Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Поннамперума С. -> "Происхождение жизни" -> 19

Происхождение жизни - Поннамперума С.

Поннамперума С. Происхождение жизни — М.: «Мир», 1977. — 175 c.
Скачать (прямая ссылка): proisho1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 13 14 15 16 17 18 < 19 > 20 21 22 23 24 25 .. 44 >> Следующая

Образование в предбиологи-ческих условиях пептидной связи, то есть построение белков из аминокислот, было продемонстрировано в лаборатории. Две молекулы обычных аминокислот под действием ультрафиолетового излучения объединились в дипептид, при этом возникла одна молекула воды Н20.
Н I
н2и—с—со2н I
н
глицин м
Гх Н20
СН3
СНз ^СНз
СН I
СН*
I
Н2М-С-С02Н
I
н
лейцин
Н
н2м —с-с н
СНз
I
сн2 і
и—о-со2н І I
н н
глицил-лейцин
лишь после гидролиза; это позволяет предполагать, что какая-то полимеризация может происходить уже в «первичном бульоне». Веществом, стимулирующим такой процесс, вероятно, мог быть тетра-мер цианистого водорода. Тщательное исследование показало, что если в его присутствии нагревать вместе две аминокислоты, то возможно образование дипептида. В этом случае цианистый водород служит не только материалом для образования пуринов и аминокислот, но является и конденсирующим агентом.
Во всех экспериментах синтезу полипептидов уделялось больше внимания, чем синтезу других биологических полимеров. Это обстоятельство, вероятно, обусловлено тем, что предбиологическому возникновению белков исследователи придают особое значение. Изучены реакции, протекающие в безводных условиях. В типичном эксперименте, проведенном Фоксом, смесь аминокислот с
4*
83
большим избытком глутаминовой и аспарагиновой кислот нагревалась в струе азота. При температуре 180— 200°С образовывались большие молекулы полимеров. Первым происходит плавление глутаминовой кислоты, а ее расплав играет роль растворителя по отношению к другим аминокислотам. Этот тип конденсации обеспечивает получение полимеров очень большого молекулярного веса.
Предполагается также, что основа белковой молекулы может быть образована в виде полинитрила в экспериментах с метано-аммиачной смесью. Гидролиз таких полинитрилов дает различные полипептиды. Это предположение" построено на том, что в экспериментах с электрическим разрядом при наличии цианистого водорода получаются полимеры, по структуре очень похожие на полипептиды.
В самом начале развития исследований по химической эволюции данное предположение было высказано японским ученым Акабори. Он выдвинул гипотезу о том, что до белков, появившихся, насколько нам известно, в «первичном бульоне», существовало нечто, что может быть названо «предбелком». Произвольно синтезированные нитрилы были адсорбированы поверхностью глин, а благодаря каталитической активности последних могла произойти конденсация. При последующем взаимодействии с водой в слабощелочной среде осуществлялся гидролиз боковых групп, что приводило к образованию карбоксильных групп, характерных для белковой молекулы.
По-видимому, излишне перечислять обширный список конденсирующих агентов, используемых при органических синтезах. Можно себе представить множество путей образования полипептидов. Полифосфаты, апатит, глинистые минералы и активированные аминокислоты могли принимать участие в синтезах полимеров до возникновения жизни на Земле. Лабораторные эксперименты четко продемонстрировали, что белковая молекула может возникнуть в условиях отсутствия жизни.
Дегидратационно-конденсационными процессами обусловлено образование очень больших молекул современных белков. Положения молекулярной биологии абсолютно справедливы для всех областей науки, связанных с теми или иными жизненными процессами. Поэтому приобретает чрезвычайную важность создание генетичес-
84
В первичной атмосфере Земли «элементы жизни» углерод, водород, кислород и азот присутствовали в виде паров воды (Н20), метана (СНА) и аммиака (М#3). Под воздействием различных видов энергии они диссоциировали и рекомбинировали, образуя аминокислоты, пурины, пиримидины и углеводороды. Как показали эксперименты, из аминокислот, присутствующих в «первичном бульоне», могли образоваться белки. Однако возможность полимеризации нуклеиновых кислот в этих условиях не доказана.
83
В опыте, моделирующем процессы пересыхания прибрежных океанских лагун, нуклеозид (сахар, связанный с основанием, в данном случае урацил+рибоза) нагревался в присутствии неорганического фосфата. С использованием меченых атомов методом бумажной хроматографии удалось обнаружить первую стадию полимеризации: образование динуклеотидов.
кой модели первого живого организма. Синтез полинук-леотидов в условиях, моделирующих первичную Землю, будет значительным шагом вперед в понимании возникновения жизни. Молекула ДНК является результатом великого множества реакций, ответственных за эволюцию и поддержание жизни. Как было недавно показано, некоторые компоненты живых клеток могут быть изолированы, при этом реакции, необходимые для синтеза ДНК, будут проходить in vitro. Небольшие полинуклеотиды при взаимодействии с избытком трифосфатов увеличиваются в присутствии клеточных ферментов. Благодаря таким экспериментам более вероятной кажется возможность абиогенного возникновения первых нуклеиновых кислот. Разумно предположить, что первые полинуклеотиды были
86
I I
А Б В Г
Основополагающим процессом жизни является перенос от клеточных ядер к основной массе клетки информации управляющей образованием белков посредством чтения «кода», записанного на молекуле ДНК. Этот процесс эволюционировал в течение длительного времени, начиная с простого механизма само репликации и первых макромолекул. Процесс начинается с образования (А—Б) молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК), которая последовательно, шаг за шагом, собирается на «матрице», представляющей одну нить спирали ДНК. Собранные молекулы «информационной» РНК «покидают» ядра клеток и связываются с рибосомами (В) — мельчайшими частицами, содержащимися в клеточной жидкости, которая богата растворимой, или «транспортной», РНК. Эта РНК собирает аминокислоты в клеточной жидкости, переносит к рибосомам, причем доставляет точно в то место «информационной» молекулы, где расположены соответствующие им триплеты оснований. При формировании пептидной цепи (Г) аминокислоты объединяются с помощью пептидных связей, образуя простую последовательность.
Предыдущая << 1 .. 13 14 15 16 17 18 < 19 > 20 21 22 23 24 25 .. 44 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed