Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул - Эйген М.
Скачать (прямая ссылка):
Существует возможность, которую мне хочется назвать подходом «минус один». «Минус один» — так называют музыкальную запись, когда произведение, в исполнении которого должны принимать участие п музыкантов, записывается в исполнении (п— 1) музыкантов. Недостающую партию исполняет (у себя дома) музыкант— обычно дилетант, который таким образом получает возможность играть в сопровождении оркестра.
Предлагаемый эволюционный эксперимент основан именно на этом принципе (как и эксперимент Спигел-мана с Qp-репликазой): все виды, кроме одного, присутствуют в окончательной форме. Недостающий вид, эволюцию которого из случайных предшественников намечено проследить, варьирует в каждом эксперименте (число экспериментов должно быть больше числа участвующих в них видов, чтобы можно было провести также анализ связей, поскольку суммарный процесс не является просто суммой отдельных процессов). Общую скорость эволюции такой системы можно тогда оценить из совокупности всех данных.
Очевидно, что эти эксперименты требуют постоянных и воспроизводимых реакционных условий, причем ограничения, налагаемые отбором, также должны поддерживаться постоянными, иначе результаты окажутся несопоставимыми. Можно представить себе автоматическое устройство, которое поддерживало бы концентрации
мономеров, полимеров и ферментов на постоянных уровнях, причем регулирующее воздействие на систему (непрерывное разбавление или определенные серийные переносы) оценивалось бы но результатам автоматического анализа включения 32Р (и/или других меток). Обособленная система, поддерживающая концентрации мономеров, полимерной РНК и ферментов, может быть реализована с помощью полупроницаемых стенок, сделанных из мил-липоровых фильтров, и т. д. Самой интересной — но и трудной — частью таких экспериментов было бы включение в них бесклеточного синтеза белка.
Наконец, можно сделать вывод, что такие эксперименты in vitro позволяют, по-видимому, проверить различные модели возникновения кода и эволюции молекулярного аппарата трансляции.
§ VIII. 1. Пределы теории
Что объясняет эта теория? Она дает общий принцип отбора и эволюции на молекулярном уровне, основанный на критерии устойчивости стационарных состояний в (нелинейной) термодинамической теории. Эволюция представляется неизбежным событием, если задано присутствие определенного вещества с определенными авто-каталитическими свойствами и если поддерживается такая величина потока (свободной) энергии, которая необходима для компенсирования стационарного производства энтропии. Эта теория дает количественную основу для постановки лабораторных экспериментов по эволюции и обработки их результатов.
Что в принципе может объяснить эта теория? Она может дать правила построения простых молекулярных моделей, соответствующих возможным предшественникам «живых» клеток. Были исследованы четыре такие модели; удалось показать, что лишь одна из них удовлетворяет всем требованиям, обеспечивающим эволюцию к нынешнему состоянию клеточной формы жизни.
Чего никогда не объяснит эта теория? Она никогда не даст точного описания исторического пути эволюции. Это «никогда» — следствие стохастической природы процессов, участвующих в эволюции, а также огромнейшего числа возможных вариантов. То же самое относится к предсказанию будущего развития за пределами некоторых временных границ. Поэтому: «О чем нечего сказать, о том следует молчать» [122]. ’
§ VI11.2. Концепция «ценности»
Когда я читал лекцию на эту тему в Вейцмановском институте, мой друг Шнейор Лифсон спросил меня: «Новые концепции обычно сопровождаются введением новой
8 За к. 605
мономеров, полимеров и ферментов на постоянных уровнях, причем регулирующее воздействие на систему (непрерывное разбавление или определенные серийные переносы) оценивалось бы по результатам автоматического анализа включения 32Р (и/или других меток). Обособленная система, поддерживающая концентрации мономеров, полимерной РНК и ферментов, может быть реализована с помощью полупроницаемых стенок, сделанных из мил-липоровых фильтров, и т. д. Самой интересной — но и трудной — частью таких экспериментов было бы включение в них бесклеточного синтеза белка.
Наконец, можно сделать вывод, что такие эксперименты in vitro позволяют, по-видимому, проверить различные модели возникновения кода и эволюции молекулярного аппарата трансляции.
§ VIII. 1. Пределы теории
Что объясняет эта теория? Она дает общий принцип отбора и эволюции на молекулярном уровне, основанный на критерии устойчивости стационарных состояний в (нелинейной) термодинамической теории. Эволюция представляется неизбежным событием, если задано присутствие определенного вещества с определенными авто-каталитическими свойствами и если поддерживается такая величина потока (свободной) энергии, которая необходима для компенсирования стационарного производства энтропии. Эта теория дает количественную основу для постановки лабораторных экспериментов по эволюции и обработки их результатов.
