Physics: Photostability of Nucleoti

Physics: Photostability of Nucleotides
RNA and DNA are polymers of similar sugar-phosphate units, with each sugar
moiety (ribose in RNA or deoxyribose in DNA) carrying one of four different nitrogen
bases (nucleobases). The specific feature that is shared by all nucleobases is
their unique photostability [159-165]. Since this trait is not related to the storage
of genetic information, several authors [105,112,133,159,164,165] have noted
that this property could have been of some use when the UV flux at the surface
of primordial Earth was much stronger than it is now [133,134]. Nucleobases
apparently can absorb excess energy quanta from sugar-phosphate moieties and
protect them from photo-dissociation [166]. This feature explains why the UV
damage to the backbones even of modern RNA and DNA molecules is 103–104
times less frequent than destruction of nucleobases themselves [159].
Based on a Monte-Carlo simulation of primordial photochemistry [112], we
have proposed an evolutionary scenario in which the relative enrichment in increasingly
complex RNA-like polymers could be attributed to their higher photostability
in a UV-irradiated environment, with UV-quenching nucleobases protecting
the sugar-phosphate backbones from photo-dissociation. It was posited
that the photostability could increase further owing to the stacking of nucleobases
and the formation of Watson-Crick pairs [85,112], see also below.
In modern organisms, the continuous victimization of nucleobases is a wellknown
problem that is counteracted by sophisticated repair systems [167]. At the
earliest steps of evolution, repair systems were absent, so the photodestruction of
nucleobases could have hindered the selection of the first replicators. The photodestruction
of nucleobases could be, however, prevented by radiation-absorbing
templates. Many minerals can take up radiation energy from the adsorbed photoactive
compounds. For example, montmorillonite particles have been shown to
protect catalytic RNA molecules (hairpin ribozyme 1) from UV-induced damage:

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ฟิสิกส์: Photostability ของนิวคลีโอไทด์อาร์เอ็นเอและดีเอ็นเอเป็นโพลิเมอร์ของน้ำตาลฟอสเฟตหน่วยคล้ายกัน มีน้ำตาลแต่ละmoiety deoxyribose ในดีเอ็นเอหรือ (ribose ในอาร์เอ็นเอ) โดยไนโตรเจน 4 แตกต่างกันอย่างใดอย่างหนึ่งฐาน (nucleobases) คุณลักษณะเฉพาะที่ใช้ร่วมกัน โดยทั้งหมด nucleobasesphotostability เฉพาะของพวกเขา [159-165] เนื่องจากติดนี้ไม่ได้เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บข้อมูลข้อมูลทางพันธุกรรม คนที่นิยมเขียนหลาย [105,112,133,159,164,165]ที่นี่มีของใช้บางอย่างเมื่อ UV การไหลที่ผิวของโลก primordial มีกำลังมากมากกว่าที่เป็นอยู่ตอนนี้ [133,134] Nucleobasesเห็นได้ชัดว่าสามารถดูดซับพลังงานส่วนเกิน quanta จากน้ำตาลฟอสเฟต moieties และปกป้องพวกเขาจากรูปถ่าย-dissociation [166] คุณลักษณะนี้อธิบายว่า ทำไมการ UVความเสียหาย backbones แม้ของโมเลกุลดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอที่ทันสมัยเป็น 103 – 104เวลาน้อยบ่อยกว่าทำลาย nucleobases เอง [159]ตามการจำลอง Monte-Carlo primordial เคมีแสง [112], ของเรามีการนำเสนอสถานการณ์การวิวัฒนาการที่เติมเต็มสัมพัทธ์ในมากขึ้นซับซ้อนเช่นอาร์เอ็นเอโพลิเมอร์สามารถเกิดจาก photostability สูงของพวกเขาใน UV irradiated กับ nucleobases ชุบ UV ปกป้องbackbones น้ำตาลฟอสเฟตจากภาพ dissociation มันได้ positedว่า photostability ที่สามารถเพิ่มเพิ่มเติม owing การซ้อน nucleobasesและการก่อตัวของวัตสันคริกคู่ [85,112], ดูด้านล่างในสิ่งมีชีวิตที่ทันสมัย victimization อย่างต่อเนื่องของ nucleobases อุดรธานีมีปัญหาที่ counteracted ด้วยระบบที่ทันสมัยทัน [167] ที่ขั้นตอนแรกสุดของวิวัฒนาการ ซ่อมแซมระบบขาด เพื่อ photodestruction ของnucleobases อาจมีผู้ที่ขัดขวางการเลือกตัวแทนทำสำเนาที่แรก Photodestructionของ nucleobases ได้ อย่างไรก็ตาม ป้องกัน โดยดูดรังสีแม่แบบ แร่ธาตุมากสามารถใช้รังสีพลังงานจากที่ adsorbed photoactiveสารประกอบ ตัวอย่าง การแสดง montmorillonite อนุภาคกับป้องกัน UV ทำให้เกิดความเสียหาย: ตัวเร่งปฏิกิริยาโมเลกุลอาร์เอ็นเอ (กิ๊บไรโบไซม์ 1)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ฟิสิกส์: Photostability ของ Nucleotides
RNA และ DNA
เป็นโพลีเมอหน่วยน้ำตาลฟอสเฟตที่คล้ายกันกับแต่ละน้ำตาลครึ่งหนึ่ง(น้ำตาลในอาร์เอ็นเอหรือ Deoxyribose ใน DNA)
การดำเนินการหนึ่งในสี่ของไนโตรเจนที่แตกต่างกันฐาน(nucleobases) คุณลักษณะเฉพาะที่ใช้ร่วมกันโดย nucleobases ทั้งหมด
photostability ที่ไม่ซ้ำกันของพวกเขา [159-165] เนื่องจากลักษณะนี้ไม่ได้เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บข้อมูลทางพันธุกรรมเขียนหลาย [105.112.133.159.164.165] ได้ตั้งข้อสังเกตว่าคุณสมบัตินี้จะได้รับบางส่วนของการใช้งานเมื่อฟลักซ์ยูวีที่พื้นผิวของโลกเป็นลำดับความเข้มแข็งมากขึ้นกว่าที่เป็นอยู่ในขณะนี้[133,134] nucleobases เห็นได้ชัดว่าสามารถดูดซับพลังงานควอนตั้มส่วนเกินออกจาก moieties น้ำตาลฟอสเฟตและปกป้องพวกเขาจากภาพที่แยกออกจากกัน[166] คุณลักษณะนี้จะอธิบายว่าทำไมยูวีเกิดความเสียหายต่อกระดูกสันหลังแม้ของอาร์เอ็นเอที่ทันสมัยและโมเลกุลดีเอ็นเอเป็น 103-104 ครั้งบ่อยน้อยกว่าการทำลายของ nucleobases ตัวเอง [159]. อยู่บนพื้นฐานของการจำลอง Monte-Carlo ของเคมีดั่งเดิม [112] เราได้เสนอสถานการณ์วิวัฒนาการที่เพิ่มคุณค่ามากขึ้นเมื่อเทียบกับในที่ซับซ้อนพอลิเมอ RNA เหมือนอาจจะประกอบไป photostability ที่สูงขึ้นของพวกเขาในสภาพแวดล้อมที่ฉายรังสียูวีด้วยnucleobases UV-ดับปกป้องกระดูกสันหลังน้ำตาลฟอสเฟตจากภาพที่แยกออกจากกัน มันเป็น posited ว่า photostability อาจเพิ่มขึ้นอีกเนื่องจากซ้อนของ nucleobases และการก่อตัวของคู่ Watson-Crick [85112] โปรดดูที่ด้านล่าง. ในชีวิตที่ทันสมัยที่ตกเป็นเหยื่ออย่างต่อเนื่องของ nucleobases เป็น wellknown ปัญหาที่ล่วงรู้โดยการซ่อมแซมที่มีความซับซ้อน ระบบ [167] ในขั้นตอนแรกของการวิวัฒนาการของระบบการซ่อมแซมขาดดังนั้น photodestruction ของ nucleobases จะได้ขัดขวางการเลือก Replicators แรก photodestruction ของ nucleobases อาจจะ แต่ป้องกันได้โดยการดูดซับรังสีแม่ แร่ธาตุหลายคนอาจใช้เวลาถึงพลังงานรังสีจาก photoactive ดูดซับสาร ยกตัวอย่างเช่นอนุภาคมอนต์มอริลโลไนต์ได้รับการแสดงที่จะปกป้องโมเลกุล RNA เร่งปฏิกิริยา (กิ๊บ ribozyme 1) จากความเสียหายที่เกิดจากรังสียูวี:

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ฟิสิกส์ : การศึกษาความคงตัวต่อแสงของนิวคลีโอไทด์
RNA และ DNA เป็นพอลิเมอร์ของหน่วยฟอสเฟต น้ำตาลที่คล้ายกันกับแต่ละน้ำตาล
กึ่งหนึ่ง ( หน้าตัวเมียใน RNA หรือดีออกซีไรโบสในดีเอ็นเอ ) แบกหนึ่งในสี่ฐานไนโตรเจน
แตกต่างกัน ( นิวคลีโอเบส ) คุณลักษณะเฉพาะของที่ใช้ร่วมกันโดยทุกนิวคลีโอเบสคือ
[ การศึกษาความคงตัวต่อแสงของพวกเขาเฉพาะ 159-165 ] เนื่องจากลักษณะนี้ไม่ได้เกี่ยวข้องกับกระเป๋า
ของข้อมูลทางพันธุกรรมผู้เขียนหลาย [ 105112133159164165 ] ได้ระบุไว้
ว่าคุณสมบัตินี้จะได้รับประโยชน์บางอย่างเมื่อแสงของพื้นผิวของโลกที่ประถม
เข้มแข็งกว่ามากกว่าตอนนี้ [ 133134 ] นิวคลีโอเบส
เห็นได้ชัดสามารถดูดซับพลังงานส่วนเกินจาก Quanta โมเลกุลฟอสเฟตและน้ำตาล
ปกป้องพวกเขาจากภาพหวิว [ 166 ] คุณสมบัตินี้อธิบายว่าทำไม UV
ความเสียหายของ backbones แม้แต่ของอาร์เอ็นเอและดีเอ็นเอของโมเลกุลโมเดิร์น 103 – 104
ครั้งถี่น้อยกว่าการทำลายนิวคลีโอเบสเอง [ 159 ] .
ที่ใช้ในการจำลองมอนติคาร์โลของเมอร์ลินประถม [ 112 ] เรา
นำเสนอสถานการณ์วิวัฒนาการที่ญาติเสริมในยิ่งขึ้น
ที่ซับซ้อนอาจจะเกิดจากยีน เช่น โพลิเมอร์

ของการศึกษาความคงตัวต่อแสงสูงกว่าในการฉายรังสี ยูวี UV ปกป้องสิ่งแวดล้อมกับดับนิวคลีโอเบส
น้ำตาลฟอสเฟต Gbps จากภาพหวิว . มันเป็น posited
ที่การศึกษาความคงตัวต่อแสงสามารถเพิ่มเพิ่มเติมเนื่องจากการวางซ้อนของนิวคลีโอเบส
และการก่อตัวของวัตสันคริกคู่ [ 85112 ] ดูยังด้านล่าง .
ในสิ่งมีชีวิตที่ทันสมัย , เหยื่ออย่างต่อเนื่องของนิวคลีโอเบส เป็นกรรม
ปัญหาที่ต่อต้านระบบซ่อมแซมซับซ้อน [ 167 ] ในขั้นตอนแรกสุดของ
วิวัฒนาการ การซ่อมแซมระบบขาด ดังนั้น photodestruction ของ
นิวคลีโอเบสอาจจะขัดขวางการของ replicators ก่อน การ photodestruction
ของนิวคลีโอเบสอาจจะ แต่ป้องกันได้โดยการดูดซับรังสี
แม่แบบแร่ธาตุหลายชนิดสามารถใช้พลังงานดูดซับรังสีจาก photoactive
สารประกอบ ตัวอย่างเช่นอนุภาคมอนต์มอริลโลไนต์ที่ได้แสดงปฏิกิริยา
ปกป้องโมเลกุล RNA ( กิ๊บไรโบไซม์ 1 ) จาก UV เกิดความเสียหาย :