Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Опарин А.И. -> "Происхождение предбиологических систем" -> 109

Происхождение предбиологических систем - Опарин А.И.

Опарин А.И. Происхождение предбиологических систем — М.: Мир, 1999. — 463 c.
Скачать (прямая ссылка): proishogdeniepredbiologicheskihsistem1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 103 104 105 106 107 108 < 109 > 110 111 112 113 114 115 .. 182 >> Следующая

Стейнбах. Но что организует те разрозненные структурные единицы, весь тот растворимый материал, о котором вы говорили? Разве не должно было что-то собрать его в целое?
Липман. Это не обязательно. Первичный бульон имелся повсюду, и именно он служил первичной средой.
Шрамм. Как я понял, гликолиз, . по-видимому, является более примитивной формой образования энергии, чем окисление. Было бы интересно изобразить схематически неферментативный.
процесс, напоминающий гликолиз и могущий быть его предшественником. В восстановительной атмосфере присутствовали альдегиды — реакционноспособные соединения с большим запасом энергии. Альдегиды могли образовываться в первичной атмосфере путем взаимодействия гидроксильного и алкильного радикалов. Модельная схема гликолиза, снабжающая энергией предбиологи-ческие синтезы, могла бы включать реакцию, обратную альдольной конденсации, и целый ряд окислительно-восстановительных реакций или же превращение альдегидной группы в карбоксильную и спиртовую в присутствии химического катализатора. В дальнейшем эти процессы могли совершенствоваться за счет образования белковых ферментов для каждого этапа процесса. Думаю, что перенос энергии при этом осуществлялся уже при участии фосфорных эфиров, подобных АТФ.
Липман. Я вполне допускаю подобную возможность. Водород имелся повсюду.
Бухана н. У меня два вопроса. Во-первых, с каким периодом вы связываете развитие окислительных превращений? Считаете ли вы, что к тому времени основной источник энергии — ультрафиолетовый свет — уже не использовался?
Липман. Должен сознаться, что я недостаточно знаком с представлениями о примитивной атмосфере Земли. Недавно я имел случай усомниться, насколько обоснованны установившиеся в этой области взгляды (см. F о w 1 е г et al., Am. J. Physics, 21, 393 (1961) о малой вероятности восстановительной атмосферы и большей вероятности окислительной атмосферы, из чего я заключаю, что после образования Земли ультрафиолетовый свет не достигал ее поверхности).
Б у х а н а н. Вы предполагаете, может быть, вполне справедливо, что неорганический полифосфат был источником химической энергии. Однако д-р Саган и д-р Поннамперума показали, что в предбиологических условиях могли образовываться аденозин и даже, вероятно, аденозинтрифосфат. Не думаете ли вы, что если АТФ синтезировался в достаточном количестве, то именно он, а не неорганический полифосфат был источником энергии в первоначальной среде?
Липман. С этим я совершенно не могу согласиться. Эволюция, на мой взгляд, началась с более простого. Для дальнейшего развития едва ли требовалось добавлять к этому нечто, так сказать, предобразованное.
Буханан. А почему бы и нет?
Липман. Прежде всего потому, что разведенный в океане АТФ оказался бы в бесконечно малой концентрации.
Буханан. Это верно, но будут ли ваши полифосфаты в этих условиях содержаться в достаточно высокой концентрации?
Л и п м а н. Я не говорю, что жизнь возникла в океане. Высшие организмы, животные, очевидно, действительно развились в воде, но это не относится к микроорганизмам.
Саган. В ответ на вопрос д-ра Буханана я хотел бы привести некоторые расчеты. По данным нашей лаборатории, квантовый выход АТФ в фотохимической реакции (ср) составляет примерно 3-10_®. Учитывая величину потока ультрафиолетовых лучей (2400— 2900 А), достигавшего Земли в тот период, можно рассчитать, что скорость образования АТФ достигала 5 • 10-12 г!смг-сек. Этого количества достаточно для поддержания жизни популяции из 20 000 клеток Escherichia coli в столбе воды с поперечным сечением
1 см2, при условии что время генерации составляет 1 час и скорость гибели равна скорости размножения [Ponnamperuma, Sagan and Mariner, Nature, 199, 222 (1963)].
Этот подсчет представляет, конечно, отвлеченный интерес, но все же он показывает, что в тот период небиологический синтез АТФ мог быть достаточным для поддержания весьма значительной популяции микроорганизмов.
У меня есть вопрос к д-ру Липману. Не скажете ли вы несколько слов о том, чем определяется уникальная роль фосфора в процессе биологического переноса энергии? Обусловлена ли она его физическими свойствами или представляет собой историческую случайность? Не может ли какой-нибудь другой элемент, стоящий в той же группе периодической системы, заменять фосфор в живых структурах, присутствующих на других планетах?
Л и п м а н. На симпозиуме Джона Гопкинса [L i р m а п п, 1951, в «Phosphorus metabolism» (W. D. Me Elroy and B. Glass, eds.). Vol. I, p. 521, Johns Hopkins Press, Baltimore, Mariland] я сравнивал свободную энергию гидролиза (иными словами, энергию связи ацетильного остатка) уксусного ангидрида со свободной энергией гидролиза ацетилфосфата или АТФ. Оказалось, что уксусный ангидрид, ацетилфосфат и фосфоангидрид имеют приблизительно одинаковые энергии гидролиза, т. е. одинаковые термодинамические потенциалы. Однако устойчивость этих соединений в разбавленных нейтральных растворах (т. е. в системе, в которой существует жизнь) совершенно различна. Так, ацетилфосфат в этих условиях довольно стабилен; еще более устойчива фосфоангидрид-ная структура АТФ, но ацетангидрид разрушается в воде в течение нескольких секунд, в лучшем случае — минут. Причина устойчивости фосфорильных производных заключается, по-видимому, в том, что богатая энергией связь защищена отрицательным зарядом фосфорила, отталкивающим молекулы воды и ионы ОН. В ацетан-гидриде, напротив, аналогичная связь оказывается незащищенной и легко гидролизуется. Таким образом, преимущество АТФ состоит в том, что связь Р — О — Р экранирована и ее энергия сохра-
Предыдущая << 1 .. 103 104 105 106 107 108 < 109 > 110 111 112 113 114 115 .. 182 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed