автором коацерватной теории происхождения жизни является

Коацервативные характеристики, связь с источником жизни

коацерваты это организованные группы белков, углеводов и других веществ в растворе. Термин coacervado происходит от латинского coacervare и это означает «кластер». Эти молекулярные группы имеют некоторые свойства клеток; Из-за этого русский ученый Александр Опарин предположил, что коацерваты дали начало этим.

Опарин предположил, что в примитивных морях, вероятно, существовали подходящие условия для формирования этих структур, начиная от группировки рыхлых органических молекул. То есть в основном коацерваты считаются предклеточной моделью.

автором коацерватной теории происхождения жизни является. coacervados caractersticas relacin con el origen de la vida. автором коацерватной теории происхождения жизни является фото. автором коацерватной теории происхождения жизни является-coacervados caractersticas relacin con el origen de la vida. картинка автором коацерватной теории происхождения жизни является. картинка coacervados caractersticas relacin con el origen de la vida.

Эти коацерваты будут способны поглощать другие молекулы, расти и развивать более сложные внутренние структуры, подобные клеткам. Позже эксперимент ученых Миллера и Юри позволил воссоздать условия первобытной Земли и образования коацерватов..

черты

— Они генерируются путем группировки разных молекул (молекулярный рой).

— Они организованы макромолекулярные системы.

— Они обладают способностью к самостоятельному отделению от раствора, в котором они находятся, образуя изолированные капли.

— Они могут поглощать органические соединения внутри.

— Они могут увеличить свой вес и объем.

— Они способны увеличивать свою внутреннюю сложность.

— Они имеют изолирующий слой и могут самосохраняться.

Отношения с происхождением жизни

В 1920-х годах биохимик Александр Опарин и британский ученый Дж. Б. С. Холдейн независимо друг от друга выдвинули сходные представления об условиях, необходимых для возникновения жизни на Земле..

Оба предположили, что органические молекулы могут быть сформированы из абиогенных материалов в присутствии внешнего источника энергии, такого как ультрафиолетовое излучение.

Еще одно его предложение заключалось в том, что примитивная атмосфера обладает восстанавливающими свойствами: очень мало свободного кислорода. Кроме того, они предположили, что он содержит аммиак и водяной пар, среди других газов.

Они подозревали, что первые формы жизни появились в океане, теплые и примитивные, и что они были гетеротрофными (они получали предварительно сформированные питательные вещества из соединений, существующих на примитивной Земле) вместо того, чтобы быть автотрофными (генерируя пищу и питательные вещества из солнечного света). или неорганические материалы).

Опарин полагал, что образование коацерватов способствовало образованию других более сложных сферических агрегатов, которые были связаны с молекулами липидов, которые позволяли им удерживаться вместе электростатическими силами, и которые могли быть предшественниками клеток..

Действие ферментов

Работа Oparin coacervates подтвердила, что ферменты, необходимые для биохимических реакций метаболизма, функционировали больше, когда они содержались в мембраносвязанных сферах, чем когда они были свободны в водных растворах..

Холдейн, который не был знаком с коацерватами Опарина, считал, что сначала образуются простые органические молекулы и что в присутствии ультрафиолетового света они становятся все более сложными, что приводит к появлению первых клеток.

Идеи Холдейна и Опарина легли в основу многих исследований по абиогенезу, происхождению жизни из безжизненных веществ, которые проводились в последние десятилетия..

Теория коацерватов

Теория коацерватов является теорией, выраженной биохимиком Александром Опарином, и предполагает, что происхождению жизни предшествовало образование смешанных коллоидных единиц, называемых коацерватами..

Коацерваты образуются при добавлении в воду нескольких комбинаций белков и углеводов. Белки образуют пограничный слой воды вокруг них, который четко отделен от воды, в которой они взвешены.

Эти коацерваты были изучены Опарином, который обнаружил, что при определенных условиях коацерваты могут стабилизироваться в воде в течение нескольких недель, если им дают метаболизм или систему для производства энергии..

Ферменты и глюкоза

Для этого Опарин добавил в воду ферменты и глюкозу (сахар). Коацерват поглощает ферменты и глюкозу, а затем ферменты заставляют коацерват объединять глюкозу с другими углеводами в коацервате..

Это привело к увеличению размера коацервата. Отходы реакции глюкозы были удалены из коацервата.

Как только коацерват стал достаточно большим, он начал самопроизвольно распадаться на более мелкие коацерваты. Если структуры, полученные из коацервата, получают ферменты или способны создавать свои собственные ферменты, они могут продолжать расти и развиваться.

Впоследствии последующие работы американских биохимиков Стэнли Миллера и Гарольда Юри показали, что такие органические материалы могут образовываться из неорганических веществ в смоделированных условиях ранней Земли..

Своим важным экспериментом они смогли продемонстрировать синтез аминокислот (основных элементов белков), пропуская искру через смесь простых газов в замкнутой системе..

приложений

В настоящее время коацерваты являются очень важным инструментом для химической промышленности. Во многих химических процедурах требуется анализ соединений; Это шаг, который не всегда прост, и, кроме того, это очень важно.

По этой причине исследователи постоянно работают над созданием новых идей для улучшения этого важного шага в подготовке образцов. Цель этого всегда состоит в том, чтобы улучшить качество образцов перед выполнением аналитических процедур.

В настоящее время для предварительного концентрирования образцов используется много методов, но каждый, помимо многочисленных преимуществ, также имеет некоторые ограничения. Эти недостатки способствуют постоянному развитию новых методов экстракции, более эффективных, чем существующие методы..

Эти исследования также основаны на нормативных актах и ​​экологических проблемах В литературе содержится основание для вывода о том, что так называемые «методы зеленой экстракции» играют жизненно важную роль в современных методах подготовки образцов..

«Зеленые» техники

«Зеленый» характер процесса экстракции может быть достигнут за счет снижения потребления химических продуктов, таких как органические растворители, поскольку они токсичны и вредны для окружающей среды..

Процедуры, обычно используемые для подготовки образцов, должны быть безопасными для окружающей среды, быть простыми в реализации, иметь низкую стоимость и иметь более короткую продолжительность для выполнения всего процесса..

Этим требованиям отвечает применение коацерватов при приготовлении образцов, так как они представляют собой коллоиды, богатые тензоактивными веществами, а также функционируют в качестве экстракционной среды..

Таким образом, коацерваты являются многообещающей альтернативой для приготовления образцов, поскольку они позволяют концентрировать органические соединения, ионы металлов и наночастицы в разных образцах..

Источник

Белково-коацерватная теория А.И. Опарина

Суть теории

Первую научную теорию относительно происхождения живых организмов на Земле создал советский биохимик А.И. Опарин (1894-1980). В 1924г он опубликовал работы, в которых изложил представления о том, как могла возникнуть жизнь на Земле. Согласно этой теории, жизнь возникла в специфических условиях древней Земли, и рассматривается Опариным как закономерный результат химической эволюции соединений углерода во Вселенной. [16] происхождение жизнь креационизм панспермия

По Опарину, процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделен на три этапа:

Возникновение органических веществ.

Образование из более простых органических веществ биополимеров (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липидов и др.).

Возникновение примитивных самовопроизводящихся организмов.

Гипотеза Опарина была лишь первым шагом в развитии биохимических представлений о возникновении жизни. Следующим шагом стали эксперименты Л.С. Миллера, который в 1953г показал, как из неорганических составляющих первичной земной атмосферы под воздействием электрических разрядов и ультрафиолетового излучения могут образовываться аминокислоты и другие органические молекулы.

На сегодняшний день среди биологов преобладает гипотеза РНК-мира, утверждающей, что между химической эволюцией, в которой размножались и конкурировали отдельные молекулы и полноценной жизнью, основанной на модели ДНК-РНК-белок, был промежуточный этап, на котором размножались и конкурировали между собой отдельные молекулы РНК. Уже есть исследования, показывающие, что некоторые молекулы РНК обладают автокаталитическими свойствами и могут обеспечивать самовоспроизведение без участия сложных белковых молекул.

Сверху вниз: анализ биообъектов и изучение возможных механизмов образования их отдельных элементов;

Широко распространено «статистическое» возражение против абиогенного механизма возникновения жизни. Например, в 1996г немецкий биохимик Шрам подсчитал, что вероятность случайного сочетания 6000 нуклеотидов в РНК-вирусе табачной мозаики: 1 шанс из 102000. Это чрезвычайно низкая вероятность, которая указывает на полную невозможность случайного образования подобной РНК. Однако в действительности это возражение построено некорректно. Оно исходит из предположения, что вирусная молекула РНК должна образоваться «с нуля» из разрозненных амиокислот. В слчае ступенчатого усложнения химических и биохимических систем вероятность рассчитывается совершенно иначе. Кроме того, нет никакой необходимости получить именно такой вирус, а не какой-то другой. С учетом этих возражений получается, что оценки вероятности синтеза возникновения вирусной РНК занижены до полной неадекватности и не могут рассматриваться как убедительное возражение против абиогенной теории возникновения жизни. [14]

Источник

Теории происхождения жизни

За всю историю существования человечества сторонниками этой теории не было приведено ни одного подтверждающего доказательства. Справедливо отметить, что и опровергнуть эту теорию невозможно. Основополагающим моментом здесь являются не факты, а вера.

автором коацерватной теории происхождения жизни является. 1063. автором коацерватной теории происхождения жизни является фото. автором коацерватной теории происхождения жизни является-1063. картинка автором коацерватной теории происхождения жизни является. картинка 1063.

Теория стационарного состояния
Теория панспермии (греч. pan — всё и sperma — семя)

автором коацерватной теории происхождения жизни является. 1064. автором коацерватной теории происхождения жизни является фото. автором коацерватной теории происхождения жизни является-1064. картинка автором коацерватной теории происхождения жизни является. картинка 1064.

Теория самозарождения

Сторонники этой теории считали (или считают, если такие еще остались)), что жизнь способна самозарождаться из неживого. Еще Аристотель считал, что личинки, из которых появляются мухи, самозарождаются в гниющем мясе. Эти представления были довольно долго распространены и популярны.

Особенно активно эти идеи обсуждались в конце XVI века, когда апогея достигла легенда о гомункулусе. Свой рецепт «приготовления» гомункулуса Парацельс описывает так: «Возьмите сперму и заставьте ее гнить 7 суток в запечатанной тыкве, а затем в течение 40 недель в лошадином желудке, ежедневно добавляя кровь. В результате произойдет живой ребенок, как дитя, родившееся от женщины».

автором коацерватной теории происхождения жизни является. 1065. автором коацерватной теории происхождения жизни является фото. автором коацерватной теории происхождения жизни является-1065. картинка автором коацерватной теории происхождения жизни является. картинка 1065.

Кажется что-то таинственное и магическое скрыто за этими древними строками, однако это всего лишь остроумная шутка, на которую попались многие, даже из числа наших современников. Первым аргументированно попытался опровергнуть теорию самозарождения жизни Франческо Реди в 1668 году.

автором коацерватной теории происхождения жизни является. 1066. автором коацерватной теории происхождения жизни является фото. автором коацерватной теории происхождения жизни является-1066. картинка автором коацерватной теории происхождения жизни является. картинка 1066.

автором коацерватной теории происхождения жизни является. 1067. автором коацерватной теории происхождения жизни является фото. автором коацерватной теории происхождения жизни является-1067. картинка автором коацерватной теории происхождения жизни является. картинка 1067.

автором коацерватной теории происхождения жизни является. 1068. автором коацерватной теории происхождения жизни является фото. автором коацерватной теории происхождения жизни является-1068. картинка автором коацерватной теории происхождения жизни является. картинка 1068.

В честь Луи Пастера процесс тепловой обработки пищевых продуктов называется пастеризацией. Она представляет собой нагревание жидких продуктов до 60-70 °C в течение 60 минут, в результате чего болезнетворные микроорганизмы погибают. Это позволяет сохранить продукты свежими на долгое время.

Гипотеза А.И. Опарина абиогенного происхождения жизни

В результате таких преобразований из первичного бульона возникли первые прокариотические клетки.

автором коацерватной теории происхождения жизни является. 1069. автором коацерватной теории происхождения жизни является фото. автором коацерватной теории происхождения жизни является-1069. картинка автором коацерватной теории происхождения жизни является. картинка 1069.

По итогам эксперимента в системе появились аминокислоты, сахара, жиры и даже предшественники нуклеиновых кислот.

автором коацерватной теории происхождения жизни является. 1070. автором коацерватной теории происхождения жизни является фото. автором коацерватной теории происхождения жизни является-1070. картинка автором коацерватной теории происхождения жизни является. картинка 1070.

С точки зрения вероятности возникновение жизни весьма маловероятно, однако учитывая очень долгое время (1 млрд. лет от появления Земли) вероятность такого события значительно возрастает.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Коацерватная теория.

Автором этой теории является известный отечественный биохимик академик А.И. Опарин (1924). Позже, независимо от него, к аналогичным выводам пришел английский ученый Дж. Холдейн.

Опарин считал, что возникновение фазово-обособленных систем, способных взаимодействовать с окружающей внешней средой, используя ее вещества и энергию, и на этой основе способных расти, множиться и подвергаться естественному отбору. Для примера можно назвать некоторые из них: «пузырьки» Гальдейкра, «микросферы» Фокса, Бахадура, «пробионты» Эгами и др. Наиболее перспективными в этом отношении моделями могут служить капли.

Каждая молекула имеет определенную структурную организацию, т.е. атомы входящие в ее состав, закономерно расположены в пространстве. В случае такой особенности химической организации молекул вокруг в них в воде организуются водные «рубашки» из определенным образом ориентированных молекул воды.

Коацерватные капли возникают также при простом смешивании разнообразных полимеров как естественных так и искусственно полученных. При этом образуют видимые под микроскопом капли (рис.5). Капли отделены от окружающей среды резкой границей раздела, но они способны поглощать извне вещества по типу открытых систем.

Путем включения в коацервотные капли различных катализаторов (в том числе и ферментов) можно вызывать ряд реакций, в частности поступающих из внешней среды мономеров.

Таким образом возникает простейший метаболизм.

Вещество входит в каплю, полимеризуется, обуславливая рост системы, а при его распаде продукты этого распада выходят во внешнюю среду, где их раннее не было.

Главным направлением эволюции приведшей к возникновению биологических систем, следует считать ряд событий, среди которых: эволюция протобионов, возникновение каталитической активности белков, появление генетического кода и способов преобразования энергии.

Возникновение энергетических систем. Основной организм, с помощью которого малые органические молекулы можно сделать реакционно-способными в водном растворе, заключается в соединении этих молекул с различными формами фосфата. В настоящее время высокоэнергетические связи образуемые между фосфатами и органическим соединениями обеспечивают протекание всех биологических реакций. В начале такие реакции соединения протекали в присутствии большого количества воды, затем появились реакции с переносом фосфата. Замена реакцией конденсации с отщеплением воды на реакции с переносом фосфата составляющие основу биохимических процессов у всех ныне существующих организмов, началась с первой протоклетки.

Образование полимеров. Данные протоклетки весьма далеки от того, что мы называли бы клеткой, поскольку они не имеют ни генетического, ни синтезирующего белок аппарата. Протобионы, обладающие разнообразными пептидами, оказывались в более благоприятном положении. Причем, чем более активна оказывалась молекула белка как катализатор, тем больше пользы она приносит. В это же время становление генетического кода, т.е. такой организации ДНК и РН, при которой последовательность нуклеотидов в цепях нуклеиновых кислот стала нести информацию о наиболее удачных молекула белка (в смысле каталитической активности).

Эволюция метаболизма. С появлением примитивного генетического аппарата обладавшие им протоклетки смогли передавать всем своим потомкам способность синтезировать специфические полипептиды. Образующеюся из них, подвергавшиеся естественному отбору.

Обладающие наследственным материалом протоклетки быстро развили способность к синтезу крупных белков. После этого можно было говорить о биологической природе протоклетки.

Источник

Теория Опарина-Холдейна

Современные гипотезы возникновения живого базируются на том, что жизнь — это особая форма существования материи, которая характеризуется такими фундаментальными отличительными признаками, как обмен веществ с окружающей внешней средой и самовоспроизведение.

Белково-коацерватная теория происхождения жизни

Начало современной теории происхождения жизни положил российский ученый-биохимик Александр Иванович Опарин. В 1924 году он опубликовал труд «Происхождение жизни», в котором впервые сформулировал естественнонаучную гипотезу зарождения жизни на Земле — белково-коацерватную гипотезу происхождения живых организмов. В ее основе лежала идея о том, что жизнь возникла в результате длительной эволюции органических соединений, совершившейся на нашей планете.

Согласно гипотезе Опарина, жизнь на Земле зародилась в результате целого ряда химических превращений, происходивших в течение очень длительного периода времени (миллиардов лет) в особых условиях существования тогда еще молодой, формирующейся планеты. Этот период сопровождался мощным ультрафиолетовым излучением, сильными электрическими разрядами в атмосфере, выделением тепла в результате вулканической деятельности. Он предположил, что 4-4,5 млрд лет назад из аммиака, метана, углекислого газа, водорода и паров воды, составляющих в то время земную атмосферу, произошло абиогенное образование органических веществ, среди которых важнейшее место занимали аминокислоты и белковоподобные полимеры — полипептиды.
автором коацерватной теории происхождения жизни является. pic18 8. автором коацерватной теории происхождения жизни является фото. автором коацерватной теории происхождения жизни является-pic18 8. картинка автором коацерватной теории происхождения жизни является. картинка pic18 8.Условия образования простых органических соединений

По современным представлениям, в первичном океане в ранний период существования Земли было накоплено много различных органических соединений. На этом основании воды первичного океана по предложению английского ученого Дж. Холдейна называют «питательным бульоном» или «первичным бульоном».

Основным постулатом Опарина является возникновение предшественников жизни — пробионтов (от греч. pro — «перед», «раньше» и bios — «жизнь») — в результате спонтанного объединения белковоподобных органических соединений, плавающих в более разбавленном водном растворе, в так называемые коацерватные капли (или коацерваты). Процесс образования таких капелек — коацервация (от лат. coacervatio — «собирание в кучу», «накопление») способствовал высокой концентрации полимеров и их обособлению от внешней среды. Позже ряд опытов, проведенных в лабораторных условиях, подтвердил возможность возникновения коацерватных капель.
автором коацерватной теории происхождения жизни является. pic19 8. автором коацерватной теории происхождения жизни является фото. автором коацерватной теории происхождения жизни является-pic19 8. картинка автором коацерватной теории происхождения жизни является. картинка pic19 8.Коацерватные капли, возникающие в ходе синтеза полиадениловой кислоты в присутствии белка гистона

Коацерваты фактически служили местом встречи и взаимодействия простых белков, предшественников нуклеиновых кислот, углеводов и липидов, независимо возникших до этого в условиях молодой планеты и содержавшихся в «первичном бульоне».

А.И. Опарин полагал, что среди множества коацерватных капель должен был идти естественный отбор наиболее устойчивых в существовавших условиях. Способность коацерватов к адсорбции постепенно преобразовалась в устойчивый обмен веществ гетеротрофного типа (за счет поглощения органических веществ из первичного бульона). В процессе дальнейшего естественного отбора среди коацерватов оставались лишь те, которые при растекании на дочерние коацерваты сохраняли свои свойства, то есть были способны к самовоспроизведению. С приобретением этих свойств коацерватная капля уже могла считаться простейшим живым организмом — протобионтом (от греч. protos — «первый» и bios — «жизнь»). Этот процесс естественного отбора шел миллионы лет.

Другие гипотезы происхождения жизни

Гипотеза происхождения живого, впервые выдвинутая А.И. Опариным, долгое время считалась основной и завоевала широкое признание во всем мире. Однако она оставляла нерешенным вопрос перехода от сложных органических веществ к простым живым организмам. По мнению Опарина, главную роль играют белки, именно они дали начало обмену веществ, обеспечив обособление коацерватных капель друг от друга и от окружающей среды. Он утверждал, что именно белковые тельца (коацерваты) явились первыми живыми организмами — предорганизмами. Но эта гипотеза не давала объяснения способности к самовоспроизведению.

Для решения этого вопроса английский биохимик и генетик Дж. Холдейн в 1929 году выдвигает генетическую гипотезу происхождения живого, согласно которой первоосновой появления жизни послужило возникновение дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). По гипотезе Дж. Холдейна, в основе создания пробионтов были не белки, а нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК), поскольку они служат матрицей для синтеза белков. В доказательство этого утверждения Холдейн опирался на высказанную еще в 1927 году американским генетиком Г.Д. Меллером идею о том, что молекулы ДНК способны содержать «биологическую информацию» и могут образовывать мутации, а следовательно, накапливать полезные изменения. Благодаря молекулам ДНК протобионты (протоклетки) и получили способность к самовоспроизведению. Решение вопроса о происхождении жизни Холдейн связывал также с изучением путей синтеза ферментов и воспроизводства генов. При этом он отмечал важную роль ультрафиолетового излучения в образовании органических молекул.

Вслед за Опариным и Холдейном подобные идеи в 50-70-е годы XX века высказывали многие ученые. Так, видный английский физик и кристаллограф Джон Бернал (1947), в отличие от Опарина, считал, что скопление органических молекул в те времена происходило не путем коацервации, а с помощью адсорбции первых полимерных молекул а поверхностях асимметричных кристаллов кварца в водной среде. Подобную точку зрения излагал и наш известный ботаник и микробиолог Николай Григорьевич Холодный. По его мнению, первоначально образовывались не белки, а углеводороды, и это произошло не в Мировом океане, а на мелководьях после появления суши.

В 1957 году американский ученый Сидней Фокс предположил, что на первобытной Земле при испарении воды из луж, оставшихся после отлива, между аминокислотами возникали пептидные связи и образовались белковоподобные соединения — олигопептиды. Из этих белковоподобных соединений могли образовываться шарообразные агрегаты с заключенными в них органическими соединениями — микросферы, покрытые сверху белками. Эти образования С. Фокс называл протеиноидами (то есть белковоподобными) и считал, что они, подобно ферментам, могли катализировать определенные химические реакции внутри микросфер.
автором коацерватной теории происхождения жизни является. pic20 8. автором коацерватной теории происхождения жизни является фото. автором коацерватной теории происхождения жизни является-pic20 8. картинка автором коацерватной теории происхождения жизни является. картинка pic20 8.Микросферы, полученные в опытах С. Фокса (средний диаметр микросфер около 2 мкм)

Дальнейшие исследования самого Опарина и исследования многих ученых подтвердили и развили его идею о возникновении живой материи на Земле в результате длительной эволюции химических соединений. В то же время по мере изучения химии высокомолекулярных соединений и механизмов передачи наследственной информации стало очевидно, что сами белки не обладают способностью самовоспроизведения и закрепления своей приобретенной структуры. Следовательно, целый ряд положений коацерватной теории нуждался в дополнительных объяснениях. Многие из них дала генетическая гипотеза Дж. Холдейна.

Обе гипотезы привлекали внимание многих ученых, так как смогли, дополняя друг друга, решить проблему и образования протоклеток (протобионтов), и самовоспроизведения, передачи приобретенных свойств.

На основе обобщения коацерватной и генетической гипотез и обогащения их накопленными естествознанием фактами была сформулирована единая гипотеза, рассматривающая происхождение жизни как результат длительной эволюции углеродных соединений.

Доказательство гипотез происхождения жизни

Становление концепций происхождения жизни в результате абиогенного процесса требовало доказательств, поиску которых были посвящены многие экспериментальные работы ученых всего мира. Первыми доказали возможность возникновения сложных органических веществ из неорганических соединений американские биохимики Стенли Миллер и Гарольд Юри. В 1953 году они в специально созданном приборе наблюдали, как из смеси воды, аммиака и метана под действием ультрафиолетового излучения, электрической искры и нагревания появлялись органические соединения — аминокислоты, которые, соединяясь между собой, образовывали белки. Экспериментаторам удалось получить таким же путем молекулы углеводов (различные сахара и среди них — рибозу), азотистые основания (например, аденин) и небольшие цепи простых нуклеиновых кислот, сходных с РНК.
автором коацерватной теории происхождения жизни является. pic21 9. автором коацерватной теории происхождения жизни является фото. автором коацерватной теории происхождения жизни является-pic21 9. картинка автором коацерватной теории происхождения жизни является. картинка pic21 9.Устройство аппарата С. Миллера

В 1965 году американский биохимик Сирил Поннаперума с сотрудниками смогли синтезировать аминокислоты и пурины (строительные блоки белков и нуклеиновых кислот) и осуществили синтез нуклеотидов и молекул АТФ, АДФ, АМФ. Биохимик Дж. Оро при умеренном нагревании смеси цианистого водорода, аммиака и воды получил аденин. Он же синтезировал урацил, рибозу, дезоксирибозу.

В 1982 году произошло сенсационное открытие, сделанное американским молекулярным биологом Томасом Чеком. Он обнаружил каталитическую (ферментативную) способность молекул РНК. Ученым экспериментально была доказана способность рибонуклеотидов в определенных условиях среды спонтанно образовывать небольшие нити молекул РНК и синтезировать свои РНК-копии без участия ферментов или других белков. Есть предположение, что возможные контакты с какими-то кристаллами минеральных веществ способствовали упорядочению появившихся молекул органических соединений. Подобное открытие взаимодействия нуклеиновых кислот с аминокислотами приводит к выводу, что на определенных этапах химической эволюции мог существовать матричный синтез не только нуклеиновых кислот, но и молекул белков. Возможно, что подобные реакции, совершаясь в протобионтах, обеспечивали появление различных полимеров, способных хранить и передавать информацию о своей структуре и о структуре собственных белков. Подобное открытие подтверждает генетическую гипотезу происхождения жизни.
Аналогичные эксперименты проводили многие ученые: А. Уилсон, К. Харада, М. Кальвин, Н. Пири, российские исследователи А.И. Опарин и его сотрудники Т.Е. Павловская, А.Г. Пасынский и др.

Их опыты свидетельствовали о том, что в условиях первобытной Земли из простых компонентов первичной земной атмосферы могли образовываться различные полимерные органические соединения, ставшие основой современной жизни. С потоками горячих ливневых дождей из атмосферы они попадали в водоемы Мирового океана, где накапливались и постепенно, со временем создали особую водную среду, насыщенную многочисленными и разнообразными органическими веществами. Все это могло служить основанием для возникновения элементарных живых форм.

А.И. Опарин полагал, что главную роль в этом процессе играли белковые коацерваты, что именно они обеспечивали обособление пробионтов друг от друга и от окружающей среды. Дж. Холдейн и другие ученые считали, что первыми биополимерами на Земле могли быть не белки, а молекулы РНК и ДНК, способные к самовоспроизведению путем репликации.

Какая из этих двух гипотез возникновения первых живых организмов — белковая (коацерватная) Опарина или нуклеиновая (генетическая) Холдейна — верна, пока еще не решено. Обе гипотезы завоевали широкое призвание, но обе и оставляют нерешенным вопрос: как произошел переход от сложных органических веществ, находящихся в коацерватах, к элементарным живым организмам — протобионтам.

Трудным для обеих гипотез является объяснение способности возникших структур стать живой клеткой. Пока еще не удалось экспериментальным путем доказать сам переход от неживой коацерватной капли или микросферы к живой клетке, поэтому все «теории» происхождения жизни пока называются гипотезами, т. е. научными допущениями, истинность которых еще не доказана с абсолютной достоверностью (то есть экспериментально), хотя и является вполне возможной.

Однако и та и другая гипотезы в целом сходным образом определяют условия, этапы и время возникновения жизни на Земле, и обе рассматривают ее происхождение как результат химической эволюции на нашей планете, обеспечившей возможность возникновения живого вещества и многообразия жизни на Земле.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *