Альтернативы ДНК

Я нахожусь в процессе создания своей вселенной и основываю ее на полуточных научных данных. Вселенная, которую я создал, довольно обширна, и я подумал, что было бы неразумно, чтобы существовал единственный вид генетического материала, состоящего из ДНК и/или РНК, и все же я не хочу просто придумывать какие-то диковинные, нереалистичные альтернативный генетический материал.

Итак, мой вопрос: существуют ли какие-либо молекулы, которые реально могли бы служить генетическим материалом вместо ДНК и РНК?

Всякий раз, когда у инопланетян есть ДНК, у меня глаза кровоточат. Это так же глупо, как и то, что они говорят по-русски. Если у них нет общего предка с земной жизнью или сотворенного Богом, у них не может быть ДНК.
Не будьте слишком суровы с @King-Ink, как и с чужеродными солеными океанами и чуждым пляжным песком из кремнезема. ДНК может быть естественной конструкцией. Есть место для разных деталей и, конечно же, разного кодирования, но, по сути, одна и та же структура: нуклеиновая кислота (которая формируется в виде облаков!) и сахарный остов, полимеризованный двойной цепью комплементарных кодонов.
@ King-Ink, если их создал Бог, они будут людьми. Если он этого не сделает, вы получите Джаббу Хижину. Скрещиваю пальцы, это первое.
@JDługosz неродственные инопланетяне, имеющие ДНК, столь же вероятны, как и те, кто использует ascii.
Нет, нуклеитиды образуются спонтанно из атомов и энергии. Они сочетаются определенным образом. Мы не можем найти ничего другого (только вариации), которые выполняли бы тот же трюк, и предшественники РНК появляются сами по себе, поэтому они вездесущи. Природа будет использовать то, что под рукой. Я не говорю, что она будет совместима, но узнаваема как одна и та же общая система .
Однако термин ДНК довольно широк. Даже если бы вы использовали разные нуклеиты, это все равно была бы ДНК. Использование его для хранения совершенно другого кода не имеет ничего общего с тем, что это ДНК, но система читает и интерпретирует его. Так что я ожидаю, что инопланетная жизнь вполне может использовать молекулы, технически подпадающие под определение ДНК, даже если они несколько отличаются от наших.
Если инопланетяне будут использовать белок, я буду в шоке.
Не могли бы вы уточнить, имеете ли вы в виду ДНК как то, чем она является на самом деле: дезоксирибонуклеиновую кислоту, или вы имеете в виду ДНК просто как нечто, хранящее биологический код? Это не одно и то же, и если вас не волнует форма, структура и «вещество», то вы должны определить, каких пришельцев вы ожидаете от них.
биомолекулы образуются естественным образом при наличии высокой энергии, поэтому я не понимаю, почему инопланетяне не используют белки...
@άλεξμιζέρια и Aarthew III, пожалуйста, обсудите это в чате, созданном Aarthew III. Обсуждение не имеет отношения к вопросу. Спасибо.

Ответы (7)

Ксенонуклеиновые кислоты (XNA) (см. также Википедию ) могут быть тем, что вы ищете.

XNA — это нуклеиновые кислоты, связанные с ДНК, некоторые из которых могут хранить информацию для организмов так же, как ДНК хранит жизнь, какой мы ее знаем. Эти шесть

  • HNA (нуклеиновая кислота ангидрогекситол)
  • CeNA (циклогексеновая нуклеиновая кислота)
  • LNA (заблокированная нуклеиновая кислота)
  • GNA (гликолевая нуклеиновая кислота)
  • ПНК (пептидная нуклеиновая кислота)
  • TNA (нуклеиновая кислота треозы)

Из них последние четыре, пожалуй, наиболее изучены.

ДНК полезна, потому что это сложная молекула, которая может содержать много информации, состоит из относительно обычных химических элементов и имеет структуру, позволяющую воспроизводиться. Альтернативы ДНК должны обладать аналогичными свойствами, иначе жизнь «в том виде, в каком мы ее знаем» будет невозможна.

Первая возможная альтернатива — возродить идею о том, как вообще была создана ДНК. Одна из гипотез состоит в том, что органические молекулы были «шаблоны», собираясь на кристаллических структурах определенных типов горных пород. Если вы представите каменные шельфы на дне океана рядом с термальными источниками, то вы можете представить, как органические молекулы в воде прилипают к кристаллическим границам обнаженных скальных поверхностей. Поскольку кристаллическая структура регулярна или, по крайней мере, полурегулярна, в пространство могут поместиться только определенные молекулы, и могут возникнуть только определенные узоры.

В очень инопланетной форме жизни это паттернирование может быть расширено до того, что существо будет поглощать определенные минералы в рационе, чтобы гарантировать, что «шаблоны» могут существовать внутри клеточных аналогов. Это будет ограничено очень простыми формами жизни с короткими цепями «ДНК» и по существу сведет на нет эволюцию, поскольку ДНК никогда не меняется (основана на шаблоне кристаллического паттерна). Каждое существо функционально является клоном.

В увеличенном масштабе более крупные существа будут прилипать к открытым скалам, как циновки, или, возможно, «отслаиваться», чтобы какое-то время жить независимо после достижения определенного роста. По форме этот вид жизни будет напоминать возможную реконструкцию эдиакарской биоты, но опять же будет ограничен количеством доступной «поверхности шаблона». Оползень может привести к исчезновению всего биома.

Вы можете понять, почему ДНК-предшественник, образованная таким образом, будет очень ограниченной, и как только молекулы ДНК оторвутся от матрицы и начнут объединяться в воде, станет возможной гораздо более гибкая жизнь.

Другие потенциальные альтернативы ДНК будут использовать другие химические вещества в качестве основных элементов молекулы. Земная ДНК состоит из аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г) и цитозина (С), но, возможно, возможны и другие нуклеотиды.

Окончательная идея заключалась бы в том, чтобы аналог инопланетной ДНК использовал более 4 оснований. ДНК с шестью или восемью основаниями позволила бы создавать или экспрессировать гораздо более сложные гены. Недостатком является то, что более сложный геном, вероятно, будет более подвержен ошибкам во время репликации с большим количеством потенциальных областей, где могут возникнуть несоответствия. Существа, основанные на таком аналоге ДНК, могут эволюционировать гораздо быстрее, поскольку мутации в геноме происходят чаще. Они также будут гораздо более склонны к наследственным заболеваниям, которые могут поражать земных существ, поскольку молекулы ДНК становятся неупорядоченными или неправильно подобранными во время размножения, вызывая вредные мутации в потомстве.

Я подозреваю, что ДНК представляет собой своего рода нижнюю границу, где такие вопросы, как коррекция ошибок и стабильность, достаточно сильны, чтобы предотвратить широко распространенные мутации и болезни от охвата организма (ов), но при этом достаточно гибки, чтобы позволить происходить эволюции.

Если вы думаете о песке с другими минералами, у вас может быть электронная/роковая жизнь. Намагниченное железо для переноса информации. Пьезокристаллы для управления и восприятия окружающей среды. Источником энергии может быть солнце, радиоактивные изотопы или термопара между землей и воздухом.

Он будет сформирован одним или несколькими из триллионов и триллионов ударов молнии (или ударов астероидов) во Вселенной, превращающих кремнезем в полупроводники.

Вы можете использовать РНК . Это очень похоже на ДНК, но отличается.

Возможно, мне следует уточнить больше, но +1 за усилия
@TheoclesofSaturn Подойдет, у меня нет четкого представления о том, что такое РНК. Я просто подытожил все свои знания об этом. Ссылка на Википедию и заявление.
Тот же, но другой, но все тот же, но другой
ОП указал (через несколько минут после публикации этого ответа), что им нужны альтернативы ДНК или РНК . Это было нормально (хотя и коротко) в качестве ответа на вопрос, каким он был, когда он был опубликован, поскольку тогда вопрос касался только альтернатив ДНК (одной из которых, безусловно, является РНК).

Если вы ищете конкретные молекулярные полимеры:

  • диметилсилоксан (Si, O, CH 3 )
  • фенилсиликон (Si, O , C6H5 )
  • оксид фенилсвинца (Pb, O, C 6 H 5 )
  • дифенилолово (Sn , C6H5 )
  • бутилполистаноксан (Sn, O, OH, C 4 H 9 )
  • силазан (Si, N, H, CH 3 )
  • фосфонитрилхлорид (P, N, Cl)
  • диметилполиборофан (B, P, H, CH 3 )
  • силилортоборат (Si, O, B, CH 3 )
  • диметилированный полигерман (C, H, Ge, CH 3 )

В скобках указаны элементы или радикалы, входящие в состав молекулы. Я получил это с этой страницы . Насколько я могу судить, вы можете заменить углеводороды биомолекулами по вашему выбору.

Вы не хотите быть СЛИШКОМ научными в этом, потому что это просто скучно.

Вся жизнь, о которой мы знаем, построена в основном из трех самых распространенных элементов во Вселенной (за исключением гелия, который мало вступает в реакцию). И дело не только в том, что эти элементы гораздо более распространены, чем любые другие.

Углерод обладает уникальными качествами образования соединений с длинным списком других элементов и легко образует полимеры. Из Википедии: «... он устойчив ко всем, кроме самых сильных окислителей. Он не реагирует с серной кислотой, соляной кислотой, хлором или любыми щелочами». И все это при нормальных для Земли температуре и давлении.

Вода (состоящая из двух других наиболее распространенных элементов) также обладает некоторыми необычными свойствами. Его температура кипения очень высока, он обладает сумасшедшей когезионной силой, и в твердом состоянии его твердая форма не только занимает больше места, чем его жидкая форма, что странно, но на самом деле он менее плотный, чем его жидкая форма, поэтому он поплавки.

Любая химия, основанная на других веществах, была бы на несколько порядков менее надежной, если предположить, что существует какая-либо правдоподобная комбинация элементов, которая может образовывать хотя бы часть многих известных нам соединений с водородом, кислородом и углеродом (я не знаю ни одного).

Таким образом, инопланетная жизнь, вероятно, имеет в основном ту же химию, что и наша, и, поскольку она должна выполнять все те же действия, что и земная жизнь (фотосинтез, размножение и т. д.), она найдет много таких же решений. Особенно, когда во многих случаях реальной альтернативы либо нет, либо есть только альтернативы, которые намного менее эффективны, нетрудно предположить, что это будет намного больше похоже на земную жизнь, чем мы привыкли ожидать.

Это не весело. Люди с зеленой кожей или забавными ушами? Это было сделано.

Более забавно что-то вроде предложения Лапши с пьезоэлектрическими каменными монстрами — достаточно науки, чтобы звучать правдоподобно, и несколько интересных существ, ползающих вокруг.

Теоретически все, что вам нужно, это достаточный энергетический градиент и какой-то механизм для сбора энергии, и у вас потенциально есть какая-то форма жизни.

Размножение даже не является обязательным требованием: каменные монстры Лапши могут быть созданы на какой-нибудь адской планете, когда правильный тип магмы затвердевает под диким магнитным полем, которое укладывает пьезоэлектрический материал в правильном порядке, и они живут бесполым путем, пока не получат как-то уничтожено.

Гораздо важнее быть внутренне последовательным в сеттинге и быть правдоподобным, чем позволить науке убить вашу душу. Вероятно, это не совпадение, что большинство наук, особенно «точных», мало интересуются научной фантастикой.

В конечном счете, наука на заднем плане не делает ничего полезного, чтобы удерживать игроков, читателей или кого бы то ни было в сеттинге — все, что вы создаете, должно делать что-то интересное и интересным образом взаимодействовать с другими обитателями мира. Это должно иметь достаточно смысла, чтобы занять их, пока они не будут вовлечены в события; если кто-то замечает недостаток на этом этапе, он, вероятно, слишком увлечен вещами, чтобы обращать на них какое-либо внимание.

В основном вам нужно что-то с этими свойствами:

  • Репликация (он должен сделать много копий самого себя)
  • Случайная мутация (иногда приходится ошибаться при копировании)
  • Он должен иметь возможность воздействовать на свое окружение.

Учитывая возраст Солнечной системы и тот факт, что она состоит из материала более ранних солнечных систем, если бы существовал другой физический механизм с такими же свойствами и тенденцией к естественному возникновению, вполне вероятно, что это произошло бы сейчас, и мы увидел бы много его повсюду.

Единственное объяснение тому, что мы его не видим, состоит в том, что условия на Земле и на других телах, которые мы посетили, не подходят для существования этого материала.

Альтернативы ДНК
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v