A biológiai információ eredete

Az előadások a következő témára: "A biológiai információ eredete"— Előadás másolata:

1 A biológiai információ eredete
Charles Thaxton, Ph.D.

2 Az élet fonala 1953 Crick & Watson

3 Információhordozó molekulák
F. Crick a fiának 1953-ban írt levelében: „Ma úgy hisszük, hogy a DNS egy kód. Ez azt jelenti, hogy a bázisok (betűk) sorrendje génenként különböző (ahogyan a könyvek lapjai is különböznek egymástól.)” These represent two different language conventions: four letter alphabet (DNA) and twenty letter alphabet (protein). There is a translation device between them, the genetic code. It is like Morse Code

4 Crick magyarázata: „Az infomáció itt a sorrend pontos meghatározottságát jelenti; vagy a nuklein savak bázisaiét, vagy az aminosav-maradványokét a proteinben. F. Crick, “A protein szintéziséről”, 1958

5

6 Ribonukleáz

7 Sorrend, Komplexitás és Információ
1. Egy meghatározott sorrendű (periódikus) elrendezés: XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ Példák: tapéta, járólap, vagy egy kristály 2. Egy meg-nem-határozott komplex (aperiódikus) elrendezés: AGDC BFE GB CAYJD ACWDFBG Példa: véletlenszerű polimerek (polipeptidek) 3. Egy meghatározott komplex (aperiódikus) elrendezés: KBOPT UÁWÁTTAÁM TAÉSÉUÍ NÁSÍU JÁNOS TAVASSZAL SZERETI MARIT Példák: Írás, DNS, proteinek

8 A kémiai evolúció

9 A kémiai evolúció Forrás: Charles B. Thaxton, Walter L. Bradley and Roger L. Olsen (1984) „Az élet eredetének rejtélye: A jelenlegi elméletek áttekintése”

10 A Miller kísérlet 1953 Stanley Miller

11 A kémiai evolúció kritikája
Nincs redukáló atmoszfére Nincs prebiotikus leves Optikai aktivítás Csökkenő időkeret Befolyásoló kereszt-reakciók Nagy mértékben higított leves Irányítatlan energiaáralmlás 8. Nincs abiotikus információforrás “meleg kis tavacska”

12 Információ: porszem a naturalisz-tikus elméletek gépezetében
Véletlenszerűségi Hipotézis (Crick, 1968) Prebiotikus természetes kiválasztás (Oparin) Önszerveződés (Kenyon and Steinman) Nemegyensúlyi termodinamika (Prigogine) Hiperciklusok (Eigen) Agyagi élet (Cairns-Smith)

13 Információ: porszem a naturalisz-tikus elméletek gépezetében
Komplexitás elmélet (Santa Fe Institute) RNS világ (Joyce and Orgel) Thioester világ (de Duve) Hidrotermikus szellőzők (Corliss) Először az anyagcsere (Wächtershäuser)

14 Információ: porszem a naturalisz-tikus elméletek gépezetében
Komplexitás elmélet (Santa Fe Institute) RNS világ (Joyce and Orgel) Thioester világ (de Duve) Hidrotermikus szellőzők (Corliss) Először az anyagcsere (Wächtershäuser)

15 Dinukleotid Formáció 2160 szerkezeti izomer
3 sites on adenine (N7, N9, NH2-C6) To react with 5 sites on D-ribose (C1’, C1’, C2’, C3’, and C5’) x 5 = 15 structural isomers adenosine 3 possible sites for PO4 to attach D-ribose (C2’, C3’, and C5’) x 3 = 45 structural isomers AMP Still 2 free OH groups on D-ribose for AMP to attach x 2 = 90 possilble isomers of dinucleotide Besides D-ribose, there are 7 other, or 8 pentoses x 8 = 720 possible dinucleotides with adenine (D- and L- lyxose, xylose, arabinose, and L-ribose) Purines can also form with NH2 at C2 or C8, besides at C6 of adenine x 3 = 2160 possible dinucleotides 2160 szerkezeti izomer

16 A befolyásoló keresztreakciók hatása?

17 Valami egyértelmű dologra lenne szükség,
Egy mechanizmusra, amely kiválasztja, hogy mikor melyik betűre van szükség az ABC-ből. „Olybá tűnik, mintha menyét v olna.”

18 A tudósok ezt keresik: „Egy mechanizmust, amely kiválasztja, hogy mikor melyik betűre van szükség az ABC-ből. …. az átmenetet a kémia korából az információ korába.” Christian de Duve, Vital Dust, p. 48.

19 Energetika és információ
A polipeptid formáció emergetikája Az aminósav-szekvencia összeállítási utmutatója Folyamat és procedúra

20

21

22

23

24 A. Fredge így mutatta be Robert Woodward-ot az 1965-ös Nobel-díj átadáson:
„Egy bonyolult molekula szintézise igen bonyolult feladat; minden csoportot, minden atomot a megfelelő helyre kell tenni, a szó legszorosabb értelmében.”

25 Hihetőség és a kisérletet végző személy közbeavatkozása
Speciális megkötések (feltételek) mint a protein szintézisénél Speciális megkötések (feltételek) mint a klorofil szintézisénél 8) Bizonyos vegyszerek, amelyeket más leves-összetevőkből izolálnak 7) Bizonyos UV-hullámhosszak és más energiaforrásokból származó hő 6) más energiaforrásokból származó szikrák és lökéshullámok 5) Koncentrált oldatok, ahol a rakció a nagy koncentráció meglététől függ (pl. HCN polimerizáció) 4) Csapdák 3) Fotoszintézis Az elfogadhatatlan közbeavatkozás határa 2) Koncentrált oldatok, ahol a tömeghatás törvényének extrapolációja érvényes 1) „Szintézis a teljességben”: híg oldatok keveréke

26 ‘Csak természetes okok’:
NE fogadd el: ‘Csak természetes okok’: gyilkosság „…halva találták Bárczy Benőt” Felrobbant űrkomp Lángoló épület Jelek az űrből FO UBSABO UÉ KBOF ÉN TARZAN, TE JANE Eolitok szabotázs gyújtogatás ETI Nézd meg, hova vezetnek a bizonyítékok.

27

28 „A múlthoz a jelen a kulcs.”
Charles Lyell

29 Információhordozó Molekulák
These represent two different language conventions: four letter alphabet (DNA) and twenty letter alphabet (protein). There is a translation device between them, the genetic code. It is like Morse Code

30 Következtess: ? Nézd meg, hova vezetnek a bizonyítékok.

31 A DNS-sel kapcsolatban:
„A biológusoknak mindig emlékeztetni kell magukat, hogy amit látnak, az nem alkotás, hanem fejlődés eredménye.” Francis Crick, What Mad Pursuit, p. 138

32

33

34 VÉGE