Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Брода Э. -> "Эволюция биоэнергетических процессов" -> 21

Эволюция биоэнергетических процессов - Брода Э.

Брода Э. Эволюция биоэнергетических процессов — М.: Издательство «МИР», 1978. — 304 c.
Скачать (прямая ссылка): broda-e-voljucija-bioe-nergeticheskih-processov1978.djvu
Предыдущая << 1 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 129 >> Следующая

Теперь перейдем к краткому рассмотрению современных представлений о пути возникновения жизни от пребиотиче-ского бульона к эобионтам и организмам.
Эобионты и организмы
55
б. коацерваты и микросферы
Много лет назад А. И. Опарин [1357, 1359—1364] высказал предположение, что в первичном океане образовались капли, содержавшие макромолекулы; эти капли были названы им коацерватами. Такие микроскопические капли описал Бунгенберг де Ионг [246]. Обычно они возникают при смешивании растворенных веществ, несущих разные электрические заряды. Сохранялись только те капли, которые были приспособлены * существовавшим тогда условиям. Возможно, они погружались на дно, и это защищало их от губительного действия ультрафиолетового излучения.
Коацерваты Бунгенберга представляют собой статические системы, но в первичном бульоне постепенно смогли развиться «динамические» капли, стабильность которых увеличилась за счет сбалансированного поступления и выделения компонентов. Внутри капель концентрации растворенных веществ, например аминокислот, могли быть гораздо выше, чем в окружающей их водной среде, поэтому реакции протекали в них довольно быстро. Эти реакции, возможно, были более специфичными, чем в разбавленных растворах; в некоторых каплях, по-видимому, имелись катализаторы, предшественники ферментов. Позднее некоторые капли приобрели способность реагировать на изменения, происходящие во внешней среде, соответствующими компенсаторными изменениями. Для поддержания динамического состояния и для регуляции требовался источник свободной энергии.
Многочисленные работы, в которых исследовалось поведение искусственных коацерватов в различных условиях, были выполнены А. И. Опариным и его сотрудниками. Поразительные данные были получены в одном из экспериментов [1364]': капли, содержавшие фосфорилазу, синтезировали крахмал из имевшегося в среде глюкозо-1-фосфата по мере его диффузии из среды внутрь капель. Если в состав капель вводили, кроме того, амилазу, то крахмал гидролизовался до мальтозы, которая путем диффузии выделялась наружу.
Коацерваты, изучавшиеся Опариным, образованы биогенными макромолекулами. Вот почему Бернал [205] предположил, что коацерваты могли возникнуть только на более позднем этапе эволюции. Однако Эррера [834] смог получить микроскопические капельки из небиогенных макромолекул, инкубируя растворы тиоцианата аммония и формальдегида; по мнению Эрреры, подобные капельки могли существовать в первичном океане [982].
Фокс получил из своих искусственных протеиноидов «микросферы», обрабатывая их водой или растворами соли. Пра-
56
Глава 5
вильно приготовленные микросферы устойчивы, однообразны и обладают определенной ультраструктурой. В некоторых случаях они имеют двуслойную оболочку и избирательно поглощают растворенные вещества путем диффузии. В гипер-или гипотонических растворах они соответственно сморщиваются или набухают. Микросферы могут расти путем аккреции и размножаться посредством почкования или сходных процессов, несколько напоминая этим микроорганизмы. На какой-то стадии их можно рассматривать как «протоклетки» [622—624, 626, 627].
В исходных представлениях о коацерватах и микросферах не упоминалось о нуклеиновых кислотах. Авторы предполагали, что на этой ступени эволюции единственными информационными макромолекулами были белки. В таком случае позже белки утратили эту исключительную функцию. Но, конечно, можно предположить, что нуклеиновые кислоты содержались в коацерватах и микросферах, особенно в микросферах, состоящих из основных протеиноидов. Согласно представлениям Фокса [624], механизмы с участием нуклеиновых кислот возникли как «эволюционное усовершенствование» и теперь на какой-то стадии мог начаться поток информации в обоих направлениях между двумя типами макромолекул. В литературе изложены некоторые результаты по синтезу олигонуклеотидов протеиноидными микросферами с участием АТФ [625, 628, 940].
Липман [1159] отметил, что с эволюционной точки зрения чрезвычайно интересны современные ферментные системы, синтезирующие полипептиды из богатых энергией производных аминокислот без прямого участия нуклеиновых кислот. Такие системы существуют, например, для биосинтеза бактериальных антибиотиков грамицидина S и тироци-дина. Оба соединения можно рассматривать как простые информационные макромолекулы, состоящие из 10 аминокислотных остатков. Но все же в этой системе в качестве катализаторов участвуют ферменты, а по крайней мере в современном мире все ферменты синтезируются на основе информации, содержащейся в нуклеиновых кислотах. Об этих специфических свойствах белков и нуклеиновых кислот мы уже упоминали (2,Б).
в. происхождение генетического кода
В противоположность Фоксу Оргель [1270, 1366] считает, что белки никогда не могли воспроизводить себя, а этим свойством обладали только нуклеиновые кислоты (полинук-леотиды). Образование полинуклеотидов неферментативным
Эобионты и организмы
57
путем, т. е. без участия белков, показано в опытах; например, полинуклеотиды могут синтезироваться путем конденсации подходящих производных оснований на матрице, образованной искусственным полинуклеотидом [1367, 1822]. Процессы такого типа, по-видимому, существовали уже на самых ранних этапах эволюции, и позднее протеканию этих процессов могло способствовать взаимодействие с не несущими информацию полипептидами или белками. Катализаторами, возможно, служили различные поверхности. Полупроницаемые мембраны вокруг первичных образований могли возникнуть только после того, как начался биосинтез, катализируемый ферментами, и когда потребовалось удерживать и защищать продукты этого биосинтеза.
Предыдущая << 1 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 129 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed