Происхождение предбиологических систем - Опарин А.И.
Скачать (прямая ссылка):
О р о. Можно добавить, что карбамилфосфат был синтезирован несколько лет назад из цианата и фосфата (Джоунс, Спек-тор и Липман, J. Am. Chem. Soc., 77, 819, 1955) и что образование этого соединения в абиотических условиях обсуждалось
в статье Джоунса и Липмана (Ргос. Natl. Acad. Sci., 46, 423, 1960). При обсуждении абиотического образования макро-эргических фосфатов необходимо принимать во внимание, что содержание фосфора во вселенной сравнительно низко (менее 0,3%, в расчете на Р205 в углистых хондритах), причем этот элемент обнаруживается в природе главным образом в виде фосфатов щелочноземельных металлов.
Я совершенно согласен с мнением проф. Холдейна о том, что одной из важнейших проблем, связанных с вопросом происхождения жизни на Земле, является химия фосфатных соединений. Теоретически существует довольно много соединений, которые можно назвать кандидатами на роль первичных, примитивных макроэргических фосфатных соединений. Сюда относятся по крайней мере двенадцать различных соединений, состоящих из фосфата и какого-либо одноуглеродного реагента, например цианида, цианата, мочевины, изомочевины и т. д. Не следует исключать из рассмотрения и обычные полифосфаты.
Опарин. Я хотел бы спросить д-ра Холдейна о следующем. Во-первых, имела ли, по его мнению, примитивная РНК фиксированную последовательность нуклеотидов или же она характеризовалась более или менее беспорядочной последовательностью? Во-вторых, как он представляет себе образование ферментов, которые обеспечивали воспроизведение определенной последовательности?
Холдейн. Основываясь на том, что рассказал мне д-р Син-дел, я мог бы предположить, что РНК имела довольно определенную последовательность. Воспроизведение этой РНК было не слишком точным; я полагаю, что было бы очень важно иметь такую РНК, которая синтезировала бы фермент типа фосфокиназы или же два-три фермента, способных каким-то образом приводить к образованию больших молекул РНК на подходящей матрице при участии энергии. Я не могу сказать ничего более по этому вопросу. Все мы лишь ищем пути для ответа.
Б у х а н а н. Полагаете ли вы, что воспроизведение первой молекулы РНК происходило в отсутствие белоксинтезирующего' фермента?
Холдейн. Мне кажется, что один и тот же фермент катализировал много реакций (например, если таким ферментом была относительно неспецифичная фосфокиназа).
Б у х а н а н. Но происходила ли репликация новой молекулы РНК? Происходило ли это в присутствии или в отсутствие фермента?
Холдейн. О, конечно, в присутствии. Я не представляю» себе, как это могло бы происходить в отсутствие фермента.
Буханан. А мне это кажется возможным.
Холдейн. Ну что же, желаю удачи.
Шрамм. Мы исследовали полимеризацию нуклеотидов, используя эфиры метафосфорной кислоты, и нашли, что добавление некоторых основных пептидов ускоряет полимеризацию. Поэтому я считаю совсем необязательным предполагать наличие специального фермента; скорее здесь играл роль белок, подобный структурному белку рибосом. Может быть, именно он был наиболее примитивной структурой, ускоряющей полимеризацию. Необходимость в ферментах возникла позже.
Стюарт. Д-р Холдейн, для вашего пгрвого организма потребуется огромное количество информации, но для одного фермента нужен только активный центр плюс носитель. Если в системе присутствуют предобразованные полимеры и один активный центр, имеющий небольшие размеры, то даже для десяти или пятнадцати ферментов вашего примитивного организма потребуется очень небольшое количество информации — всего какая-нибудь сотня битов.
Холдейн. В своих рассуждениях я и пытался сократить количество информации до сотни битов. Но сотня битов —¦ это -еще слишком много. Сотня битов означает одну из 1,3-Ю30 возможностей.
БЕСПОРЯДОЧНЫЕ ПОЛИМЕРЫ КАК МАТРИЦА ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ
М. БЛУА
Biophisics Laboratory, Stanford University, Stanford, California
Механизмы химической эволюции, при помощи которых простые углеродные соединения, приходящие в возбужденное состояние под действием природных источников энергии, способны частично превращаться в вещества с большим молекулярным весом, распадаются в общем на две группы механизмов: гомогенные и гетерогенные. Наибольший интерес представляют механизмы второй группы: прежде всего, они облегчают поиски движущих сил химической эволюции (выражающейся в увеличении веса и сложности молекул). Кроме того, эти механизмы соответствуют предположению о том, чго примитивная Земля была, в сущности, гетерогенной системой.
Бернал предположил, что в основе механизма, обеспечивающего увеличение концентрации органических соединений, рассеянных в первичном океане, лежит адсорбция этих соединений на глиноземах и на тонкоизмельченных неорганических частицах. Холодный [7] и Вильямс [12] выдвинули предположение о том, что вновь образованные молекулы должны были быть адсорбированы на минеральных частицах; это, по их мнению, сделало невозможным обратные реакции, такие, как фотолиз или пиролиз. Кроме того, помимо концентрации и защиты молекул, адсорбция на поверхностях минералов рассматривалась как возможный механизм катализа или возникновения стереоспецифичности молекул в процессе их полимеризации. Эта точка зрения получила экспериментальное обоснование в исследованиях Акабори [1] по синтезу полипептидов глицина из аминоацетонитрила, адсорбированного на каолине, а также в некоторых его позднейших работах.
