warum sollte es kein anderes leben geben

SRMeister

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Daraus leitet sich aber ein weiteres Paradox ab: Wenn komplexe Proteine einen funktionierenden Translationsapparat benötigen, um reproduziert werden zu können, zugleich diese jedoch nötig sind, damit ein Translationsapparat entstehen kann, muss der Zufall gewaltig unwahrscheinlich gewesen sein, da es ohne Translationsapparat dennoch geklappt hat

Dabei muss man doch unweigerlich an Panspermie denken, zumindest geht es mir so.

Eine andere Frage die sich mir stellt ist, warum es genau nur 1 solches System gibt und dieses laut Wikipedia soweit optimiert ist, dass es unter 1Mio solcher Systeme nur 1 gibt das besser funktioniert, bezogen auf die Fehlertoleranz.

Alle leichten Varianten von diesem System, die heute vorkommen, sind meines Wissen nur Ableitungen von dem ursprünglichen System, soll heißen, evolutionär gesehen nachfolger.

Aber da der Weg hin zu diesem System ja evolutionär (auf der Erde) abgelaufen sein soll, würde man dann nicht auch ein paar andere Varianten erwarten, die sich bis heute gehalten haben müssten? Zumindest bei den Einzellern. Das erscheint mir ebenfalls paradox.

Und außerdem, wie wir wissen ist das Leben ja erdzeitlich relativ früh entstanden. Prinzipiell sollten doch auch andere Systeme ähnlich überlebensfähig sein, wenn auch nur in ihrer Nische. Solche Systeme könnten sich doch ständig bilden, aber ich sehe keine. Ist die Erde heute nicht mehr so "lebensfreundlich" wie damals? Oder sind alle Nischen schon besetzt? Kann mich mit beiden nicht so recht anfreunden.

Grüße
 
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Dgoe

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Hallo SRMeister,

Panspermie verlagert das Problem doch nur. Wenn es nicht hier war, dann woanders zum ersten Mal. Dann könnte man es aber ebenso gut auch hier erwarten.

Es mag ja andere Formen gegeben haben, die nicht genug optimiert waren, die gibt es folglich nicht mehr. Da kann Mahananda aber sicher mehr zu sagen.

Gruß,
Dgoe
 

SRMeister

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Ja aber wenn es woanders geschehen ist, gibt man dem Optimierungsprozess quasi unbegrenzte Zeit. Auf der Erde war die Zeit zwischen belebbar und belebt sehr kurz.
Außerdem könnte man einen bewussten Optimierungsprozess annehmen, sollte es zu uns getragen worden sein...
Außerdem hätte man nicht das Problem wie oben dargestellt: wo sind die anderen Systeme/Varianten?
Im Prinzip wäre Mahanandas Paradox aufgelöst.

PS: Mahanandas Blog ist echt klasse.
 
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Mahananda

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Hallo SRMeister und Dgoe,

Panspermie ist meiner Ansicht nach keine gangbare Lösung und würde darüber hinaus das aufgezeigte Paradox nicht auflösen. Der Zeitgewinn beträgt grob 9 Milliarden Jahre, was recht viel zu sein scheint. Nehmen wir an, das Leben ist erstmalig in der Umgebung eines K-Sterns entstanden, dann wäre der Ursprungsplanet vielleicht heute noch vorhanden und würde vielleicht sogar noch Leben beherbergen. Für eine gelingende Panspermie müssten dann allerdings mehr oder weniger stetig kleinere Brocken ab Zentimetergröße abgetragen und aus dem Heimatsystem hinauskatapultiert werden. Darüber hinaus müssten die im Gestein enthaltenen Organismen eine mehrere Millionen Jahre dauernde Reise durch den interstellaren Raum überstehen, bevor sie in ein Nachbarsystem gelangen. Und dort angekommen, müsste ein für eine weitere Evolution geeigneter Planet getroffen und die Oberfläche durch die Atmosphäre hinweg erreicht werden, ohne dass der Brocken entweder verglüht oder sich so weit aufheizt, dass die Mikrobenfracht denaturiert wird. Für mich sind das ein paar Auswahleffekte zu viel.

Weiterhin ist durch den Zeitgewinn das Paradox nicht wirklich verringert bzw. aufgelöst. Je länger eine chemische Evolution dauert, um so mehr greift der Trend zur Entropiezunahme, der aus scheinbar hoffnungsvollen Ansätzen am Ende eine teerige Brühe übrig lässt, weil der Weg zu sich aufschaukelnden Hyperzyklen nicht gefunden wird. Folglich ist das Zeitfenster für eine gelingende Biogenese nicht unbegrenzt offen. Auf der Erde hat es ab Mondentstehung etwa 1 Milliarde Jahre gedauert. Nehmen wir das Intermezzo des LHB als limitierend, bleiben etwa 300 Millionen Jahre bis zum Auftauchen erster Lebensspuren. Die thermophile Wurzel des gegenwärtig rekonstruierbaren Stammbaums der drei Domänen verweist allerdings auf die Möglichkeit, dass LUCA (Last Universal Common Ancestor) lediglich die Stammform vormals entstandenen Lebens gewesen sein könnte, die das LHB überlebt hat. Das würde dann die relativ zeitige Aufspaltung in die drei Domänen erklären. Das LHB wäre dann nicht limitierend gewesen sondern lediglich ein Flaschenhals, der nur die thermophilen Zweige des ursprünglichen Geflechts übrig ließ, die sich dann via adaptiver Radiation über die frei gewordenen Nischen hermachten ...

Zur Universalität des genetischen Codes: Auch dies ist ein Paradox, dass Koonin mit auflistet. Der Code muss von Anfang an optimal genug gewesen sein, um a) Proteine unterhalb der Fehlerschwelle zu reproduzieren und b) um dennoch optimierbar zu bleiben, indem z.B. weitere Aminosäuren in das Code-Schema eingefügt werden können. Das Szenario des "eingefrorenen Zufalls" von Crick ist einerseits notwendig, andererseits waren Szenarien über stereochemische und adaptive Wege nicht ausgeschlossen, so dass eine Optimierung hin zu besserer Fehlertoleranz erfolgen konnte. Dennoch: Eine gewisse Mindestrobustheit musste der Code von Anfang an besessen haben, als er "eingefroren" wurde, und diese verweist wiederum auf einen seltenen Glückstreffer, der sich ereignet haben muss. Damit jedoch überhaupt ein Code manifest werden konnte, war die Präsenz eines funktionierenden Translationsmechanismus' wieder einmal die Voraussetzung. Der Kreis schließt sich also ...

Viele Grüße!

P.S.: Im Verlauf der nächsten Woche stelle ich zunächst einen Beitrag über die RNA-Welt ein, bevor ich mich dann dem schon erwähnten 12. Kapitel aus Koonins Buch widme. Mir sind erst mal die Basics wichtig, damit die sich daran anschließenden Ausführungen auch verstanden werden.
 
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Dgoe

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Ja aber wenn es woanders geschehen ist, gibt man dem Optimierungsprozess quasi unbegrenzte Zeit.
Das kann man so nicht sagen, eine absolute Obergrenze wäre schon mal 13,8 Milliarden Jahre (Universumsalter), dann muss man noch einige abziehen für eine gute Durchmischung der Elemente aus Supernovae. Plus etwas Karenzzeit bis sich mal ein gut konfigurierter Planet in einer habitablen Zone eines gut konfigurierten Sterns befindet und sich vorteilhaft entwickeln kann. Kommt also grob hin.

Auf der Erde war die Zeit zwischen belebbar und belebt sehr kurz.
So kurz nun auch wieder nicht. Außerdem, die Vorläufer, die es bis zum ersten Hyperzyklus oder vorher bis zu ersten spontanen Translationen (ohne Vererbung) geschafft haben, brauchten vielleicht noch gar nicht alle diese Konditionen, die man unter 'belebbar' zusammenfasst, was das Zeitfenster wieder enorm vergrößert. An sich ja auch eine sowieso unnötige Einschränkung, genau die gleichen Konditionen für die Vorläufer, wie für die später entsprechend angepassten Formen vorauszusetzen.

Gleichzeitig möchte ich neben dem Zeitfenster auch mal die Größe des zur Verfügung stehenden Raumes ansprechen. Dazu mal ein Vergleich:
In einer Hand voll Boden gibt es mehr Lebewesen als Menschen auf der Erde. In der oberen Bodenschicht eines fruchtbaren Bodens lebt pro Quadratmeter eine Billiarde Bakterien. Würde man diese aneinanderreihen, so könnte man sie 25 Mal um den Erdball legen.
(...)
Ein Fingerhut Boden enthält ca.:
ƒ 1.000 Einzeller
ƒ 100.000 Algen
ƒ 400.000 Pilze
ƒ 600.000 Bakterien
Gut das ist heute, aber eine Billiarde! Wie viele Aberzigquadrilliarden Makromoleküle mögen über ein Jahr, aber erst recht über etliche Hunderte Jahrmillionen in den sonnengebadeten, feuchten Bereichen der damaligen Erde oder an thermalen Quellen der Ozeane, oder sonst wo, herumexperimentiert haben können. Ein einziger großer Durchbruch reicht ja.


Außerdem könnte man einen bewussten Optimierungsprozess annehmen, sollte es zu uns getragen worden sein...
Auch dies verlagert das Problem nur.


Außerdem hätte man nicht das Problem wie oben dargestellt: wo sind die anderen Systeme/Varianten?
Im Prinzip wäre Mahanandas Paradox aufgelöst.
Wie gesagt: Weg! Futschikato. Ineffektiv oder haben sich mit eingebracht. Das Paradox lässt sich sicher auch anders auflösen. Fortsetzung folgt ja...

P.S.: hat sich überschnitten.

Gruß,
Dgoe
 
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Dgoe

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Je länger eine chemische Evolution dauert, um so mehr greift der Trend zur Entropiezunahme, der aus scheinbar hoffnungsvollen Ansätzen am Ende eine teerige Brühe übrig lässt, weil der Weg zu sich aufschaukelnden Hyperzyklen nicht gefunden wird.
Das ist natürlich ein Aspekt der das Ganze wieder limitiert, ähnlich wie ein Countdown, eine Deadline. Interessant.

Die thermophile Wurzel des gegenwärtig rekonstruierbaren Stammbaums der drei Domänen verweist allerdings auf die Möglichkeit, dass LUCA (Last Universal Common Ancestor) lediglich die Stammform vormals entstandenen Lebens gewesen sein könnte, die das LHB überlebt hat. Das würde dann die relativ zeitige Aufspaltung in die drei Domänen erklären. Das LHB wäre dann nicht limitierend gewesen sondern lediglich ein Flaschenhals, der nur die thermophilen Zweige des ursprünglichen Geflechts übrig ließ, die sich dann via adaptiver Radiation über die frei gewordenen Nischen hermachten ...
3 Domänen? Entschuldigung, was ist damit gemeint? Wenn ich das richtig interpretiere, lag ich dann gar nicht so falsch mit den Konditionen für Vorläufer!? Hier sind aber doch immer noch Formen/Strukturen gemeint, die die Hyperzyklen und Translation schon beherrschten!? Vor dem LHB (Last Heavy Bombardment)?? Hui, da war aber immer weniger Zeit und sicher auch ungemütlich. Last heißt ja nur letztes...

Allerdings habe ich einmal eine Reportage gesehen, die genau die Energie, wie sie bei einem Impakt frei wird, als Quelle für chemische Reaktionen beschreibt, die Aminosäuren oder andere Makromoleküle herstellt, wenn ich mich richtig erinnere, dumpf. Das wurde in aufwendigen Experimenten (kl. Kanonenkugel) sogar bewiesen!

Gruß,
Dgoe
 

Dgoe

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Je länger eine chemische Evolution dauert, um so mehr greift der Trend zur Entropiezunahme, der aus scheinbar hoffnungsvollen Ansätzen am Ende eine teerige Brühe übrig lässt, weil der Weg zu sich aufschaukelnden Hyperzyklen nicht gefunden wird. Folglich ist das Zeitfenster für eine gelingende Biogenese nicht unbegrenzt offen.
Das lässt mich gerade nicht mehr los.

Die Bobardements bringen doch dauernd auch neues Wasser und anderes Material mit - man hat doch schon auch Aminosäuren nachgewiesen, zudem ist immer wieder neue Energie für etliche Reaktionen da, die genau vorteilhaft sind (siehe Beweise (link missing)).
Selbst (wenn, dann auch) eine teerige Brühe mit hohem Entropiegrad und vertanen Chancen wird dadurch doch wiederbelebt.

Aber entscheidend ist doch wie und wann die Translation und die ersten Hyperzyklen aufkamen, oder wie oft sie es tun und wieder untergehen, bis durch etliche Flaschenhälse (inkl. der letzten 5 gr. Massensterben) diese bis zu uns heute überlebt haben konnten.

Vielleicht geschieht das ganze total automatisch, sobald alle nötigen Konditionen vorhanden sind, quasi innerhalb von Minuten und Stunden, anstatt Jahrhundertmillionen. Oder Tage und Wochen, ach wieso?

Da sind ja keine Miniintelligenzen am Werk, die da ewig rum tüfteln. Entweder passt alles und es fügt sich zusammen oder eben nicht. Damit alles passt vergehen vielleicht Jahrmilliarden, aber einmal soweit, geht das hoppla hopp.

Gruß,
Dgoe
 

Mahananda

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Hallo Dgoe,

3 Domänen? Entschuldigung, was ist damit gemeint?

Das hier.

... lag ich dann gar nicht so falsch mit den Konditionen für Vorläufer!?

Es muss irgendeine stabilisierende Matrix gegeben haben, innerhalb der die präbiotischen Stoffwechselsysteme sich entwickeln konnten, ohne z.B. beim nächsten Wellenschlag wieder zu zerfallen. Das könnten z.B. Tonschichten gewesen sein (siehe dazu die Hypothese von Graham Cairns-Smith bezüglich Ton-Matrizen als Vorläufer von RNA-Matrizen für Replikationen - auch wenn es mir recht weit hergeholt erscheint), oder auch ufernahe Sedimente bzw. Sedimentgesteine mit katalytisch wirksamen Mineraloberflächen, inklusive solcher interessanten Metall-Ionen wie Cu+ oder Co++ oder aber eben Zn++ (siehe dazu die Zink-Welt-Hypothese von Mulkidjanian) ... Was auch immer das gewesen ist - ohne eine solche Matrix hätte es ein hinreichend breit gefächertes chemisches Experimentierfeld nicht gegeben, aus dem später etwas Komplexeres entstehen konnte.

Hier sind aber doch immer noch Formen/Strukturen gemeint, die die Hyperzyklen und Translation schon beherrschten!?

Ja sicher. Bevor eine Aufspaltung erfolgen konnte, mussten funktionsfähige Zellen überhaupt erst einmal da sein. Und diese enthielten bereits einen Translationsmechanismus.

Last heißt ja nur letztes...

Ja, aber man hat in Australien Zirkone gefunden, aus deren Untersuchung hervorgeht, dass es auf der Erde vor etwa 4,4 Milliarden Jahren schon flüssiges Wasser auf der Oberfläche gegeben hat. Also gab es nach der Mondentstehung möglicherweise ein Zeitfenster von etwa 300 bis 400 Millionen Jahren, in dem Leben hätte entstehen können, bevor das LHB einsetzte.

Das wurde in aufwendigen Experimenten (kl. Kanonenkugel) sogar bewiesen!

Ja, die Synthese durch Schockwellen liefert u.a. Aminosäuren und kurzkettige Peptide, wie man u.a. hier nachlesen kann. Da insbesondere in der Frühzeit der Erde auch Kometen auftrafen (die einen Teil des Wassers mitbrachten), dürfte das eine nicht unerhebliche Rolle gespielt haben, die primordiale Ursuppe mit interessanten Monomeren anzureichern.

Viele Grüße!

EDIT:

Selbst (wenn, dann auch) eine teerige Brühe mit hohem Entropiegrad und vertanen Chancen wird dadurch doch wiederbelebt.

Bei Teer wird es schwierig, aber andere, mitgebrachte Fracht kann durchaus zu neuen Reaktionsabläufen führen.
 
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Dgoe

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Hallo Mahananda,

Danke für Deine Antworten.

Dann sind aber Domäne schon Zellen, die wiederum eine noch wesentlich höhere Ordnung haben als nur Translation und Hyperzyklus. Ich meine, wenn sogar schon Zellen da sind, ist der Fisch doch schon längst gegessen.

Ich hab mich zuerst mehr auf die RNA als Vorläufer konzentriert, die natürlich auch schon Translation und Hyperzyklus verwalten kann. Und nun den Fokus eher auf Strukturen von Makromolekülen, die drauf und dran sind eine Translation hervorzubringen, die in einem Hyperzyklus organisiert ist. Wie ich von Dir gelernt zu haben meine, meine Interpretation, sollte beides eigentlich gleichzeitig, also auf einmal, einmal geklappt haben - wie sonst will man das Paradox auflösen?

Dass es geklappt hat, ist ja unbestreitbare Tatsache, außer für intelligent Design-Anhänger und für Panspermie - sorry - Ausweichler (räumliche Problemverlagerer) oder andere religiöse Erklärungen, die ich allesamt respektiere, hier aber außen vor lassen möchte.

Das ist natürlich ausgesprochen unwahrscheinlich, aber eben nur für unsere Begriffe, des menschlichen Geistes. Selbst für Wissenschaftler auch, aber wenn man sich vor Augen führt, dass diese Prozesse unheimlich winzig sind und dadurch schon extrem zahlreich sein können (siehe oben mein Vergleich) und die ganze Welt (Erde) zur Verfügung stand, wenn auch sicher nicht überall gleichermaßen, dann, ja, dann relativiert sich das Bild schon ein wenig. Hinzu kommen satte Zeitrahmen.

Nur, wie schon angedeutet, werde ich die Idee nicht mehr los, dass es überhaupt nicht lange dauern mag, wenn schon so gut wie alles am Start ist. Im Detail dann eine Matrix, die ganzen Bausteine drum herum, richtige Temperatur, richtiger Druck, Gravitation, alles in ambienten Verhältnissen. Gut, eine Energiequelle, wie die Sonne (evtl. auch deren genauer Strahlungsmix) oder auch nur eine thermale Quelle oder Impakte oder Blitze (diese vielleicht nur für die Bausteine vorher). Aber dann, genau dann, PLOPP!

Fügt sich auf wundersam anmutende Weise Translation und Hyperzyklus zusammen zum Rest. Fast wie vorgesehen oder wie füreinander bestimmt. Eine Hochzeit.

Eben eine sehr komplexe chemische Reaktion (die man dann umtauft in biochemisch), die nur unter ganz bestimmten Voraussetzungen stattfindet. Und eben, wenn einmal alles stimmt, sich im Sekunden- bis Minutentakt vollzieht.

Bei einer Supernaova geht auch alles ganz schnell, auch wenn es schier ewig dauert, bis sich alles dahin akkumuliert hat. Oder bei GRBs.

Es muss aber eine zwingende Folge sein, kein herumlavieren. Sicher, wenn die Konditionen auch nur knapp daneben liegen, dann höchstens, klappt nicht ganz.

Soviel mal wieder aus Laiensicht, etwas naiv vielleicht hie' und da, aber - ich hoffe - gut formuliert, nachvollziehbar.

Gruß,
Dgoe
 

ralfkannenberg

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Dann sind aber Domäne schon Zellen, die wiederum eine noch wesentlich höhere Ordnung haben als nur Translation und Hyperzyklus. Ich meine, wenn sogar schon Zellen da sind, ist der Fisch doch schon längst gegessen.
Hallo zusammen,

ich wusste noch gar nicht, dass man Prokaryoten als "Zellen" bezeichnet, aber gemäss Wikipedia gesteht man denen heutzutage auch Zell-Charakter zu.

Seit wann ist das so und was waren die Gründe für diese Umordnung ? - Das hat ja auch zur Folge, dass Eukaryoten in sich unzählige fremde "Zellen" besitzen, also Mitochondrien und Plastiden.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Mahananda

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Hallo Ralf,

Prokaryoten sind Zellen, die - im Gegensatz zu den Eukaryoten - keinen Zellkern aufweisen. Meines Wissens galten diese schon immer - also seit der Entdeckung von Bakterien mit dem Mikroskop und der Zellentheorie von Schwann und Schleiden im 19. Jahrhundert - als Zellen.

Zu den Mitochondrien und Plastiden: Hierzu gibt es die Endosymbionten-Theorie, nach der die Vorläufer der heutigen Eukaryoten einst frei lebende Bakterien (Vorläufer der heutigen Mitochondrien: Proteobakterien, die Sauerstoff verwerten konnten) und ein Teil derselben später frei lebende Cyano-Bakterien (Vorläufer der heutigen Plastiden) in das Zell-Innere aufnahmen, ohne sie zu verdauen.

Relikte des einstigen "freien" Lebens sind u.a. ein eigenes, wenn auch bruchstückhaftes Genom und ein eigenes Translationssystem mit z.T. abweichender Belegung des genetischen Codes.

Viele Grüße!
 

Mahananda

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Hallo Dgoe,

Es muss aber eine zwingende Folge sein, kein herumlavieren.

Das ist genau der Punkt, um den es geht. Natürlich musste irgendwann ein Level an Wechselwirkungen erreicht worden sein, das geradewegs in die Entstehung eines Translationsmechanismus' mündete, anderenfalls wäre er nicht entstanden. Aber welche zufälligen Umstände dieses Level herbeiführten, ist hierbei die große Unbekannte. Es mussten mehrere Wege in einem Punkt zusammenkommen, damit es "Plopp!" machen konnte, wie Du es so schön umschrieben hattest. Raum, Zeit und Winzigkeit der betreffenden Moleküle erhöhen zwar einerseits die Chance dafür, bewirken jedoch andererseits, dass die Chance, dass sich weitläufige Wege verfehlen können, mit steigendem Raumangebot ebenfalls steigt. Mit wachsendem Zeitangebot können sich bestimmte Prozesse zwar öfter wiederholen, aber damit mehrere Prozesslinien zusammenkommen können, kommt es auf die Zeitgleichheit an. Anderenfalls verfehlen sie sich am selben Ort zu verschiedenen Zeitpunkten. Es muss also zufällig genau passen, aber das ist eben nicht vorab bestimmbar.

Viele Grüße!
 

Dgoe

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... und ein eigenes Translationssystem mit z.T. abweichender Belegung des genetischen Codes.
Huch,

etwa ein Hinweis, dass die Translation nicht nur einmal zustande kam? Sogar selbst in Variationen?
Spannend, was man so alles schon erforscht hat, ein großes Puzzle-Spiel...

Gruß,
Dgoe
 

Mahananda

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Hallo Dgoe,

etwa ein Hinweis, dass die Translation nicht nur einmal zustande kam?

Nein, nur ein Hinweis darauf, dass der genetische Code eine Phase der Optimierung hinter sich hat, die bei Mitochondrien z.B. dazu führte, dass ein Stopp-Codon des Standard-Codes dort mit Tryptophan belegt ist. Das Translationssystem ist dasselbe, aber die Proteinbiosynthese findet sowohl im Zell-Inneren der Eukaryoten-Zelle statt wie auch im Innern der Mitochondrien. Es gibt also zwei getrennte Bereiche, allerdings haben die Mitochondrien große Teile des ursprünglichen Genoms in den Zellkern der beherbergenden "Mutter"-Zelle verlagert (Ein Beispiel für horizontalen Gentransfer). Nur der verbliebene Rest wird mit Hilfe des im Mitochondriums noch vorhandenen Translationssystems über den leicht abweichenden Code verarbeitet.

Die derzeit bekannten Abweichungen vom Standard-Code sind hier verzeichnet (ab Übersicht 2. mit "Differences from the Standard Code", wobei der Standard Code als Übersicht 1. aufgeführt ist).

Viele Grüße!
 

Dgoe

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Nein, nur ein Hinweis darauf, dass der genetische Code eine Phase der Optimierung hinter sich hat, die bei Mitochondrien z.B. dazu führte, dass ein Stopp-Codon des Standard-Codes dort mit Tryptophan belegt ist.
(...)
Nur der verbliebene Rest wird mit Hilfe des im Mitochondriums noch vorhandenen Translationssystems über den leicht abweichenden Code verarbeitet.
Hallo Mahananda,

wie kann man sich so sicher sein, dass der Code erst später optimiert worden ist (Stopp-Codon mit Tryptophan ausgetauscht). Welchen Vorteil birgt Tryptophan?

Das restliche Zitat liest sich ja auch entsprechend anders, fast widersprüchlich zu interpretieren möglich, namentlich der verbliebene Rest. Also der Rest, der nicht horizontal ausgewandert ist, sondern so verblieben ist, wie er schon immer war??

Das wären dann 2 fast identische Codes für Translationen, die separat entstanden sein könnten - eben an dem Unterschied zu erkennen!? Wäre jetzt schon nicht so nebensächlich.

Gruß,
Dgoe
 

Mahananda

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Hallo Dgoe,

wie kann man sich so sicher sein, dass der Code erst später optimiert worden ist

Der Code wird auch heute noch optimiert. Ich hatte hier ja schon auf Pyrrolysin und Selenocystein verwiesen, die die Auswahl der 20 Aminosäuren auf 22 erweitern. Am unteren Ende des Beitrages hatte ich auch auf einen Beitrag verlinkt, aus dem hervorgeht, dass der genetische Code in seiner jetzigen Struktur das Resultat einer Optimierung darstellt. Der Optimierungsprozess läuft parallel ab. In den Eukaryoten hat es möglicherweise den Verlust der zu Tryptophan gehörigen tRNA gegeben, so dass heute das Codon UGA auf der mRNA ein Stopp-Codon darstellt, während in den Mitochondrien dieses Codon für Tryptophan nach wie vor codiert, weil im Innern des Mitochondriums die zugehörige tRNA vorhanden geblieben ist.

Welchen Vorteil birgt Tryptophan?

Es ist eine hydrophobe Aminosäure, die recht sperrig ist. Sie wird recht selten eingebaut und bewirkt infolge der Sperrigkeit einen schärferen Knick in der Ausformung der Polypeptidkette, was wiederum die Ausformung eines aktiven Zentrums in einem Enzym nach sich ziehen kann. Tryptophan wird allerdings recht selten eingebaut, weil einerseits die Synthese recht aufwändig ist und andererseits im Standardcode nur mit einer einzelnen Belegung vertreten ist.

Also der Rest, der nicht horizontal ausgewandert ist, sondern so verblieben ist, wie er schon immer war??

Nein, der Rest des ursprünglich vollständigen Genoms des Bakteriums, das es besaß, bevor es als Mitochondrium in das Innere einer eukaryotischen Zelle gelangte.

Das wären dann 2 fast identische Codes für Translationen, die separat entstanden sein könnten - eben an dem Unterschied zu erkennen!?

Wenn sie separat entstanden wären, hätten wir nicht nur kleine Alternativbelegungen mit denselben 20 Aminosäuren, sondern würden größere Unterschiede in den Belegungen haben, bei denen völlig andere Aminosäuren auftreten und nicht nur geringere chemische Abwandlungen bzw. Belegungen von Stopp-Codons mit Vertretern eben denselben Aminosäuren. Insofern ist es plausibel, davon auszugehen, dass es sich hier um Modifikationen eines einzelnen Ausgangscodes handelt, statt um eine parallel erfolgte Neuentstehung. Bei den schon erwähnten zwei aaRS-Klassen ist das schön zu sehen: Diese haben tatsächlich zwei von einander verschiedene Ursprünge. Nicht nur, dass sie in ihrem Aufbau verschieden sind - sie verknüpfen ihre jeweiligen Aminosäuren zudem an zwei voneinander verschiedenen Positionen mit der zugehörigen tRNA (Klasse-I-aaRS binden an die 3'-Position der endständigen Ribose und Klasse-II-aaRS binden an die 2'-Position).

Viele Grüße!
 

Dgoe

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Hallo Mahananda,

vor lauter Staunen ist mir glatt der Schnuller aus dem Mund gefallen...

Gruß,
Dgoe
 

Dgoe

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ist Dir der Unterschied zwischen DNA, mRNA und tRNA geläufig ?

Hallo Ralf,

ja, der zwischen DNA und RNA zuvor auch schon (sagt keiner mehr DNS, RNS auf deutsch?). Nur mRNA und tRNA, bzw. noch zig andereRNA habe ich erst anhand des Wikipedia-Artikels unterscheiden können, um besser folgen zu können - die auch von Mahananda etwas erläutert wurden...

Gruß,
Dgoe
 
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