Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
микросфер и их роста. Было показано, что сферы, образовывавшиеся в
присутствии окиси меди, на 48,8% состоят из меди, на 4,2% — из углерода и
на 0,3% — из азота. В разбавленных смесях реагентов наблюдались в
основном процессы почкования, тогда как число микросфер увеличивалось со
временем очень медленно. В этих микросферах была обнаружена
каталазоподобиая активность (способность ускорять разрушение перекиси
водорода). Очень медленное исчезновение этой активности при диализе
свидетельствует о том, что продукт имеет не слишком большие и не слишком
малые размеры.
Было показано, что таким же способом протоклетки могут образовываться в
системах с другими комбинациями аминокислот [39]. У таких микросфер
имелись вакуоли, включения и внешние стенки, что говорит в пользу
предположения, согласно которому
280
ГЛАВА VI
такие структуры могли служить эффективными примитивными клеточными
формами. Эги микросфзры поглодали красители, следовательно, они способны
взаимэдзйсгвовать с окружаю-цей средой; они также проявляли другие
свойства, характерные для живых клеток, —способность к росту, размножению
и осуществлению локальных каталитических процессов. Взским аргументом в
пользу данной модели служит тот факт, что такие микросферы образуются в
результате взаимодействий очень простых и притом самых разных молекул.
Необходимо помнить, что микросфзры, образующиеся во всех обсуждаемых
экспериментальных системах, проявляют лишь некоторые признаки,
свойственные живым клеткам; многие клеточные функции у них отсутствуют.
Поэтому каждый тип микросфер можно рассматривать только как частную
модзль. Мы попытаемся проанализировать свойства, характерные вообде для
всех предлагаемых моделей, а затем составить обдее заключение о возможном
характере первичного развития прогоклегок.
Полимеры аминокислот, полученные путем пироконденсации
Образование полимеров аминокислот посредством пироконденсации обсуждалось
в гл. V. Там же говорилось о том, что получающиеся полиаминокислоты
(называемые протеиноидами) по ряду свойств напоминают природные белки.
Однако многие связи, содержащиеся в этих синтетических полимерах, в
природных белках современных организмов обычно не встречаются.
Немаловажно и то обстоятельство, что при повышенных температурах возможно
разложение аминокислот. Однако все_это не умаляет возможной роли такого
рода явлений в процессе первичного биогенеза. Прежде всего неизвестно,
действительно ли все пептидные связи в наиболее примитивных белках
представляли собой а-свя-зи. Кроме того, сейчас принято считать, чго в
процессе химической эволюции аминокислоты, а также другие биологически
важные вещества могли образовываться в больших количествах, что до
некоторой степени компенсировало их последующее термическое разложение.
Было обнаружено, что эти полимеры аминокислот обладают интересным
свойством, которое могло иметь отношение к образованию протоклеток. Когда
кислые протеино иды кипятили в воде и затем охлаждали, появлялись
небольшие сферические структуры, названные микросферами [4Э—421. Типичный
препарат микросфер представлен на фиг. 65. Обычный диаметр микросфер
составляет около 2 мкм. При кипячении 15 мг протеиноида в 3 мл морской
воды в течение 1 мин и последующем охлаждении раствора образовывалось от
106 до 108 микросфер. Препараты микросфер можно было хранить несколько
недель, и в течение всего этого времени
РАЗВИТИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ И ДИНАМИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ 281
Фиг. 65. Микросферы, образующиеся при кипячении полимера аминокис*
лот (протеиноида) в воде.
Протеиноид был синтезирован посредством пирокоиденсации безводных
мономеров [406J
они сохраняли свою структурную целостность. Микросферы были собраны путем
центрифугирования в течение 5 мин со скоростью 3000 об/мин. При этом
форма и целостность их сохранялись. При добавлении солей размеры
микросфер менялись (табл. 28). По-видимому, этот эффект является
осмотическим и свидетельствует о взаимодействии между внешней и
внутренней средой. Обычно наиболее отчетливые микросферы образовывались
из тех иротеино-ндов, которые были получены посредством пирокоиденсации
18 наиболее распространенных аминокислот. Полиглицин и ноли-аспарапшовая
кислота не давали микросфер.
Было обнаружено, что микросферы, приготовленные из кислых протеиноидов,
поглощали краситель при окрашивании по Граму, но были грамотрицательными,
тогда как микрссферы, полученные из основных протеиноидов, были
грамположительны-ми [421. Как полагают, этот факт свидетельствует о
сходстве в составе поверхности протсипондных мнкросфер и бактерий, Ис-
282
ГЛАВА VI
Таблица 28
Влияние на диаметр протеииоидиых микросфер концентрации хлористого натрия
в водном растворе [40а]
Коицентрщия1) раствора хлористого натрия. % Диаметр микросфер, мкм
0,15 1.4
0,31 1,6—1,8
0,63 1,6—1,8
1,25 2,3—2,7
2,5 2,0—2,1
5,0 0,7—0,9
10 0,4—0,6
20 Микросферы почти полностью отсутствуют
I' Концентрация солей в морской воде в настоящее время составляет
