Si el ADN tiene una composición química ligeramente diferente a la del ARN, ¿por qué el ADN no puede actuar como catalizador y por qué no ha reemplazado al ARN? Aquí, estoy hablando en términos de evolución, ¿no debería la evolución simplemente reemplazar todo el ARN con ADN?
Una pregunta relacionada es ¿Por qué algunos rasgos malos evolucionan y los buenos no? Básicamente, se necesita una fuerte presión de selección para filtrar un rasgo.
Habiendo dicho eso, no hay un argumento sólido a favor de que la transcripción sea una desventaja.
El ARN tiene propiedades únicas que lo hacen adecuado para ciertas funciones. El ARN puede adoptar diferentes estructuras secundarias/terciarias que un ssDNA equivalente no puede. Una de las razones es que los pares oscilantes GU son estables en los ARN pero no en el ADN, lo que permite flexibilidad estructural a los primeros. Consulte https://chemistry.stackexchange.com/a/35224/5295
El ARN también tiene una alta rotación debido a las diferentes ARNasas . Si hubiera ADN en lugar de ARN para transportar mensajes temporales y hubiera ADNasas equivalentes para aumentar la renovación de los "ADNm", entonces el ADN genómico también sería susceptible de degradación por estas ADNasas, lo que provocaría inestabilidad genómica. Puede argumentar que la síntesis de proteínas podría comenzar directamente con el ADN como plantilla en lugar del ARNm. Supongo que llenaría el ADN y chocaría con la replicación. Incluso la maquinaria de transcripción choca con la maquinaria de replicación; esto se llama conflicto de replicación de transcripciónlo que conduce a la inestabilidad genómica. Es probable que una situación hipotética en la que hay múltiples ribosomas en un ADN tenga mayores posibilidades de conflictos con la replicación que conflictos de transcripción-replicación, lo que provoca un mayor grado de inestabilidad genómica. Supongo que sí porque una gran cantidad de ribosomas deben progresar simultáneamente a través del gen para producir una cantidad suficiente de la proteína correspondiente (como en el caso de los polisomas).
Otra posibilidad se basa en la hipótesis del mundo del ARN. Si es realmente cierto que el ARN precedió al ADN como molécula tanto funcional como hereditaria, entonces es difícil deshacerse de todos los ARN tan fácilmente. Incluso si la mayoría de las funciones de los ARN arcaicos fueran asumidas por el ADN y las proteínas, todavía realizan algunas funciones vitales. Para reemplazar el ARN de estos roles, debería existir una alternativa que funcione mucho mejor que los ARN.
Estas son solo conjeturas. Una razón absoluta no puede atribuirse fácilmente a muchas observaciones biológicas. Esto se debe a que no conocemos la trayectoria evolutiva real de cómo sucedieron las cosas. Sin embargo, lo que es importante tener en cuenta es que la evolución avanza hacia algún tipo de óptimo global. La evolución no "apunta" a la perfección.
El argumento en esta pregunta se basa en las premisas falsas de que una ligera diferencia entre dos estructuras macromoleculares es una diferencia sin importancia, y que cualquier importancia o falta de ella para esa diferencia tendrá el mismo peso para diferentes funciones.
Las ligeras diferencias entre el ADN y el ARN le dieron al ADN ciertas ventajas como material genético; por ejemplo, está menos sujeto a la hidrólisis alcalina y, por lo tanto, puede producir genomas más estables. Solo reemplazará al ADN si su química hace el trabajo mejor; para otras funciones del ARN, esto generalmente no es así.
El ARN fue reemplazado en gran medida como catalizador, pero por proteínas, no por ADN, algo que uno puede racionalizar químicamente porque había una variedad más amplia de grupos para la catálisis, etc. en las cadenas laterales de 20 aminoácidos de las proteínas.
El ARN se retuvo para funciones en las que su grupo hidroilo de azúcar adicional o la labilidad ácida transmiten una ventaja sobre el ADN (por ejemplo, ARNm), o el reemplazo por ADN parecería no brindar ninguna ventaja (por ejemplo, ribosomas). No soy un experto en ARN catalítico, pero entiendo que el 2'-OH está involucrado en la catálisis ácido-base.
En conclusión, si habla de moléculas biológicas, debe pensar en cómo su química afecta su función. Si no tiene química, vaya y aprenda algo o limítese a algún área no molecular de la biología.
Nota
Tengo una respuesta a una pregunta relacionada aquí: ¿Por qué los diferentes organismos no tienen genomas de ácido nucleico que contengan diferentes bases y azúcar?
otro 'homo sapiens'
MattDMo
avoid asking subjective questions where … you are asking an open-ended, hypothetical question: “What if ______ happened?”esperamos que las respuestas se basen en hechos y referencias verificables, junto con la experiencia relacionada con el tema. Si bien esta es una pregunta interesante, desafortunadamente está fuera de tema.John
David
David