НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    КАРТА САЙТА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ

11.08.2014

Первые земные биохимические реакции обходились без ферментов

Всякий раз, когда учёные пытаются представить появление жизни на Земле, они сталкиваются с множеством проблем. Например, нужно решить, с каких молекул в те далёкие времена могла начаться жизнь: одни считают, что с РНК, другие — что всё-таки с белков.

Эволюция жизни на Земле могла начаться со взаимодействия сахаров с ионами металлов
Эволюция жизни на Земле могла начаться со взаимодействия сахаров с ионами металлов

Ещё одна проблема связана с мембранами: биологические процессы должны были идти в некоем небольшом объёме, и одному такому объёму-клетке требовалось отличаться от другого. Но что было первой границей, которая отделила протоклетку от окружающей среды?

Наконец, возникает вопрос о метаболизме: всё-таки химические реакции, которые в ту далёкую пору уже шли в живых организмах, должны были бы довольно сильно отличаться от «химии» внешней среды, но на основе чего тогдашние клетки сумели создать в себе метаболические пути?

Предполагается, что «живой» метаболизм возник из «неживых» модулей, и исследователи представляют довольно убедительные доказательства того, как древнейшие геохимические процессы могли перейти в биохимические. Но как именно произошёл такой переход и возможен ли он был, так сказать, по химическим показателям? На этот вопрос пытаются ответить в своём исследовании Маркус Ральзер (Markus Ralser) и его коллеги из Кембриджского университета (Великобритания).

То, из чего состоял древнейший океан, когда в нём зарождалась жизнь, мы можем узнать по геологическим отложениям. Известно, что в ту пору в воде плавали соединения железа, кобальта, никеля, молибдена и фосфора. Исследователи сымитировали древнюю комбинацию этих элементов в растворе, добавив к ним сахара, соединённые с фосфорной кислотой. И оказалось, что при определённой температуре эти самые сахара в смеси метаболизируются так же, как в живой клетке: реакции с углеводами шли быстрее и стабильнее именно в присутствии железа, никеля, молибдена и т. д.

При этом, заметим, никаких ферментов тут нет, и кислорода тоже заметно меньше, чем в живой клетке, то есть биохимическую работу выполняет, грубо говоря, смесь металлов.

Без каких-либо ферментов, с одними лишь микроэлементами, можно было выполнить 29 разных биохимических реакций, включая и ту, при которой образуется рибозо-5-фосфат, образующий цепь РНК. (Предполагается, что углеводы могли образоваться сами, в результате обычной, «неживой» химии.) И это, конечно, сильнейший аргумент в пользу превращения химической эволюции в биологическую: нам не нужен никакой «животворящий дух», который откуда-то спустился и сделал Землю обитаемой. Необходимая для жизни биохимия могла возникнуть до появления клеток, с помощью пригоршни праха металлов.

И тут, кстати, возникает вопрос: а не случилось ли такой же комбинации микроэлементов где-нибудь ещё во Вселенной? Впрочем, если мы так рассуждаем, то тем самым неявно полагаем, что любая жизнь должна быть белковой и развиваться по тем же молекулярным лекалам, что и на Земле.

Подготовлено по материалам Astrobiology Magazine. Изображения на заставках принадлежат Shutterstock.

Кирилл Стасевич


Источники:

  1. computerra.ru



«Альтернативная история» белков проливает свет на роль случайности в эволюции

Медузы тоже умеют спать

Можно ли повысить шансы на удачную мутацию?

Учёным впервые удалось успешно заморозить (и разморозить) зародыш рыбы

Новое древо жизни включит «симбиомов» как отдельные организмы

Предок энтерококков появился 450 миллионов лет назад

Эксперимент на улитках подтвердил классическую идею о «двойной цене самцов»

Генетики строят родословное древо архей

Одноклеточные существа изобрели гарпунные пулеметы

Раскрыт один из секретов тихоходок

Обнаружены гигантские вирусы с расширенным репертуаром генов для синтеза белка

Первые шаги земной жизни




© Злыгостев Алексей Сергеевич, 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://biologylib.ru/ 'BiologyLib.ru: Библиотека по биологии'

Рейтинг@Mail.ru