Replikátor (z latinského replicatio - „obnova“) je teoretický systém, který je schopen replikace, tedy reprodukce, rozdvojení s určitými dědičnými změnami. Podle teorie vzniku života musí existovat první organismus, který je předkem všeho živého. Replikátor je nebuněčná forma života , to znamená, že se neskládá z buněk . Teorie biochemické evoluce hovoří o vzniku života složitými biochemickými reakcemi a přeměnami, teoreticky by tedy v prvotní polévce mohlo docházet k chemickým reakcím , díky nimž se objevila velká molekula schopná replikace.
Replikátor se mohl objevit v mělkých nádržích, které obsahovaly velké množství organických i anorganických sloučenin, je možné, že replikátor vznikl reakcí těchto látek. Sovětský biolog Alexander Ivanovič Oparin, který zavedl termín „primární vývar“, navrhl, že v těchto nádržích lze nalézt monomery různých biopolymerů . Proto s největší pravděpodobností replikátorem byl protein , nukleová kyselina nebo jiný biopolymer .
Vědci předložili mnoho možností ohledně struktury a provozu replikátoru:
Pravděpodobně by replikátorem mohl být ribozym , tedy RNA , která katalyzovala replikaci stejných řetězců RNA .
Ribozym mohl fungovat jako templátový řetězec , který vytvořil řetězec komplementární k sobě samému a katalyzoval syntézu nové RNA . V tuto chvíli se již laboratoře naučily takové obvody stavět. Jejich délka dosahuje 200 nukleotidů , což je na ribozym poměrně hodně .
Takový replikátor by měl mutační variabilitu . Bodové mutace změní nukleotidovou sekvenci , její následné replikace si tuto nukleotidovou sekvenci zachovají , oni zase mutují a změní sekvenci. Získá se tak replikátor, který se skutečně replikuje a přitom dochází k dědičným změnám.
Ribozymový replikátor nemohl syntetizovat nové řetězce RNA , ale ligovat je (spojit velkou molekulu RNA z menších částí).
Jeden ribozym katalyzuje ligaci, to znamená, že ribozymová ligáza je templátem pro sestavení několika oligonukleotidů , tyto oligonukleotidy jsou spojeny s ribozymem podle principu komplementarity . Taková replikace je podobná jednoduché syntéze nukleotidů, avšak k ligaci dochází na templátovém řetězci ribozymu.
Vědci zjistili, že je mnohem snazší, aby se molekula ribonukleové kyseliny „zesíťovala“ z menších částí RNA , než aby byla syntetizována 1 nukleotidem . Proto je u této varianty replikátoru pravděpodobnější, že živé věci pocházejí z ribozymové ligázy.
Neenzymatická replikace RNA se od ribozymu liší pouze tím, že v přítomnosti hořčíkových iontů mohou na řetězci RNA polymerovat komplementární nukleotidy bez enzymů .
Původ života se pohybuje mezi 3 a 4 Ga ( archaean ). V tomto okamžiku se objevil replikátor. Nukleotidy , které tvoří řetězce RNA , jsou představovány dusíkatými bázemi , ribózou a kyselinou fosforečnou, takže v primárním bujónu bylo hodně amoniaku, metanu, fosforu, dalších organických látek, vodíku a vody . V Archaean byla velmi silná geologická aktivita , takže replikátor se objevil v teplých vodních útvarech s mnoha různými látkami, aktivními prvky a možná i monomery.
Dnes existuje mnoho extremofilů , což jsou velmi jednoduché ( prokaryotické ) buňky. Takové buňky jsou velmi podobné první buňce, která se vyvinula v nebuněčném organismu. První buňka měla velmi jednoduchou strukturu, nazývá se LUKA (anglická zkratka). Replikátory se vyvíjely dlouhou dobu, aby se staly tak jednoduchými buňkami.
| evoluční biologie | |
|---|---|
| evoluční procesy | |
| Evoluční faktory | |
| Populační genetika | |
| Původ života | |
| Historické pojmy | |
| Moderní teorie | |
| Evoluce taxonů | |
| Původ života | |
|---|---|
| Koncepty | |
| Hypotézy |
|
| Studie | |