Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
Мы еще вернемся к влиянию цианистого водорода на полимеризацию строительных блоков в более крупные «органические» молекулы при обсуждении экспериментов М. Кальвина и его сотрудников (разд. 7 этой главы).
5. ЭКСПЕРИМЕНТЫ ОРО С НАГРЕВАЕМОЙ ВОДНОЙ СРЕДОЙ
Важного успеха добились Оро и сотр. [28, 29], показавшие, что более крупные «органические» молекулы можно синтезировать и без помощи ультрафиолета, просто нагревая среду.
Мы знаем, адо в условиях восстановительной атмосферы малые «органические» молекулы могли синтезироваться за счет энергии ультрафиолетового излучения Солнца. Возникает вопрос, как произошел переход от этой преджизни к ранней жизни. Позднее мы подробно обсудим этот вопрос, а сейчас нужно подчеркнуть, что условия в эпоху примитивной атмосферы были для ранней жизни не менее опасными, чем они оказались бы для современной. Хотя раняя жизнь в бескислородной атмосфере не подвергалась окислению, ничто не защищало ее от губительного воздействия жесткого ультрафиолетового излучения.
Поэтому надо учитывать, что при переходе от преджизни к жизни п во время дальнейшего развития ранней жизни, возможно, использовались уже другие источники энергии. Свободные радикалы и малые «органические» молекулы создавались за счет высокоэнергетического ультрафиолетового излучения Солнца, а для
Таблица 8
Аминокислоты, синтезированные в водных растворах из смесей реакционноспособных «органических» соединений [39]
Аминокислоты или амиды аминокислот Относительное
количество
Из смеси HCN -f NH3 -+- Но О пли из смеси СН^О + +++
+ NHaOH + Н20
Глпцинамид
Глицин Н---{---[-
Аланин ++
Аспарагиновая кислота + +
Серии ++
Глутаминовая кислота ¦+-
Треонин 4-
Лейцин -t-
Изолейцин +
Аргинин +
а-Амино-«-масляная кислота +
Р-Аланин ++
а, З-Диаминонропионовая кислота ++
++
Валин ++
Лизин ++
синтеза из малых молекул других, более сложных соединений годились и менее мощные источники энергии.
В опытах Оро и его сотрудников водные смеси простых «органических» молекул оставлялись на несколько дней при температуре от комнатной до 150° С. Таким образом, в отношении температуры эти эксперименты, как правило, не выходили за пределы условий, к которым может приспособиться современная жизнь (табл. 2). Соединения, полученные в опытах Оро, перечислены в табл. 8.
Фиг. 26. Скорость образования аминокислот и других продуктов из водных смесей формальдегида и гидроксиламина [28].
Амиды аминокислот, по-видимому, являются промежуточными продуктами при образовании аминокислот (I — аминокислоты; II — аммиак (xlO-'j; Л/— цианистый водород; IV — амиды аминокислот).
Некоторые результаты анализов полученных соединений показаны на фиг. 26—33. В растворах формальдегида с гидроксил-амином, формальдегида с гидразином и в растворах, содержащих цианистый водород, в конце опыта были обнаружены аминокислоты. В других экспериментах эти продукты полимеризовались в пептидные цепи — большой шаг к неорганическому синтезу белка. В системе с раствором цианистого водорода в водном аммиаке даже появлялись более сложные соединения — пурины и пиримиди-ны (азотистые основания, входящие в состав нуклеиновых кислот) .
h2c-o + h2noh H2C=NOH + H20
h2c-noh -> HCN + H20
h2c=o + nh3--> H2C=NH + H20
H2C-NH + HCN -V CH2(NH2)CN
CH2(NH2)CN + H20 ---> CH2(NH2)CONH2
CH2 (NH2) gonh2 + H20 -v CH2(NH2)COOH + NH3
Дополнительная реакция
2H2C=NOH + 2H20-> H2C=0 + NH2OH + HGOOH + NH3
Фиг, 27. Возможный механизм неорганического синтеза аминокислоты глицина из водной смеси формальдегида с гидроксиламином [28].
Время реакции, дни
Фиг. 28. Скорость синтеза аденина из водной смеси аммиака и цианистого водорода при температуре 90° С [29].
Молекула аденина образуется иэ пяти молекул цианистого водорода (I — концентрация аденина; II — концентрация HCN).
S®JQ ® [н]+ + [N=C]-+C=N
H
S®SQ
(D И+ + [NSC] ' + N=C-C=N—H H
(3) 2 H—C=N + 2 NH3
-> N=C—C = N—H
I
