![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
Entry tags:
Что такое жизнь и как она возникла? I-4. Solum ex ovo, non gallinaceum
I-4. Solum ex ovo, non gallinaceum
Что такое жизнь и как она возникла?
Проблема курицы и яйца волновала ещё философов Древних Греции и Рима и рассматривалась, например, в трудах Аристотеля, Плутарха, Макробия и других. В двух словах, эта проблема представляет собой логический парадокс использования понятий с нечётким объёмом. В современных взглядах на происхождение жизни на Земле доминирует точка зрения, в соответсвии с которой курица (нуклеиновые кислоты) возникла раньше яйца (метаболизма, синтеза энергии, клеточной стенки и т.д.). В этой книге я излагаю свои взгляды на эту проблему и предлагаю гипотетический механизм, согласно которому вначале было всё же яйцо. Протояйцо представляло собой спонтанно образовавшуюся протосистему синтеза макроэргического соединения - окиси магния, встроеную в некое подобие липофильной клеточной стенки. Описание механизмов, лежащих в основе синтеза окиси магния, я рассматриваю в пятой главе. Окись магния служила макроэргом, поддерживавшим химическую и биохимическую эволюцию в протоклетке.
Мне представляется полезным в самом начале в краткой форме обратить внимание читателя на несколько ключевых позиций этой гипотезы, опубликованной мною около 30 лет тому назад Издательством научного центра биологических исследований Академии наук СССР в Пущино-на-Оке в сборнике "Вопросы эволюции бактерий" (перевод на английский), которую я здесь рассматриваю детально с учётом того, что за прошедшие три десятилетия не появилось ни одной внятной, не основанной на использовании сверхъестественных сил и ситуаций идеи, объясняющей феномен зарождения жизни на Земле. Это краткое изложение, как мне представляется, содержит некоторые позиции, которые никогда никем ранее не рассматривались и которые могут оказаться весьма полезными для ободрения читателя, продирающегося сквозь авторскую логоррею первой половины книги. Проблема происхождения жизни на Земле безусловно является самой сложной и самой запутанной в науке, что вызвано наличием множества причин, среди которых психология восприятия проблемы играет не последнюю роль. Таким образом, первая половина книги будет способствовать психологической подготовке читателя к восприятию последующего конкретного изложения гипотезы.
Прежде всего хочу обратить внимание на то, что в рамках моей гипотезы происхождения образование первоклетки включало в себя два этапа: этап спонтанного протогенеза и этап матричного абиогенеза. Спонтанный протогенез ограничился относительно короткой стадией самоорганизации системы синтеза прототипа АТФ - окиси магния, являвшейся аккумулятором, хранителем и переносчиком энергии. Эта система в дальнейшем энергетически обеспечивала и контролировала биохимическую эволюцию (матричный абиогенез).
После начальной стадии спонтанного протогенеза наступил период матричного абиогенеза, в процессе которого происходила биохимическая эволюция, нацеленная на усовершенствование системы синтеза окиси магния, включающая, например, формирование липофильной оболочки первоклетки, поскольку в водной среде окись магния разлагается, биосинтеза белков, способных изменять комформацию под воздействием свободных протонов и т.п.
Случайным в биогенезе протобионтов был всего лишь один этап - этап формирования системы синтеза окиси магния в первоклетке. Предложенный мною химический механизм формирования такой системы основан на широко известном явлении кетоенольной таутомерии, которая, однако, в отношении сложноэфирного карбонила не описана и, по всей видимости, обладает ничтожно малым сдвигом в сторону енолизации, соответственно, требует для своего проявления высокоспецифичной поддерживающей процесс молекулярной структуры. Процесс синтеза окиси магния состоял в вытеснении двух протонов енолизованных форм абиогенно синтезированных липидов с образованием комплекса из двух липидных молекул, связанных магниевым мостиком. В определённых условиях происходило разложение магниевого комплекса с выделением окиси магния. Кальций - ближайший аналог магния не обладал способностью к образованию такого комплекса и по этой причине участвовал в образовании протоклеточных структур.
Первый этап матричной эволюции, направленный на усовершенствование синтеза окиси магния и фактически на создание прототипа системы мембранного окислительного фосфорилирования, осуществлялся в пределах одной единственной первоклетки и привел к формированию зачатков всех основных функциональных систем, наличие которых является облигатной принадлежностью любого живого организма. Имеется ввиду синтез магниевой соли пирофосфата, а затем молекулярная надстройка к нему, превратившая эту магниеву соль в магниевую соль АТФ, развитие зачатков метаболизма и ферментов и ... формирование механизмов наследования, поскольку к этому моменту появилось то, имело смысл наследовать. Не исключено, прототип ДНК появился уже после деления первоклетки, которое могло произойти на первом этапе сугубо механически.
Таким образом, в роли Творца выступила, по существу, реакция кетоенольной таутамерии сложноэфирного карбонила, которая способна на существенный сдвиг в сторону енола при особых условиях обеспечения необходимой структуры. Не исключено, что "Творца" можно будет синтезировать в лабораторных условиях. Я таких возможностей не имел. Но такое в принципе возможно, и в этом случае можно будет экспериментально моделировать абиогенное происхождение клетки solum ex ovo, non gallinaceum (только от яца, а не от курицы).
Что такое жизнь и как она возникла?
Проблема курицы и яйца волновала ещё философов Древних Греции и Рима и рассматривалась, например, в трудах Аристотеля, Плутарха, Макробия и других. В двух словах, эта проблема представляет собой логический парадокс использования понятий с нечётким объёмом. В современных взглядах на происхождение жизни на Земле доминирует точка зрения, в соответсвии с которой курица (нуклеиновые кислоты) возникла раньше яйца (метаболизма, синтеза энергии, клеточной стенки и т.д.). В этой книге я излагаю свои взгляды на эту проблему и предлагаю гипотетический механизм, согласно которому вначале было всё же яйцо. Протояйцо представляло собой спонтанно образовавшуюся протосистему синтеза макроэргического соединения - окиси магния, встроеную в некое подобие липофильной клеточной стенки. Описание механизмов, лежащих в основе синтеза окиси магния, я рассматриваю в пятой главе. Окись магния служила макроэргом, поддерживавшим химическую и биохимическую эволюцию в протоклетке.
Мне представляется полезным в самом начале в краткой форме обратить внимание читателя на несколько ключевых позиций этой гипотезы, опубликованной мною около 30 лет тому назад Издательством научного центра биологических исследований Академии наук СССР в Пущино-на-Оке в сборнике "Вопросы эволюции бактерий" (перевод на английский), которую я здесь рассматриваю детально с учётом того, что за прошедшие три десятилетия не появилось ни одной внятной, не основанной на использовании сверхъестественных сил и ситуаций идеи, объясняющей феномен зарождения жизни на Земле. Это краткое изложение, как мне представляется, содержит некоторые позиции, которые никогда никем ранее не рассматривались и которые могут оказаться весьма полезными для ободрения читателя, продирающегося сквозь авторскую логоррею первой половины книги. Проблема происхождения жизни на Земле безусловно является самой сложной и самой запутанной в науке, что вызвано наличием множества причин, среди которых психология восприятия проблемы играет не последнюю роль. Таким образом, первая половина книги будет способствовать психологической подготовке читателя к восприятию последующего конкретного изложения гипотезы.
Прежде всего хочу обратить внимание на то, что в рамках моей гипотезы происхождения образование первоклетки включало в себя два этапа: этап спонтанного протогенеза и этап матричного абиогенеза. Спонтанный протогенез ограничился относительно короткой стадией самоорганизации системы синтеза прототипа АТФ - окиси магния, являвшейся аккумулятором, хранителем и переносчиком энергии. Эта система в дальнейшем энергетически обеспечивала и контролировала биохимическую эволюцию (матричный абиогенез).
После начальной стадии спонтанного протогенеза наступил период матричного абиогенеза, в процессе которого происходила биохимическая эволюция, нацеленная на усовершенствование системы синтеза окиси магния, включающая, например, формирование липофильной оболочки первоклетки, поскольку в водной среде окись магния разлагается, биосинтеза белков, способных изменять комформацию под воздействием свободных протонов и т.п.
Случайным в биогенезе протобионтов был всего лишь один этап - этап формирования системы синтеза окиси магния в первоклетке. Предложенный мною химический механизм формирования такой системы основан на широко известном явлении кетоенольной таутомерии, которая, однако, в отношении сложноэфирного карбонила не описана и, по всей видимости, обладает ничтожно малым сдвигом в сторону енолизации, соответственно, требует для своего проявления высокоспецифичной поддерживающей процесс молекулярной структуры. Процесс синтеза окиси магния состоял в вытеснении двух протонов енолизованных форм абиогенно синтезированных липидов с образованием комплекса из двух липидных молекул, связанных магниевым мостиком. В определённых условиях происходило разложение магниевого комплекса с выделением окиси магния. Кальций - ближайший аналог магния не обладал способностью к образованию такого комплекса и по этой причине участвовал в образовании протоклеточных структур.
Первый этап матричной эволюции, направленный на усовершенствование синтеза окиси магния и фактически на создание прототипа системы мембранного окислительного фосфорилирования, осуществлялся в пределах одной единственной первоклетки и привел к формированию зачатков всех основных функциональных систем, наличие которых является облигатной принадлежностью любого живого организма. Имеется ввиду синтез магниевой соли пирофосфата, а затем молекулярная надстройка к нему, превратившая эту магниеву соль в магниевую соль АТФ, развитие зачатков метаболизма и ферментов и ... формирование механизмов наследования, поскольку к этому моменту появилось то, имело смысл наследовать. Не исключено, прототип ДНК появился уже после деления первоклетки, которое могло произойти на первом этапе сугубо механически.
Таким образом, в роли Творца выступила, по существу, реакция кетоенольной таутамерии сложноэфирного карбонила, которая способна на существенный сдвиг в сторону енола при особых условиях обеспечения необходимой структуры. Не исключено, что "Творца" можно будет синтезировать в лабораторных условиях. Я таких возможностей не имел. Но такое в принципе возможно, и в этом случае можно будет экспериментально моделировать абиогенное происхождение клетки solum ex ovo, non gallinaceum (только от яца, а не от курицы).
спонтанно
Вы пишите "Протояйцо представляло собой спонтанно образовавшуюся протосистему ..." В связи с этим вопрос если можно, могли бы Вы привести парочку примеров из жизни, не гипотетических, где имели бы место спонтанные события подобные образованию протосистемы, у которых не было бы причин их вызвавших. Просто мне наподумать :)
Re: спонтанно
Но в микромире спонтанные явления намного больше распространены, поскольку все молекулярные системы не имеют центра управления, как, например, социальные системы, которые, когда во главе государства стоят идиоты, переходят на спонтанность гражданских войн. Канадский учёный Жан-Мари Лен получил нобелевскую премию по химии, демонстрируя спонтанность в химических системах
Re: спонтанно
http://newsru.co.il/world/12sep2013/put_nob456.html
Я бы на месте Обамы, а тем более Нобеля покончил с собой :)
Ваши примеры мне понятны. Возмем пример клеток нашего организма, есть клетки мозга, печени и так далее. И каждая выполняет свою роль в организме, не пытается лидировать, не пытается напакостить, не лениться, не пытается стать клеткой другого органа. И все вместе и слаженно они обеспечивают работу своего органа как целого. Как Вы думаете, кто руководит их работой?
Re: спонтанно
Re: спонтанно
Re: спонтанно
no subject
Не понимаю, почему Вы сопротивляетесь...
no subject
no subject
Модельная система должна быть простой. Ничего с молекулярным весом выше 1000. Ну, и свет с ультрафиолетом и рентгеном в избытке.
Я вообще так пропагандирую пористое тело как "биогенетическую матрицу" потому что поры обеспечивают градиент без всяких мембран. В устье поры идет интенсивный фотолиз-радиолиз, а в глубине "темновая фаза", более "спокойные" процессы.
no subject
Поры без толку обсуждаются много десятилетий. В частности пемза. От градиента жизнь не возникает. Биогенетическая матрица - это слова. Без конкретного химического механизма всё в 100% случаев превращается в мероприятие под названием "А поговорить?"
Я предложил гипотетическую реакцию, требующую уникального обеспечения. На самых начальных стадиях протоэволюции распад магниево-липидного комплекса с образованием MgO происходил под воздействием колебаний от падения метеоритов. В дальнейшем сформировались белки, заменившие ультразвух. Под влиянием протонов, выделявшихся при образовании магниевого комплекса путём замещения енольных протонов
первичный белок менял конформацию, что приводило к разрыву комплекса. Образование окиси магния было первой матрицей, от которой началась эволюция белков. Всё то же самое в современных АТФазах. Только конформационно-активные белки эволюционно продвинутые.
Но я решил всё же книжку продолжать писать. В самом конце будут детали реакции Андреева
no subject
no subject
no subject
Улыбнуло )) Такая формулировка создает приоритет идеи перед практикой. Почему же эта протоструктура захотела увековечиться?
no subject