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Enregistrement W2767412633 · doi:10.1039/c7cp06123d

Structural and electronic properties of barbituric acid and melamine-containing ribonucleosides as plausible components of prebiotic RNA: implications for prebiotic self-assembly

2017· article· en· W2767412633 sur OpenAlexafffund
Sarabjeet Kaur, Purshotam Sharma, Stacey D. Wetmore

Notice bibliographique

RevuePhysical Chemistry Chemical Physics · 2017
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueOrigins and Evolution of Life
Établissements canadiensUniversity of Lethbridge
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaCanada Research ChairsUniversity Grants CommissionDepartment of Science and Technology, Ministry of Science and Technology, IndiaCanada Foundation for Innovation
Mots-clésNucleobaseGlycosidic bondChemistryHydrogen bondPrebioticRiboseRNAMelamineStackingStereochemistryCombinatorial chemistryDNAOrganic chemistryBiochemistryMoleculeEnzyme

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The RNA world hypothesis assumes that RNA was the first informational polymer that originated from prebiotic chemical soup. However, since the reaction of d-ribose with canonical nucleobases (A, C, G and U) fails to yield ribonucleosides (rNs) in substantial amounts, the spontaneous origin of rNs and the subsequent synthesis of RNA remains an unsolved mystery. To this end, it has been suggested that RNA may have evolved from primitive genetic material (preRNA) composed of simpler prebiotic heterocycles that spontaneously form glycosidic bonds with ribose. As an effort toward evaluating this hypothesis, the present study uses density functional theory (DFT) to assess the suitability of barbituric acid (BA) and melamine (MM) to act as prebiotic nucleobases, both of which have recently been shown to spontaneously form a glycosidic bond with ribose and organize into supramolecular assemblies in solution. The significant strength of hydrogen bonds involving BA and MM indicates that such interactions may have played a crucial role in their preferential selection over competing heterocycles that interact solely through stacking interactions from the primordial soup during the early phase of evolution. However, the greater stability of stacked dimers involving BA or MM and the canonical nucleobases compared to those consisting solely of BA and/or MM points towards the possible evolution of intermediate informational polymers consisting of prebiotic and canonical nucleobases, which could have eventually evolved into RNA. Analysis of the associated rNs reveals an anti conformational preference for the biologically-relevant β-anomer of both BA and MM rNs, which will allow complementary WC-like hydrogen bonding that can stabilize preRNA polymers. Large calculated deglycosylation barriers suggest BA rNs containing C-C glycosidic bonds are relevant in challenging prebiotic environments such as volcanic geotherms, while lower barriers indicate the MM rNs containing C-N-C glycosidic linkages may have been more likely synthesized from simple precursors such as urea-ice in icy (polar) regions. Together, our quantum chemical data clarifies the physicochemical interactions and stability of potential prebiotically-relevant constituents of BA and MM polymeric assemblies, and complements information from previous experimental studies to bolster the candidature of these heterocycles as prebiotic nucleobases.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,005

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,018
Tête enseignante GPT0,258
Écart entre enseignants0,240 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations24
Publié2017
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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