Alternativen zur DNA

Ich bin dabei, mein Universum zu erschaffen, und habe es auf halbharter Wissenschaft aufgebaut. Das Universum, das ich geschaffen habe, ist ziemlich umfangreich, und ich dachte, dass es unvernünftig wäre, wenn das einzige existierende genetische Material DNA und/oder RNA wäre, und doch möchte ich nicht nur etwas Ausgefallenes, Unrealistisches erfinden alternatives genetisches Material.

Meine Frage lautet also: Gibt es Moleküle, die realistischerweise anstelle von DNA und RNA als genetisches Material dienen könnten?

Immer wenn Aliens DNA haben, bluten meine Augen. Es ist so dumm wie sie, Russisch zu sprechen. Wenn sie keinen gemeinsamen Vorfahren mit Erdenleben haben oder Gott sie geschaffen hat, können sie keine DNA haben.
Seien Sie nicht zu hart @King-Ink, genauso wenig wie fremde Ozeane, die salzig sind, und fremden Strandsand aus Kieselsäure. DNA kann ein natürliches Konstrukt sein. Es gibt Raum für unterschiedliche Details und sicherlich unterschiedliche Kodierungen, aber im Wesentlichen die gleiche Struktur: Nukleinsäure (die sich in Spqce-Wolken bildet!) Und ein Zuckerrückgrat, das mit einem Doppelstrang komplementärer Codons polymerisiert ist.
@King-Ink, wenn Gott sie gemacht hat, werden sie Menschen sein. Wenn nicht, hast du Jabba the Hut bekommen. Ich drücke die Daumen, dass es ersteres ist.
@JDługosz nicht verwandte Aliens mit DNA sind genauso wahrscheinlich wie sie, die ASCII verwenden.
Nein, Nukleotide bilden sich spontan aus Atomen und Energie. Sie passen auf eine gewisse Weise zusammen. Wir können nichts anderes finden (nur Variationen), die den gleichen Trick machen, und Vorläufer von RNA erscheinen ganz von selbst und sind daher allgegenwärtig. Die Natur wird nutzen, was praktisch ist. Ich sage nicht, dass es kompatibel sein wird, aber als dasselbe allgemeine System erkennbar ist .
Der Begriff DNA ist jedoch ziemlich weit gefasst. Selbst wenn Sie andere Nukleotide verwenden würden, wäre es immer noch DNA. Es zu verwenden, um einen völlig anderen Code zu speichern, hat nichts damit zu tun, dass es DNA ist, sondern das System liest und interpretiert ihn. Ich gehe also davon aus, dass außerirdisches Leben sehr wohl Moleküle verwenden könnte, die technisch innerhalb der Definition von DNA liegen, auch wenn sie sich etwas von unserer unterscheiden.
Wenn die Außerirdischen Protein verwenden, werde ich schockiert sein.
Können Sie angeben, ob Sie DNA als das beabsichtigen, was tatsächlich ist: Desoxyribonukleinsäure, oder ob Sie DNA nur als etwas beabsichtigen, das biologischen Code speichert? Sie sind nicht dasselbe und wenn Ihnen Form, Struktur und „Substanz“ egal sind, dann sollten Sie definieren, welche Art von Aliens Sie von ihnen erwarten
Biomoleküle bilden sich auf natürliche Weise bei Vorhandensein von hoher Energie, daher verstehe ich nicht, warum Außerirdische keine Proteine ​​​​verwenden würden ...
@άλεξμιζέρια und Aarthew III, bitte diskutiert dies in dem von Aarthew III erstellten Chatroom. Die Diskussion hat nichts mit der Frage zu tun. Vielen Dank.

Antworten (7)

Xenonukleinsäuren (XNAs) (siehe auch Wikipedia ) könnten das sein, wonach Sie suchen.

XNAs sind mit DNA verwandte Nukleinsäuren, von denen einige Informationen für Organismen auf die gleiche Weise speichern können wie DNA für das Leben, wie wir es kennen. Diese sechs sind

  • HNA (Anhydrohexitol-Nukleinsäure)
  • CeNA (Cyclohexen-Nukleinsäure)
  • LNA (gesperrte Nukleinsäure)
  • GNA (Glykol-Nukleinsäure)
  • PNA (Peptid-Nukleinsäure)
  • TNA (threose Nukleinsäure)

Von diesen sind die letzten vier vielleicht die am besten untersuchten.

DNA ist nützlich, weil sie ein komplexes Molekül ist, das viele Informationen enthalten kann, aus relativ häufig vorkommenden chemischen Elementen besteht und eine Struktur hat, die eine Replikation ermöglicht. Alternativen zur DNA müssen ähnliche Eigenschaften haben, sonst wird Leben „so wie wir es kennen“ nicht möglich sein.

Die erste mögliche Alternative besteht darin, eine Vorstellung davon wiederzubeleben, wie die DNA überhaupt entstanden ist. Eine Hypothese ist, dass organische Moleküle „schablonenhaft“ wurden, indem sie sich auf den Kristallstrukturen bestimmter Gesteinsarten ansammelten. Wenn Sie sich Felsplatten auf dem Meeresboden in der Nähe von Thermalquellen vorstellen, können Sie sich die organischen Moleküle im Wasser vorstellen, die an den Kristallgrenzen der freigelegten Felswände haften. Da die Kristallstruktur regelmäßig oder zumindest halb regelmäßig ist, können nur bestimmte Moleküle in die Zwischenräume passen und nur bestimmte Muster entstehen.

In einer sehr fremden Lebensform könnte dieses Muster dahingehend erweitert werden, dass die Kreatur bestimmte Mineralien in der Nahrung aufnimmt, um sicherzustellen, dass „Vorlagen“ innerhalb der Zellanaloga existieren können. Dies wäre auf sehr einfache Lebensformen mit kurzen "DNA"-Strängen beschränkt und würde die Evolution im Wesentlichen zunichte machen, da sich die DNA niemals ändert (basierend auf einer Kristallmustervorlage). Jedes Geschöpf ist funktionell ein Klon.

Vergrößert würden größere Kreaturen wie Matten an freiliegenden Felswänden haften oder sich vielleicht "ablösen", um nach Erreichen eines bestimmten Wachstumsgrades eine Weile unabhängig zu leben. In der Form würde diese Art von Leben möglichen Rekonstruktionen von Ediacara-Biota ähneln, wäre aber wiederum durch die Menge an verfügbarer "Schablonenoberfläche" eingeschränkt. Eine Schlammlawine könnte möglicherweise zum Aussterben des gesamten Bioms führen.

Sie können sehen, warum die auf diese Weise gebildete Vorläufer-DNA sehr einschränkend wäre, und sobald die Pro-DNA-Moleküle von der Vorlage gelöst wurden und begannen, sich im Wasser zu verbinden, wurde ein weitaus flexibleres Leben möglich.

Andere potenzielle Alternativen zur DNA würden andere Chemikalien als Grundelemente des Moleküls verwenden. Irdische DNA besteht aus Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G) und Cytosin (C), aber vielleicht sind auch andere Nukleotide möglich.

Die endgültige Idee wäre, dass das Alien-DNA-Analogon mehr als 4 Basen verwendet. Eine DNA mit sechs oder acht Basen würde es ermöglichen, weitaus komplexere Gene zu erzeugen oder zu exprimieren. Der Nachteil ist, dass das komplexere Genom wahrscheinlich anfälliger für Fehler während der Replikation mit mehr potenziellen Bereichen wäre, in denen Fehlpaarungen auftreten können. Kreaturen, die auf dieser Art von DNA-Analogon basieren, könnten sich viel schneller entwickeln, da Mutationen im Genom häufiger vorkommen. Sie wären auch viel anfälliger für die Art von Erbkrankheiten, die irdische Kreaturen betreffen können, da die DNA-Moleküle während der Fortpflanzung durcheinander gebracht oder falsch angepasst werden, was zu schädlichen Mutationen bei den Nachkommen führt.

Ich vermute, dass die DNA eine Art untere Grenze darstellt, wo Probleme wie Fehlerkorrektur und Stabilität stark genug sind, um zu verhindern, dass weit verbreitete Mutationen und Krankheiten den/die Organismus(se) überholen, aber genug Flexibilität hat, um eine Evolution zu ermöglichen.

Wenn Sie an Sand mit anderen Mineralien denken, könnten Sie ein elektronisches / Rock-Leben haben. Magnetisiertes Eisen zum Tragen von Informationen. Piezokristalle zum Manipulieren und Erfassen der Umgebung. Die Energiequelle könnte Sonne, radioaktive Isotope oder ein Thermoelement zwischen Erde und Luft sein.

Es würde durch einen oder mehrere Billionen und Aberbillionen von Blitzeinschlägen (oder Asteroideneinschlägen) im Universum entstehen, die Siliziumdioxid zu Halbleitern verschmelzen.

Sie könnten RNA verwenden . Es ist der DNA sehr ähnlich, aber es ist anders.

Vielleicht sollte ich mehr klarstellen, aber +1 für die Mühe
@TheoclesofSaturn Das reicht, ich habe keine feste Vorstellung davon, was RNA ist. Ich habe nur mein gesamtes Wissen darüber zusammengefasst. Ein Wikipedia-Link und eine Erklärung.
Gleich, aber anders, aber immer noch gleich, aber anders
OP hat angegeben (ein paar Minuten nachdem diese Antwort gepostet wurde), dass sie Alternativen zu DNA oder RNA haben wollten . Es war in Ordnung (wenn auch kurz) als Antwort auf die Frage, als dies gepostet wurde, da die Frage dann nur nach Alternativen zu DNA (von denen RNA sicherlich eine ist) gefragt wurde.

Wenn Sie nach bestimmten molekularen Polymeren suchen:

  • Dimethylsiloxan (Si, O, CH 3 )
  • Phenylsilikon (Si, O, C 6 H 5 )
  • oiphenylbleioxid (Pb, O, C 6 H 5 )
  • Diphenylzinn (Sn, C 6 H 5 )
  • Butylpolystannoxan (Sn, O, OH, C 4 H 9 )
  • Silazan (Si, N, H, CH 3 )
  • Phosphornitrilchlorid (P, N, Cl)
  • Dimethylpolyborophan (B, P, H, CH 3 )
  • Silylorthoborat (Si, O, B, CH 3 )
  • dimethyliertes Polygerman (C, H, Ge, CH 3 )

Die Klammern geben Elemente oder Reste an, die sich im Molekül befinden. Das habe ich von dieser Seite . Soweit ich das beurteilen kann, könnten Sie die Kohlenwasserstoffe durch Biomoleküle Ihrer Wahl ersetzen.

Sie wollen nicht zu wissenschaftlich sein, denn das ist einfach langweilig.

Alles Leben, das wir kennen, ist hauptsächlich aus den drei am häufigsten vorkommenden Elementen im Universum aufgebaut (mit Ausnahme von Helium, das nicht viel reagiert). Und es ist nicht nur so, dass diese Elemente bei weitem häufiger sind als alle anderen.

Kohlenstoff hat die einzigartigen Eigenschaften, Verbindungen mit einer langen Liste anderer Elemente zu bilden, und bildet leicht Polymere. Aus Wikipedia: "... es widersteht allen außer den stärksten Oxidationsmitteln. Es reagiert nicht mit Schwefelsäure, Salzsäure, Chlor oder Alkalien." Und das alles bei erdnormalen Temperaturen und Drücken.

Wasser (aus den beiden anderen am häufigsten vorkommenden Elementen) hat auch einige ungewöhnliche Eigenschaften. Sein Siedepunkt ist super hoch, es hat eine verrückte Kohäsionskraft und als Feststoff nimmt seine feste Form nicht nur mehr Platz ein als seine flüssige Form, was seltsam ist, sondern es ist tatsächlich weniger dicht als seine flüssige Form, also es schwimmt.

Jede Chemie, die auf anderen Substanzen basiert, wäre um mehrere Größenordnungen weniger robust, vorausgesetzt, es gibt eine plausible Kombination von Elementen, die auch nur einen Bruchteil der vielen uns bekannten Verbindungen mit Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff bilden kann (ich kenne keine).

Das außerirdische Leben hat also wahrscheinlich im Grunde die gleiche Chemie wie unseres, und da es all die gleichen Dinge leisten muss wie das terrestrische Leben (Photosynthese, Fortpflanzung usw.), wird es viele der gleichen Lösungen gefunden haben. Besonders wenn es in vielen Fällen entweder keine wirkliche Alternative oder nur Alternativen gibt, die viel weniger effizient sind, ist es wirklich nicht weit hergeholt anzunehmen, dass es dem irdischen Leben viel ähnlicher wäre, als wir erwarten können.

Das macht keinen Spaß. Menschen mit grüner Haut oder lustigen Ohren? Es wurde getan.

Mehr Spaß macht so etwas wie der Noodles-Vorschlag mit den piezoelektrischen Steinmonstern – genug Wissenschaft, um irgendwie plausibel zu klingen, und einige interessante Kreaturen, die herumkriechen.

Theoretisch braucht man nur einen ausreichenden Energiegradienten und einen Mechanismus, um die Energie zu ernten, und man hat möglicherweise irgendeine Form von Leben.

Fortpflanzung ist nicht einmal unbedingt erforderlich: Noodles-Gesteinsmonster könnten auf einem Höllenplaneten entstehen, wenn sich die richtige Art von Magma unter einem wilden Magnetfeld verfestigt, das das piezoelektrische Material im richtigen Muster niederlegt, und sie leben asexuell, bis sie kommen irgendwie zerstört.

Es ist wichtiger, innerlich konsistent innerhalb der Umgebung und irgendwie plausibel zu sein, als sich von der Wissenschaft die Seele töten zu lassen. Es ist wohl kein Zufall, dass die meisten Wissenschaften, insbesondere die „harten“ Wissenschaften, wenig Interesse an Science-Fiction haben.

Letztendlich trägt die Wissenschaft im Hintergrund nichts dazu bei, Spieler oder Leser oder wen auch immer in der Umgebung zu beschäftigen – was auch immer Sie erstellen, muss etwas Interessantes tun und auf interessante Weise mit den anderen Bewohnern der Welt interagieren. Es muss nur sinnvoll genug sein, sie zu beschäftigen, bis sie von Ereignissen eingeholt werden; Wenn jemand in diesem Stadium einen Fehler entdeckt, ist er wahrscheinlich zu sehr in die Dinge investiert, um ihm Aufmerksamkeit zu schenken.

Grundsätzlich brauchen Sie etwas mit diesen Eigenschaften:

  • Replikation (es muss viele Kopien von sich selbst erstellen)
  • Zufällige Mutation (muss beim Kopieren gelegentlich einen Fehler machen)
  • Es muss die Fähigkeit haben, seine Umgebung zu beeinflussen

Wenn es angesichts des Alters des Sonnensystems und der Tatsache, dass es aus Stoffen früherer Sonnensysteme besteht, einen anderen physikalischen Mechanismus mit denselben Eigenschaften und der Tendenz, tatsächlich auf natürliche Weise aufzutreten, gäbe, wäre es wahrscheinlich schon passiert, und wir würde überall viel davon sehen.

Die einzige Erklärung dafür, es nicht zu sehen, ist, dass die Bedingungen auf der Erde und auf anderen Körpern, die wir besucht haben, nicht geeignet sind, dass dieses Zeug existiert.