El mundo del ARN-ADN y la aparición de rasgos hereditarios codificados por ADN

El mundo del ARN-ADN y la aparición de rasgos hereditarios codificados por ADN

Origen y evolución de la vida.

Informe de estado

biorxiv.org

28 de mayo de 2023

Simulación estocástica de una población de gotas de agua en hebras que contienen aceite. Mapas de calor para A: fracción media de ribozimas de replicasa por gota; B: fracción de gotitas que contienen tanto la replicasa (R) como la plantilla de ADN que codifica la replicasa (TdR); C: propensión media a reaccionar de la reacción 9 por gota; con diferentes probabilidades de creación de ribozimas no enzimáticas y umbrales de error de replicaciones enzimáticas. — biorxiv.org

La hipótesis del mundo del ARN asigna un papel central a las moléculas de ARN en la codificación y catalización de la información.

Aunque se ha acumulado evidencia que respalda esta hipótesis a partir de experimentos y modelos informáticos, la transición de un mundo de ARN a uno donde la información genética hereditaria está codificada en el ADN sigue siendo una pregunta abierta.

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Experimentos recientes muestran que las plantillas de ARN y ADN pueden extender cebadores complementarios utilizando nucleótidos de ARN/ADN libres, ya sea de forma no enzimática o en presencia de una ribozima replicasa. Guiados por estos experimentos, analizamos la evolución protocelular con un conjunto ampliado de vías de reacción posibles gracias a la presencia de nucleótidos de ADN.

Permitimos la posibilidad de síntesis autocatalítica de ribozimas de replicasa a partir de plantillas de ADN que codifican replicasa, siguiendo la aparición casual de una replicasa por reacciones no enzimáticas. Al encapsular estas reacciones en tres tipos diferentes de compartimentos protocelulares, cada uno sujeto a distintos modos de selección, mostramos cómo las protocélulas que contienen un bajo número de copias de ADN codificado por replicasa y un alto número de copias de replicasas pueden dominar la población.

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Nuestro trabajo sugiere un camino plausible para la transición de un mundo de ARN a un mundo mixto de ARN-ADN caracterizado por la evolución darwiniana, donde las secuencias de ADN codifican fenotipos hereditarios.

Suvam Roy, Supratim Sengupta
Yo: https://doi.org/10.1101/2023.03.14.532532
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.03.14.532532v1

Astrobiología, genómica,

Co-fundador de SpaceRef, miembro del Explorers Club, ex-NASA, equipos externos, periodista, astrobiología espacial, escalador fallecido.

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