Transkriptomik: Offener Zugang
Offener Zugang

Abstrakt

Ursprung biologischer Nukleinsäuren und des ersten genetischen Systems (Die Progen-Hypothese)

Altstein AD

Das am weitesten verbreitete Konzept über den Ursprung von Nukleinsäuren und Leben ist die RNA-Welt-Hypothese, die von vielen Wissenschaftlern unterstützt wird. Es gibt sehr starke Einwände gegen diese Hypothese (Probleme der Auswahl von Verbindungen unter präbiotischen Bedingungen, Prozessivität der Polynukleotidsynthese ohne Proteinpolymerasen, Entstehung des genetischen Codes und Translation). Um diese Hindernisse zu überwinden und zu erklären, wie die erste biologische Nukleinsäure (das erste Gen) gleichzeitig mit einem bestimmten Protein (einer prozessiven Polymerase) entsteht und ein bimolekulares genetisches System bildet, habe ich eine alternative Hypothese vorgeschlagen (die Progenhypothese). Nach dieser Hypothese entsteht das bimolekulare genetische System nicht aus Mononukleotiden und Monoaminosäuren, sondern aus Progenen, nämlich Trinukleotiden, die am 3'-Ende durch eine nicht zufällige Aminosäure aminoacyliert sind (NpNpNp~pX~Aa, wobei N ein Desoxyribo- oder Ribonukleosid, p ein Phosphat, X ein bifunktionelles Mittel, z. B. Ribose, Aa eine Aminosäure und ~ eine Makroerge-Bindung ist). Die Progene werden als einzige Substrate für die verbundene Synthese eines Polynukleotids und eines Polypeptids verwendet. Das Wachstum des Systems „Polynukleotid – Polypeptid“ wird durch die enzymatischen Eigenschaften des wachsenden Polypeptids gesteuert, und das bimolekulare genetische System entsteht als äußerst seltenes Ereignis. Der Mechanismus der Progenbildung (NpNp + Np~pX~Aa) ermöglicht es, die Entstehung des genetischen Codes der präbiotischen physikochemischen Gruppe sowie die Auswahl organischer Verbindungen für das zukünftige genetische System aus der racemischen heterogenen Umgebung zu erklären. Das bimolekulare genetische System wird auf Progenbasis durch Replikation-Transkription-Translation (den ersten molekulargenetischen Prozess) reproduziert, der seinen modernen Gegenstücken ähnelt. Für die Entstehung und Reproduktion des bimolekularen genetischen Systems ist nichts außer Progenen und Bedingungen für ihre Bildung erforderlich, darunter Lipidvesikel und kurze Oligonukleotide (2-6 Basen).