Происхождение предбиологических систем - Опарин А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Если я не ошибаюсь, приведенный Холдейном аргумент был опубликован до появления в печати вышеупомянутых астрономических работ.
Холдейн. Я почти не сомневаюсь в том, что приоритет принадлежит не мне, а проф. Опарину. К своему стыду, я не читал его ранней работы и поэтому не могу ничего сказать. Однако, насколько я помню, мои первые печатные работы появились в 1927 г., а его — в 1924 г.; в моей маленькой статье вряд ли можно было найти что-либо новое, чего бы не было в его книге.
Часть II
МИКРОМОЛЕКУЛЫ
РЕЧЬ ПРЕДСЕДАТЕЛЯ
ДЖ. БУХАНАН
Division of Biochemistry, Department of Biology, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts
Результаты, полученные за последнее десятилетие несколькими группами исследователей, свидетельствуют о возможности образования абиогенным путем в определенных условиях, моделирующих предбиологические, целого ряда биологически важных соединений из таких простых предшественников, как метан, аммиак, водород и вода. К числу таких биологически важных соединений относятся органические кислоты, пурины, пиримидины и многие аминокислоты. Продемонстрирована также возможность синтеза аденозина. В особых условиях при использовании этилового эфира метафосфорной кислоты удалось синтезировать адениловую кислоту.
В настоящее время синтезированы многие, если не все, низкомолекулярные соединения, являющиеся составными компонентами макромолекул. Тот факт, что в условиях, имитирующих условия атмосферы примитивной Земли, может иметь место синтез такого количества соединений, кажется поразительным, по крайней мере с точки зрения биохимика. Однако не вызывает, по-видимому, сомнений, что все эти соединения термодинамически и энергетически являются наиболее вероятными продуктами.
Сейчас перед нами стоит очередная весьма сложная задача — выяснить, каким образом могло происходить образование функциональных макромолекул. Установлено, что низкомолекулярные соединения способны агрегировать с образованием биологически неактивных макромолекул. Вопрос о возникновении биологически активных соединений представляет значительные трудности. Мы считаем, что такие соединения могли образоваться не в результате случайного появления высокоспециализированного фермента, а путем эволюции макромолекул, обладающих определенными преимуществами с химической и биологической точек зрения.
Здесь обсуждался вопрос о том, что появилось раньше — биологически активная нуклеиновая кислота или белок. Я придерживаюсь точки зрения Рича, сформулированной им в сборнике Горизонты биохимии». Она сводится к тому, что появление нуклеи-
новых кислот как носителей генетической информации и ферментов как биохимических катализаторов ни к чему бы не привело без системы, обеспечивающей передачу информации первых и постоянный синтез последних. Рич полагает, что на одной из самых ранних стадий химической эволюции должна была иметь место эволюция механизма передачи информации, т. е. возникновение функций активирующего фермента и транспортной РНК.
Транспортная РНК, помимо того, что она играет важнейшую роль в процессе передачи информации, вообще является ключевым соединением в эволюции предбиологических систем. Она состоит примерно из 75 нуклеотидов; некоторые из них содержат необычные основания, например тимин, метилированные производные гуанина и аденина и 5-замещенное производное урацила (например, в случае псевдоуридина). Согласно всем критериям, это низкомолекулярная РНК; ее молекулярный вес составляет всего 25 ООО, тогда как некоторые типы нуклеиновых кислот имеют молекулярный вес около 100 миллионов. Большая часть молекулы транспортной РНК (около 80%) представляет собой двойную спираль. Отсюда примерно 20% молекулы составляют неспаренные основания. Согласно представлениям Кантони, молекула транспортной РНК состоит из трех частей: концевого участка, играющего роль акцептора аминокислот и имеющего последовательность ЦЦА, основной спирализованной части и, наконец, петли, содержащей неспаренные основания. Несомненно, это — чрезмерное упрощение, поскольку, вероятно, в молекуле имеется не один, а несколько участков, содержащих неспаренные основания. Кантони считает, что указанные участки, называемые им «нодок» (nodoc), имеют определенную последовательность оснований, спаривающихся с комплементарным триплетом информационной РНК. Таким образом происходит кодирование одной аминокислоты.
Мне представляется вероятным, что структура области нодока молекулы транспортной РНК не только обусловливает взаимодействие с соответствующим триплетом информационной РНК, но также обеспечивает химическое сродство концевого, акцепторного участка транспортной РНК именно к данной аминокислоте. В отсутствие активирующего фермента (или вообще в отсутствие ферментов) указанное сродство может выражаться в увеличении реакционной способности данной транспортной РНК в отношении всех 20 аминокислот. Вполне возможно, что возникновение абсолютной специфичности данной транспортной РНК к определенной аминокислоте возникло только после появления ферментов, активирующих аминокислоты. 1
