Эволюция биоэнергетических процессов - Брода Э.
Скачать (прямая ссылка):
При условии что испарение растворов шло до полного высушивания, конденсация могла протекать и без участия каких-либо конденсирующих агентов. Синтез пептидов из смеси аминокислот, содержащих также и ненейтральные компоненты (глутаминовую или аспарагиновую кислоту, лизин), можно вызвать, подвергая эту смесь воздействию тепла ([618, 620—623, 626, 627]; возражения см. [1273]). Как правило, для этого требуется температура порядка 170°, а в присутствии пирофосфата достаточно 50—60°, т. е. конденсация может идти в растворе. Предполагают, что тепло могло поступать из горячих источников и вулканической магмы. Необходимая температура гораздо ниже, чем требуемая для термического (магматического) синтеза аминокислот (4, В).
«Протеиноиды» или «протопротеины», полученные Фоксом, имеют молекулярные веса порядка тысяч. Они содержат все аминокислоты, имевшиеся в исходной смеси, но, как правило, эти соотношения иные, чем в смеси, или беспорядочные. При синтезе протеиноидов наблюдается некоторая избирательность, но также и предпочтительное возникновение определенных последовательностей; в связи с этим такие молекулы рассматриваются как предшественники информационных макромолекул. Протеиноиды имеют каталитические, например эстеразные, свойства [489, 492, 622, 626, 1566]).
ГЛАВА 5
а. от эобионтов к клеткам
«Образования» (этот термин нас ни к чему не будет обязывать), возникшие в первичном бульоне, каким-то образом должны были начать вести обмен веществ, расти и ассимилировать растворенные вещества. Но продолжать свое существование и распространяться они могли, лишь «научившись» делиться, как только их размер превзойдет определенные границы. Такие процессы были предшественниками возникших позже механизмов клеточного деления. По-видимому, протекание этих процессов упорядоченным путем давало какое-то преимущество, и постепенно распространились те образования, которые обладали необходимыми для этого механизмами. Такой тип отбора можно рассматривать как примитивный ранний вариант дарвиновской «борьбы за существование».
Образования, проходившие долгий и наверняка тернистый путь от неживой к живой материи, получили название «эобионты» [1440]. Термины «организм» или «живой организм» лучше оставить для образований, имеющих отлаженные механизмы метаболизма и размножения; в них существенную роль играют ферменты. По предположению Аллена [35] и Хэнсона [792], на какой-то ранней стадии появились «каталитические системы с обратной связью», в которых конечный продукт ряда реакций служил катализатором для начальной реакции этого ряда. Такой процесс называют автокаталитическим или процессом с положительной обратной связью. Этот процесс мог положить начало циклам каталитических реакций, столь распространенным сейчас в живых организмах (1, Д).
Все современные организмы состоят из клеток, и все клетки происходят от клеток. «Omnis cellula е cellula» (Вирхов). (Историю развития этой концепции можно найти в работе Флоркина и Мэсона [601]!). Протоплазма (также используемый нами как ни к чему не обязывающий термин) клеток окружена мембраной. Она служит не только для того, чтобы
ЭОБИОНТЫ И ОРГАНИЗМЫ
54
Глава 5
удерживать протоплазму в компактном состоянии и отделять ее от среды, но и сама является очень важной органеллой, способной ко многим специфическим функциям. К числу функций клеточной мембраны относится транспорт растворенных веществ в клетку и из нее; такой транспорт может быть «активным» (/, Е).
Конечно, подобное описание живого организма не учитывает вирусов. Вирусы не образуют клеток и этим отличаются даже от самых примитивных организмов, например от бактерий [1189, 1190]. В отсутствие живого хозяина типичный вирус не способен к метаболизму и размножению; кроме того, вирус не имеет мембраны. Если в нем и функционируют ферменты, то их функции очень специализированы. Например, у некоторых вирусов ферменты лишь способствуют проникновению в клетку хозяина. Но среди вирусов есть формы, в различных отношениях представляющие собой переход к бактериям (точнее сказать, от бактерий), например инфекционный агент пситтакоза [1117].
Сейчас считают, что вирусы произошли каким-то образом от живых организмов или от их органелл. Но вирусы, во всяком случае их самые крайние формы, лучше не считать живыми организмами, хотя с точки зрения прикладной биологии или медицины это может быть неверно [67, 1996]. Происхождение вирусов обсуждалось в работе Лурии и Дар-нелла [1184], а их эволюция —в работе Джоклика [930]. Во всяком случае, вирусы не имеют отношения к проблеме происхождения жизни или к эволюции биоэнергетических процессов в клетках.
Органические компоненты первичного бульона и эобион-ты давно исчезли. Если бы они не исчезли каким-либо иным образом, их использовали бы в пищу живые организмы. Об этом писал в своем знаменитом письме сам Дарвин [438]:
«Часто утверждают, что в настоящее время имеются все условия для возникновения примитивных живых существ, которые имелись когда-то. Но если бы сейчас (и ах, какое это большое если!) в каком-либо теплом маленьком водоеме, содержащем все необходимые соли аммония и фосфора и доступном воздействию света, тепла, электричества и т. п., химически образовался белок, способный к дальнейшим более сложным превращениям, то это вещество немедленно было бы разрушено или поглощено, что было невозможно в период до возникновения живых существ».
