Abiogenetic концепция за произхода на живота въведение

Abiogenetic концепция за произхода на живота: въведение

През 20-30-те години на XX век. Науката е върнал към идеята за спонтанното зараждане с оглед на критиките, които са били подложени на концепцията за абиогенезата в XIX век. Спонтанното самозараждане на живота е невъзможно при сегашните условия, но това може да се реализира в далечното минало, когато условията в света са били различни. В началото на ХХ век. контролирани от убеждението, че животът на основните органични вещества (протеини, мазнини, въглехидрати) в природни условия може да възникне само биогенен, т.е. като ги синтезира от организмите. През двадесетте години, AI . Опарин и J. Халдейн експериментално показват, че в разтвори на високомолекулни органични съединения, може да има повишена концентрация зона - Сливащата капчици - са в известен смисъл се държат като живи обекти: спонтанно растат, деление и споделят вещество със заобикалящата течност посредством уплътнена раздел повърхност.

Съветски биохимик AI Опарин (1894-1980) предполага, че мощни електрически разряди в атмосферата, което е преди 4-4.5 млрд. Години се състоят от амоняк, метан, въглероден диоксид и водна пара, може да бъде прости органични съединения, необходими за живот , Предвиждането AI Опарин е широко признат и е потвърдено от експерименти. Специално популярност да се натрупа опит Юри и Милър, S. (1955), проведено от университета в Чикаго. Чрез преминаване електрически разряд напрежение до 60 000 V чрез смес от въглероден двуокис, метан, амоняк, водород и налягането на водната пара на няколко паскали при температура от + 80 ° С, те получиха простият мастни киселини, карбамид, оцетна и мравчена киселина и няколко аминокиселини, включително глицин и аланин. Miller блок схема е показана на Фиг. 49 Известно е, че аминокиселини - това са "изграждащи блокове" от който протеините са изградени молекула. След известно време С. Фокс успя да комбинира най-новите кратки нередовни вериги - не-матрица за синтез на полипептиди; като полипептидни вериги тогава всъщност намерени, наред с други прости органични в материята на метеорит. Експерименталният доказателство за възможността за образуването на аминокиселини от неорганични съединения даде основание да се предположи, че първата стъпка при появата на живота на Земята е абиотичен синтез на органични съединения (фиг. 39).

В момента се извършва в различни лаборатории абиотичен синтез на много биологично важни мономери. Много информация се получава по отношение на абиотични синтез на аминокиселини (таблица. 14). Аминокиселините, изброени в таблицата в обикновената форма на състава на газови смеси, или във вода поради излагане на различни източници на енергия. В определен усложнение на реакционната смес чрез въвеждане С2, С3 въглеводороди, оцетен алдехид, хидроксиламин, хидразин, както и други съединения, които образуване възниква лесно в условията на примитивна земята синтезира значително повече аминокиселини, включително тези, които не се откриват като продукт на реакцията на газообразни или водни смеси от опростен състав. Експериментално е доказано, че почти всички аминокиселини, които съставляват природен протеин могат да бъдат получени в лабораторията при симулирани условия примитивни Земята.

Важен етап в химическата еволюция - синтеза на нуклеозиди и нуклеотиди, и особено аденин. Американски биохимик K.Ponnamperuma (K.Ponnamperuma) са в състояние да покаже, че UV-облъчването на сместа водни разтвори на аденин и рибозата при 40 goadusov до С, в присъствието на фосфорна киселина, реакцията на кондензиране се провежда, което води до образуването на аденозин. Ако реакцията се извършва чрез добавяне на etilmetafosfata реакционната смес, образуване протича и нуклеотиди AMP. ADP. ATP. Функцията на фосфорни съединения в химическия синтез на тях е двойна: те играят ролята на катализатор и може директно да бъде включен в реакционните продукти. Абиотично синтез на АТР, което е резултат от няколко относително прости химични реакции предлага възможно началото вид на това съединение. Първите жилищни структури биха могли да получат ATP от околната среда.

Следваща стъпка пребиотик еволюция - допълнителни усложнения органични съединения, свързани с полимеризация на мономерите. Всички живи клетки са съставени от четири основни типа макромолекули: протеини, нуклеинови киселини, липиди и полизахариди. От тези протеини и нуклеинови киселини са най-трудните вещества клетки.

S.Foks (S.Fox) извършва абиотичен синтез на полипептиди, състоящи се от 18 природни аминокиселини, с молекулно тегло от 3000 до 10 000 Далтона. Отличителна черта на първичната структура на тези полимери са открити специфична последователност от аминокиселинни остатъци във веригата, поради вероятно структурни характеристики на самите аминокиселини. Получените полимери притежават много свойства, които ги доближи до природни протеини: служи като източник на храна за микроорганизми протеинази хидролизират при киселинна хидролиза се получава смес от аминокиселини, притежават каталитична активност и способност да образува микросистеми ограничени от околната среда мембрана повърхностни слоеве. Поради големия сходството на природни протеини полипептиди синтезирани S.Foksom са наречени протеиноиди (протеинови вещества).

Теоретичната възможност за образуването на полинуклеотиди G.Shrammom (G.Schramm) беше показан без участието на ензими. Получените полимери съдържат от 60 до 200 нуклеотиди в верига и имат молекулно тегло от 15,000-50,000 Da. По този начин се получава полиаденилова, polyuridylic, полицитидилова киселина, и съполимери от тях.

Така експериментално е показано, че в условията на примитивна земята е възможно химичен синтез на биологично важни съединения (мономери и полимери), които служат като изходен материал за конструирането на всички организми.

Това в действителност, изчерпани и реален напредък, постигнат в рамките на концепцията на абиогенеза - с изключение на факта, че е ясно, реализиран от най-малко едно основно ограничение относно възможността за синтеза на "на живо" (т.е. биологично активен) от макромолекули от опростена органичен "тухли". Cm. Оптичните изомери на органични молекули и проблема за произхода на живота