stringtranslate.com

Неклеточная жизнь

Неклеточная жизнь , также известная как бесклеточная жизнь , — это жизнь , которая существует без клеточной структуры, по крайней мере, в течение части своего жизненного цикла . [1] Исторически большинство определений жизни постулировало, что организм должен состоять из одной или нескольких клеток, [2] но для некоторых это больше не считается необходимым, и современные критерии допускают формы жизни, основанные на других структурных устройствах. [3] [4] [5]

Инфекционные агенты, содержащие нуклеиновые кислоты

Вирусы

изображение, показывающее типы вирусов
Типы вирусов

Первоначально исследователи описывали вирусы как « яды » или « токсины », затем как «инфекционные белки »; но они обладают генетическим материалом , определенной структурой и способностью спонтанно собираться из своих составных частей. Это вызвало обширные дебаты о том, следует ли их считать фундаментально органическими или неорганическими — как очень маленькие биологические организмы или как очень большие биохимические молекулы . Без своих хозяев они не способны выполнять ни одну из функций жизни — таких как дыхание, рост или размножение. С 1950-х годов многие ученые считали вирусы существующими на границе между химией и жизнью; серой зоной между живым и неживым. [6] [7] [8]

Вироиды

Если вирусы являются пограничными случаями или неживыми, то вироиды еще дальше от того, чтобы быть живыми организмами. Вироиды являются одними из самых маленьких инфекционных агентов, состоящими исключительно из коротких нитей кольцевой одноцепочечной РНК без белковых оболочек. В основном это патогены растений, но некоторые из них являются патогенами животных, некоторые из которых имеют коммерческое значение. Геномы вироидов чрезвычайно малы по размеру, от 246 до 467 нуклеиновых оснований . Для сравнения, геном самых маленьких вирусов, способных вызвать инфекцию, имеет размер около 2000 нуклеиновых оснований. [9] [10] РНК вироида не кодирует какой-либо белок. [11] Его механизм репликации захватывает РНК-полимеразу II , фермент клетки-хозяина, обычно связанный с синтезом информационной РНК из ДНК , которая вместо этого катализирует синтез новой РНК по принципу «катящегося круга», используя РНК вироида в качестве шаблона. Некоторые вироиды являются рибозимами , обладающими каталитическими свойствами, которые позволяют осуществлять саморасщепление и лигирование геномов единичного размера из более крупных промежуточных продуктов репликации. [12]

Возможное объяснение происхождения вироидов рассматривает их как «живые реликты» гипотетического, древнего и неклеточного мира РНК до эволюции ДНК или белка. [13] [14] Эта точка зрения, впервые предложенная в 1980-х годах, [13] вновь обрела популярность в 2010-х годах для объяснения важнейших промежуточных этапов в эволюции жизни из неживой материи ( абиогенез ). [15] [16]

Обелиски

В 2024 году исследователи объявили о возможном открытии вироидоподобных, но отличных элементов на основе РНК, названных обелисками . Обелиски, обнаруженные в базах данных последовательностей человеческого микробиома , возможно, находятся в кишечных бактериях . Они отличаются от вироидов тем, что кодируют два различных белка, названных «облинами», и предсказанную стержнеобразную вторичную структуру их РНК. [17] [18]

Первый универсальный общий предок

Первый универсальный общий предок является примером предполагаемой неклеточной формы жизни, поскольку он является самым ранним предком последнего универсального общего предка , его родственных линий и каждой ныне живущей клетки. [19]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Что такое неклеточная жизнь?". Wise Geek . Conjecture Corporation. 2009. Архивировано из оригинала 21 января 2021 года . Получено 2 августа 2009 года .[ ненадежный источник? ]
  2. ^ "The 7 Characteristics of Life". infohost.nmt.edu . Архивировано из оригинала 19 ноября 2016 года . Получено 26 января 2017 года .[ нужен лучший источник ]
  3. ^ Benner SA (26 января 2017 г.). «Определение жизни». Астробиология . 10 (10): 1021–1030. Bibcode : 2010AsBio..10.1021B. doi : 10.1089/ast.2010.0524. ISSN  1531-1074. PMC 3005285. PMID 21162682  . 
  4. ^ Трифонов Е (2012). «Определение жизни: навигация через неопределенности» (PDF) . Журнал биомолекулярной структуры и динамики . 29 (4): 647–650. doi :10.1080/073911012010525017. PMID  22208269. S2CID  8616562. Архивировано из оригинала 27 января 2012 года . Получено 27 января 2017 года – через JBSD.{{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  5. ^ Ma W (26 сентября 2016 г.). «Суть жизни». Biology Direct . 11 (1): 49. doi : 10.1186/s13062-016-0150-5 . ISSN  1745-6150. PMC 5037589. PMID 27671203  . 
  6. ^ Villarreal LP (декабрь 2004 г.). «Живы ли вирусы?». Scientific American . 291 (6): 100–105. Bibcode : 2004SciAm.291f.100V. doi : 10.1038/scientificamerican1204-100. PMID  15597986. Архивировано из оригинала 22 декабря 2013 г. Получено 27 апреля 2013 г.
  7. ^ Forterre P (3 марта 2010 г.). «Определение жизни: точка зрения вируса». Orig Life Evol Biosph . 40 (2): 151–160. Bibcode : 2010OLEB...40..151F. doi : 10.1007/s11084-010-9194-1. PMC 2837877. PMID  20198436 . 
  8. ^ Lwoff A (1 января 1957 г.). «Концепция вируса». Микробиология . 17 (2): 239–253. doi : 10.1099/00221287-17-2-239 . PMID  13481308.
  9. ^ Diener TO (август 1971). "Вирус веретеновидности клубней картофеля". IV. Реплицирующаяся низкомолекулярная РНК". Вирусология . 45 (2): 411–28. doi :10.1016/0042-6822(71)90342-4. PMID  5095900.
  10. ^ "ARS Research Timeline – Tracking the Elusive Viroid". 2 марта 2006 г. Архивировано из оригинала 6 июля 2007 г. Получено 18 июля 2007 г.
  11. ^ Tsagris EM, Martínez De Alba AE, Gozmanova M, Kalantidis K (2008). «Вироиды». Клеточная микробиология . 10 (11): 2168–79. doi : 10.1111/j.1462-5822.2008.01231.x . PMID  18764915.
  12. ^ Daròs JA, Elena SF, Flores (2006). «Вироиды: нить Ариадны в лабиринте РНК». EMBO Reports . 7 (6): 593–598. doi :10.1038/sj.embor.7400706. PMC 1479586. PMID  16741503 . 
  13. ^ ab Diener TO (1989). «Кольцевые РНК: реликты доклеточной эволюции?». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 86 (23): 9370–4. Bibcode : 1989PNAS...86.9370D. doi : 10.1073 /pnas.86.23.9370 . PMC 298497. PMID  2480600. 
  14. ^ Villarreal LP (2005). Вирусы и эволюция жизни . Вашингтон, округ Колумбия: ASM Press. стр. 31. ISBN 1-55581-309-7.
  15. ^ Флорес Р., Гаго-Захерт С., Серра П., Санхуан Р., Елена С.Ф. (2014). «Вироиды: выжившие из мира РНК?» (PDF) . Ежегодный обзор микробиологии . 68 : 395–414. doi : 10.1146/annurev-micro-09113-103416. hdl : 10261/107724 . PMID  25002087. Архивировано (PDF) из оригинала 22 декабря 2018 года . Проверено 15 декабря 2018 г.
  16. ^ Циммер С (25 сентября 2014 г.). «Крошечный эмиссар из древнего прошлого». The New York Times . Архивировано из оригинала 27 сентября 2014 г. Получено 22 ноября 2014 г.
  17. ^ Sidik S (29 января 2024 г.). «Обнаружены „дико странные“ фрагменты РНК, заражающие микробы в наших кишках». Nature . doi :10.1038/d41586-024-00266-7. PMID  38291328. Архивировано из оригинала 30 января 2024 г. . Получено 31 января 2024 г. .
  18. ^ Pennisi E (26 января 2024 г.). «'Это безумие': новые вирусоподобные сущности, обнаруженные в микробах кишечника человека». Science . doi :10.1126/science.znxt3dk. Архивировано из оригинала 30 января 2024 г. Получено 31 января 2024 г.
  19. ^ Prosdocimi F, José MV, de Farias ST (2019), Pontarotti P (ред.), «Первый универсальный общий предок (FUCA) как самый ранний предок линии LUCA (последней UCA)», Эволюция, происхождение жизни, концепции и методы , Cham: Springer International Publishing, стр. 43–54, doi : 10.1007/978-3-030-30363-1_3, ISBN 978-3-030-30363-1, S2CID  199534387, заархивировано из оригинала 8 марта 2024 г. , извлечено 2 ноября 2023 г.