Kravia

Trudno mówić o celu komórki. Komórka posiada mechanizmy i struktury pozwalają jej adaptować sie i ewoluować. Robi to automatycznie, nieświadomie.


Raczej warunkiem ewolucji jest prawie idealna replikacja jakiejś jednostki, przy obecności presji selekcyjnej opartego na drugiej zasadzie dynamiki. Inne warunki też muszą być spełnione, ale to już temat na inny wątek.


Już Tobie pisałem, że skupianie się na samych genach w ewolucji jest uproszczonym, niepełnym i nieadekwatnym mechanizmem. Czy zaakceptujesz w końcu, że organizm to nie tylko geny?


Nie jest mozliwy bez genów, epigenomu i zmienności mutacyjnej i środowiska.


Rozumiem, że ratunek dla coraz bardziej kumulujących się niekorzystnych zmian w komórce ze zmienionym kodem, widzisz w mutacjach przystosowawczych? Tylko zdajesz sobie sprawę, jak małe jest prawdopodobieństwo zmiany, który dostroi zmiany w genach i (u eukariota) w epigenomie do nowego kodu, aby przynosiły korzyść adaptacyjną? To są wartości astronomicznie niskie, stąd w ewolucji zakłada się powolność, stopniowość zmian. Tylko, czy komórka ma długi czas w tej sytuacji liczony w tysiącach/milionach podziałów?


Od wspólnego przodka.

Procesy biologiczne w komórce bez funkcjonalnych białek? To raczej dotyczyć może początków życia np. świat RNA. W naszej sytuacji mamy punkt startu: komórka bakterii ma już białka itd ze standardowym kodem. Potem zmiana w kodzie i konieczność adaptacji do nowej sytuacji. Podobnie z jednokomórkowym eukariota np. Ciliata.

Tego za bardzo nie rozumiem.
Problem ze zmianą kodu dot. przede wszystkim zmian w białkach niezbędnych tzn. replikacja, transkrypcja, translacja, transport, cykl komórkowych. W pozostałych procesach zmutowane bialka nie muszą być szkodliwe, bo komórka może mieć alternatywne sposoby pozyskiwania materii i energii. Zauważ, ja wiele warunków musi być spełnione, aby przeprowadzić replikację, nawet u prostych bakterii
https://en.wikipedia.org/wiki/DNA_repli ... polymerase
Sama inicjacja wymaga spełnienia warunków https://en.wikipedia.org/wiki/Replisome
Zauważ, że kompleks replikując (Replisom) składa się z wielu białek, między innymi polimerazy DNA III, prymazy, inicjatorowego białka DnaA, białka DnaB (helikazy) i białka DnaC. Na czym polega zagrożenie w przypadku zmutowanych białek m.in: niekompletny/niestabilny kompleks; w złym miejscu i/lub czasie inicjacja; niedokładna replikacja; zbyt krótka; zbyt wolna; podjednostka/i funkcjonalne, ale są transportowane do błony (wadliwy transport); szkodliwe modyfikacje postranslacyjne itd. Trzeba założyć, że zmiana kodu nie zaburzyła tych procesów. Jednak moze dotyczyć transkrypcji. Nawet, gdy ona zajdzie prawidłowo (dobry promotor), to polimeraza będzie popełniać błędy. Np. dokładność 99% to dużo, ale gdy mamy białko o długośći 300 aa, to m-RNA ma ok 1000 nt, czyli ok 10 błędów. To przełożyć się może na zmiany w translacji, a gdy i te obarczone błędem 1/100, to kolejne zmiany. Skutki, w przypadku wielu białek stają się coraz bardziej destruktywne, gdyż te zmienione białka wpływają dysfunkcjoalnie na inne ważne procesy, co prowadzi do kumulacji błędów. Minimalne błędy w ważnych procesach, a skutki już mogą być ogromne, gdyż te procesy są od siebie zależne. Komórka nie moze wyizolować funkcjonalnych, częściowo funkcjonalnych, niefunkcjonalnych ( continuum od 100%, 90% itd), aby tylko z udziałem tych pierwszych/najlepszych przeprowadzać ważne procesy. Dokonuje tego przy pomocy tych, które aktualnie ma, a przy zmienionym kodzie w szybkim czasie zaczną dominować coraz bardziej niefunkcjonalne - ze znanym skutkiem.

A ty rozumiesz, o czym dyskutujemy? Informacja genetyczna nie potrzebuje białek, by móc się kopiować. Białka tworzone są na potrzeby komórki, nie na potrzeby genów.


Tak. Ale teoria ewolucji potrafi wyjaśnić, dlaczego ona to robi.

Dlaczego muszą, jeśli ten warunek wystarczy, by ewolucja się rozpoczęła?

Ale ja zgadzam się, że organizm to nie tylko geny. Mówię tylko, że zachowania organizmów, grup, i całych gatunków da się wyjaśnić poprzez skupienie się wyłącznie na genach. Ale nie odwrotnie.

A czy jest możliwy bez komórek i bez organizmów?

Ale ty cały czas patrzysz na to w ten sposób, że jakaś zmiana musiałaby "naprawić" cały kod. Ja mówię tylko o jakiejś mutacji, która odrobinę niweluje szkody pozostałe po ostatnim podziale, pozwalając przez to na jeszcze jeden podział. Komórka zyskuje wtedy ten czas, którego potrzebuje, by wykształciły się kolejne korzystne mutacje. Krok po kroku zwiększałaby swoją stabilność.

Który był komórką, czy może dopiero jakąś bazową formą DNA?

Ale ja właśnie nie rozumiem, dlaczego ustaliłeś taki punkt startu. Jakie są przesłanki, że właśnie tak to wyglądało, a nie że ten "inny" DNA to po prostu inna forma DNA powstała na bazie pierwotnego RNA?

Ręce opadają...

Enzymy (z gr. ἔνζυμον, od ἔν en ‘w’ i ζύμη dzýmē ‘zaczyn (za)kwas’)[1] – wielkocząsteczkowe, w większości białkowe[a], katalizatory przyspieszające specyficzne reakcje chemiczne poprzez obniżenie ich energii aktywacji[2].

I dalej z tego artykułu, który podlinkowałaś, o replikacji DNA:

W procesie tym bierze udział wiele enzymów, między innymi:

topoizomeraza – wprowadza lub usuwa skręty z podwójnej nici DNA przez przerywanie i ponowne łączenie jednej lub obu nici[3]

Szukamy dalej:

Prawie wszystkie to­poizomerazy typu I są białkami monomerycznymi, a ich aktywność nie zależy od energii dostarczanej przez ATP [1, 12]. Jedyny wyjątek stanowi, zależny od ATP, enzym wyizolowany z M ethanopyrus kan-dleri, który funkcjonuje jako dimer [13, 14]
Informacja genetyczna pod kontrolą — rola eukariotycznej' topoizomerazy I

Przykro mi nie bardzo, bo nadal wychodzi na to, że nie masz pojęcia na temat przebiegu replikacji DNA, zaś wbrew Twoim tezom, białka są niezbędne do jego przeprowadzenia.

Orfeusz pytał mnie o to, czy geny mogą się replikować bez białek. Mogą. Informacja genetyczna w formie takiej, w jakiej znamy ją dzisiaj, wykorzystuje enzymy białkowe. Dawniej nie musiała, co wynika z logiki: DNA tworzy białka, a żeby tworzyć białka, potrzebuje białek.

DNA potrzebuje do replikacji białek, które są tworzone na podstawie zapisu w DNA. Czyli co było pierwsze: Jajo czy kura?

Przykro mi, ale Twoja "logika" to zwykłe myślenie życzeniowe, a nie opis rzeczywistości. Jak wskażesz DNA, które do replikacji nie potrzebuje udziału innych substancji, to będziesz mogła twierdzić, że geny mogą się same replikować.

Kravia


Współczesna TE potrafi/stara się to wyjaśnić, choć z różnym skutkiem.



Bo tak jest współcześnie pojmowana. https://plato.stanford.edu/entries/natural-selection/


Który współczesny ewolucjonista tak twierdzi? Dobór naturalny działa na komórkę, a w jej skład wchodzi: genom, transkryptom, proteom, interactom, epigenom. Zawężanie ewolucji do genów/genomu, to tak, jakby patrzeć na człowieka tylko przez jego wygląd. To chyba mocno uproszczony i zniekształcony obraz. Czytałaś jakąś książkę o ewolucji np.: Ewolucja - Douglas Joel Futuyma?



Nie wiem i nie jest to istotne z punktu widzenia wątku naszej dyskusji.



Gdzie tak piszę?

Wiesz jakie jest prawdopodobieństwo takiej korzystnej mutacji? Bo przy zaburzeniach w replikacji rosną niekorzystne plus zmutowane białka. Czekanie na korzystne mutacje jest dobre, ale przy minimalnie niekorzystnych zmianach genetycznych np. brak jakiegoś białka; gdzie komórka ma komfort dużego czasu na "wylosowanie" tych korzystnych. Mutacje są losowe i bezkierunkowe i nie mają na celu dostosowania organizmu.



Musisz to wyjaśnić. Ewolucja ma miejsce w komórkach posiadających kod genetyczny. To wiemy, a reszta to czyste spekulacje.


Bo to jest dyskusja o poczatkach życia, w tym kodu genetycznego. My dyskutujemy o sytuacji, gdy już istnieje kod genetyczny w komórkach, choć były prostsze od obecnie istniejących. To on podlegał ewolucji. Skąd pochodzi nowy kod u niektórych gatunków pierwotniaków? Pierwotniaki mają w większości standardowy kod i to z niego ( ich przodka) wyewolułował w zagadkowy sposób nowy kod. Wspólny przodek pierwoptniaków, a może i eukariota miał standardowy kod. Z niego kiedyś u niektórych gatunkow powtsał nowy kod. Tak się przyjmuje w koncepcjach genezy ewolucji nowego kodu.

Zadałeś sobie to pytanie, i nie doszedłeś do żadnego wniosku? Albo kiedyś istniała jakaś forma DNA, która była w stanie replikować się bez białek, albo istniała kiedyś jakaś forma białka, która potrafiła stworzyć DNA bez udziału DNA. Jako że RNA potrafi się duplikować bez udziału białek, a białko nie jest w stanie wytworzyć DNA bez udziału DNA, to najprawdopodobniejszą odpowiedzią staje się: pierwsze było DNA stworzone przez RNA. Geny nie potrzebują białek, by się duplikować. Ale przy udziale białek robią to skuteczniej.

Chociaż we współczesnej komórce dominują enzymy białkowe, można sobie wyobrazić, że na początku życia RNA pełniło również rolę katalityczną, a białka powstały dopiero później. Do najważniejszych argumentów za tą kolejnością należy ten, że enzymy uczestniczące w syntezie białek są zbudowane z RNA.
https://www.wikiwand.com/pl/%C5%9Awiat_RNA


Poczekaj... Wydawało mi się, że to jest praktycznie podstawa teorii ewolucji. Dobór naturalny istnieje, bo pewne jednostki kopiują się z błędami, i te błędy czasem zwiększają trwałość kopii, z czasem zastępując mniej trwałe oryginały. Na tej podstawie da się wyjaśnić wszystko, co obserwujemy w naturze. Ty uważasz, że potrzeba jeszcze jakiegoś wyjaśnienia?


"Ewolucjonista"? Wydawało mi się, że tylko kreacjoniści używają takiego sformułowania. W każdym razie, według mnie to ty zawężasz ewolucję do komórki, zupełnie jakby to był jej początek, a wcześniej nic nie było. równie dobrze mógłbyś upierać się, że podstawową jednostką ewolucji jest organizm (długo tak uważano!), bo przecież za życia jednego organizmu umierają miliardy komórek, więc wspomaganie przetrwania organizmu nie ma znaczenia dla ich przetrwania.

No nie mają, i tak, jest to bardzo mało prawdopodobne. Widać to nawet poprzez fakt, że większość organizmów ma jednak standardową formę DNA, bez żadnych szaleństw. Jeśli jednak taka "sztuczka" udała się tylko raz, mimo milionów lat, odkąd istnieje życie, to jest to chyba zgodne z niskim prawdopodobieństwem, prawda?

Ewolucja ma miejsce we wszystkim, co potrafi się kopiować z błędami, w obecności presji selekcyjnej. RNA potrafi się kopiować, i robi to z bardzo wieloma błędami - idealny kandydat na podstawową jednostkę podlegającą ewolucji. Komórka poprawia trwałość informacji genetycznej, ale nie jest konieczna ani dla jej istnienia, ani dla jej replikacji.

A może działało to w drugą stronę? Załóżmy, że w początkach swojego istnienia DNA był bardzo nieefektywny, mnóstwo jego "potomków" miało właśnie taką dysfunkcyjną formę, którą opisujesz. Ale w wyniku doboru naturalnego zaczęła się powoli kształtować forma, którą nazywasz standardową. Tyle że jakiś potomek w pewnym momencie tego rozwoju poszedł w innym kierunku - natrafił na zupełnie inny sposób, by zwiększyć trwałość. Nie mówię, że tak było, tylko pytam, czy mamy jakieś informacje, które taką możliwość wykluczają.

To jest hipoteza, a nie udowodniony fakt. Wiesz czym jest hipoteza?

Kravia

Proszę o dowody naukowe.



To błędnie Ci się wydawało.

Takie, jakie jest zawarte w podręcznikach do ewolucji lub artykułach naukowych, uwzględniające aktualny stan wiedzy z biologii, dowodzących m.in., że organizm podlega doborowi naturalnemu na wielu poziomach, a nie tylko geny.



Nie tylko. Również ludzie, którzy oczekują, aż przedstawisz dowody naukowe, potwierdzające Twoje wypowiedzi.

Przypominam, że nie dyskutujemy o pochodzeniu kodu, ale jego ewolucji. Widzisz różnicę? Oczywiście, że była ewolucja chemiczna, ale to inny wątek. Jak chcesz, to możemy porozmawiać o pochodzeniu kodu genetycznego. W tym, lub lepiej chyba w nowym wątku. Jesteś na to gotowa, czyli czy czytałaś coś na ten temat? Proponuję: zainicjuj dyskusję; przedstaw argumenty uzasadnione naukowe w opraciu o literaturę - może być ciekawie.

Ewolucja zachodzi/ła na wielu poziomach. My staramy się zrozumieć ewolucję kodu w komórkach posiadających kod standardowy i jego mutacje.


.
Chyba Ci chodzi o standardowy kod genetyczny?

To temat na inną dyskusję. Mutacje nie wybierają dobrych genów, czyli nie ma predestynacji ku adaptacyjnym mutacjom. Wsród astronomicznie wielkiej liczbie potencjalnych mutacji nawet małego genu, tylko niektóre zwiększą adaptacje; większość będzie neutralna i szkodliwa.

.
Dowody proszę.

Chyba nie jest, ale współczesne systemy żywe, nawet te najprostsze wymagają komórki. Być moze, aby odczytać współczesny kod jest to konieczne.


To raczej nie wina DNA, tylko zmieniony sposób jego odczytu przez białka i/lub t-RNA, stworzył ten problem. Standardowy kod odniósł sukces. Zresztą jak wyjaśnić ewolucję kodu w mitochondriach - są 2 systemy w jednej komórce!

W nauce raczej chodzi o to, czy mamy jakieś dowody to potwierdzające. Poza tym, musiałabyś to trochę rozwinąć, abym mógł się do tego odnieść. Dość ogólnie piszesz i trochę niejasno.

Uważasz za hipotezę fakt, że RNA jest w stanie tworzyć swoje własne enzymy bez udziału białek?



The discovery in the 1960s that RNA could fold like a protein, albeit not into such complex structures, suggested an answer. If RNA could catalyse reactions as well as storing information, some RNA molecules might be capable of making more RNA molecules. And if that was the case, RNA replicators would have had no need for proteins. They could do everything themselves.

It was an appealing idea, but at the time it was complete speculation. No one had shown that RNA could catalyse reactions like protein enzymes. It was not until 1982, after decades of searching, that an RNA enzyme was finally discovered. Thomas Cech of the University of Colorado in Boulder found it in Tetrahymena thermophila, a bizarre single-celled animal with seven sexes (Science, vol 231, p 4737).

After that the floodgates opened. People discovered ever more RNA enzymes in living organisms and created new ones in their labs. RNA might be not be as good for storing information as DNA, being less stable, nor as versatile as proteins, but it was turning out to be a molecular jack of all trades. This was a huge boost to the idea that the first life consisted of RNA molecules that catalysed the production of more RNA molecules – “the RNA world”, as Harvard chemist Walter Gilbert dubbed it 25 years ago.

https://www.newscientist.com/article/mg ... eplicator/


Ale ja cały czas się zgadzam, że dobór naturalny ma wpływ na wszystko, co się kopiuje! Mówię tylko, że ani organizm, ani nawet komórka nie jest jednostką ewolucji. Gen (czy to z DNA, czy z RNA, czy jeszcze jakieś pierwotnej formy informacji genetycznej) zaś spełnia wszystkie warunki, by nią być. Więc jeśli chcesz rozwiązać tę zagadkę, nie powinieneś ograniczać się do komórki, która sama w sobie jest już zaawansowaną formą życia.

Ale ja wcale nie mówię o pochodzeniu kodu, tylko o pochodzeniu komórki.

Wydaje mi się, że hipoteza o symbiotycznych bakteriach, które połączyły się z naszymi komórkami, dobrze to wyjaśnia.

Chyba mamy taki problem, że ty zaczynasz całą analizę od komórek w takiej formie, w jakiej można zaobserwować je dzisiaj. Czyli traktujesz komórkę z kodem standardowym jako szablon, a potem szukasz sposobu, w jaki ta sprawna komórka (A) miałaby zmienić się w inną sprawną komórkę (B), w procesie, który wiąże się z tymczasowym zmniejszeniem sprawności. A ja pytam: skąd wiemy, że B pochodzi od A? A nie że np. Zarówno A i B pochodzą od jakiegoś przodka, który miał właśnie tyle standardowego kodu, ile A i B dzielą między sobą obecnie?

Ale przyznam, piszę ogólnikowo, bo wiedzę w tym temacie mam mocno ogólną. Przy zagłębianiu się w szczegóły ujawniają się moje braki. Ale to zawsze okazja, żeby się czegoś douczyć

Wybacz, ale to już jest zwykłe udawanie Greka z Twojej strony i próba zmiany tematu, więc ja sobie dalszą rozmowę w tym temacie odpuszczam.

Kravia



Szanowna Kravio. Zachęcam do uważnego czytania, jak chcesz ze mną dyskutować. Zajrzałem do linków, gdzie są te artykuły: https://science.sciencemag.org/content/292/5520/1319
https://science.sciencemag.org/content/332/6026/209
Mowa nich jest tylko o tym, że rybozymy są zdolne do polimeryzacji RNA, a nie samoreplikacji. Zresztą w samym artykule autorzy piszą:
Wg badan na stan 2011 rok nie ma dowodu , że rybozym się potrafi sam replikować de novo , czyli z prostych monomerów lub nieco dłuższych cząsteczek. ten rybozym zresztą nie powstaje nawet in vitro spontanicznie, ale wymaga działania czynnika inteligentnego - człowieka. https://www.researchgate.net/publicatio ... e_Ribozyme




Wiemy, że zróżnicowany kod genetyczny występuje w komórkach. Czy występował w systemach przedkomórkowych - nie wiadomo. Jeśli masz jakieś propozycje/artykuły, które wyjaśniałyby różnicę w aktualnym kodzie genetycznym w oparciu o systemy przedkomórkowe - czekam.


To trochę nie w temacie. Chyba, że wyjaśnisz w ten sposób różnicę w kodzie genetycznym.


No właśnie nie do końca wyjaśnia. W jaki sposób te odmienne systemy kodowania były zdolne do współpracy? Co mam na myśli? Jeśli uznaje się, że geny z przodków mitochondriów ( prawdopodobnie bakterii) przeszły do jądra komórkowego, to nie mogły zostać prawidłowo odczytane, bo inne są sposoby regulacji tych genów w stosunku do organizmu eukariotycznego, a przede wszystkim geny bakteryjne były tłumaczone na zmienione białka (zmutowane), gdyż kodowały inne aminokwasy.

.
Potrafisz to wyjaśnić? Mieszany kod - jak to sobie w praktyce wyobrażasz?

Skoro kod DNA człowieka powstawał tysiące lat temu na sawannie, to jak np. w sekwencji DNA mogło zostać zapisane tworzenie dziubka do selfie?

Może nie w genomie, ale epigenomie. Brz zrozumienia epigebnetyki, nie da się sensownie dyskutować o rozwoju organizmu https://pl.wikipedia.org/wiki/Epigenetyka

Dobra, widzę już, z czym mam problem. "After several rounds of evolution, they obtained one RNA polymerase ribozyme called 24-3 that was able to copy almost any other RNA, from small catalysts to long RNA based enzymes." Czy ja źle rozumiem, że ta cząsteczka RNA stworzona na bazie laboratoryjnej ewolucji jest w stanie kopiować inne cząsteczki RNA? Proszę, nie bij, ja naprawdę chcę się douczyć w tym temacie, jeśli czegoś nie rozumiem.

Ja to widzę tak: w początkach życia pewna bakteria po prostu została wchłonięta przez pra-komórkę. Zwiększyło to przystosowanie tej komórki, a w trakcie podziału komórki pra-mitochondrium także się podzieliło i przeszło do kopii. Oba genomy są oddzielne, nie ma żadnych problemów z błędnym odczytywaniem czegoś. Chociaż pewnie to zbyt proste, żeby było prawdziwe, pewnie brakuje mi wiedzy, żeby zauważyć problemy z tym wyjaśnieniem.

Np. tak: https://www.wikiwand.com/en/Bacterial,_ ... astid_code