↓
 ↑
Регистрация
Имя/email

Пароль

 
Войти при помощи
Временно не работает,
как войти читайте здесь!
Три рубля
14 сентября 2016
Aa Aa
#ксенобиология #XNA

Общие положения

Когда требуется сделать форму жизни, которая в целом будет подчиняться тем же законам, что и жизнь земная, но тем не менее хочется сделать "не как у людей" — одним из самых очевидных решений является замена ДНК и РНК на родственные вещества (XNA — xeno nucleic acid, ксенонуклеиновые кислоты). Зачастую замена эта чисто косметическая, хотя бывает, что таким образом биохимия подгоняется под условия среды. Существует несколько способов сделать это:

1. Поменять нуклеотиды. Помимо пяти использующихся от природы (аденин, тимин, цитозин, гуанин и урацил) можно сконструировать великое множество дополнительных нуклеотидов, которые могут быть комплементарны вышеназванным, а могут быть комплементарны лишь друг другу. Простор для манёвра здесь очень большой, однако по сути это лишь косметический ремонт — суть не меняется. Однако, можно ввести дополнительную, шестую пару — это увеличит информационную ёмкость и позволит использовать двузначные кодоны.

2. Вариант более фундаментальной замены — поменять мономер "скелетной основы" молекулы. У земных нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) это сахар-пентоза. Можно впендюрить какое-нибудь другое вещество этой группы, можно взять сахар-треозу, сойдёт и гетероцикл, и даже какой-нибудь многоатомный спирт (разумеется, не всякий/всякая пентоза/треоза/гетероцикл/полиол подойдёт). Свойства таких соединений меняются уже в более широких пределах.

3. Замена "клея" молекулы, образующего мостики между мономерами (на нашей планете это фосфат-анион). Такая замена может радикально поменять характер молекулы с кислотного на нейтральный или даже основный.

4. Можно включить пространственное воображение и поиздеваться над формой молекулы. Навить третью цепочку, прицепить мостики к другому атому, закрутить спираль в обратную сторону — всё это возможно.

5. Если же у нуклеиновых кислот на вашей планете какие-то совершенно необыкновенные свойства, валите всё на гистоны — белки, необходимые для сборки и упаковки нитей ДНК в хромосомы.
14 сентября 2016
48 комментариев из 102 (показать все)
Матемаг
Потому что. Вот такая эволюционная унификация.

Если серьёзно, то в природе изначально преобладают те или иные таутомеры ключевых веществ. Это так называемая "проблема хиральной чистоты".
В метеоритах встречаются аминокислоты с хиральным обогащением до 18%
Три рубля, "в природе изначально преобладают те или иные таутомеры ключевых веществ" - почему? Ведь по теорверу должно быть одинаково.
Матемаг
Это и называется — проблема хиральной чистоты.

Вот почитай, например: http://scisne.net/a-1098?pg=4
Три рубля
Слишком не моя тема, нихрена не понятно. Куча незнакомых понятий забивает мозг.
Можно в двух словах?
Asteroid
А статья, меж тем, научно-популярная. Проще сказать трудно (-:
Три рубля
А ты попробуй на совсем уж детском уровне. )))
Три рубля, посмотрел. Слишком тяжело для понимания нехимику и, похоже, на нашу тему не так уж и много.
"А статья, меж тем, научно-популярная" - это для биологов от химиков научпоп, да? Ну может, для биологов она научно-популярная, а какие-нибудь математики или вообще чуваки без вышки вроде меня - не вкурят.
Но ведь это действительно простейший научпоп...
:-(
Кстати, кое-что из источников оттуда я пропустил, увы мне.
Lost-in-TARDIS
По поводу бактерий из озера Моно — нет у них в ДНК никакого мышьяка. До последнего сидят на фосфоре, а после перестают размножаться.
Asteroid
В обчем, под воздействием поляризованного ультрафиолета баланс аминокислот в космосе и на безатмосферных планетах смещается, и довольно сильно, в сторону "левых". А этого уже достаточно, чтобы в результате каскада реакций повысить хиральную чистоту всяческой другой органики.

По крайней мере, так гласит теория.
Три рубля
Ну вот, можешь же. )))
Вопрос: хиральная чистота, это чисто правовращательные молекулы; или любые, лишь бы все одного типа были?
Asteroid
Однотипные.
"под воздействием поляризованного ультрафиолета баланс аминокислот в космосе и на безатмосферных планетах смещается, и довольно сильно, в сторону "левых"" - почему? В чём причина смещения?
Матемаг
Это ты к физикам обращайся. Надо полагать, ультрафиолет в одном направлении поляризован и преимущественно выжигает один таутомер.
1) Почему он поляризован?
2) В чём специфика взаимодействия поляризованного УФ с разнохиральными молекулами? Я как-то её в упор не вижу.
Но я понял, что в итоге ответа на вопрос никому здесь не известно, потому что он относится не к биохимии.
Матемаг
2. Дык они оптически активны.

На первый вопрос ответ нагуглить надо.
Три рубля
Впервые услышал о круговой поляризации. То ли не проходили её в универе, то ли благополучно её забыл. )))
В общем, вопрос закрыт, спасибо. )))
Три рубля, но с чего они по-разному оптически активны?

Надо будет почитать, да, сенкс.
Матемаг
Это, на минуточку, их фундаментальное свойство.
Хмн, я в курсе, но теперь бы ещё где-то нагуглить, ПОЧЕМУ при отражении молекулы меняется оптическая активность. Грубо говоря, на пальцах. Блин. Чую я, всё это надо курить после нормального курса классической электродинамики:( Так что отложу пока:(
Ну насколько я помню из теории горения, у молекулы есть возбужденное и не возбужденное состояния. Нас интересует возбужденное, молекула переходит в него в момент получения доп. энергии, оно может быть инициировано как столкновением с другой молекулой, так и поглощением фотона - наш случай.
В возбужденном состоянии молекула находится не долго, и по итогу может произойти: испускание фотона и успокоение, разрыв связей и разрушение на составляющие, вступление в реакцию с другой молекулой.
В нашем случае, интересно - почему некоторые молекулы разрушаются, в некоторые испускают фотон. И тут я выхожу за грань своей компетенции, просто мои догадки.
Итак молекула поймала фотон, и её атомы начинают колебаться, и тут важно насколько гармонично относительно друг друга они начнут колебания. Очевидно, по разному поляризованная волна по разному будет воздействовать на атомы.
И в итоге, конфигурация атомов в молекулярной решетке при одном типе поляризации фотона имеет выше шанс разрушения, а при другом колебания атомов будут более гармоничными и шанс молекулы уцелеть, испустив фотон, выше.
Как-то так.
"по разному поляризованная волна по разному будет воздействовать на атомы" - именно причина "по-разному" меня и интересует:) Как-нибудь позже вернусь к этой теме...
Матемаг
Графически я себе это представляю как не гармноичное колебание разных атомов, в следствии чего молекулу разрывает.
Найдешь чего на эту тему - пости в блог, интересно же.

Три рубля
Когда следующая порция лекции о ксеножизни будет? )))
Астероид, нескоро, там же ж надо физический матан понимать сначала.
Матемаг
"Правые" и "левые" молекулы выжигаются поляризованным в соответствующем (или наоборот, не уверен точно) направлении УФ.

А если обычный свет пропустить через раствор, скажем, левой аминокислоты, на выходе получим поляризованный.
Asteroid
Фиг её знает, там иллюстрировать надо.
""Правые" и "левые" молекулы выжигаются поляризованным в соответствующем (или наоборот, не уверен точно) направлении УФ" - почему? Меня интересует уже физическая картинка. Для понимания которой нужно понимать хотя бы уравнения Максвелла.
Матемаг
Потому что молекулы обратной хиральности для поляризованного света прозрачны, в то время, как сохиральные поглощают его фотоны (и разрушаются нафиг, если у фотонов достаточно энергии).
Или наоборот, сохиральные прозрачны... Но суть ты, я надеюсь, уловил.
Три рубля
Точно прозрачны, а не переиспускаются?
Три рубля, я продолжу. Почему прозрачные?:) Меня именно это интересует.
Asteroid
Точно-преточно. Для того, чтобы переиспустить фотон, молекула сначала должна его поглотить, а если молекула словит фотон высокой энергии (как жёсткий УФ), то никуда она его уже не переиспустит (-: Ибо не выдержит.

Матемаг
Не знаю, мне достаточно самого этого факта. Подозреваю, что для ответа нужно влезть куда-то в электронные оболочки, так что нафиг.
Три рубля, вряд ли. Электронные оболочки-то на уровне атомов, а у нас уровень молекул. Хотя... там же связь... как там её... ковалентная, а не ионная, т.е., обобществлённые электроны. Хм. Хз, наверное, туда. Как бы не оказалось, что этот вопрос слишком сложен из-за того что напрямую не применишь уравнения квантмеха к сложным молекулам.
Матемаг
Тащемта, у молекул обобществлённая электронная оболочка. Что ионная связь, что ковалентная.
Ионная тоже? А я уже забыл. Химия так давно была... в школе.
Матемаг
То, что электроны не обобществляются, не отменяет того, что электронная оболочка молекулы не равна сумме электронных оболочек атомов.

Впрочем, в растворе каждый ион по сути сам по себе.
Кому надо, стучитесь ко мне в личку за таблицей комплементарности нуклеотидов.
Обозначения:
"-" — некомплементарны
"+" — 2 водородных связи
"++" — 3 водородных связи

Птеридиновые и пиразиновые я пока не трогаю, отличия там мало, а тривиальных названий у них нет.
?
Матемаг
Субпродукты работы над следующим постом.
Нещитово. Это катализатор для создания кремнийорганических веществ — но получаемое вещество нафиг организму не нужно.
Три рубля
ОК. Поверю специалисту.
Блин, полгода уже прошло, а я всё копаюсь О.о
Три рубля
А я всё ещё подписан. )))
ПОИСК
ФАНФИКОВ











Закрыть
Закрыть
Закрыть