Происхождение жизни - Поннамперума С.
Скачать (прямая ссылка):
Сахара, рибоза и дезоксирибоза служат неотъемлемой частью молекулы нуклеиновой кислоты. Основания: аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил — совместно с сахарами образуют нуклеозиды. Последние, в свою очередь соединяясь с фосфатами, дают нуклеотиды — простейшие единицы, из которых состоит молекула нуклеиновой кислоты. Даже при самом тщательном анализе «первичного бульона», возникшего на основе смеси метана, аммиака и воды, пока не удалось обнаружить и намеков на присутствие Сахаров — компонентов нуклеиновых кислот. Однако был идентифицирован формальдегид, который, как мы уже говорили, можно считать промежуточным продуктом при синтезе аминокислот. Он является простейшим из Сахаров и может рассматриваться как основа для возникновения более сложных членов этого ряда. Совсем недавно было установлено, что формальдегид присутствует в межзвездном пространстве, это еще больше подчеркивает его роль как предбиологического соединения.
Еще в 1861 г. Бутлеров показал, что при'нагревании в крепком щелочном растворе формальдегид может превращаться в смесь Сахаров. Первичным продуктом конденсации двух молекул формальдегида является другой член ряда альдегидов — гликолевый альдегид. Совместно с третьей молекулой формальдегида он создает еще
74
Одной из наиболее слооюных молекул, обнаруо/сенных в межзвездном пространстве, является формальдегид (СН20). Используя 42-метровый радиотелескоп дальнего поиска, установленный в Гринбэнке (Западная Виргиния), ученые обнаружили в спектрах нескольких различных источников характеристическую линию формальдегида. Его присутствие подтверждается существованием в облаках галактической пыли метана (СН4) — особо важной компоненты «первичного
бульона».
одного предшественника Сахаров — дигидроксиацетон. С образованием двух последних молекул открывается путь к возникновению важных для жизни Сахаров. Для тех, кто владеет языком химических формул, этот процесс выглядит так:
2СН20 -> СН2ОН—СНО
СН2ОН — СНО -ь сн2о СН2ОН — со — СН2ОН
СН2ОН — СНО -ь СН2ОН — со — СН2ОН ->
-> СН2ОН — СНОН — СНОН — СО — СН2ОН
или
2СН2ОН — СНО -> СН2ОН — СНОН — СНОН — СНО
или
СН2ОН — СО — СНОН — СН2ОН 2С4-[С8]? - С3 + Сб
Поннамперумой и Гэйбелом была предложена заманчивая модель возникновения Сахаров в предбиологиче-ских условиях под действием гидротермальных источников. Они пропускали очень разбавленный раствор формальдегида над поверхностью глины (каолинита и илли-та). Такой минерал, как каолинит, можно рассматривать как один из характерных признаков предбиологической среды вблизи горячих источников. Простое перемешивание или кипячение формальдегида приводит к реакции конденсации с образованием Сахаров. При таких процессах очень легко получаются пяти- и шестичленные сахара (пентозы и гексозы).
Полимеры
7
В предыдущих главах мы показали, что простые соединения, которые входят в состав нуклеиновых кислот и белков, могут быть синтезированы при действии различных видов энергии на первичную атмосферу. Эти малые молекулы возникают либо непосредственно из веществ, входящих в состав атмосферы, либо в результате взаимодействия предварительно образовавшихся промежуточных продуктов. Химикам в основном удалось разобраться в процессах созидания составных частей живого. Безусловно, проблема далеко не решена, еще не известна в деталях схема образования отдельных звеньев, тем не менее общий механизм возникновения промежуточных веществ, по-видимому, установлен достаточно верно. Следующий цикл экспериментов связан с конденсацией или полимеризацией молекул этих веществ с целью получения более крупных молекул, а в итоге нуклеиновых кислот и белков.
Молекула белка представляет собой цепочку аминокислот. Отдельные молекулы аминокислот связаны друг с другом пептидной связью. Когда две аминокислоты соединяются вместе или конденсируются, происходит дегидратация, то есть выделение воды. Выделение одной молекулы воды является, таким образом, необходимым звеном в процессе объединения аминокислот в дипептид. Затем два дипептида, объединяясь, дают тетрапептид. Этот процесс объединения в цепочку может продолжаться и дальше.
Аналогично молекулы нуклеиновых кислот, подобно бусам, собраны из молекул нуклеотидов. В свою очередь каждый из них составлен из основания, сахара и фосфатной группы. В этом случае механизмами объединения
77
ДНК, дсзоксирибонуклеиновая кислота, — основа всего живого. В этой модели знаменитой «двойной спирали» отдельные атомы каждого нуклеотида размещаются на нескольких витках большой молекулы.
также служат конденсация и дегидратация. Молекула воды удаляется, а соединившиеся основание и сахар образуют нуклеозид. Для получения нуклеотида к нуклео-зиду добавляется фосфатная группа. Два нуклеотида, соединяясь вместе, дают динуклеотид. Таким образом, на любом уровне механизмом образования все более крупных молекул является удаление молекулы воды.
\ аминокислота аминокислота дипепшид вода
Белковая молекула представляет собой цепочку аминокислот (вверху справа), ее «хребет» состоит из повторяющихся, подобно звеньям цепи, триплетов с боковыми группами, различными у каждого типа аминокислот. Когда две аминокислоты соединяются вместе (слева), аминогруппа одной молекулы присоединяется к карбоксильной группе другой с выделением молекулы воды (внизу справа). Такая связь называется пептидной.
