25 hindringer for DNA-livets opprinnelse; Av Otangelo Grasso via FB

Bilde 1. To typer av kiralitet i lik blanding i naturen

1. Å få homokirale byggesteiner i livet, nøyaktig etter behov (alle må være venstredreiende).
2. Få rene materialer: Å unngå uren forurensning i bassenget av kjemikalier var tingenes tilstand.
3. Få gratis Gibbs energi: Rekruttere Gibbs gratis energi fra omgivelsene for å redusere deres egen entropi.
4. Aktivering og repeterende prosesser: Monomerer må aktiveres for at polymerisering og katenering skal gjøre aminosyretråder, og gener, mulig.
5. Informasjon: Å få spesifisert kompleks informasjon, digitale data, lagret i gener gjennom språket til den genetiske koden, som dikterer og styrer produksjonen av ikke-reduserbare komplekse molekylære maskiner.

6. Få den genetiske koden
7. Polymerisering: Få prebiotisk polykondensasjon av aminosyrer og nukleotider i heterogene vandige løsninger eller i grensesnitt med vannbaserte medier, som skjer uten hjelp av biologiske katalysatorer.
8. Riktig rekkefølge av reaksjoner: I stoffskifteveier i cellen må enzymer stilles opp i riktig rekkefølge. Å få spontane hendelser til å organisere en slik tilstand.
9. Få et organisert system ut av kaos: Få et organisert system som er i stand til utviklende prosesser som vekst, selvutbredelse, informasjonsbehandling og adaptiv evolusjon
10. Få tak i alle delene, til tross for at de enkelte delene i seg selv ikke har noen funksjon, med mindre de er integrert i et høyere ordenssystem.

Bilde 2. DNA-basert kode

11. Homeostase: Den måtte skape et homeostatisk miljø, i ett av mange andre tilfeller, redusere kalsiumkonsentrasjonen i cellen 10 000 ganger under det ytre miljøet, for å tillate signalering. Det krever osmo-regulering for å opprettholde væskebalansen og konsentrasjonen av elektrolytter, og forhindre at cytosolen blir for fortynnet eller konsentrert.
12. Å få overgangen fra prebiotisk rekruttering av de grunnleggende byggesteinene, til metabolisme (minst 400 reaksjoner utført av hundrevis av enzymer og proteiner, de molekylære robotene, som produserer alle relevante molekyler. I en minimal LUCA).
13. Få et minimalt genom (I P.Ubique, den minste frittlevende cellen, 1,3 millioner nukleotider)
14. Få epigenomet, glykomet, lipidomet, mobilomet, transkriptomet, metabolomet, proteomet, interaktomet, signalosomet og metallomet til vår minimale celle.
15. Bergings- og resirkuleringsveier (som inkluderer opptak og prosessering av de store, hoved- og spor- elementene [nitrogen- og karbonfiksering].

16. Å få sofistikerte, komplekse og avanserte immun- og forsvarssystemer for å beskytte seg mot inntrengere, virus, plasmider og fager.
17. Koble sammen genomet, som styrer fremstillingen av hundrevis av proteiner (proteomet) - komplekse molekylære maskiner laget gjennom transkripsjon (transkriptomet) og translasjon, proteiners sammenkobling (interaktomet), ved hjelp av den genetiske koden, maskineriet for DNA-replikasjon , feilsjekk- og reparasjons- mekanismer som starter med DNA, hele veien til ribosomet (13 kontroll- og reparasjonsmekanismer alene).

Bilde 3. Forbindelse mellom liv og ikke-liv

18. Å få et epigenom, som kontrollerer DNA-protein-interaksjoner (DNA-metylering som utfører transkripsjons-aktivering og undertrykkelser, og dannelsen av fenotypiske varianter) timing av DNA-replikasjon, deling av begynnende kromosomer til datterceller, reparasjon av DNA og tidspunkt for transposisjon og konjugal overføring av plasmider. Kromosomsegregeringsmaskineriet (topoisomerase II).

19. Å få ribosomet som er spesielt bemerkelsesverdig. Universal Gene Set of Life (UGSL) er dominert av translasjonsrelaterte gener. Disse ribosomale RNA-er (rRNA-er), overfører RNA-er (tRNA-er og maskineriet for å syntetisere og modifisere tRNA-er, et komplett sett med aminoacyl-tRNA-syntetaser), små RNA-er og ribosomale proteiner utgjør de mest tallrike makromolekylære artene i alle levende organismer (Bernstein 2019). Ribosombiogenese: Det ville kreve alle proteiner som setter sammen ribosomer, inkludert proteiner, som lager proteiner, som lager underenhetene til ribosomet, og hele feilkontroll- reparasjons-, og resirkulerbart- maskineri. Det ville kreve chaperoner, proteiner som hjelper proteiner som kommer ut fra ribosomet og blir feilfoldet, til å få sin rette fold. Det inkluderer chaperoner, som hjelper chaperoner å brettes riktig. (Med andre ord, maskiner, som hjelper maskiner, som hjelper andre maskiner)
20. Få tak i membranen som inkluderer millioner av komplekse membraninnebygde proteinkanaler, ionepumper, ionebyttere, transportører, importører, translokoner, translokaser, symportere og antiportere som kontrollerer hva som importeres, hva som forlater cellen, og de intracellulære nivåene, av alle livsessensielle elementer.

Bilde 3. Membraner -fantastisk tilpasset for ione-transport

21. Å få tak i enzymene som er involvert i celledeling, og dens regulering.
22. En måte å få en Wood Ljundahl- eller rTCA-syklus til å fikse karbon for å produsere karbohydrater, som fordøyes gjennom katabolisme for å mate ATP-syntase, elektrontransport og en protongradient for å generere ATP, energivalutaen i cellen. Det ville det også krevd minst 8 kofaktorer, og vitaminer.

Bilde 4. Enzym og tilhørende substrat

23. Tioestere -lenke var nesten helt sikkert involvert i prebiotisk dannelse av mange molekyler som er viktige i moderne biologi. Dannelsen deres avhenger av koenzym A (CoA). Koenzym A-syntese avhenger av fem enzymer som brukes i den fem-trinns universelle veien for koenzym A (CoA) -biosyntese.

24. Få mange maskiner for opptak av jern (ikke-ribosomal peptidsyntetase for å lage sideroforer -lenke og chelatere det (gjøre det tilgjengelig i løselig form for opptak), svovel, og maskineriet for å lage jern-svovel (Fe/S) klynger , essensielle for mange vitale proteiner i reaksjonssentrene deres. Livsessensielle proteiner, fylt med FeS-klynger og radikale reaksjonsmekanismer, er avhengig av overgangsmetaller, flaviner, S-adenosylmetionin, ferredoksin, molybdopterin, corriner og selen.

25. Mekanismer for tilpasning til de varierte miljøforholdene, i stand til å motta og tolke signaler fra omgivelsene på utsiden, og reagere deretter (som i termiske forhold).

Bilde 5. Protein syntese og gen-uttrykk