Полусинтетический организм с шестью основаниями ДНК теперь умеет размножаться

    По крайней мере с момента появления последнего общего предка всего живого на Земле примерно 3,5 млрд лет назад генетическая информация хранится в четырёхбуквенном алфавите, который распространяется и считывается в виде двух базовых пар. Это четыре азотно-углеродно-водородные основания: аденин (А), тимин (Т), цитозин (С) и гуанин (G). В силу своего химического состава они связываются в базовые пары в строгом порядке, не допускающем вариантов: только A-T и С-G. В такой четверичной системе закодирована вся жизнь на Земле.

    Главная цель синтетической биологии как науки — создание новых жизненных форм и новых функций у существующих организмов. Логичный путь к достижению этой цели — разработка полусинтетических организмов с расширенным набором базовых пар. Кроме четырёх оснований живой природы они могут содержать пару синтетических оснований, образующих третью искусственную базовую пару: X-Y.

    Предыдущие попытки создать такой полусинтетический организм достигли апогея в 2016 году. Тогда генетикам удалось вывести штамм Escherichia coli, которая извлекала необходимые синтетические трифосфаты из окружающей среды и использовала их для репликации плазмид с синтетическим основанием. Это был первый случай репликации полусинтетической ДНК, но всё-таки такой полусинтетический организм был не совсем полноценным. Просто хранения и передачи синтетической базовой пары недостаточно. Чтобы нести какую-то пользу, она должна быть полностью функциональной, то есть способной в конечном итоге через РНК на экспрессию белков. И это будут белки, создать которые не способна ни одна естественная форма жизни в четверичной системе.

    Теперь биологи из Научно-исследовательского института Скриппса пошли дальше. Они создали полноценную полусинтетическую бактерию (на фото вверху), которая осуществляет транскрипцию искусственной базовой пары в мРНК с двумя синтетическими кодонами и тРНК с родственными синтетическими антикодонами — и их эффективное декодирование в рибосоме для включения естественных или неканонических аминокислот во флюоресцентный белок «superfolder GFP» (sfGFP).

    В данном случае sfGFP использовали просто для демонстрации, это традиционный маркер, который используется в генетических исследованиях. Теоретически бактерия может кодировать и другие аминокислоты.

    «Это самое минимальное изменение, которое мы могли произвести в механизме работы природы — но это сделано впервые», — прокомментировал профессор Флойд Ромсберг (Floyd Romesberg) из Научно-исследовательского института Скриппса, ведущий автор научной работы.


    В верхней части иллюстрации (a) показана химическая структура синтетической и натуральной базовых пар. Далее схематическое изображение генной кассеты, которая используется для выражения полусинтетических последовательностей. На графиках c и d, соответственно, флуоресценция и рост клеток, экспрессирующих sfGFP и полусинтетическую тРНК. Наконец, внизу слева вестерн-блот лизатов, полученных из последнего поколения этих клеток, показанных на крайних справа отметках графиков c и d, а справа демонстрируется относительное обилие аминокислот S, I/L и N из полусинтетических клеток

    По словам учёных, полученные результаты свидетельствуют, что в каждом этапе сохранения и извлечения генетической информации могут принимать участие процессы, отличные от водородной связи. Оказалось, что отсутствие водородных связей в базовых парах на самом деле не особо беспокоит клетки: размножение полусинтетической ДНК всё равно происходит очень успешно.

    Другими словами, распространённая вокруг нас жизнь, скорее всего, не единственно возможная с химической точки зрения. Просто так получилось, что всё живое на Земле образовано именно из такого единственного образца, но он вовсе не уникален.

    Таким образом, полученный полусинтетический организм одновременно способен и кодировать дополнительную генетическую информацию, и извлекать её для использования. «Я бы не назвал это новой формой жизни, — говорит Ромсберг, — но это самое близкое к новой форме жизни, что кому-либо когда-нибудь удавалось сделать. Впервые клетка транслировала белок, используя нечто иное, кроме G, C, A или T».

    Четыре природных основания ДНК способны кодировать всего лишь 20 аминокислот, поэтому все жизненные формы на Земле ограничены исключительно этими белками. С помощью третьей базовой пары — синтетической — организм способен кодировать до 152 новых аминокислот.

    По мнению исследователей, этот организм следует принять в качестве платформы для создания новых жизненных форм и функций. Теоретически, новые жизненные формы, существующие в шестеричной системе, могут открыть совершенно новые возможности в медицине и фармакологии, помочь в создании новых лекарств.

    На поиске новых лекарств с использованием синтетической базовой пары X и Y специализируется американская компания Synthorx, Inc.

    Учёные отмечают, что созданная ими полусинтетическая форма жизни и все подобные ей не смогут жить вне стен лаборатории, потому что для воспроизводства оснований X и Y в растворе должны присутствовать соответствующие химикаты.

    Научная статья опубликована 30 ноября 2017 года в журнале Nature (doi: 10.1038/nature24659, pdf).
    Поделиться публикацией
    Ой, у вас баннер убежал!

    Ну. И что?
    Реклама
    Комментарии 97
    • 0
      Две базовые пары кодируют всю жизнь на Земле, то есть вся жизнь у нас четырёхбитная

      Может, двоичная? С какой это стати она четырёхбитная?

      • 0
        Потому что две базовые пары формируют. И каждая базовая пара может быть в двух ориентациях/состояниях => четыре варианта для каждого «знака» (те самые аденин (А), тимин (Т), цитозин (С) и гуанин (G))
        • +4
          Всё верно, только четырёхбитность тут ни при чём. Налицо неправильное использование термина.
          • +2
            OK, удалю, если так в глаза бросается…
            • +3
              Лучше подобрать правильный термин. Что-то вроде «четверичная», я не помню, как в теории формальных языков алфавит из четырёх символов называется.
      • +4

        Четверичная всё-таки. В каждой нити идут в разном порядке 4 разных основания. Вторая нить просто дополняет пару. Каждую пару можно записать в 2 бита.

        • 0
          В силу своего химического состава они связываются в базовые пары в строгом порядке, не допускающем вариантов: только A-T и С-G

          Я что-то не так понял, или единицей информации является не основание а пара? А видов пар всего две, т.е. система двоичная?
          • +2
            Четверичная. Последовательность оснований выглядит, например, так: AATCGCCATT. При этом в ДНК есть вторая цепочка, комплементарная к первой: TTAGCGGTAA. То есть, у нас есть именно четыре «буквы»: A-T, T-A, C-G и G-C.
            • 0
              Не забывайте, что две нити ДНК имеют противоположную ориентацию. Второй цепочкой будет AATGGCGATT.
            • +2
              A-T
              T-A
              C-G
              G-C
              • 0
                Пар две, но у каждой пары два варианта (изомерных) присутствия в цепочке
              • 0
                Или всё таки нет.
                Каждая аминокислота кодируется тремя последовательными основаниями. Значит все белки закодированы в троичной системе сформированной внутри четверичной (некоторые значения повторяются).
                И получается что добавление двух новых оснований не изменило троичной системы кодировки, просто добавилось количество вариантов.
                Что-то я сам себя запутал :).
                • +3
                  Сама ДНК записана в 4-ричной системе.
                  троичной системе сформированной внутри четверичной
                  Это называется трехзначными числами. И да, они кодируют аминокислоты. Но ДНК остается 4-ичной. Так же, как у вас на компьютере все двоичное, хотя хранится байтами. Вот указанная тройка цифр в ДНК будет своего рода байтом. Но это касается лишь ее структуры и осмысления.
            • +4
              Увы, но из новых аминокислот получить улучшенные органы человека не более просто, чем из новых инструкций процессора получить искусственный интеллект. Слишком много запутанных логических уровней в промежутке.
              • 0
                Зато легче будет синтезировать лекарства.
                • 0
                  Да нет, почему же. Можно сделать отдельные куски, не пересекающиеся со старыми. В этом есть смысл.
                  • 0
                    Действительно, зачем рефакторить старое, когда можно нафигачить ещё больше дублирующего кода в новом, чистеньком неймспейсе!
                    • +3
                      Вы хоть представляете какого качества код в ДНК? Такое рефакторить бесполезно. Только переписывать.
                      • 0
                        Зависит от задачь.
                    • 0
                      Увы, но из новых аминокислот получить улучшенные органы человека не более просто, чем из новых инструкций процессора получить искусственный интеллект.
                      Ну в примерно этом направлении уже работают (как близко не скажу, ибо не специалист в этой области) в проектах POEM@Home и Folding@Home по исследованию сворачиваемости белков.
                      Слишком много запутанных логических уровней в промежутке.
                      Да, смоделировать даже отдельное деление одной клетки сейчас чертовски сложно будет насколько понимаю. Ждём пока квантовые компьютеры до полок обычных магазинов дойдут, а потом поднимут производительности таких @Home-проектов на порядки. По идее этого уже должно будет хватить чтобы начать подбирать необходимые изменения в ДНК грубым перебором, а там вскоре надеюсь учёные и до сути процесса дойдут.
                    • +7
                      Так уже исследовали вопрос почему именно A, T, C и G — эти соединения наиболее устойчивы к ультрафиолету. Потому эти основания и легли в основу жизни на земле что защита от ультрафиолета нашего светила — необходима всему что на этой планете хочет жить.

                      Подозреваю что у этих новых X и Y устойчивость к УФ гораздо ниже.

                      Другой вопрос почему только две пары, а не три ни пять пар? Но тут мне кажется есть тоже обоснование — после четверичной системы кодирования дальше уже слишком велико разнообразие вариантов. И можно предположить что такие наборы просто слишком быстро мутировали и число мутаций просто не позволяло выживать в условиях когда тут рядом теснят более простые существа (с четверичными генами). Меньше пар — так там вообще ничего толком не закодируешь — т.е. слишком примитивно.
                      Вот видимо четверичные и оказались той золотой серединой между очень просто и очень сложно.
                      • 0
                        Если они будут работать только в глубоких органах, это не станет проблемой. Главное правильно спроектировать — мы ж не природа=)
                        • 0
                          Будем отлавливать баги в органах.
                        • 0
                          Попахивает зомби…
                          • 0
                            Может статься, что правильный ответ на эти «почему» — «так случилось». Так случилось, что именно эти нуклеотиды стали первыми кодировать наследственную информацию, а более перспективные варианты либо не появились, либо оказались уничтожены случайными факторами на заре эволюции.
                          • –10
                            Полуобезьны получили таки инструмент для своего полного уничтожения (ядерное оружие может сразу уничтожить только 10% населения и 40% чуть позже). По-видимому мало какой цивилизации удается избежать этого.
                            • +20

                              Я почти уверен, что N лет назад некто орал на площади то же самое про ткацкие станки.

                              • +12
                                Полуобезьяны — это лемуры.

                                Люди не полуобезьяны, а именно — обезьяны.
                                Подотряд: Сухоносые обезьяны
                                Парвотряд: Узконосые обезьяны

                                Надсемейство: Человекообразные обезьяны

                                Род: Люди
                                Вид: Человек разумный

                                Человек — сухоносая узконосая человекообразная обезьяна :)
                                • +4
                                  Человекообразная в отношении человека звучит несколько странно.
                                  • +5

                                    Рекурсия — залог успеха!

                                    • 0
                                      Рекурсия — залог рекурсии!
                                    • +3

                                      Не более странно, чем отряд "Воробьинообразные" в отношении воробья :)

                                    • +2
                                      Короче, мы только носами от других обезьян и отличаемся.
                                      • –1
                                        Биологи те ещё шутники. Нашли таки отрядообразующий признак.
                                      • +1
                                        Самоподобие — это важно. Человекообразный человек.
                                        • 0
                                          Веревка суть вервиё простое.
                                      • +1
                                        А Вам известна еще какая-то цивилизация кроме нашей? Поделитесь знаниями. :-)
                                      • +9
                                        Четыре природные базы ДНК способны кодировать всего лишь 20 аминокислот

                                        Вообще то 64 минус старт/стоп кодоны. Многим аминокислотам соответствует по несколько триплетов.
                                        Думаю, дело не в количестве оснований а в этих самых аминокислотах, т.н. волшебных аминокислотах. Вероятно в эпоху доклеточной эволюции происходил естественный отбор этих аминокислот из многих тысяч потенциальных кандидатов, и эти 20 подошли по какому то критерию — может быть (исключительно для примера) плотность упаковки белка из них, или «сродство» основаниям рибонуклеиновой кислоты, которая также входит в состав некоторых наиболее функциональных белков, или ещё какие то факторы. думаю впереди появление таких отраслей науки как «Теория белков и ферментов.»
                                        • +3
                                          Если мне не изменяет память, система избыточна, некоторые аминокислоты кодируются несколькими вариантами кодонов, но в организме разные варианты записи ДНК могут давать разные эффективности экспрессии белка, что позволяет более гибкую подстройку его количества в зависимости от неких внешних факторов.
                                          • +1
                                            что позволяет более гибкую подстройку его количества

                                            это очень интересно. насколько я понимаю процесс синтеза в идеальных условиях (всех типов тРНК достаточно) сам по себе не должен зависеть от того, каким образом закодирована конкретная аминокислота. но, разное количество тРНК для разных кодонов может увеличить скорость воспроизведения одних белков и уменьшить других. Поясню, лейцин — лей кодируется УУГ и ЦУГ. Уменьшая количество УУГ и увеличивая ЦУГ можно ускорить синтез белков в кодировании которых больше ЦУГ и подавлять те в которых больше УУГ. А иначе можно было бы поменять скорость только для всех белков сразу, которые содержат лейцин. Я далеко не ахти какой биолог, не буду утверждать что это так, но по логике это действительно может влиять на скорость синтеза.
                                            +Это уже не прямо к вопросу синтеза белков, но если брать эукариоты, в которых по ДНК разрезанной на кучу матричных РНК, не сразу синтезируется белки а по по какой то программе, только те которые нужны в данный момент, речь может идти о некотором макроязыке, которым как программой описывается не процесс самого синтеза белков, а более крупный процесс того, для чего эти белки синтезируются. самое похожее что я встречал скрыто за термином сигнальные каскады, а сам макроязык не только не описан, но и не исследуется, а ведь возможно что он существует и причём в таком виде, что в нём кодоны имеют другой смысл, может даже речь идёт не о триплетах а о более сложных последовательностях, которые превратившись в РНК (вроде бы как матричную), но которая сверувшись в 3д форму становится ферментом и напрямую регулируют выбор тех или иных белков для синтеза.
                                            Это рассуждения неспециалиста, но программиста и я это к тому, что все эти процессы настолько мало изучены, что ещё есть куда работать. Такие опыты как описаны в статье могут пролить свет.
                                            • 0
                                              Вы очень верно уловили суть.
                                              Но в том что это не изучается вы не правы, как раз область «экспрессии генов» сейчас очень динамично изучается.
                                              • 0
                                                речь может идти о некотором макроязыке, которым как программой описывается не процесс самого синтеза белков, а более крупный процесс того, для чего эти белки синтезируются.


                                                Ну так это эпигенетика. Пока только слепое ковыряние, со временем возможно и понимание придет.
                                                «Геном всех клеток почти одинаков, в то же время многоклеточный организм содержит различно дифференцированные клетки, которые по-разному воспринимают сигналы окружающей среды и выполняют различные функции. Именно эпигенетические факторы обеспечивают «клеточную память»[7].»
                                                • 0
                                                  Благодарю за эпигенетику, даже не знал раньше. Возможно тут нейросетки будут в самый раз
                                                • 0
                                                  Кроме описанных вами, есть ещё несколько факторов, влияющих на эффективность синтеза. Это, например, надёжность стыковки РНК в начале и отстыковки в конце сборочной последовательности или вот ещё склонность к образованию «шпилек» на участке, которые не поддерживались при другом кодоне («шпилька» — это слипшаяся и закрученная в спираль петля из двойной нити ДНК, она требует специальных белков для раскручивания перед синтезом того, что на ней записано).
                                                  • 0
                                                    Интересно, новые основания обладают свойством создавать шпильки? А может они вообще будут образовывать супершпильки, для распутывания которых понадобятся совсем другие белки
                                                    • +1
                                                      Скорей наоборот, большее количество вариантов — меньшая вероятность слипания ДНК в непредназначенных для этого специально местах.
                                                      • 0
                                                        Шпилька основана на том что в конце нити ДНК есть последовательность состоящая из набора оснований и затем ещё одного набора комплементарного первому (потому и шпилька (нагуглите картинку)). То есть да, ничего новым X и Y не мешает создать шпильку если например нить закончится последовательностью XXXXXXXATAYYYYYYY
                                              • +4
                                                Всегда был двоечником по биологии, но:
                                                — у рнк буквы чуть другие
                                                — в кодонах три буквы, т.е. потенциально это 43 = 64 комбинации. Но часть из них служебная (типа сигнала стоп), часть дублирует другие кодоны, а часть вообще не используется. Поэтому закодировать больше 20 аминокислот можно и в четверичной системе, места в таблице есть.
                                                • +1
                                                  Закодировать можно за счёт снижения избыточности всего остального кода. Видимо, эволюционно не оправдано снижать избыточность ради дополнительной аминокислоты.
                                                  • +1
                                                    Есть подозрение, что остальные аминокислоты не нужны.
                                                    А используются таки все. Таблица полная.
                                                    у рнк буквы чуть другие

                                                    Урацил не даёт расширения возможностей кодирования, потому комплементарен аденину.
                                                    Два новых основания — комплементарны друг другу.
                                                  • +2
                                                    Четыре природные базы ДНК способны кодировать всего лишь 20 аминокислот

                                                    А таблица соответствия аминокислот (и стоп-сигнала) триплетам разве фиксированная? Вроде бы это своего рода микропрограмма, зашитая в структуре набора Т-РНК, то есть в теории аж 64 варианта.
                                                    p.s. опоздал…
                                                    • 0
                                                      Хм, и почему после прочтения статьи у меня Зерги перед глазами, как вариант будущего? :)
                                                      • +3

                                                        Зерги, дохнущие от ультрафиолета, выходящие лишь ночью. Которым в пищу не подойдет ни одна форма земной жизни.


                                                        Не, или даже лучше. Под светом тусклой звезды, не испускающей ультрафиолета на каменистую планету пришла катастрофа. Захватчики, вооруженные уф фонариками и лампами из поликлиники, к которым аборигены не способны приблизиться, начинают ксеноцид.

                                                        • 0
                                                          Предлагаю дополнительно проверить это новое основание на устойчивость к осине.
                                                          • 0
                                                            Главное, чтобы не оказалось, что оно отлично питается осиной :)
                                                        • 0
                                                          Для целиком искусственной жизни разумней взять вообще другой полимер как носитель генетической информации.
                                                          Тогда он будет мутировать только управляемо.
                                                          • +2
                                                            Тогда он будет мутировать только управляемо.

                                                            Т.е. по сути отказываться от генетического поиска?
                                                            Мудро ли это?
                                                            • 0
                                                              Если в конечном счёте мы хотим переписать собственный генетический код, то да, очень мудро. Эволюция должна быть заменена дизайном.
                                                              • 0
                                                                Эволюция должна быть заменена дизайном.

                                                                Будет хуже.
                                                                • +1
                                                                  Будет ровно так, как напишут. Если напишут криво, как минимум будет понятно, кого винить.
                                                                  • 0
                                                                    Будет ровно так, как напишут

                                                                    В том то и проблема. Вы по сути предлагаете заменить поисковый алгоритм человеком-разработчиком.
                                                                    • 0
                                                                      Я хочу заменить крайне медленный алгоритм на основе перебора, калечащий жизнь миллионам людей, сохраняющий тонны legacy и уязвимый by design к внедрению недоверенного вредоносного кода. Проблемы в этом нет.
                                                                      • –1
                                                                        А дизайн — с гарантией заведёт в эволюционный тупик.
                                                                        • 0
                                                                          Вы большой оптимист, если мыслите эволюционно значимыми для человека промежутками времени, и ещё больший — если надеетесь, что эволюция даже на текущем этапе развития сохранит нам жизнь как виду в случае непредвиденных обстоятельств. Кроме того, само понятие «эволюционный тупик» не имеет никакого смысла при отсутствии эволюции, т.к. изменчивость будет достигаться за счёт разумного проектирования, а не за счёт эволюции, которая могла бы зайти в тупик и не справиться с внезапными изменениями среды.
                                                                          • 0
                                                                            Вы большой оптимист, если думаете, что проектирование не будет связано вертикальной совместимостью с предыдущими поколениями.
                                                                            • 0
                                                                              Скорей оно не будет связано вертикальной совместимостью даже с прошлогодней версией текущего организма.
                                                                          • +1
                                                                            Эволюция ни куда не денется. Вы просто путаете эволюцию с естественной изменчивостью. Эволюция это изменчивость + отбор. Является ли изменчивость естественной или искуственной — не важно.

                                                                            Ну и понятие тупика имеет смысл только при наличии цели. А целеполагание это не про эволюцию.
                                                                            • 0
                                                                              Ну и понятие тупика имеет смысл только при наличии цели.

                                                                              Отнюдь нет. Тупик это состояние, из которого можно выйти только вперёд ногами, причём всем видом.

                                                                              Является ли изменчивость естественной или искуственной — не важно.

                                                                              Проблема в том, что разумное конструирование — уменьшит изменчивость. Вместе с мусором исчезнут преадаптации.
                                                                              • 0
                                                                                Определение не выглядит конструктивным. Что это за состояние? Зачем вообще из него выходить?
                                                                                разумное конструирование — уменьшит изменчивость
                                                                                Это требует доказательства. Потенциал изменчивости у конструирования очевидным образом выше, как и скорость. Просто потому, что можно разом сделать то, что невозможно (или очень сложно) получить путем последовательных приближений.
                                                                                • 0
                                                                                  разумное конструирование — уменьшит изменчивость. Вместе с мусором исчезнут преадаптации.
                                                                                  Обычно противники генной модификации боятся как раз расширения изменчивости за счёт внедрения разного рода индивидуальных модификаций, не свойственных человеку как виду.
                                                                                  • 0
                                                                                    Я не противник генной модификации, я противник всеобщей единообразной генной модификации.
                                                                                    И боюсь, что разумное конструирование именно к этому и приведёт.
                                                                  • 0
                                                                    Почему — отказываться?
                                                                    Весь этот генетический поиск оптимален лишь для настройки внутриклеточной биохимии — т.е. его оптимальней проводить на каких-нибудь бактериях и потом сознательно импортировать результаты.
                                                                    А что касается макроморфологии организма — то мозг тут справится лучше
                                                              • 0
                                                                Так на других планетах у других звёзд, где есть вода в жидком виде и менее интенсивно УФ излучение могли выжить в эволюционном процессе и другие аминокислоты. Интересно, а жёлтые карлики все такие агрессивные и испускают столко ультро-фиолета, что только 4 аминокислоты его могут терпеть?
                                                                • 0
                                                                  Вполне возможно, что где-то на каменистой планете с массой побольше земной и атмосферой потолще вообще не знают, что такое ультрафиолет. С другой стороны, на Земле и без расширенного ассортимента аминокислот очень больная часть бактерий дохнет от ультрафиолета, так что может и не в нём вовсе дело.
                                                                  • 0
                                                                    Проводили опыты и пришли к выводу, что именно нечувствительность в УФ диапазоне оставила в ассортименте 4 основания из которых состоят 20 основных аминокислот, из которых состоит — Жизнь на земле, то есть ДНК.
                                                                    Так я думаю:
                                                                    Что все надежды встретить подобных нам призрачны, хотя бы по этому факту. Кроме всех остальных убавляющих эту вероятность.
                                                                    И в то же время наличие разнообразия, за счет включения в оборот (в предпологаемых внеземных эволюциях) бОльшего числа оснований, вообще непредсказуемо и может привести к выдающемся результатам и более великому миру, чем наш земной.
                                                                    Может каменистая планета состоять из менее плотной породы? Или изначально с меньшим количеством железа на единицу массы, чтоб сила тяжести не отличаоась от нашей, а радиус в полтора раза был, при этом, больше? Объём будет, в таком случае, в 7 раз больше. Возможно ли? И минимум УФ на протяжении миллиардов лет!
                                                                    Скоро мы много — ещё больше узнаем вариантов разных планет у других звёзд. — 19 год — ВЭБ; 20-25 годы — 39 метровый наземный телескоп. И заточенная под них план-программа — технология по поиску иных миров.
                                                                    • 0
                                                                      Скажем, планета в обитаемой зоне, но без УФ, выглядит как-то так:
                                                                      — масса гораздо больше земной, для удержания толщи атмосферы
                                                                      — количество железа на единицу массы должно быть, наоборот, больше, чтобы более сильное магнитное поле помогало удерживать атмосферу
                                                                      да, давление будет побольше, но бактерии справятся. Хордовые же пусть троят скелет из стали, а кровеносные сосуды из кевлара — расширенный набор аминокислот в помощь.
                                                                      • 0
                                                                        Здесь вариантов полно и будет ещё больше. Под боком Венера — 100 атмосфер 500ºC при земной: массе, объёме и силе тяжести. И никакого УФ! А планет миллиарды!
                                                                        Мне нужна была бы площадь, чтоб там разместить разнообразие от наличия дополнительных оснований в геноме. Их может быть не два или четыре, а 100, 200, 1000. Или сколько там теоретически допустимо? Даже только одного достаточно, чтоб опрокинуть всю земную Эволюцию.
                                                                        Я к тому, что иной мир, сильно удивится, увидев нас с такими исключительными, по его мнению, условиями существования — на грани бытия-небытия.
                                                                        • 0
                                                                          Венера
                                                                          да, забыл добавить, железное ядро и магнитное поле нужны для удержания воды. А разнообразия полно, например, в джунглях, поверхность тут не особо важна.
                                                                          • 0
                                                                            Вы куда то спешите, потому что совершенно не улавливаете то, что я говорю.
                                                                            Всё разнообразие в земной коре, в палеонтологическом прошлом эволюции. Миллиарды видов. Мадагаскар отдыхает!
                                                                            На порядок, на два, на три, то есть в тысячу раз больше, то есть триллион видов могут дать дополнительные основания включённые в оборот жизни. Информационная ступень другова порядка. Не разы а порядки. Вы путаете.
                                                                            И чтоб им места хватило нужна площадь а не вода. Вода будет, зарождение жизни тоже, а потом место им всем этим видам надо. Вот о нём я и забочусь. Ядро удерживает луну. А луна это что???
                                                                            Ядро — это гравитация — защита от излучения и частиц.
                                                                            Ядро в связке с другими планетами и солнцем образует стабильную систему.
                                                                            Масса Земли с этим железным ядром, как маховик крутится вокруг центральной звезды и всего на 1 секунду в год уменьшает обороты — стабильней некуда.
                                                                            А не только воду удерживает.
                                                                            Удерживает жизнь! Создаёт ей супермягкие, супертёплые условия для процветания.
                                                                            Вместе с другими( связанными гравитацией и т.д.) телами солнечной системы и даже галактической системы.
                                                                            • +1
                                                                              Насчёт супермягких условий. В противовес распиаренной «гипотезе Геи» есть и «гипотеза Медеи» о том, что земные условия для жизни весьма малоприятны, и, например, «водные суперземли» гораздо в этом плане благоприятней и, а на Земле жизнь склонна к самоуничтожению, потому что может существовать только на узком пике условий, из которого сама же экосистему и выводит с ростом биомассы.
                                                                              • –1
                                                                                Здесь что получается, если дальше продолжить вашу мысль.
                                                                                Жёсткость относительно открытого космоса здесь неимоверно мягкая на Земле. Что условия всё равно надо бы на порядок лучше создать для пышного расцвета жизни — несомненно. Но это размышления и действия уже в необходимом и достаточном диапозоне полосы жизни, поясе жизни. И то что Земля только-только, по высказываниям кого то там, попала в этот промежуток и смогла народить Жизнь говорит о многом. Например, что это всё же редкое явление. Хотя не исключено, что и закономерное. Что жизнь ципляется за любую возможность, а это оптимистично. И что условия для зарождения могли быть гораздо более выгодными, чем для дальнейшего развития. Чего опять же может не оказаться — этого сочетания, на других планетах. Там жить окажется возможно, но зародиться жизни — нет.
                                                                                В этом неизвестность. Мы мало знаем, недостаток информации о множестве других миров. Под мирами я подразумеваю планетные системы. Воды и азота в космосе говорят много. В общем планетология у других звёзд пока мало чего может объяснить для понимания этой проблемы живого в нашем понимании как есть. А в этом вся и суть — физическая основа в целом всей системы. И особые условия для самого начала. И вот здесь похоже шансы, вероятность сильно уменьшается с рассмотрением каждого этапа развития отдельно взятой планеты. Синфазность. Вулканическая деятельность и фаза зарождения протожизни должны совпадать. Если нет — то это сильно снижает повторяемость нашего эксперимента. И таких факторов может набраться тысячи. Хотя объект будет расположен в зелёном поясе. И масса и хим состав обеспечен и углеродом и всем остальным. Но не включилось. Вот как на Венере. Или включилось и сгорело.
                                                                        • 0
                                                                          Звезда может быть тусклее, где-нибудь на границе между красными и коричневыми карликами — тогда излучение почти все будет в инфракрасном диапазоне, а видимого света (и уж тем более УФ) практически не будет. В этом случае толстая атмосфера не обязательна.
                                                                          Либо для субкоричневого карлика можно прямо на поверхности звезды жить. Но там ускорение свободного падения совсем другое будет.
                                                                  • 0
                                                                    Четыре природные базы ДНК способны кодировать всего лишь 20 аминокислот, поэтому все жизненные формы на Земле ограничены исключительно этими белками.

                                                                    Странная фраза. Белки же формируются последовательностью аминокислотных радикалов и эти последовательности могут быть очень длинными. Разнообразие белков во всех жизненных формах невероятно богато, даже условно неограничено
                                                                    • 0
                                                                      Не думаю что есть смысл в «расширенном наборе базовых пар». Логика тут, наверное, такая — увеличить разрядность и вместе с ней информативную емкость цепочки. Но не стоит забывать что у цепочки базовая функция — формировать белки. Механизм такой — делается копия участка ДНК, шаблон идет на производство белка, где он физический (или химический) помогает формировать сложные молекулы. Шаг за шагом в зависимости от цепочки, молекула растет и приобретает нужную форму. Если таким способом можно взрастить бесконечное множество и разнообразие белков, значит способ идеален и дополнений не требует.
                                                                      • 0
                                                                        Разрядность как раз не увеличивается. Система счисления меняется.

                                                                        Если таким способом можно взрастить бесконечное множество и разнообразие белков, значит способ идеален и дополнений не требует.

                                                                        Обоснуйте это утверждение.
                                                                        • 0
                                                                          Если мы добавим Х-У, значит теперь в одной ячейке памяти может находиться 6 вариантов информации (значение 0..5, если хотите). Это конечно хорошо, если мы хотим впихнуть в цепочку на треть больше информации, но есть физика построения белка. Какую физическую функцию будут выполнять синтетические пары? Базовые функции в состоянии справиться с этой задачей хорошо, вопрос формы белка решается на уровне его исходных кодов, так сказать. Уверен, у каждого основания есть своя уникальная функция на уровне физики построения белка, раз мы имеем их такое множество. Не будет ли эта синтетика пятой ногой с сомнительной полезностью функций?
                                                                          • +1
                                                                            Уверен, у каждого основания есть своя уникальная функция на уровне физики построения белка, раз мы имеем их такое множество.

                                                                            Вы реально не знаете, как кодируется белок?

                                                                            Какую физическую функцию будут выполнять синтетические пары?

                                                                            Формировать новые кодоны, для расширения номенклатуры используемых аминокислот.
                                                                            • 0
                                                                              Вы считаете что 20 аминокислот как-то сильно нас ограничивают в этом плане и мы не можем добиться их использованием ничего полезного? Кодонов кстати 64, может принципиально возможно использование других аминокислот со старыми кодонами? По мне так, эта возня — просто спортивный интерес, но интереснее наверное освоить язык программирования, потом модифицировать компилятор.
                                                                              • +3
                                                                                Послушайте, в эволюции и её продуктах нет ничего идеального и божественного. Существующие формы живого просто были достаточно хороши чтобы в некоем абсолютно определённом месте и времени пройти через игольное ушко отбора. Вспомните хотя бы зрительный нерв млеков, проходящий прямо через сетчатку. массу других примеров казусов эволюционного развития. Когда-то было «работает да и ладно», ну с тех пор и закрепилось.

                                                                                20 аминокислот дают бесконечное множество вариантов белка но ограниченное этими 20-ю аминокислотами, их свойствами и вариантами конформаций исходящими из этих свойств… Говорить что это идеально и этого достаточно равносильно разговору о том что множества натуральных чисел достаточно для исчислений, потому что оно бесконечно.

                                                                                Возможность введения в белки новых аминокислот это просто невероятный прорыв в биохимии. Взрыв новых вариантов с новыми качествами. Допустим, если с их помощью получится сконструировать хлоропласты и митохондрии эффективнее ныне существующих процентов хотя бы на 15, вы представляете что это даст медицине и народному хозяйству?
                                                                      • 0
                                                                        Вспоминается «Штамм 'Андромеда'». Но всё равно дух захватывает — фантастика становится реальностью.
                                                                        • +2
                                                                          alizar
                                                                          для воспроизводства баз X и Y

                                                                          Неточность перевода. По русски это называется основания. (В общем, потому что они дают рН больше семи).
                                                                        • 0
                                                                          Учёные отмечают, что созданная ими полусинтетическая форма жизни и все подобные ей не смогут жить вне стен лаборатории...

                                                                          Звучит как начало привычного триллера, в стиле «Resident Evil»
                                                                          • 0
                                                                            Или развитие сюжета по Prometheus, где создатели изо всех сил хотели убить то, что они породили.

                                                                          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                          Самое читаемое