Microbiologi, sembra aver deciso di mistero «dell'uovo e della gallina»

Nella scienza popolare teoria su ciò che la vita sulla Terra è apparsa nel cosiddetto «brodo prebiotico». Sono disponibili in questo brodo elementi sulla base di carbonio collegati tra di loro in molecole semplici, finché alla fine non ha segnato l'inizio di nascita примитивнейшей vita. Ma un ulteriore passo nell'evoluzione provoca nell'ambiente degli studiosi una serie di controversie e discussioni.

Secondo una popolare teoria, le molecole di acido ribonucleico (RNA), contenente il codice genetico di proteine e capaci di svolgere le funzioni di semplici reazioni chimiche, apparvero fatto che ha segnato l'inizio della vita sul nostro pianeta. Alcuni scienziati si rifiutano questa idea e dicono che l'RNA è troppo grande e complessa struttura al fine di avere il diritto di portare il titolo di catalizzatore di vita. Secondo questi studiosi, prima dell'avvento delle macromolecole in forma di RNA più semplici molecole in grado di sviluppare la capacità di utilizzare le funzioni metaboliche, senza la quale nessun RNA non sarebbe. In generale l'idea sostiene che a capo di tutto, cioè il primo è apparso proprio metabolismo. E nuove prove scientifiche di un gruppo di Illinois university solo rafforzare questa idea.

«Tutti gli esseri viventi possiedono metabolismo, un insieme di vitali chimiche trasformazioni che consentono di fornire questi organismi di energia e materia, necessari per il funzionamento delle cellule. Questi metabolici trasformazione, probabilmente, è apparso sulla Terra molto presto. Possibile che i primi organismi preso in prestito le reazioni chimiche, già disponibili in quel momento sul pianeta, averle apprese nelle cellule attraverso lo sviluppo di attività enzimatica», — dice Gustavo Caetano-Анольес, биоинформатик e professore presso il dipartimento di colture university of Illinois.

Caetano-Анольес e il suo collega Ibrahim Koç di turco università Tecnica di Gebze, ha deciso di testare la teoria del «primato del metabolismo» attraverso l'analisi molecolari delle funzioni degli organismi presenti in tutti i regni, e hanno studiato il genoma (set di geni) 249 singoli organismi, i cui dettagli presentato in un database del progetto «». Unico database fa quello che contiene non solo informazioni su ogni prodotto di geni di proteine o molecole di RNA, ma anche e descrizione delle funzioni di ogni singolo gene di questi organismi.

«Si può prendere un intero genoma, presentato nel corpo, ad esempio, umano, e di visualizzarlo attraverso una serie di caratteristiche funzionali di ogni singolo gene. La ricerca di questi «функционов» può dirvi ciò che fa esattamente questo o quel gene. Ad esempio, possiamo capire che tipo di catalitici, riconoscono o leganti funzioni ha un particolare prodotto del gene, che è molto più intuitivo per la ricerca», — dice Caetano-Анольес.

«il modo Migliore per capire un organismo vivente – scoprire la funzione dei suoi geni», — continua lo scienziato.

Con le parole di Caetano-Анольеса, la presenza di una stessa funzione nel genoma di specie diverse può parlare evolutiva dell'importanza di questa funzione. In questo modo i ricercatori hanno studiato tutte le funzioni molecolari разбираемых organismi, calcolato anche loro hanno quelli che ha incontrato in tutti i casi. L'idea di base dietro tutto questo, è che i primi, cioè le funzionalità di base, come ad esempio processi catalitici, responsabili della comparsa del metabolismo, molto probabilmente, sono stati dotati di tutti gli organismi di quel tempo e, di conseguenza, saranno rilevati su tutto il cosiddetto albero della vita. Allo stesso tempo le funzioni dei geni, che sono apparsi più tardi di tutti gli altri, al contrario, si possono incontrare un minor numero di specie di organismi viventi.

Con l'aiuto di moderni sistemi informativi e informatici metodi i ricercatori hanno creato un albero, raffigurante il percorso, portando a più di base funzioni molecolari. Più vicino alla base dell'albero (cioè più vicino alle radici) sono le più antiche funzioni. Più «fresco» funzioni, a loro volta, sono più vicini al suo apice.

Si è Scoperto che alla base di questo albero, è possibile evidenziare solo due funzioni molecolari, che, molto probabilmente, e ha segnato l'inizio della vita sulla Terra. Questo è il metabolismo e molecolari di comunicazione.

«È logico supporre che queste due funzioni sono apparsi i primi. Così come molecole per la produzione di energia è stato necessario il metabolismo. Inoltre, è stato necessario interagire con l'altro», — spiega Caetano-Анольес.

Si presentò funzioni che hanno reso possibile l'emergere di macromolecole. È qui che potrebbe apparire RNA. La pista è apparso meccanismi, che ha permesso di molecole di integrarsi nelle cellule, e quindi e caratteristiche che permettono alle cellule di comunicare tra loro e l'ambiente circostante.

«Alla fine, raccogliendo alla corona dell'albero, vediamo funzioni relative alla complicato processo che include la produzione dei muscoli, della pelle o del sistema nervoso», — dice Caetano-Анольес.

La Sua ricerca gli scienziati non solo gettano luce sul passato di vita. Ricordiamo che l'evoluzione è ancora in corso. Pertanto, la comprensione della sequenza formazione di questi molecolari delle funzioni attraverso il tempo può aiutarci a predire dove la vita sulla Terra si muove sopra.

«Quando si parla di evoluzione, si guardano indietro. Ci vorrebbe sviluppare storici e metodologici del modello, che potrebbe rispondere alla domanda su dove si muove l'evoluzione e la nascita diquali nuovi molecolari delle funzioni dobbiamo aspettare che in futuro», — dice Caetano-Анольес.

Il Lavoro di esperti di oggi sicuramente sarà in grado di trovare la sua applicazione in bioingegneria, evoluzione del settore l'utilizzo di informazioni biologiche e informatiche per la creazione di nuove forme biologiche. Secondo Caetano-Анольеса, lo sviluppo di nuovi geni in futuro sarà in grado di risolvere alla radice i problemi di varie malattie e migliorare la nostra vita quotidiana.

«Chiave per un'efficace ricostruzione del nostro genoma e l'assegnazione nuove utili funzioni molecolari è quello di capire i principi di funzionamento più semplice delle forme molecolari della vita nel passato», — conclude lo scienziato.

L'articolo Originale Caetano-Анольеса e Ibrahim Koch sotto il nome di «storia Naturale molecolari delle funzioni sulla base di una vasta analisi filogenetica dei dati genetica ontologia» è stato pubblicato sulla rivista PLoS One.