Alternativas al ADN

Estoy en el proceso de crear mi universo y lo he basado en ciencia semidura. El universo que he creado es bastante extenso, y pensé que no sería razonable que el único tipo de material genético que existiera fuera el ADN o el ARN y, sin embargo, no solo quiero encontrar algo extravagante y poco realista. material genético alternativo.

Entonces mi pregunta es: ¿Existen moléculas que puedan servir de manera realista como material genético en lugar del ADN y el ARN?

Cada vez que los extraterrestres tienen ADN, me sangran los ojos. Es tan tonto como que ellos hablen ruso. A menos que tengan un ancestro común con la vida en la tierra o Dios los hizo, no pueden tener ADN.
No seas demasiado duro @King-Ink, no más que tener océanos alienígenas que son arena de playa salada y alienígena hecha de sílice. El ADN puede ser una construcción natural. Hay espacio para diferentes detalles y ciertamente una codificación diferente, pero esencialmente la misma estructura: ácido nucleico (¡que se forma en nubes espaciales!) y un esqueleto de azúcar polimerizado con una doble hebra de codones complementarios.
@King-Ink si Dios los hizo, serán humanos. Si no lo hizo, consigue a Jabba the Hut. Estoy cruzando los dedos es el primero.
@JDługosz los extraterrestres no relacionados que tienen ADN son tan probables como que usen ascii.
No, los nucleótidos se forman espontáneamente a partir de átomos y energía. Se acoplan de cierta manera. No podemos encontrar nada más (solo variaciones) que haga el mismo truco, y los precursores del ARN aparecen solos, por lo que son ubicuos. La naturaleza usará lo que esté a mano. No digo que sea compatible: pero reconocible como el mismo sistema general .
Sin embargo, el término ADN es bastante amplio. Incluso si usaras diferentes nucleótidos, seguiría siendo ADN. Usarlo para almacenar un código totalmente diferente no tiene nada que ver con que sea ADN, sino que es el sistema el que lo lee e interpreta. Así que espero que la vida extraterrestre pueda muy bien usar moléculas que están técnicamente dentro de la definición de ADN, incluso si son algo diferentes a las nuestras.
Si los extraterrestres usan proteína me sorprendería.
¿Podría especificar si piensa que el ADN es lo que realmente es: ácido desoxirribonucleico, o si piensa que el ADN es algo que almacena código biológico? No son lo mismo y si no te importa la forma, la estructura y la "sustancia" que es, entonces debes definir qué tipo de alienígenas esperas que sean.
las biomoléculas se forman naturalmente con la presencia de alta energía, así que no veo por qué los extraterrestres no usarían proteínas...
@άλεξμιζέρια y Aarthew III, discuta esto en la sala de chat que creó Aarthew III. La discusión no está relacionada con la pregunta. Gracias.

Respuestas (7)

Los ácidos xenonucleicos (XNA) (consulte también Wikipedia ) pueden ser lo que está buscando.

Los XNA son ácidos nucleicos relacionados con el ADN, algunos de los cuales pueden almacenar información para los organismos de la misma manera que lo hace el ADN para la vida tal como la conocemos. Estos seis son

  • HNA (ácido nucleico anhidrohexitol)
  • CeNA (ácido nucleico de ciclohexeno)
  • LNA (ácido nucleico bloqueado)
  • GNA (ácido nucleico de glicol)
  • PNA (ácido nucleico peptídico)
  • TNA (treosa ácido nucleico)

De estos, los últimos cuatro son quizás los mejor estudiados.

El ADN es útil porque es una molécula compleja que puede contener mucha información, está hecha de elementos químicos relativamente comunes y tiene una estructura que permite la replicación. Las alternativas al ADN tendrán que tener propiedades similares, o la vida "más o menos como la conocemos" no será posible.

La primera alternativa posible es revivir una idea de cómo se creó el ADN en primer lugar. Una hipótesis es que las moléculas orgánicas fueron "moldeadas" reunidas en las estructuras cristalinas de ciertos tipos de rocas. Si imagina plataformas rocosas en el fondo del océano cerca de respiraderos térmicos, entonces puede imaginar las moléculas orgánicas en el agua pegadas a los límites cristalinos de las paredes rocosas expuestas. Dado que la estructura cristalina es regular o al menos semi regular, solo ciertas moléculas pueden caber en los espacios y solo ciertos patrones pueden emerger.

En una forma de vida muy alienígena, este patrón podría extenderse para que la criatura absorba ciertos minerales en la dieta para garantizar que puedan existir "plantillas" dentro de los análogos celulares. Esto se limitaría a formas de vida muy simples con cadenas cortas de "ADN", y esencialmente anularía la evolución ya que el ADN nunca cambia (basado como está en una plantilla de patrón de cristal). Cada criatura es funcionalmente un clon.

Ampliadas, las criaturas más grandes se pegarían a las paredes rocosas expuestas como esteras, o tal vez se "pelarían" para vivir de forma independiente durante un tiempo después de alcanzar una cierta cantidad de crecimiento. En la forma, este tipo de vida se parecería a posibles reconstrucciones de la biota de Ediacara, pero una vez más, estaría limitada por la cantidad de "superficie de plantilla" disponible. Un deslizamiento de lodo posiblemente podría conducir a la extinción de todo el bioma.

Puede ver por qué el ADN precursor formado de esta manera sería muy limitante, y una vez que las moléculas de ADN pro se despegaron de la plantilla y comenzaron a combinarse en el agua, se hizo posible una vida mucho más flexible.

Otras posibles alternativas al ADN utilizarían diferentes productos químicos como elementos básicos de la molécula. El ADN terrestre consta de adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C), pero tal vez sean posibles otros nucleótidos.

La idea final sería que el análogo de ADN alienígena usara más de 4 bases. Un ADN con seis u ocho bases permitiría crear o expresar genes mucho más complejos. La desventaja es que el genoma más complejo probablemente sea más propenso a errores durante la replicación con más áreas potenciales donde pueden ocurrir desajustes. Las criaturas basadas en este tipo de análogo de ADN podrían evolucionar mucho más rápido ya que las mutaciones en el genoma ocurren con mayor frecuencia. También serían mucho más propensos a contraer el tipo de enfermedades hereditarias que pueden afectar a las criaturas terrestres a medida que las moléculas de ADN se desordenan o se emparejan incorrectamente durante la reproducción, causando mutaciones dañinas en la descendencia.

Sospecho que el ADN representa una especie de límite inferior donde cuestiones como la corrección de errores y la estabilidad son lo suficientemente fuertes como para evitar que las mutaciones y enfermedades generalizadas superen al organismo (s), pero tiene la flexibilidad suficiente para permitir que ocurra la evolución.

Si piensas en arena con otros minerales, podrías tener vida electrónica/roca. Hierro imantado para transportar información. Cristales piezoeléctricos para manipular y detectar el entorno. Su fuente de energía podría ser solar, isótopos radiactivos o un termopar entre la tierra y el aire.

Estaría formado por uno o más de los trillones y trillones de rayos (o impactos de asteroides) en el universo fusionando sílice en semiconductores.

Podrías usar ARN . Es muy similar al ADN, pero es diferente.

Tal vez debería aclarar más, pero +1 por esfuerzo
@TheoclesofSaturn Eso servirá, no tengo un concepto firme de lo que es el ARN. Acabo de resumir mi conocimiento total de la misma. Un enlace de Wikipedia y una declaración.
Igual, pero diferente, pero igual, pero diferente
OP especificó (unos minutos después de que se publicó esta respuesta) que querían alternativas al ADN o al ARN . Estaba bien (aunque breve) como respuesta a la pregunta tal como estaba cuando se publicó, ya que la pregunta solo pedía alternativas al ADN (de las cuales el ARN ciertamente es una).

Si está buscando polímeros moleculares específicos:

  • dimetilsiloxano (Si, O, CH 3 )
  • fenilsilicona (Si, O, C 6 H 5 )
  • óxido de oifenilplomo (Pb, O, C 6 H 5 )
  • difenilestaño (Sn, C 6 H 5 )
  • butilpolistannoxano (Sn, O, OH, C 4 H 9 )
  • silazano (Si, N, H, CH 3 )
  • cloruro de fosfonitrilo (P, N, Cl)
  • dimetil poliborofano (B, P, H, CH 3 )
  • ortoborato de sililo (Si, O, B, CH 3 )
  • poligermano dimetilado (C, H, Ge, CH 3 )

Los paréntesis indican elementos o radicales que están en la molécula. Lo saqué de esta página . Por lo que puedo decir, podría reemplazar los hidrocarburos con biomoléculas de su elección.

No querrás ser DEMASIADO científico al respecto, porque eso es simplemente aburrido.

Toda la vida que conocemos está construida principalmente a partir de los tres elementos más abundantes en el universo (excluyendo el helio, que no reacciona con mucho). Y no es simplemente que estos elementos sean mucho más comunes que cualquier otro.

El carbono tiene las cualidades únicas de formar compuestos con una larga lista de otros elementos y forma fácilmente polímeros. De Wikipedia: "... resiste todos menos los oxidantes más fuertes. No reacciona con ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, cloro ni ningún álcali". Y hace todo esto a temperaturas y presiones normales en la Tierra.

El agua (compuesta por los otros dos elementos más comunes) también tiene algunas propiedades inusuales. Su punto de ebullición es súper alto, tiene una fuerza cohesiva increíble y, como sólido, su forma sólida no solo ocupa más espacio que su forma líquida, que es extraña, sino que en realidad es menos densa que su forma líquida, por lo que flota

Cualquier química basada en otras sustancias sería menos robusta en varios órdenes de magnitud, suponiendo que exista cualquier combinación plausible de elementos que pueda formar incluso una fracción de los muchos compuestos que conocemos con hidrógeno, oxígeno y carbono (no conozco ninguno).

Entonces, la vida extraterrestre probablemente tenga básicamente la misma química que la nuestra, y dado que tiene que lograr las mismas cosas que hizo la vida terrestre (fotosíntesis, reproducción, etc.), habrá encontrado muchas de las mismas soluciones. Especialmente cuando, en muchos casos, no existe una alternativa real o solo alternativas que son mucho menos eficientes, realmente no es exagerado suponer que sería mucho más similar a la vida terrestre de lo que estamos condicionados a esperar.

Eso no es divertido. ¿Humanos con piel verde u orejas graciosas? Se ha hecho.

Más divertido es algo como la sugerencia de Noodles con los monstruos de roca piezoeléctricos: suficiente ciencia para parecer plausible y algunas criaturas interesantes arrastrándose.

En teoría, todo lo que necesita es un gradiente de energía suficiente y algún mecanismo para recolectar la energía y potencialmente tiene alguna forma de vida.

La reproducción ni siquiera es necesariamente un requisito: los monstruos de roca de Noodles podrían crearse en algún planeta infernal cuando el tipo correcto de magma se solidifica bajo un campo magnético salvaje que establece el material piezoeléctrico en el patrón correcto, y viven asexualmente hasta que se vuelven destruido de alguna manera.

Es más importante ser consistente internamente dentro del entorno y algo plausible que dejar que la ciencia mate tu alma. Probablemente no sea una coincidencia que la mayoría de las ciencias, especialmente las ciencias "duras", tengan poco interés en la ciencia ficción.

En última instancia, la ciencia en segundo plano no hace nada útil para mantener a los jugadores o lectores o a quien sea involucrado en el entorno; lo que sea que crees tiene que hacer algo interesante e interactuar de manera interesante con los demás habitantes del mundo. Solo tiene que tener suficiente sentido para mantenerlos ocupados hasta que se vean atrapados en los acontecimientos; si alguien detecta un defecto en esa etapa, es probable que esté demasiado interesado en las cosas como para prestar atención.

Básicamente necesitas algo con estas propiedades:

  • Replicación (tiene que hacer muchas copias de sí mismo)
  • Mutación aleatoria (de vez en cuando tiene que cometer un error al copiar)
  • Necesita tener la capacidad de afectar su entorno.

Dada la edad del sistema solar y el hecho de que está compuesto de material de sistemas solares anteriores, si hubiera otro mecanismo físico con estas mismas propiedades y la tendencia a ocurrir de forma natural, es probable que ya hubiera sucedido, y nosotros Vería mucho de eso en todas partes.

La única explicación para no verlo es que las condiciones en la Tierra y en otros cuerpos que hemos visitado no son adecuadas para que exista esta materia.