
- •А.С. Спирин
- •Происхождение жизни из древнего мира РНК
- •Древний мир РНК
- •Схема развития жизни на Земле
- •Схема развития жизни на Земле
- •УДЛИНЕНИЕ ОЛИГОНУКЛЕОТИДОВ ПУТЕМ ТРАНСЭСТЕРИФИКАЦИИ
- •Компартментализация как необходимое условие естественного отбора и эволюции
- •Колонии РНК на влажной поверхности геля:
- •КОЛОНИИ РНК КАК ПЕРВИЧНЫЕ ОСОБИ
- •Схема экспоненциального усиления (улучшения) искомого признака молекул РНК
- •Схема получения аптамера – РНК со специфическим сродством к некоему веществу Х
- •Гипотетическая схема первобытного SELEX’a
- •Высокая скорость эволюции древнего мира РНК
- •Эволюция древнего мира РНК:
- •Эволюция древнего мира РНК:
- •Возникновение и эволюция мира РНК:
- •RNA world
- •Митохондриальные рибосомы
- •Рибосомы митохондрий («миторибосомы)» млекопитающих
- •Рибосомы митохондрий («миторибосомы)» млекопитающих
- •Большая митохондриальная рРНК (серое ядро в контуре справа)
- •Структурная компенсация дефицита митохондриальной РНК увеличением белковых компонентов в рибосоме
- •“The mitoribosome thus serves … for an experimental verification of the concept of
- •мРНК и универсальный генетический код
- •КОДОВАЯ ТАБЛИЦА (1966 г.)
- •КОДОВАЯ ТАБЛИЦА (1966 г.)
- •Отклонения генетического кода эубактерий и простейших от «универсального» генетического кода
- •Отклонения митохондриального генетического кода
- •Основные участники процесса трнсляции
- •РАБОЧИЙ (ЭЛОНГАЦИОННЫЙ) ЦИКЛ РИБОСОМЫ: ОСНОВНЫЕ УЧАСТНИКИ ПРОЦЕССА –
- •тРНК и ее аминоацилирование
- •Три последовательные химические реакции биосинтеза белка
- •Реакция активации аминокислоты
- •Реакции активации и акцептирования аминокислоты
- •Классификация аминоацил-тРНК-синтетаз E. coli
- •Схематическое изображение третичной структуры тРНК
- •Два типа комплексов аминоацил-тРНК-синтетазы с тРНК
- •Два типа комплексов аминоацил-тРНК-синтетазы с тРНК
- •Антипараллельное кодон-антикодоновое спаривание
- •Схематическое изображение третичной структуры тРНК
- •ЧТО ВЫЯВИЛОСЬ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ К 1966 ГОДУ?
- •Антипараллельное кодон-антикодоновое спаривание
- •Спаривание
- •ЧТО ВЫЯВИЛОСЬ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ К 1966 ГОДУ?
- •Спаривание
- •Гипотеза Крика о “вихлянии” положений азотистых оснований при спаривании положения 1 антикодона с
- •Антипараллельное кодон-антикодоновое взаимодействие
- •Спаривание 1-го основания антикодона с 3-им основанием
- •Спаривание
- •WOBBLE RULES
- •WOBBLE RULES
- •КОНЕЦ ЛЕКЦИИ
- •ОСОБЕННОСТИ ЭУКАРИОТИЧЕСКИХ мРНК:
- •Prokaryotes: Coupled transcription-translation
- •Eukaryotes: Transcription and translation are uncoupled being performed in different compartments
- •ОСОБЕННОСТИ ЭУКАРИОТИЧЕСКИХ мРНК:
- •Функциональные области цепи эукариотической мРНК

Эволюция древнего мира РНК:
Этап 2: От колоний РНК к белок-синтезирующим рибоцитам

Эволюция древнего мира РНК:
Этап 3: От колоний РНК через рибоциты к прогенотам

Возникновение и эволюция мира РНК:
Древний мир РНК:
Эволюция путем повторения циклов репликации- селекции (древний SELEX)
«УНИВЕРСАЛЬНЫЙ
ПРЕДШЕСТВЕННИК»
ВОЗНИКНОВЕНИЕ
СОВРЕМЕННЫХ ФОРМ ЖИЗНИ
АБИОГЕННЫЕ РИБОНУКЛЕОТИДЫ
ОЛИГОРИБОНУКЛЕОТИДЫ, ТРАНСПЕПТИДАЦИЯ
ПОЛИРИБОНУКЛЕОТДЫ, РЕКОМБИНАЦИИ
КАТАЛИТИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ МОЛЕКУЛЫ РНК (РИБОЗИМЫ)
КОММУНА МОЛЕКУЛ РНК В «ДАРВИНОВСКОЙ ЛУЖЕ»:
КАТАЛИТИЧЕСКАЯ АМПЛИФИКАЦИЯ РНК |
|
|
|
ПОДСУШИВАНИЕ ЛУЖИ |
ЗАТОПЛЕНИЕ |
|
||
|
|
|
|
|
|
РОСТ СМЕШАННЫХ КОЛОНИЙ РНК НА ВЛАЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ: ОТБОР ЛУЧШИХ АНСАМБЛЕЙ РНК
РИБОЦИТЫ
ПОЯВЛЕНИЕ СИНТЕЗА БЕЛКОВ, УНИВЕРСАЛИЗАЦИЯ КОДА ; ВОЗНИКНОВЕНИЕ ДНК
ПРОГЕНОТЫ
КЛЕТКИ, ОРГАНИЗМЫ

RNA world

Митохондриальные рибосомы
Рибосомы митохондрий («миторибосомы)» млекопитающих
Размеры, морфология и детальная молекулярная архитектура практически идентичны у миторибосом и бактериальных рибосом!
Коэффициент седиментации |
55S (39S + 28S)[E. coli: 70S (50S + 30S)] |
|
Молекулярная масса |
3.57×106 Da |
[E. coli: 2.49×106 Da] |
Соотношение РНК/белок |
1 : 2 |
[E. coli 2 : 1] |
Рибосомы митохондрий («миторибосомы)» млекопитающих
Размеры, морфология и детальная молекулярная архитектура практически идентичны у миторибосом и бактериальных рибосом!
Коэффициент седиментации |
55S (39S + 28S)[E. coli: 70S (50S + 30S)] |
|
Молекулярная масса |
3.57×106 Da |
[E. coli: 2.49×106 Da] |
Соотношение РНК/белок |
1 : 2 |
[E. coli 2 : 1] |
«Значительные части доменов рибосомных РНК замещены белковыми компонентами
входе эволюции митохондрий от бактериоподобных эндосимбионтов
кпредшественникам эукариотических клеток»
K. Watanabe et al. (2001) Structural compensation for the deficit of rRNA with proteins in the mammalian mitochondrial ribosome.
J. Biol. Chem. 276: 21724-21736.

Большая митохондриальная рРНК (серое ядро в контуре справа)
в контуре большой (50S) рибосомной субъединицы бактериальной рибосомы

Структурная компенсация дефицита митохондриальной РНК увеличением белковых компонентов в рибосоме
K. Watanabe et al. (2001) J. Biol. Chem. 276: 21724-21736.
“The mitoribosome thus serves … for an experimental verification of the concept of transition from the ‘RNA world’ to the ‘RNP world’ in the early process of evolution of life”.
K. Watanabe et al. (2001) J. Biol. Chem. 276: 21724-21736.