Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
Следующий шаг — поликонденсация полученных в опыте 18 аминокислот при температуре 170 или 65° С (в последнем случае в присутствии некоторых фосфатов). Эта поликонденсация происходит, если в смеси имеется достаточно аспарагиновой и глутаминовой кислот.
В смеси протеиноидов при воздействии на нее водой или кислыми водными растворами (дождем) образуются микросферы (фото 4—7).
Способность протеиноидов к выполнению некоторых функций, сходных с функциями молекул живых организмов, выражается в том, что они могут в присутствии гидрата окиси цинка расщеплять нуклеотид АТФ, т. е. обладают слабой ферментативной активностью.
Образование микросфер из термических протеиноидов важно потому, что оно дает нам материал для суждения о том, как мог произойти следующий шаг в развитии жизни. Это шаг от разрозненных «органических» молекул к группам таких молекул, собранным в отдельные структуры и отделенным от окружающего мира своеобразной мембраной. Мы еще вернемся к этому вопросу в следующей главе, в разделе о коацервации и образовании мембран.
Но мне как геологу трудно принять один аспект «термической теории», а именно роль высоких температур. Фокс подчеркивает, что такие температуры создавались во время извержения вулканов и в кратере, и на поверхности потоков горячей лавы. Как же тогда совместить идею о появлении малых молекул в «первичном бульоне» с дальнейшим развитием жизни в вулканах и около них при извержениях? Далее мы увидим (особенно в гл. XVI), что преджизнь и ранняя жизнь должны были очень долго сосуществовать, и мне кажется, что такие редкие и случайные события, как извержения вулканов, не могли способствовать появлению жизни из «органических» соединений.
Правда, в природе всегда образуются более разнообразные соединения, чем в упрощенных модельных экспериментах. Так, не исключено, что в природе сходные реакции могли бы идти и при более низких температурах с помощью какого-либо катализатора. Такая возможность уже показана и в опытах Фокса: при добавлении фосфатов к смеси аминокислот их конденсация происходила уже при 65° С (фиг. 34).
7. ЭКСПЕРИМЕНТЫ КАЛЬВИНА. КОНДЕНСАЦИЯ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ЕДИНИЦ В БОЛЕЕ КРУПНЫЕ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ, СОДЕРЖАЩИХ HCN
Рассматривая исходный пункт «термической теории» происхождения жизни, предложенной Фоксом, Кальвин [3] отметил, что такая же дегидратация сопровождает не только полимеризацию аминокислот, но и объединение других строительных блоков в более крупные «органические» молекулы. Такое объединение всегда связано с реакцией конденсации, при которой чаще всего от одного блока «отщепляется» атом водорода, а от другого — гидроксильная группа (фиг. 35).
Не принимая положения Фокса о том, что эта конденсация должна была идти в сухой — безводной —среде, Кальвин попытался показать, каким образом дегидратация могла бы происходить в водной среде, в «первичном бульоне». И ответ был найден: оказалось, что HCN способен связывать молекулы воды «первичного бульона». Присутствие в «первичном бульоне» HCN предполагается
не только теоретически; его возможность доказана уже первыми экспериментами Миллера (фиг. 25).
Аминокислоты
Аминныи Карбоксильный конец, конец,
О Н
н^снчЖн} N-CH-COOH ¦ R, Rg
Сахара
сн2он
СН-ОН и С—Оч ...
Н С—Q Гпн"' С ОН
н|о' чс-с" NH НО'Ч-с'ЧГ н он н он
-> Пол тер (белки)
h,n-ch-c-nh-ch-cooh-
d I I
R, R2
I Дипептид I
• Дисахарид-------> Полимер (полисахариды)
Кислота Спирт
г-—9, ч
НОСН2СНОНСНгО[Н НО|С-(СН2)х н-
> H0CH,CH0HCHj-0-C-(CH,)x н
¦ Липиды
IАденин NH,
Hi
¦VV
•Гн1 о
Эфирная
связь
но' чон
Аденозин
/Н*1ИП он
nh2
f'V'bH HW.o
_N.
Hjo4
¦P”°
H-
lA pH, OH
-*¦ Полимер (РНК)
но
i_OH_
”нЮ
Адениловая кислота
Динукяеотид (Аф Аф)
Фиг. 35. Реакции конденсации с дегидратацией, приводящие к образованию из отдельных строительных блоков более крупных «органических» молекул. Верхние три уравнения: конденсация и последующая полимеризация аминокислот в белки, сахаров в полисахариды и кислот и спиртов в лнпиды. Нижнее уравнение — конденсация аденина с рибозой и фосфорной кислотой, в результате чего образуется нуклеотид. Полимеризация нуклеотидов в цепь нуклеиновой кислоты также представляет собой реакцию конденсации и протекает с выделением молекул воды [3].
Далее, оказалось, что два других, несколько более сложных соединения — цианамид и дицианамид HN(C=N)2— обладают такой дегидратирующей способностью в еще большей степени. Реакции с ними более сложны, их механизм еще не выяснен до конца [22]. Во всяком случае, было показано, что в присутствии
