Краткий обзор теорий зарождения жизни (2 часть)

Продолжим краткий обзор теорий зарождения жизни.

Артем Ефремов

1.Биогенез –это теория, согласно которой организм должен происходить от подобного себе родительского организма (все живое- от живого). Сегодня положения биогенеза считаются очевидными, но потребовалось несколько столетий, чтобы это доказать. Понятие «биогенез» было введено Генри Чарльтоном Бастианом для обозначения возникновения жизни из неживой материи, но Томас Генри Хаксли выбрал для этого случая понятие «абиогенез». А понятие «биогенез» стали относить для жизни, возникающей из уже существовавшей жизни. В 1858 г. Рудольф Вирхов выдвинул контргипотезу, утверждая, что жизнь может возникнуть только из жизни, но не мог это подтвердить. В 1861 г. Луи Пастер успешно подтвердил это, поставив свои собственные эксперименты для проверки гипотезы биогенеза. Поэтому биогенез является не гипотезой, а теорией.

2.Гипотеза первичного бульона (абиогенеза), биохимической эволюции- это переосмысление гипотезы самозарождения жизни на земле. Современная гипотеза была сформирована академиком Александром Ивановичем Опариным в 1924 году. Он предполагал наличие отдельных однородных высокомолекулярных скоплений, которые стали живыми организмами.

Земля представляла собой раскаленный шар, поверхность которой была покрыта жидкой кипящей лавой, не было воды в жидком состоянии, была закисленная атмосфера. Поэтому жизнь долгое время не могла появиться. Стали образовываться понемногу парниковые газы, озоновый слой, который начал отражать тепло Солнца от нашей планеты. Планета начала остывать. Вместе с остыванием произошло осаждение воды в виде жидкости. Начался процесс образования природных органических соединений живыми организмами. Так как было повышенное ультрафиолетовое облучение, повышенный радиационный слой, постоянные молнии, то в первичном бульоне (в воде с растворенными минеральными веществами) образуются молекулы органические и неорганические. Опарин предположил, что в растворах органических, высокомолекулярных соединений могут возникать локальные концентрированные зоны органических веществ, отделенные от остального раствора. Он назвал их коацерватные капли, или просто коацерваты. Первой живой молекулой была молекула белка (вещество-полимер из одинаковых звеньев- аминокислот). Стали образовываться цепочки, возникли связи, образовались мембраны. После этого живые молекулы перешли к самовоспроизведению. Все живое стремится к размножению и закреплению себя в эволюции. Согласно Опарину, процесс, в результате которого могла возникнуть жизнь на Земле можно разделить на 3 этапа: 1) Возникновение органических веществ; 2) Возникновение белков; 3) Возникновение белковых тел.

Считается, что гипотеза абиогенеза условно верна, она потерпела значительные изменения, была расширена и дополнена.

Ученые считают, что самовоспроизведение предшествовало формированию мембран и полного обмена веществ.

3.Сейчас господствует гипотеза-РНК мира: из всего, что находилось в первичном бульоне, образовалась молекула РНК- мира. Возникла это гипотеза лет около 50 назад. Почему выбрали именно РНК (рибонуклеиновую кислоту)?

В современных живых клетках за хранение наследственной информации отвечают ДНК (дезоксирибонуклеиновые кислоты), за активную работу- белки. РНК - вроде бы посредник между ДНК и белками в осуществлении жизнедеятельности клетки. Может первыми появились белки? Они делают всю работу, но не обладают способностью к размножению. Может первой появилась ДНК? Но она не способна совершать всю работу. Ученые обнаружили, что молекулы РНК могут выполнять каталитическую функцию, то есть выступать в виде ферментов -биологически активных веществ, ускоряющих скорость реакций (рибозимов), выполняют рабочие и информационные функции. Когда ученые задумались над этим, то они предположили, что жизнь началась с РНК, а первыми организмами были- РНК –организмы.

С научной точки зрения РНК- это линейный полимер, который состоит из 1 цепочки мономеров – нуклеотидов (в отличие от двухцепочечной ДНК), которые в свою очередь состоят из пятиуглеродного сахара — рибозы, соединенного ковалентной связью с остатком фосфорной кислоты, а также азотистого основания. Три азотистых основания в молекулах РНК - аденин, гуанин, цитозин, (у ДНК тоже они есть), а четвертым является урацил (в ДНК- тимин). РНК бывают информационные или матричные.

Еще до открытия каталитической активности РНК эксперименты проводил ученый Лесли Орджел. В пробирку с РНК он добавлял яд- бромид этидия, который замедлял синтез РНК. Но после 9 пробирочных поколений появилась новая РНК, стойкая к яду. Затем путем последовательное удвоения дозы яда он вывел суперстойкую РНК. Было обнаружена способность РНК к произвольному самокопированию, хотя без добавления фермента все шло более медленно. Считается что все началось с образования самопроизводящихся колоний РНК, т.е. РНК могут катализировать собственную сборку. Потом они образовали мембраны (оболочки) вокруг себя. Молекулы РНК дали начало примитивным клеточным организмам. 3-3,5 млрд. назад появились прокариотические, т.е. безъядерные организмы. Они разделились на 2 большие ветки мельчайших одноклеточных организмов : бактерии и археи. Несмотря на многочисленные морфологические сходств генетически и биохимически археи ближе к эукариотам (ядерным организмам), чем бактерии .

РНК-мир никуда не исчез, он существует и в нас. В нас множество РНК, о функциях которых мы не знаем. Самореплицирующиеся молекулы РНК размножались до эволюции ДНК и белков. ДНК стала преобладающей молекулой хранения генетической информации с течением времени возможно потому, что она более стабильна и долговечна, чем РНК. Ферменты-белки, пришли на смену рибозимам в качестве биокатализаторов, т. к. разнообразие мономеров делает их более универсальными.

В области РНК Нобелевскую премию получили:
  • 1959 г.- испанский и американский биохимики Северо Очоа и Артур Корнберг «за открытие механизмов биосинтеза РНК и ДНК»
  • 2006 г.-американские ученые - Э.Файер и К.Мэлло - «за открытие фундаментального явления РНК-интерференции - подавления экспрессии генов с помощью двуцепочечной РНК»

Не исключаю, что есть и другие теории. Но это самые основные для биологов.

Комментарии
Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий
Комментарии 0

Стань частью сообщества Homo Science!

Хочешь оставаться в центре событий?
Зарегистрируйся прямо сейчас