¿Cómo reemplazó el ADN al ARN durante la evolución?

No tengo los conocimientos de química para poder explicar cómo se convirtió el ARN en la primera molécula de ADN (de nuevo, suponiendo que ese modelo sea válido), pero los dos son lo suficientemente similares como para estar seguro de que alguien más tiene una buena respuesta para esa parte.

Después de ese evento, supondría que la mayor estabilidad del ADN, es mucho menos probable que se degrade o mute que el ARN, dio a las entidades, lo que sea que fueran, que usaban el ADN como material genético una ventaja sobre aquellas que todavía usaban ARN.

En el mundo actual, los virus que usan ARN como material genético tienen algunas ventajas en lugar de ADN: la tasa de mutación más rápida puede ayudarlos a superar el sistema inmunitario del huésped. Sin embargo, las condiciones durante el mundo del ARN habrían sido tan diferentes que no está claro que el ARN ofrezca muchas ventajas en ese momento.

Su pregunta hace algunas suposiciones que deben aclararse: la hipótesis del mundo del ARN no es un hecho científico sino una hipótesis especulativa que no ha sido probada . Además, la mayoría de los científicos del Origen de la vida se alejan cada vez más de esa teoría.

Hipótesis mundial de ARN

En su libro de 1986 The Blind Watchmaker, Richard Dawkins ( por cierto, ¡no creo en sus predicaciones! ) Propuso que “la vida comenzó cuando tanto el ADN como su maquinaria de replicación basada en proteínas surgieron espontáneamente ” (p. 146). Dawkins sintió que su propuesta era razonable porque, como lo expresó, ” dado el tiempo infinito, o las oportunidades infinitas, todo es posible ” (p. 139). Por supuesto, Dawkins estaba fuera por un orden de magnitud infinitamente grande, porque “tiempo infinito” u “oportunidades infinitas” no estaban disponibles. Por lo tanto, los científicos consideraron que su tipo de modelo era demasiado improbable para tomarlo en serio.

La verdad es que los procesos moleculares subyacentes a la síntesis de proteínas en las células actuales son inextricablemente complejos . Aunque entendemos algunos de ellos, no tienen sentido conceptual en la forma en que lo hacen la transcripción del ADN, la reparación del ADN y la replicación del ADN. Es especialmente difícil imaginar cómo evolucionó la síntesis de proteínas porque ahora se realiza mediante un complejo sistema de enclavamiento de proteínas y moléculas de ARN; obviamente, las proteínas no pudieron haber existido hasta que una versión temprana del aparato de traducción ya estaba en su lugar. Honestamente, hoy solo podemos especular sobre los orígenes de la síntesis de proteínas y el código genético.

El llamado ” dogma central de la biología molecular ” establece que el ADN produce ARN y el ARN produce proteínas: y eso es lo que observamos científicamente hoy en los seres vivos (por supuesto, la producción de antibióticos por bacterias ha demostrado que este dogma no siempre es el caso, con la NRP sintetasa ).

Por lo tanto, es casi insondable que el ARN se transformará en ADN a través de un proceso no dirigido y sin propósito, y producirá los sofisticados sistemas de información y el mecanismo de almacenamiento del ADN.

Muchos orígenes de los centros de investigación de la vida todavía están tratando de reconstruir algunas de estas cosas:

Investigación en Harvard

Muchas vistas:

¿La proteína, el ADN o el ARN fueron lo primero?

Los dos cambios son probablemente por diferentes razones.
El ARN es muy vulnerable como una molécula de cadena sencilla e incluso cuando la cadena doble es menos estable que el ADN, ya que toma la forma A (debido al grupo 2’OH). Esto mantiene las dos cadenas más separadas que en la forma B utilizada por el ADN. Esto también es importante en la transcripción, ya que reformar la hélice de ADN es más favorable que el híbrido ADN: ARN, lo que facilita la liberación del ARN.
El uso de timina para reemplazar el uracilo puede deberse a uno de los cambios químicos más comunes en el ADN: la desaminación. Si la citosina se desamina, forma uracilo, por lo que si el uracilo todavía fuera una de las cuatro bases, no habría forma de detectar que algo salió mal. Al usar timina, en cambio, la aparición repentina de un uracilo sería una señal clara de que se ha producido una alteración, desencadenando una reparación.

Al igual que la gallina y su huevo, la realidad es que probablemente evolucionaron conjuntamente.

Los mecanismos anteriores propuestos para la abiogénesis estaban plagados de niveles prohibitivamente altos de improbabilidad; el simple hecho de que aún no se hubiera identificado una vía plausible no implica, sin embargo, que no exista tal y hoy, a la luz de nuevas observaciones, las cosas han cambiado. No e de los modelos de ADN primero, ARN primero, proteína primero o membrana celular primero que, incluso hoy en día, todavía son poco compatibles, son realmente compatibles con las leyes establecidas de la química y la física.

El importante libro de Robert Shapiro ” Orígenes, una guía escéptica para la creación de vida en la Tierra ” en 1987 dio una explicación exhaustiva y definitiva de por qué este es el caso. Es un ” must rea d” para cualquier persona interesada en tales asuntos.

Sin embargo, en estos tiempos emocionantes, cada vez se reconoce más ampliamente que la noción inicial de que los primeros casos identificables de biología fueron moléculas auto replicantes desnudas (hebras de ADN, ARN o proteínas) o burbujas de lípidos “vacías”, es profundamente defectuosa.

No tiene evidencia y, además, ni siquiera se le puede dar una base heurística sólida. Es uno de esos mitos que se ha infiltrado insidiosamente en los círculos científicos sin un desafío serio. Junto con las nociones igualmente poco prácticas que implican panspermia. Sin mencionar el débil error mental de que “Dios lo hizo”

Hoy, un modelo mucho más plausible que es consistente con los principios conocidos de la física y la química se deriva de la investigación en las últimas décadas de los respiraderos hidrotermales alcalinos de aguas profundas.

Finalmente, proporcionan una base para un modelo que proporciona la coevolución de enzimas, nucleótidos y, lo que es más importante, el componente que a menudo se pasa por alto, pero absolutamente crucial, una membrana celular equipada con medios de entrada selectiva de nutrientes y flujo de desechos.

Los penachos generados por los respiraderos proporcionan vastas matrices de cavidades catalíticas del tamaño de una celda, completas con precursores químicos adecuados, flujo y energía favorable que finalmente llevan las probabilidades dentro de límites razonables. Este escenario se explora en detalle en el capítulo 9 de mi libro reciente El generador de complejidad: empujando la química y la geometría hacia arriba “. Un libro en rústica de 338 páginas ahora disponible en Amazon, etc.

El ADN no ha reemplazado al ARN. El ARN sigue siendo el principal operador de los genes. El ADN solo se usa para el almacenamiento a largo plazo. El ARN no es muy estable, por lo que una variante de ADN probablemente se usó bastante temprano para el almacenamiento de genes. El ARN se puede convertir fácilmente en ADN, y también se puede transcribir fácilmente en ADN. En el mundo del ARN, el ARN funcionó como la plataforma para fabricar catalizadores, es decir, ribozimas en lugar de enzimas, que se producen a partir de aminoácidos, es decir, son proteínas. Entonces, el mundo del ARN fue seguido por el mundo de las proteínas cuando se inventó la transformación. No veo ninguna razón para hablar de ningún mundo de ADN. El ADN probablemente se usó para el almacenamiento a largo plazo de información genética bastante temprano en el mundo del ARN. En mi opinión, fue el mundo de las proteínas lo que hizo que los eucariotas completaran su configuración al agregar el citosol fuera del núcleo, que existía en el mundo del ARN. Luego vinieron los orgánulos. Algunos de ellos viajaban, por ejemplo, para alcanzar los metabolitos necesarios, y otros se volvieron tan autónomos que se convirtieron en bacterias cuando su huésped se extinguió. Otros operaban solo localmente. Se convirtieron en mitosomas, hidrogenosomas, mitocondrias y cloroplastos. La teoría del escape de los organelos describe esto aquí:

Conceptos erróneos en las teorías de la evolución.

Hipótesis mundial de ARN

“Patrick Forterre ha estado trabajando en una hipótesis novedosa, llamada” tres virus, tres dominios “: [59] que los virus fueron fundamentales en la transición del ARN al ADN y la evolución de las bacterias, arqueas y eucariotas. Él cree que el último común ancestro (específicamente, el “último ancestro celular universal”) [59] estaba basado en ARN y evolucionó virus de ARN. Algunos de los virus evolucionaron en virus de ADN para proteger sus genes del ataque. A través del proceso de infección viral en los anfitriones, los tres dominios de la vida evolucionada. [59] [60] ”

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