Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Фолсом К. -> "Происхождение жизни: маленький теплый водоем" -> 31

Происхождение жизни: маленький теплый водоем - Фолсом К.

Фолсом К. Происхождение жизни: маленький теплый водоем — М.: Мир, 1982. — 160 c.
Скачать (прямая ссылка): proishojdeniejizni1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 25 26 27 28 29 30 < 31 > 32 33 34 35 36 37 .. 47 >> Следующая

Таким путем протоклетка преодолевает концентрационный разрыв, правда, эффективность этого процесса не сравнима с эффективностью соответствующего процесса в
развитой биологической системе. В нашей модели сложность, выражающаяся в разнообразии возможностей, в огромной степени возрастает уже в первом поколении протоклеток, поскольку большее число молекул-мишеней обусловливает и большее число возможных реакций и взаимодействий. В последующих поколениях сложность возрастает еще быстрее, тан как нерегулярные полимеры аминокислот и нуклеиновых кислот влияют на ход реакций между молекулами-мишенями.
Стейнман показал, что нерегулярные полимеры аминокислот не являются «статистически» неупорядоченными. В зависимости от структуры аминокислотного «хвоста» наблюдаются отклонения от чисто статистической вероятности строения полимеров, так как большие массивные, а также одноименно заряженные «хвосты» отталкиваются друг от друга. Поэтому абиогенные полимеры аминокислот не являются чисто статистическими, а отражают индивидуальную архитектуру молекул составляющих их аминокислот. То же самое справедливо и для любого процесса абиогенной полимеризации, в котором используются низкомолекулярные предшественники более чем одного вида.
Как показал Фокс, протеиноиды, образующиеся путем неупорядоченной полимеризации, обладают широким набором слабых каталитических активностей. Эти активности — еще одна характеристика сложности системы. Протоклетки, содержащие белки со случайными последовательностями аминокислот, также обладают широким спектром слабых каталитических активностей и благодаря им в дальнейшем развивают свои метаболические способности.
По мере пакопления различных полимеров протоклетка увеличивает поверхность своих мембран. В результате слабые силы взаимодействия, удерживающие компоненты мембраны вместе, становятся недостаточными, и протоклетка вынуждена образовать почку или разделиться надвое. Наши гипотетические протоклетки не имеют генетического материала или специфической системы белкового синтеза. При делении любые вещества, содержавшиеся в родительской протоклетке, случайным образом удерживаются одними потомками и утрачиваются другими. Однако уже здесь намечается тенденция к образова-
Рис. 8.3. Накопление эффективных линий потомства протоклеток. Одна протоклетка «S», обладающая способностью к синтезу, может в лучшем случае образовать единственную линию потомства, поскольку она не имеет генетических механизмов для того, чтобы передать эту способность дочерним протоклеткам. Дочерние почки, помеченные «X», ие получили синтетических функций и больше не могут почковаться.
нию определенной линии потомков. Протоклетки, более эффективно производящие белки, полезные для метаболизма, дадут начало линиям потомков, которые будут отобраны уже на этой ранпей стадии. Это неэффективный и пассивный вид отбора. Во всем сообществе протоклеток будут накапливаться те из них, которые дадут начало потомкам, успешнее других производящим неупорядоченные полимеры. Одну из этих возможностей иллюстрирует рис. 8.3.
Итак, на этой ранпей стадии возникновения жизни мы получили гетеротрофпые фотосинтезирующие организмы, использующие УФ-излучепие. Протоклетка использует энергию УФ-излучения для создания полимеров; этот процесс требует постоянного и небольшого притока всех аминокислот, оснований нуклеиновых кислот, сахаров и других малых органических молекул. Нерегулярные поли-
меры аминокислот, образующие комплексы с ионами металлов, наделяют протоклетку набором слабых каталитических активностей, которые наследуются единственной линией потомства. То же можно сказать и о таких неупорядоченных полимерах, как нуклеиновые кислоты и сахара.
Потомки протоклеток, наделенпые каталитическими активностями, существовали лишь очень короткое время, разрушаясь при высыхании водоемов или опускаясь на такие глубины, где энергия излучения была уже недоступна. Однако эти ранние формы обладали способностью к быстрой и повторяющейся самосборке. Можно представить себе, как на протяжении 500 или 1000 млн. лет в водоемах происходили бесчисленные эксперименты с протоклетками. Вероятнее всего, первыми возникли фо-тосинтетические гетеротрофы, использующие ультрафиолет, и с их появлением открылось множество потенциальных экологических ниш. Рассмотрим протоклеточных потомков, которые сначала были способны к фотосинтезу при помощи ультрафиолета, но содержали набор случайным образом синтезированных белков. Эти белки осуществляли непрерывную полимеризацию аминокислот с использованием химической энергии продуктов распада разрушившихся протоклеток. Даже находись вне пределов воздействия энергии излучепия, такие потомки все же продолжали функционировать, возможно повышая вероятность появления чередующихся линий потомства в этой повой гетеротрофной иише.
Развивая осповные доводы в пользу гетеротрофного организма, осуществляющего фотосинтез при помощи ультрафиолета, и негенстических липий потомства, мы молчаливо допускали, что полимеры сахаров, аминокислот и нуклеотидов образовывались непосредственно путем столкновений активированных низкомолекулярных предшественников. Это допущение требует пересмотра, и ниже мы остановимся па механизме синтеза полимеров в протоклетке.
Предыдущая << 1 .. 25 26 27 28 29 30 < 31 > 32 33 34 35 36 37 .. 47 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed