Potwór Spiegelmana

Potwór Spiegelmana – nazwa nadana liczącemu 218 nukleotydów łańcuchowi RNA replikowalnemu przez replikazę RNA. Termin pochodzi od nazwiska badacza, Sola Spiegelmana z University of Illinois at Urbana-Champaign, który w 1965 r. opisał proces powstawania wspomnianego łańcucha RNA.

Spiegelman wprowadził RNA pochodzące z prostego bakteriofaga Qβ do roztworu zawierającego RNA-replikazę (enzym katalizujący replikację RNA) Q-Beta Replicase, pochodzącą z tego samego wirusa, pewną ilość wolnych nukleotydów i soli mineralnych. W tym środowisku RNA zaczął ulegać replikacji[1]. Następnie Spiegelman pobrał pewną ilość RNA i przeniósł je do innej probówki ze świeżym roztworem i ponownie przeprowadził replikację. Procedurę tę powtórzył wielokrotnie[2].

Krótsze łańcuchy RNA replikowały się szybciej, więc ich udział w całej puli powstających RNA wzrastał stopniowo w kolejnych powtórzeniach – zachodziła selekcja ze względu na szybkość. Po 74 pokoleniach pierwotny łańcuch, zawierający 4,5 tysiąca zasad, skurczył się do 218 jednostek. Tak krótkie RNA cechowała zdolność do bardzo szybkiej replikacji w stworzonych przez badacza nienaturalnych warunkach.

W 1997 Manfred Eigen i Frank Oehlenschlager pokazali, że potwór Spiegelmana może być jeszcze krótszy i składać się z 54 lub 48 reszt nukleotydowych. Oligonukleotydy te stanowiły po prostu miejsce wiążące użytej RNA-replikazy[3].

Manfred Sumper i Rüdiger Luce z laboratorium Eigena do swojego eksperymentu zastosowali mieszaninę zawierającą jedynie nukleotydy i RNA-replikazę Qβ, ale bez matrycowego RNA. W odpowiednich warunkach spontanicznie tworzył się w niej samoreplikujący się RNA, ewoluujący do formy przypominającej potwora Spiegelmana[4].

Zobacz też

Przypisy

  1. ↑ S. Spiegelman i inni, The synthesis of a self-propagating and infectious nucleic acid with a purified enzyme, „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”, 54 (3), 1965, s. 919–927, DOI: 10.1073/pnas.54.3.919, PMID: 5217468, PMCID: PMC219765 (ang.).
  2. ↑ D.L. Kacian i inni, A replicating RNA molecule suitable for a detailed analysis of extracellular evolution and replication, „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”, 69 (10), 1972, s. 3038–3042, DOI: 10.1073/pnas.69.10.3038, PMID: 4507621, PMCID: PMC389702 (ang.).
  3. ↑ Frank Oehlenschläger, Manfred Eigen, 30 Years Later – a New Approach to Sol Spiegelman's and Leslie Orgel's in vitro evolutionary studies, „Origins of Life and Evolution of the Biosphere”, 27 (5-6), 1997, s. 437–457, DOI: 10.1023/A:1006501326129, PMID: 9394469 (ang.).
  4. ↑ Manfred Sumper, Rüdiger Luce, Evidence for de novo production of self-replicating and environmentally adapted RNA structures by bacteriophage Qbeta replicase, „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”, 72 (1), 1975, s. 162–166, DOI: 10.1073/pnas.72.1.162, PMID: 1054493, PMCID: PMC432262 (ang.).