Аминокислоты абиогенное образование

Вопрос теперь состоит в том, как и почему возникли биополимеры (полисахариды, белки, полинуклеотиды), реакции образования которых (дегидратационная конденсация исходных мономеров) требуют затраты энергии. При этом непригодны все те первичные источники энергии (см. табл. 1.7), которые использовались для абиогенного синтеза более простых веществ, из-за их большой мощности (большой концентрации энергии). Для синтеза биополимеров нужны особые источники химической энергии, т. е. богатые энергией вещества, способные в водной среде взаимодействовать с аминокислотами, сахарами, азотистыми основаниями, фосфорной и карбонатными кислотами и другими веществами и вызывать их дегидратационную конденсацию. [c.15]

Поскольку УФ-облучение раствора формальдегида приводит к образованию сахаров (гексоз, пентоз, рибозы и дезоксирибозы), входящих, в частности, в состав нуклеиновых кислот, формальдегид можно рассматривать как предшественник в их абиогенном фотохимическом синтезе. По-видимому, формальдегид является также и предшественником аминокислот. В опытах Т. Е. Павловской и А. Г. Пасынского в УФ-облученных водных растворах формальдегида с солями аммония было зарегистрировано образование глицина, валина, аланина, глютаминовой кислоты и фенилаланина [c.354]

Наибольший интерес представляют данные в пользу возможности абиогенного синтеза высокомолекулярных пептидов (полипептидов). С. Фокс (S. Fox) осуществ ил опыты по термической сополимеризации смеси, состоящей из 18 природных аминокислот. Нагревание безводной смеси аминокислот в течение 6—10 ч при 170—180° приводило к образованию полипептидов, выход которых в зависимости от условий составлял 5—40%. Проведение реакции в присутствии фосфорной или полифосфорной кислот ускоряло процесс полимеризации и позволяло снизить температуру опыта до 65°, а его продолжительность — до 1 ч. [c.168]

Аминокислотные анализы водных экстрактов образцов лунного грунта, проведенные в рамках американской программы Аполлон , показали присутствие глицина и аланина. Еще четыре аминокислоты были обнаружены с помощью газовой хроматографии в кислотном гидролизате экстракта. Это Glu, Ser, Asp, Туг. Спектроскопические данные одиозиачио показывают присутствие NH3, НСНО и H N в космическом пространстве. В луниых пробах также обнаружены исходные продукты для абиогенного образования внеземных аминокислот СН , Nj, СО, СО2, H N (20 — 70 нг/г). Возможно, правда, что часть предшественников аминокислот происходит от газов земных ракет. [c.48]

Асимметричный синтез клеткой органических веществ происходит на базе уже существующей в них асимметрии. Таким образом, вопрос сводится к тому, как впервые возник асимметричный синтез. В современной литературе можно найти значительное количество гипотез, объясняющих происхождение оптической активности. Согласно одной из них возникновению жизни должно было предшествовать сильное нарушение зеркальной симметрии в виде скачкообразного перехода (как это имеет место при кристаллизации). По проведенным расчетам, в условиях первобытной Земли скачкообразный переход существовавших органических молекул из симметрического состояния в асимметрическое — событие весьма вероятное. Основные этапы процесса, по этим представлениям, следующие первый этап — абиогенное образование и накопление органических молекул в виде рацемических смесей следующий этап — нарушение зеркальной симметрии в рацемическом бульоне и формирование только одного типа асимметрических молекул -аминокислот и /)-сахаров, из которых образуются короткие цепочки молекул — блоков будущих ДНК, РНК и белков. Принципиальное значение стереоизомерии в возникновении жизни заключается в том, что способностью к точной репликации (самовоспроизведению) и, следовательно, к передаче точной информации обладают только полимерные молекулы, построенные из асимметрических мономеров одного типа, т. е. только -типа для аминокислот и /)-типа для сахаров. Поли-нуклеотоиды, синтезированные из мономеров разного типа, способностью к точной репликации не обладают. [c.198]

Особая роль в живой природе принадлежит нуклеиновым кислотам. Пуриновые и пиримидиновые основания — незаменимые компоненты нуклеиновых кислот и некоторых коферментов. В свою очередь, пурины можно получить из замещенных 4 (5)-аминоимидазолов и пи-римидинов или более простых компонентов. Для изучения химической эволюции и развития жизни на Земле большое значение имеет выяснение вопросов абиогенного происхождения пуринов. Одним из альтернативных путей происхождения пуринов является полимеризация циановодорода, имеющего, по-видимому, уникальное и в то же время универсальное значение в образовании аминокислот, порфиринов, пуринов, которое доказано экспериментально в условиях, имитирующих добиологический период существования Земли [250, 334]. Кальвин, Поннамперум и другие исследователи синтезировали 4-аминоимидазол-5-карбоксамид и пурины при р-облучении обогащенной водородом атмосферы, содержащей метан, аммиак, водород и пары воды. Аналогичные опыты поставлены в условиях ионизирующей радиации, однако выход пуринов оказался ничтожным (до 0,01 %). [c.44]

С. Фокс (S.Fox) осуществил абиогенный синтез полипептидов, состоящих из 18 природных аминокислот, с молекулярной массой от 3000 до 10000 Да. Особенностью первичной структуры этих полимеров была обнаруженная у них определенная последовательность аминокислотных остатков в цепи, обусловленная, вероятно, структурными особенностями самих аминокислот. Полученные полимеры обладали многими свойствами, сближающими их с природными белками служили источником питания для микроорганизмов, гидролизовались протеиназами, при кислотном гидролизе давали смесь аминокислот, обладали каталитической активностью и способностью к образованию микросистем, отграниченных от окружающей среды мембраноподобными поверхностными слоями. Из-за большого сходства с природными белками полипептиды, синтезированные С. Фоксом, были названы про-теиноидами (белковоподобными веществами). [c.193]

Сейчас о<бщи.м признанием пользуется теория абиогенного происхождения жизни, ее самопроизвольного возникновения из первичных, сравнительно простых веществ, содержавшихся в архаической атмосфере Земли и в океанах. Эта теория была особенно подробно развита и аргументирована Александром Ивановичем Опариным. По-видимому, первичная атмосфера Земли содержала небольшие количества углекислого газа, воды, азота, аммиака, сероводорода, метана. Свободного кислорода ие было. Как доказано прямыми опытами, из этих простых молекул может получиться сложная органика. Так, под действием электрического разряда (гроза ) и ультрафиолетовых лучей (солнце ) из смесей таких простых веществ во,31Никают различные органические соединения, в том числе и аминокислоты. Образование примитив1ных предшественников живых систем, вероятно, про.исходило в водной среде,, в прибрежных зонах океана из этой органики. Как это происходило, мы не знаем, хотя наука и располагает здесь рядом гипотез. Мы этого, очевидно, и не узнаем до тех пор, пока не удастся получить живые клетки искусственно. Думаю, что это фантастическое событие не за горами. [c.215]

Уникальная способность к самоорганизации в сложные надмолекулярные системы была обнаружена недавно для химических многоатомных макроциклов (Lehn, 1997). Наблюдалось спонтанное образование в растворах супрамолекулярных систем, обладающих разными типами симметрии и архитектоники, объединение их в новые молекулярные ансамбли. Это говорит о том, что способность к структурной самоорганизации возникает на добиологическом уровне эволюции. Вслед за абиогенным синтезом элементарных единиц (аминокислот, нуклеотидов, сахаров) это могло быть основой для появления сложных структурных элементов живой материи и дальнейшего развития процессов жизнедеятельности. [c.217]

Любой подробный обзор современных успехов в экспериментальном подходе к проблеме устарел бы, еще не сойдя с печатного станка. Все же в гл. VI я позволю себе набросать в общих чертах пути развития экспериментов в этой области, находящейся сейчас главным образом в руках биохимиков, химиков и так называемых молекулярных биологов. В 1965—1966 годах итоги работ были подведены на трех конференциях [4, 8, 13]. Труды последней из них особенно достойны упоминания здесь собрана полная и подробная библиография. Есть и более новые обзоры [7, 24]. Дж. И. Буханан [8, стр. 109 русского издания] так охарактеризовал результаты, достигнутые экспериментаторами Результаты, полученные за последнее десятилетие несколькими грзшпами исследователей, свидетельствуют о возможности образования абиогенным путем в определенных условиях, моделирующих предбиологические, целого ряда биологически важных соединений из таких простых предшественников, как метан, аммиак, водород и вода. К числу таких биологически важных соединений относятся органические кислоты, пурины, пиримидины и многие аминокислоты... [c.68]

В настоящее время в разных лабораториях осуществлен абиогенный синтез многих биологически важных мономеров. Большая информация получена относительно абиогенного синтеза аминокислот (табл. 16). Перечисленные в таблице аминокислоты образуются в простых по составу газовых или водных смесях в результате воздей-СТВ1ИЯ на них разными источниками энергии. При некотором усложнении реакционной смеси введением в нее С2-, Сз-углеводородов, уксусного альдегида, гидроксил амина, гидразина и других соединений, образование которых легко происходит в условиях первобытной Земли, синтезируется значительно большее число аминокислот, в том числе и таких, которые не были обнаружены в качестве продуктов реакции в газообразных и водных смесях простого состава. К настоящему времени экспериментально доказано, что почти все аминокислоты, входящие в состав природных белков, можно получить в лаборатории при имитации условий первобытной Земли. [c.166]

Следующий этап предбиологической эволюции — дальнейшее усложнение органических соединений, связанное с полимеризацией мономеров. Все живые клетки состоят из четырех основных типов макромолекул белков, нуклеиновых кислот, липидов и полисахаридов. Из них белки и нуклеиновые кислоты являются самыми сложными веществами клетки. На возможных путях их абиогенного возникновения мы коротко остановимся. Образование олигопептидов могло происходить непосредственно из аминокислот в результате реакции конденсации при действии определенного вида энергии или в присутствии конденсирующего агента или же минуя стадию аминокислот непосредственно из реакционноспособных предшестванников аминокислот. [c.168]