Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
Academic Press Inc., New York, 1965 (Происхождение предбиологических
систем, изд-во «Мир», М., 1966).
55. Steinman G., Kenyon D. Н., Calvin М., Biochim. Bioji-hys. Acta, 124,
339 (1966).
56. Bernal J. D., The Physical Basis of Life, Routledge and Kegan Paul,
Ltd., London, 1951; A k a b о r i S., in: Опарин А. И. (ed.), The Origin
of Life on the Earth, p. 189, The Macmillan Company, New York, 1959.
57. G r i n R. E., Clay Mineralogy, McGraw-Hill Book Company, New YorK,
1953.
58. Hendricks S. B., J. Phys. Chem., 45, 65 (1941).
59. Greenland D. J., Laby R. H., Quirk J. P., Trans. Faraday Soc., 58,
829 (1962); Steinman G., Kenyon D. H., С a I -v i n М., Nature, 206, 707
(1965); Steinman G., Science, 154, 1344
(1966); Steinman G., неопубликованные данные; Thompson T. D., L a i 1 a с
h G., Brindley G. W., личное сообщение. Clays and Clay Minerals:
Proceedings of the Sixteenth National Conference, Bailey S. W. (ed.); pp.
285, 295, Pergamon Press, New York, 1968; McLaren A. D., Peterson G. H.,
in: Bartholomew W. V., Clark F. E. (eds.), Soil Nitrogen, chap. 6,
American Society of Agronomy, Madison. Wis., 1965.
ГЛАВА IV СИНТЕЗ БИОМОНОМЕРОВ
1. ВВЕДЕНИЕ
Опарин и Холдейн [1] высказали предположение, что события, происходившие
на первобытной Земле, возможно имитировать с помощью модельных
экспериментов [1]. Иными словами, явления, имевшие место на первобытной
Земле, должны также наблюдаться и в лаборатории. В этой главе мы
рассмотрим различные подходы, предлагавшиеся для объяснения хода
химической эволюции, в процессе которой возникли вещества, необходимые
для появления живых систем. Мы детально обсудим подходы различных школ и
направлений, разработанные с целью выяснить и воспроизвести эти явления.
В настоящей главе мы обсудим основные классы биомономеров, которые
синтезировались в гипотетических условиях древней Земли. При этом мы
будем опираться главным образом на данные, полученные экспериментальным
путем, а не на те или иные умозрительные соображения.
Если эксперимент оказался успешным в том смысле, в каком мы об этом
говорили в гл. I, из этого еще не следует, что он воспроизводит процесс
химической эволюции или позволяет так или иначе объяснить этот процесс.
Любой успешный эксперимент можно интерпретировать двояко. Прежде всего,
поскольку при самых разных экспериментальных подходах образуются одни и
те же важные биомономеры (как это будет показано в данной главе), можно
предположить, что в действительности химическая эволюция протекала в
весьма разнообразных конкретных условиях и что все они внесли свой вклад
в конечный результат. В то же время эти результаты не противоречат совсем
другой точке зрения, согласно которой лишь в некоторых экспериментах на
самом деле воспроизводятся события, имевшие место на первобытной Земле,
тогда как во всех остальных экспериментах мы просто наблюдаем явления,
интересные с точки зрения чистой химии, вне всякой связи с интересующей
нас проблемой. Было, в частности, показано, что можно синтезировать
аминокислоты из большого числа разнообразных исходных смесей реагентов и
в различных условиях. Подобные результаты позволяют сделать некоторые
общие заключения.
150
ГЛАВА IV
В экспериментах, которые мы будем обсуждать, из простого получают
сложное. Такой переход возможен при подведении к системе, содержащей
очень простые реагенты (например, М2, NH3, СО, СН4, Н20 и Н2), большого
количества энергии (для этого их подвергают воздействию электрических
разрядов, ультрафиолетового излучения, тепла и т. п.); в результате из
названных соединений образуются биомономеры. В некоторых из этих
экспериментов исходными реагентами могут служить вещества, представляющие
собой продукты предшествующих синтезов. Например, при пропускании
электрического разряда через смесь таких газов, как окись углерода, азот
и водород, образуется цианистый водород (HCN) [2] , а взаимодействия
между цианистым водородом, •аммиаком и различными альдегидами (R—СНО) в
воде могут приводить к образованию аминокислот [31. Анализируя и
сопоставляя результаты большого числа экспериментов подобного рода, можно
выявить некоторые общие закономерности и тенденции, в частности ключевую
роль цианида и формальдегида .
Никогда нельзя быть уверенным в том, что выводы, полученные на основе
этих экспериментов, имеют какое-либо непосредственное отношение к
химической эволюции в том виде, в каком она действительно происходила на
Земле. Однако, используя сведения об условиях, существовавших на
первобытной Земле {гл. III), можно разработать модельные эксперименты, в
которых процессы, происходившие падревней Земле, воспроизводились бы с
большой степенью вероятности. Результаты этих экспериментов показывают,
что переход от простых молекул к сложным биологически важным соединениям
представляет собой вероятное событие, не выходящее за рамки современных
химических представлений.
Следует подчеркнуть, что реальная ценность экспериментов, в которых
