Третья планета

Природа

История происхождения и развития жизни





5.2 Экспериметальные исследования "первичного бульона"

5.2.1. Возникновение аминокислот

Миллер создал для экспериментов, согласно требованиям урея, сложную по составу смесь газов, которая бы повторяла ситуацию раннего периода развития Земли. При этом на газы воздействовала энергия из различных источников (например, электрические разряды, ультрафиолетовое или рентгеновское излучение).

Затем результаты реакций исследовались. На рис. 5.2 показана типичная схема моделирующих экспериментов по Миллеру, а на рис. 5.4 - соответствующий результат.

Состав продуктов реакций, полученный в ходе этих экспериментов, соответствует тому, который ожидался по результатам термодинамических и кинетических расчетов. Путем подобных опытов могут быть синтезированы все имеющиеся на сегодняшний день в природе аминокислоты. Наряду с этим налицо имеется избыток субстанций, которые нельзя найти в живой природе.

Так среди С3-аминокислот наряду с аланином имеются и b-аланин и сарказин (рис. 5.3В), а среди С4-аминокислот - даже семь изомеров, из которых ни один не является составной частью протеинов. Как и почему в живых клетках произошло ограничение всего двадцатью аминокислотами, несмотря на то, что в их распоряжении находится гораздо большее число аминокислот, неизвестно. Мнение о том, что сначала использовались все аминокислоты, но потом некоторые "вымерли", так как соответствующие системы были менее "жизнеспособны" (сравните с естественным отбором), до сих пор не находит убедительной эмпирической поддержки.

Однако выясняется, что в отдельных случаях, в зависимости от условий проведения опыта (состав газа, время реакций и т. д.), из 20 представленных в живых организмах аминокислот синтезируется лишь ограниченное количество. Благоприятные внешние физические условия (такие, как подходящее давление, соответствующая температура), узкие границы которых соблюдаются и, если необходимо (чтобы продукты реакции оставались стабильными), закладываются в подобных опытах заранее. Поэтому в "модели первичного бульона" должно быть заложено следующее: образовавшиеся в разных местах составные части должны затем "слиться воедино", чтобы иметь возможность вступать в реакцию друг с другом. Таким образом, сценарий становится еще более сложным и запутанным; его детальная проработка не публиковалась.

Рис. 5.2. Аппаратура для опыта (приблизительно 60 см высотой), впервые использованная Миллером в 1953 году: С ее помощью было доказано образование органических соединений из неорганических веществ в условиях "первичной атмосферы" (по knodei и bayrhuber, 1983).

Рис. 5.3. Две монокарбоновые кислоты (А) и три С3.-аминокислоты (В), синтезированные в ходе экспериментов по воссозданию ' бульона". Аминокислоты b -аланин и сарказин не встречаются в протеинах клеток.

Рис. 5.4. В ходе экспериментов c изображенной на рис. 5.2 аппаратурой можно получить большое число органических веществ. На этой схеме показан усредненный результат анализов. А - карбоновые (жирные) кислоты. В- а-гидроксильные группы, С- аминокислоты, присутствующие в протеине, D - другие аминокислоты и остальные соединения. Высота прямоугольников служит для обозначения соотношения количества синтезированных соединений (в зависимости от содержания углерода) относительно общего количества (в форме метана) задействованного углерода. Большая часть продуктов синтеза (Синим цветом) является монофункциональными молекулами, это означает, что они обладают только одним регуляторным участком. Даже в малых концентрациях эти соединения препятствуют росту цепочек (см. текст), а - муравьиная кислота, е - уксусная кислота, р - пропионовая кислота. Часть полученных субстанций является аминокислотами, которые, в свою очередь, являются составными частями протеинов (цветные поверхности). Но всяком случае, речь идет при этом о внешне неактивных смесях, которые не могут служить для образования протеина. Gly - глицин, Alа - аланин, Сlи - глутаминовая кислота, Аsр - аспарагиновая кислота (по cairns-smith, 1982). Анализ продуктов реакции показал, что среди них преобладают монокарбоновые кислоты (на рис. 5.ЗА изображены две из них).



Атлас мира: страны и города. История земли, мир животных, биология, ботаника, географические карты, общая география...


Третья планета © 2007-
При копировании материалов с сайта, гиперссылка на сайт обязательна.
Рейтинг@Mail.ru