей белкам-ферментам, и информационно-генетической, которую выполняют нуклеиновые кислоты. Ведь только в этом случае возможен качественный скачок от неживого к живому. Возможно, ключ к пониманию данной проблемы дадут открытия, сделанные при изучении РНК. Считалось, что носителем генетической информации является только ДНК, но оказалось, что РНК также обладает «генетической памятью». Более того, некоторые РНК имеют явно выраженную каталитическую активность и способны к саморепродукции в отсутствие белковых ферментов. Таким образом, древняя РНК могла совмещать в себе каталитические и информационно-генетические функции, что обеспечивало макромолекулярной системе способность к саморепродукции. Если данное предположение верно, то, очевидно, дальнейшая эволюция шла в направлении РНК — белок — ДНК.
► Примите участие в диспуте «Возникновение жизни на Земле». Выскажите свою точку зрения по этому вопросу.
Ответ. Научные исследования показывают, что зарождение жизни в минеральной воде и, в особенности, гейзерах наиболее вероятно. В 2005 году академик Юрий Викторович Наточин высказал предположение, отличное от общепринятой концепции возникновения жизни в море, и аргументировал гипотезу, согласно которой средой возникновения протоклеток были водоемы с преобладанием ионов К+, а не морская вода с доминированием ионов Na+. В 2009 г. Армен Мулкиджанян и Михаил Гальперин на основе анализа содержания элементов в клетке также пришли к выводу, что, вероятно, жизнь зародилась не в океане. Дейвид Уард доказал, что в горячей минеральной воде появились и сейчас образуются строматолиты. Самые древние строматолиты были обнаружены в Гренландии. Их возраст насчитывает 3,5 миллиардов лет. В 2011 г. Тадаси Сугавара создал протоклетку в горячей воде. Исследования Мари-Лор Пон минерала серпентина в геологической формации Исуа, Гренландия, в 2011 г. показали, что жизнь могла зародиться и в грязевых вулканах. Лауреат Нобелевской премии биолог Джек Шостак отметил, что мы можем легче представить себе накопление органических соединений в первичных озёрах, чем в океане. Такого же мнения группа учёных под руководством Евгения Кунина.
Гипотезы происхождения жизни
Вопрос 1. Какие факты указывают на возможность абиогенного синтеза органических веществ в космосе?
Многие ученые считают, что образование основной массы органических соединений произошло за пределами Земли в период, предшествовавший ее формированию. Органические соединения обнаружены в телах Солнечной системы, в частности в некоторых типах метеоритов. Метеориты, выпадая на поверхность сформировавшейся Земли, обогащали ее органическими соединениями, которые могли включаться в дальнейшую химическую эволюцию. Сейчас достоверно известно, что химическая эволюция соединений углерода протекает практически на всех космических объектах. Но уровня, необходимого для возникновения предклеточных структур и, далее, первичных организмов, такая эволюция, по мнению ученых, может достигнуть лишь на планетах типа Земли.
Вопрос 2. Какая проблема, на ваш взгляд, является наиболее сложной в вопросе происхождения жизни?
В настоящее время подавляющее большинство ученых поддерживают идею абиогенного зарождения жизни в процессе биохимической эволюции. Но вопросы о том, где и когда происходил абиогенный синтез органических соединений, а главное — как произошел качественный скачок от неживого к живому, пока остаются спорными. Вряд ли мы когда-либо сможем узнать, каким образом возникла жизнь, случилось ли это один раз или происходило многократно и может ли произойти вновь. Можно выделить несколько проблем, при изучении вопроса о происхождении жизни, а именно:
1. как из органических веществ, образовавшихся из неорганических образовались всё более и более сложные вещества, а в конце концов – ферменты и самовоспроизводящиеся ферментные системы («свободные гены»);
2. как эти «свободные гены» приобрели разнообразие, затем начали соединяться, образуя примитивные вирусоподобные гетероторофные организмы;
3. как вокруг этих добиологических агрегатов образовались белково-липидные мембраны, отделившие их от окружающей среды;
4. как из гетеротрофных организмов развились автотрофы.
Почему ученые считают что открытия сделанные при изучении рнк могут дать ключ
Значение РНК в эволюции
Почему ученые считают, что открытия, сделанные при изучении РНК, могут дать ключ к решению проблемы возникновения жизни?
Наиболее сложен для объяснения вопрос: как в процессе химической эволюции произошло объединение двух функций — каталитической, присущей белкам-ферментам, и информационно-генетической, которую выполняют нуклеиновые кислоты. Ведь только в этом случае возможен качественный скачок от неживого к живому.
Возможно, ключ к пониманию данной проблемы дадут открытия, сделанные при изучении РНК. Считалось, что носителем генетической информации является только ДНК, но оказалось, что РНК также обладает «генетической памятью». Более того, некоторые РНК имеют явно выраженную каталитическую активность и способны к саморепродукции в отсутствие белковых ферментов. Таким образом, древняя РНК могла совмещать в себе каталитические и информационно-генетические функции, что обеспечивало макромолекулярной системе способность к саморепродукции. Если данное предположение верно, то, очевидно, дальнейшая эволюция шла в направлении РНК →белок →ДНК.
Этапы возникновения и развития жизни на Земле
Какие основные этапы можно выделить в возникновении и развитии жизни на Земле?
Существует много гипотез, пытающихся объяснить возникновение и развитие жизни на нашей планете. И хотя они предлагают различные подходы к решению данной проблемы, большинство из них предполагает наличие трех эволюционных этапов: химической, предбиологической и биологической эволюции.
На этапе химической эволюции происходил абиогенный синтез органических полимеров.
На втором этапе формировались белковонуклеиноволипоидные комплексы (ученые называли их по-разному: коацерваты, гиперциклы, пробионы, прогеноты и т. д.), способные к упорядоченному обмену веществ и самовоспроизведению.
В результате предбиологического естественного отбора появились первые примитивные живые организмы, которые вступили в биологический естественный отбор и дали начало всему многообразию органической жизни на Земле.
Гипотезы происхождения эукариотической клетки
Какие гипотезы происхождения эукариотической клетки вам известны?
Большинство ученых считают, что эукариоты произошли от прокариотических клеток. Существуют две наиболее признанные гипотезы происхождения эукариотических клеток и их органоидов.
Первая гипотеза связывает происхождение эукариотической клетки и ее органоидов с процессом впячивания клеточной мембраны, а вторая основана на идее симбиоза между прокариотическими клетками.
Гипотеза симбиотического происхождения эукариотической клетки
Какие доводы свидетельствуют в пользу гипотезы симбиотического происхождения эукариотической клетки?
Согласно гипотезе симбиотического происхождения эукариотической клетки, митохондрии, пластиды и базальные тельца ресничек и жгутиков эукариотической клетки были когда-то свободноживущими прокариотическими клетками. Органоидами они стали в процессе симбиоза. В пользу этой гипотезы свидетельствует наличие собственных РНК и ДНК в митохондриях и хлоропластах. По строению РНК митохондрии сходны с РНК пурпурных бактерий, а РНК хлоропластов ближе к РНК цианобактерий.
Прогенот
Почему ряд ученых считают, что предком прокариотических и эукариотических клеток мог быть прогенот?
Сравнивая последовательность нуклеотидов в рибосомных РНК, ученые пришли к выводу, что все живые организмы можно отнести к трем группам: эукариотам, эубактериям и архебактериям (две последние группы — прокариоты). Поскольку генетический код во всех трех группах один и тот же, была выдвинута гипотеза, что они имеют общего предка, которого назвали «прогенот» (т. е. прародитель). Предполагается, что эубактерии и архебактерии могли произойти от прогенота, а современный тип эукариотической клетки, по-видимому, возник в результате симбиоза древнего эукариота (тоже произошедшего от прогенота) с эубактериями.
Эры истории Земли
На какие эры делится история Земли?
В истории Земли выделяют следующие эры, названия которых имеют греческое происхождение: катархей (ниже древнейшего), архей (древнейший), протерозой (первичная жизнь), палеозой (древняя жизнь), мезозой (средняя жизнь), кайнозой (новая жизнь).
Влияние живых организмов на атмосферу
Как деятельность живых организмов повлияла на изменение состава атмосферы планеты?
Значение возникновения фотосинтеза
Какое значение для развития жизни на Земле имело возникновение фотосинтеза?
Возникновение фотосинтеза, осуществляемого цианобактериями (бескислородного фотосинтеза), освободило жизнь от зависимости от органических соединений абиогенного происхождения. Живые организмы стали сами продуцировать органические вещества. На планете начали накапливаться органические вещества биогенного происхождения. При этом живые организмы стали использовать непосредственно энергию Солнца и аккумулировать ее.
Ароморфозы архея
Какие крупные ароморфозы произошли в архее?
В архее на Земле уже обитали первые живые организмы — анаэробные гетеротрофы. В архее появились цианобактерии, способные к бескислородному фотосинтезу, а в конце архея — эукариотические формы.
Ароморфозы протерозоя и палеозоя
Какие ароморфозы произошли в протерозое и палеозое?
К концу протерозойской эры появились все типы беспозвоночных, а также первые хордовые животные — подтип бесчерепных.
Крупнейшими ароморфозами протерозоя считаются появление животных с двусторонней симметрией тела и возникновение первых хордовых животных.
В палеозое произошел выход растений и животных на сушу. И важнейшие ароморфозы были связаны с освоением живыми организмами сухопутной среды. У растений это — появление защитной покровной ткани, механической ткани, проводящей (сосудистой) ткани, семенного размножения.
В палеозойскую эру появились и вымерли первые наземные растения — риниофиты, появились мхи, хвощи, плауны, папоротники, голосеменные. Таким образом, к концу палеозоя на Земле существовали все группы растений, кроме покрытосеменных.
У животных в связи с выходом на сушу произошло образование органов, обеспечивающих дыхание атмосферным воздухом, перемещение в менее плотной, чем вода, среде, внутреннее оплодотворение и др.
К концу палеозоя в фауне Земли не хватало только птиц и млекопитающих.
Register
Do you already have an account? Login
Login
Don’t you have an account yet? Register
Newsletter
Submit to our newsletter to receive exclusive stories delivered to you inbox!
Главный Попко
Почему учёные считают, что открытия, сделанные при изучении РНК, могут дать ключ к решению проблемы возникновения жизни? Почему учёные считают, что открытия, сделанные при изучении РНК, могут дать ключ к решению проблемы возникновения жизни?
Лучший ответ:
Суррикат Мими
Наиболее сложен для объяснения вопрос: как в процессе химической эволюции произошло объединение двух функций — каталитической, присущей белкам-ферментам, и информационно-генетической, которую выполняют нуклеиновые кислоты. Ведь только в этом случае возможен качественный скачок от неживого к живому. Возможно, ключ к пониманию данной проблемы дадут открытия, сделанные при изучении РНК. Считалось, что носителем генетической информации является только ДНК, но оказалось, что РНК также обладает «генетической памятью». Более того, некоторые РНК имеют явно выраженную каталитическую активность и способны к саморепродукции в отсутствие белковых ферментов. Таким образом, древняя РНК могла совмещать в себе каталитические и информационно-генетические функции, что обеспечивало макромолекулярной системе способность к саморепродукции. Если данное предположение верно, то, очевидно, дальнейшая эволюция шла в направлении РНК — белок — ДНК.
РНК обладает «генетической памятью», а также каталитической активностью и способностью к саморепродукции в отсутствии белковых ферментов. Возможно, эволюция шла в направлении РНК – белок – ДНК