Происхождение предбиологических систем - Опарин А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Фокс. Представление о том, что синтез полипептидов происходил в первичном океане, несовместимо с основными началами химической термодинамики. Реакция H2NCHRCOOH + + H2NCHR'COOH = H2NCHRCONHCHR'COOH + Н20 легче протекает в отсутствие воды (более подробное обоснование см. в статье: Fox, Vegotsky, Harada, Hoagland, Ann. N. Y. Acad. Sci., 69, 328, 1957). Следовательно, эта реакция лучше всего протекает при температурах выше точки кипения воды или в условиях, способствующих удалению воды. Обширные вулканические области, распространенные в то время, были горячими и сухими, так что возникавшие аминокислоты могли спонтанно образовывать полиаминокислоты в больших количествах. Термический синтез в лаборатории также дает выход порядка 10—40%; фактором, ограничивающим синтез, являются главным образом аминокислоты. Будучи залитыми водой, «термические» полиаминокислоты немедленно превращаются в сферы, вокруг которых формируются водные оболочки, защищающие полиаминокислоты от разрушающих воздействий.
Поннамперума. Мы исходим из общепринятой идеи о том, что только полинуклеотид обладает способностью к репликации. Нельзя ли, однако, предположить, что какие-то первичные белки также обладали этой способностью?
Фокс. Кстати, такое же предположение выдвинул Ледерберг (Joshua Lederberg, Science in Space, p. 415, McGraw-Hill, New York, 1961). Я не имею на этот счет никаких возражений.
Саган. Если бы первичные полипептиды обладали слабой способностью к репликации или же первичные полинуклеотиды обладали слабой каталитической активностью, отпало бы большинство затруднений, с которыми мы сталкиваемся сейчас. Эти затруднения отпали бы и в том случае, если бы ваши протеиноидные микросферы могли возникать непосредственно в жидком водном растворе при умеренных температурах.
Фокс. Термодинамические исследования (статья В о г-sook Н., Huffman N. М., in «Chemistry of the Amino Acids and Proteins», ed. C. L. S с h m i d t, pp. 865—866, 1944) показывают, что синтез небольших количеств пептидных связей в водном растворе без подвода энергии извне возможен с термодинамической точки зрения; вероятность же образования высокомолекулярных
полипептидов чрезвычайно мала и составляет всего (^') 30- Как
теоретически, так и в эксперименте наши системы должны содержать и содержат некоторое количество либо воды, либо фосфорной кислоты или других фосфатов. Водные системы являются гипо-гидратными. Не может образовываться много молей воды на один моль аминокислоты, если только не произошло сопряжения реак-
ций, в процессе которых выделяется энергия, с синтезом пептидных связей. Именно это и происходит в клетках; однако вначале нужно объяснить, как возникли сами клетки. В связи с этим я еще раз подчеркиваю, что вещество, из которого состоят микросферы, образовалось в отсутствие клеток.
Валлентайн. Я полагаю, что образование микросферы невероятно с геологической точки зрения. Работа д-ра Фокса сама по себе очень хороша и интересна. Мне кажется, что она ведется в интересном плане, и я приветствую ее продолжение, но хотелось бы, чтобы вместе с тем были сделаны попытки создать модель, вероятную с точки зрения геологии. Геологи все время слышат о такой модели, мысль о ней прочно укрепилась у них, и поэтому те, кто мыслит в историческом плане, так сильно реагируют на вашу работу.
У меня есть один вопрос. Вы показали, что протеиноиды могут существовать в виде раствора и в форме микросфер; сказывается ли на ферментативной активности это различие в их организации? Кажется, именно об этом спрашивал и д-р Гаффрон?
Фокс. Что касается вашего второго замечания, то опыты с цинком еще не завершены, так что дать определенный ответ на этот вопрос я не могу. Однако предварительные данные указывают на то, что такие различия существуют.
Что же касается термической полимеризации аминокислот в геологических условиях, то я встречал геологов, а также специалистов в других областях, которые не согласны с выдвинутой гипотезой. Однако многие геологи относятся к ней положительно. Некоторые из них были на конференции в Вудринге в 1961 г. Было высказано предположение, что местом синтеза могли быть вулканические области. В этом направлении был сделан ряд конструктивных предложений. Я провел полевые исследования по определению диапазона температур и распределения органических соединений; кроме того, в лабораторных условиях изучались реакции, протекающие на раскаленной лаве. Результаты говорят о том, что созданные в лаборатории условия с геофизической точки зрения были вполне подходящими. Результаты этих опытов были опубликованы (Fox S. W., Nature, 201, 336, 1964).
Opo. Вместо того чтобы выступить с разрушительной критикой, я лучше сделаю конструктивные замечания. Проф. Опарин в своем докладе упоминал о том, что на Кольском полуострове, сложенном скальными породами вулканического происхождения, не имеющими ничего общего с осадочными отложениями, постоянно выделяются в атмосферу метан и более тяжелые углеводороды. Вот один из примеров абиогенного возникновения органического вещества. Я полагаю, что можно найти и другие примеры.
