Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
модельных экспериментах?
А. Предпочтительные последовательности, наблюдающиеся в эксперименте, не
абсолютно идентичны тем, которые мы обнаруживаем в настоящее время в
природе; в данном случае речь может идти лишь о неких тенденциях.
Дарвиновская эволюция, проте-
ВЫВОДЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ
307
кавшая на протяжении геологических промежутков времени, несомненно,
привела к определенным изменениям структуры и функции белков, но в основе
своей характер систем, возникших в добиологический период развития, в
значительной степени сохранился, по-видимому, и поныне.
Б. Полагаете ли Вы, что продолжительность дарвиновской эволюции была
недостаточной для того, чтобы последовательности аминокислот в
полипептидах радикально изменились и не походили более на первичные
последовательности, или вы думаете, что имеются некие внутренние
ограничения изменчивости, допустимой для белковых последовательностей в
рамках биологической эволюции?
А. Вполне возможно, что та степень организации, которая присуща
современным белковым системам, есть результат совместного действия обоих
факторов. Если сравнить последовательности определенных белков (например,
цитохрома) у разных организмов, то оказывается, что некоторые участки
этих последовательностей одинаковы и у самых простых организмов, и у
наиболее сложных. Эго свидетельствует о том, что определенные участки
этих последовательностей необходимы для обеспечения стабильности и
функционирования соответствующих белков, тогда как многие из возникших в
них изменений имеют лишь очень незначительное влияние на выживание
организмов.
Б. Поэтому концепция уникального или предпочтительного молекулярного
порядка в предбиогенезе, необходимого для существования жизни вообще, по-
видимому, распространяется на допустимые полипептидные
последовательности.
А. Другое обстоятельство, которое мы упоминали ранее, заключается в том,
что очень простые соединения, которые вполне могли существовать на
первобытной Земле, проявляют уникальную способность к морфогенезу на
надмолекулярном уровне, а именно способность к образованию структур,
подобных клеткам.
Б. Видимо, Вы имеете в виду микросферы и коацерватные капли?
А. Да, и все эти данные в совокупности говорят о том, что не только
необходимые для биогенеза соединения, но и фундаментальные структуры
вполне могли возникнуть еще в добиологический период. Иными словами, при
наличии любого из многочисленных наборов условий, возможных на
первобытной Земле, появление живых систем, таких, какими они нам известны
сегодня, было вполне вероятным событием, более того — событием, которое
не могло не произойти.
Б. Создается впечатление, будто самим реагирующим молекулам на разных
уровнях организации присуща определенная тенденция образовывать полимеры,
а затем и агрегаты полимеров.
20*
308
ГЛАВА VII
напоминающие в некоторых отношениях просто организованные живые клетки.
Во многих работах, призванных объяснить возникновение жизни, приходится
сталкиваться с такими терминами, как «случайность», «редкое событие» и
«цепь невероятных событий». Мы же, анализируя явления, которые могли
привести к возникновению живых систем, рассматриваем весь этот процесс
как эволюцию сложных соединений, организация которых отнюдь не случайна;
напротив, им присущи вполне определенные молекулярные и структурные
свойства. Нас интересует также локализованная концентрация этих веществ.
А. Может показаться, что предполагаемое возрастание упорядоченности в
ходе химической эволюции противоречит законам термодинамики, которые
требуют, чтобы любые процессы, происходящие в природе, вели к
разупорядочению Ш.Если в результате какого-то одного события степень
упорядоченности возрастает, то это достигается за счет того, что в
результате другого события возрастает степень беспорядка, т. е. энтропия.
То, что в случае обсуждавшихся нами реакций дело обстоит именно так, быть
может, не сразу бросается в глаза. (Многие годы считалось, что
возникновение живых организмов явилось результатом маловероятных,
случайных событий, и в основе этого убеждения лежала эта ложно понятая
проблема энтропии. Однако в классической термодинамике речь идет о
замкнутой системе, а живые клетки — это системы открытые, ибо они
взаимодействуют с окружающей средой, обмениваясь с ней массой и энергией.
На основании идей Онзагера, Пригожина и других эта проблема предстала
ныне перед нами в другом свете, а именно: замкнутые системы стремятся
достигнуть состояния с максимальной энтропией, а открытые — состояния,
при котором изменения энтропии на каком-либо частном уровне минимальны.
Б. Следовательно, в последнем случае предпочтительным состоянием будет
один из высоких уровней организации, которой соответствует низкая
энтропия.
А. В дополнение к тем экспериментам, которые мы обсуждали в гл. I—VI,
можно привести еще несколько других исследований, в которых показано, что
такая внутренняя тенденция к организации наблюдается на многих уровнях
