Происхождение жизни - Поннамперума С.
Скачать (прямая ссылка):
34
Молекула нуклеиновой кислоты, которая содержится в ядре каждой живой клетки, велика по размерам и имеет сложную структуру. Она напоминает закрученную в виде штопора длинную веревочную лестницу (вверху), «боковины» которой построены из чередующихся фосфатов и Сахаров, а «перекладины» образованы азотистыми основаниями. При более детальном рассмотрении можно видеть, что каждая «перекладина» состоит из пары оснований, которые входят друг в друга, как рука в перчатку (в центре). Если одно из оснований пурин, то есть соединенные вместе пяти- и шестиугольники, то второе — пиримидин, просто шестиугольная молекула; пурин не соединяется с пурином, а пиримидин — с пиримидином Так, тимин (Т) может соединяться только с аденином (А), цитозин (С) — только с гуанином (в). В таком специфическом спаривании и закодирован «план» клеточного строения жизни (внизу).
2*
входит только шестичленное гетероциклическое соединение.
Сама молекула ДНК представляет собой двунитчатую спираль, напоминающую длинную веревочную лестницу, закрученную в виде штопора. Кольца спирали плотно прилегают друг к другу и миллиарды их «упакованы» в од-
¦ф углерод Отслород © азот О фосфор о водород
Элементарная структура трех составных частей ДНК — основания, фосфата и сахара.
ну-единственную клетку. «Перекладины» лестницы образованы парой азотистых оснований: пурина, принадлежащего одной нити молекулы, и пиридина, принадлежащего другой. Эти основания связаны между собой посредством так называемой водородной связи. Такая структура дает неисчерпаемые возможности для перестановок и комбинаций, что и порождает разнообразие форм, которое мы наблюдаем в современной жизни. Молекула нуклеиновой кислоты не только служит важнейшим регулятором
36
деятельности клетки, но и управляет синтезом других молекул, особенно белковых.
Молекула белка также обладает большим молекулярным весом и состоит из двадцати различных аминокислот. Из них аспарагиновая и глутаминовая кислоты — кислоты по своей природе, лизин и аргинин — основания. Остальные аминокислоты считаются нейтральными, так как их кислотные и основные группы уравновешивают друг друга. С помощью пептидных связей аминокислоты соединяются в цепочки.
Аминокислоты, соединенные между собой как бусины на нитке или вагоны зкелезнодорожного состава, образуют молекулу белка. Двадцать аминокислот создают огромное количество различных комбинаций, этим и объясняется большое разнообразие белковых молекул. На рисунке представлена модель молекулы миоглобина (ХІ25-106) — одной из первых молекул, структура и характер связей которой были детально изучены.
37
Таким образом, азбука жизни сравнительно проста — двадцать аминокислот, пять оснований, два углевода и один фосфат в любом существе, живущем на земле. Пусть возможны отклонения в структуре нуклеиновых кислот и форме белков, однако существование небольшого числа одних и тех же молекул во всех живых организмах убеждает нас, что все живое должно иметь единое происхождение.
Родство живых организмов обнаруживается не только в их составе, но и в способах обмена веществ. Не будет преувеличением сказать, что все процессы, происходящие в биосфере, имеют единую природу. Оказывается, цикл превращения пищи в энергию в организме как млекопитающего, так и микроба осуществляется путем последовательных и чрезвычайно похожих процессов. Молекулярное и функциональное подобие доказывает единые химические истоки этих организмов.
Великое единство, которое наблюдается среди живых организмов, будь то мельчайший микроб или самое развитое разумное существо, распространяется также на предбиологический, химический мир, ведь биологические процессы можно рассматривать как некий разультат явлений, имевших место в предбиологическую эпоху. Данные практически всех наук говорят о том, что природа едина. Для удобства человек раздробил это единство на категории. Разделение материи на «живую» и «неживую» носит произвольный характер. Оно удобно, скажем, тогда, когда нужно отличить человека от камня. Утверждение, что первый живой, а второй неживой, в этом случае не вызывает сомнений. Однако, когда мы имеем дело с вирусами и микроорганизмами, подобные характеристики не годятся и никого не могут удовлетворить.
Тридцать лет назад Уэнделл Стэнли выделил из табачных листьев и кристаллизовал вирус табачной мозаики. Кристаллы вируса стояли на лабораторной полке. Случайно ученый взял несколько кристаллов вируса и поместил их на табачный лист. Листы оказались зараженными. Эти эксперименты и последующая рекой-струкция вируса сотрудниками Стэнли Френкель-Конра-том и Робли Уильямсом подтвердили необходимость уточнения терминов «жизнь» и «живое». Они выделили вирус табачной мозаики, разобрали его на компоненты и белковую оболочку одного вируса соединили с нуклеи-
38
Хейнц Л. Френкель-Конрат (слева) и Уэнделл Стэнли рассматривают листы табака, зараженные вирусом табачной мозаики. В электронный микроскоп можно наблюдать палочкообразный вирус, на его попе-речном разрезе видна свернутая в кольцо белковая оболочка, а в самом центре — нить ДНК. Если этот вирус после нескольких лет хранения в лаборатории в инертном кристаллическом состоянии поместить на лист табака, то вирус по-прежнему остается заразным. Возникает вопрос: что же считать «живым»?
