В продолжение статьи Почему 20 аминокислот вместо 64? и Какое наименьшее количество аминокислот необходимо для жизни? , я пытаюсь понять предысторию аминокислот в клетках.
Все живые клетки теперь используют 20 (или 22, если включить селеноцистеин и пирролизин) аминокислоты. Возможно, в прошлом в клетках использовалось меньше аминокислот, особенно если верить теории 2-нуклеотидного кодона.
Существует ли какая-либо теория относительно порядка включения этих аминокислот в клетки?
В этой статье (Аканума, Кигава, Йокояма, «Комбинаторный мутагенез для ограничения использования аминокислот в ферменте до уменьшенного набора», http://www.pnas.org/content/99/21/13549.full ) предполагается, что полный набор из 20 аминокислот не является строго необходимым за счет уменьшения количества аминокислот в определенном ферменте до 13, но при этом сохраняет функциональность.
Эдуард Н. Трифонов — профессор Института эволюции Хайфского университета, Израиль. Одной из основных тем исследований в его группе является реконструкция происхождения жизни. В одной из своих статей «Триплетный код из первых принципов » он предлагает хронологическое появление 20 аминокислот. Существует множество гипотез и проверяемых предсказаний, среди которых теория С. Миллера о том, что некоторые биологические соединения образовались в атмосфере абиотическим путем. Это предсказание было подтверждено имитационными экспериментами, в результате которых были получены десять различных аминокислот, среди которых преобладали глицин и аланин.
Автор пытается предсказать хронологический порядок, в котором появились 20 аминокислот, принимая во внимание различные критерии (исследования, гипотезы и точки зрения), которые предлагают некоторый порядок, поскольку каждая из них в определенной степени способствует согласованному порядку. Этот вклад описывается в виде ранга. Он составляет список из 60 рейтингов по 60 различным критериям, чтобы вывести порядок консенсуса. Вот некоторые из критериев:
N1'. Критерии, основанные на различных оценках сложности аминокислот. N1, N34, N35, N37 – как в (5), N44 (6). G, A, S, P, V, C, D, T, N, L, K, I, E, (MQ), H, R, F, Y, W
N2'. Критерии, основанные на эволюции аминоацил-тРНК-синтетаз. N2, N7 (5). (АГ), (DFHKNPST), (CEILMQRV), (WY)
N4'. Критерии, основанные на аминокислотном составе различных наборов предположительно древних белков. N4, N26 (5), N41 (7), N45 (8), N47 (9), N48 (10) и N58 (11).
Первые десять (самые ранние) консенсусные аминокислоты такие же, как и в экспериментах Миллерса. Аминокислоты, появившиеся последними, имеют соответствующие кодоны, заимствованные из уже существующих. Полученный консенсусный порядок: G, A, D, V, P, S, E, (L, T), R, (I, Q, N), H, K, C, F, Y, M, W.
Автор также предлагает реконструкцию хронологического порядка появления 64 кодонов.
шигета
шигета
Джон Смит