在模拟显示,有限分散的复制器向更高的效率和保真度进化
Péter Szabó1, István Scheuring, Tamás Czárán
1Department of Plant Taxonomy and Ecology, Research Group of Ecology and Theoretical Biology, Eötvös University, 1/c Pázmány P. sétány, H-1117 Budapest, Hungary.
Nature
|November 26, 2002
概括
功能复制对于生命的起源至关重要. 矿物表面促进了RNA复制酶功能的进化,改善了复制速度和准确性,尽管有分子寄生虫.
科学领域:
- 生命的起源研究 生命的起源研究
- 分子进化分子进化
- 益生菌化学 益生菌化学
背景情况:
- 具有复制酶功能的催化RNA酶 (核糖酶) 被假设为生命起源的必要条件.
- 复制器的忠实性至关重要,因为在自然选择下,突变负载限制了模板长度.
- 较长的分子通常是更好的复制品,但这与忠实性约束相冲突.
研究的目的:
- 调查在哪些条件下更高效的复制品可以出现和传播.
- 探索矿物表面在促进RNA复制进化的作用.
- 了解复制真实性,速度和模板效率如何共同发展.
主要方法:
- 对复制器动态的数学分析.
- 细胞自动机模拟矿物表面上的益生菌复制.
- 模拟分子寄生虫和互惠利他主义的影响.
主要成果:
- 有效的复制物可以在被吸附到 prebiotic 矿物表面时传播.
- 观察到复制效率,复制速度和模板效率的进化性增加.
- 在矿物表面的相互利他主义 ("物种内部互惠主义") 抵消了分子寄生虫的负面影响.
结论:
- 益生菌矿物表面为RNA复制酶功能的逐步改善提供了一个合理的环境.
- 速度,忠诚度和效率的共同进化是通过表面介导的互惠主义来实现的.
- 这项研究支持了早期生命在矿物质基板上演变的假设.
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