Абиогенный синтез

Абиогенный синтез аминокислот [c.192]

Нефть и все другие горючие полезные ископаемые, так же как рассеянное органическое вещество осадочных пород, генетически связаны с живым веществом нашей планеты, с биосферой прошлых геологических эпох. Проблема происхождения нефти, нижний возрастной предел ее образования тесно связаны с возрастом возникновения жизни на Земле. Согласно наиболее распространенной гипотезе. Земля возникла 4,8-5 млрд лет назад в результате слипания первичного вешества холодных тел - плане-тозималей, затем произошел ее разогрев вследствие повышенной теплогенерации. Источники энергии — радиоактивный распад, импактные воздействия, ультрафиолетовое излучение, сейсмичность, приливные возмущения и др. В результате произошла дифференциация вещества первичной Земли и сформировались ядро, мантия и земная кора, близкая по составу к современной. Дифференциация вещества вызвала выделение газов и формирование первичных океанов и атмосферы. Первичная атмосфера отличалась от современной. Она имела восстановительный характер, в ее составе были гелий и вОдород, которые быстро улетучились, метан, пары воды, аммиак, СО, СО2. Свободный кислород отсутствовал. За счет высокой активности этих веществ, очевидно, образовывались полимеры, содержащие С, К, О и другие биофильные элементы, т.е. первые органические вещества возникали путем абиогенного синтеза. [c.104]

В настоящее время в разных лабораториях осуществлен абиогенный синтез многих биологически важных мономеров. Большая информация получена относительно абиогенного синтеза аминокислот (табл. 14). Перечисленные в таблице аминокислоты образуются в простых по составу газовых или водных смесях в результате воздействия на них разными источниками энергии. При некотором усложнении реакционной смеси введением в нее С2-, С3- [c.191]

Особое значение при абиогенном синтезе аминокислот имеет, по-видимому, синильная кислота [86]. Исходя из нее, можно легко объяснить синтезы ряда аминокислот в присутствии альдегидов и аммиака (синтез Штрекера). Кроме того, превращения самой H N тоже могут привести к возникновению различных аминокислот. [c.48]

Для изотопов углерода различие в изотопном составе метана и кальцита, расположенных на полярных точках диапазона изотопного фракционирования, достигает 60 —80 %о (или 6—8%). Вариации изотопного состава углерода в различных земных объектах, представленные в табл. 62, показывают, что наибольшая концентрация легкого изотопа С сосредоточена в углеводородных соединениях как биогенного, так и абиогенного синтеза, в ОВ и продуктах, генетически с ним связанных,—нефтях, углях, сланцах. Значение б С в них изменяется от —20 до —31 %о. Минимальная концентрация С сосредоточена главным образом в карбонатах. На рис. 133 дано содержание изотопов углерода в различных природных объектах. [c.407]

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]

Потенциальные возможности генной инженерии растений весьма велики, особенно в сочетании с традиционными методами селекции (а без них и в генной инженерии не обходятся). Но мы столько раз, особенно в XX в., испытали на себе негативные последствия технических достижений, что невольно начинаем дуть на воду не несет ли генно-инженерный синтез невиданных форм жизни опасности для человека Сам процесс создания таких организмов, особенно используемых в пищу, безусловно, гораздо менее опасен, чем химический синтез многих лекарств. Во-первых, потому что генная инженерия основана на природном явлении, благополучно протекавшем 3 млрд лет без нашего участия. Во-вторых, потому что обеспечить необходимую для употребления в пиш у чистоту продуктов абиогенного синтеза — сложная химическая задача. В-третьих, жизнь, как известно со времен Л. Пастера, для построения белков и нуклеиновых кислот использует только левые изомеры аминокислот (мономеры белков) и правые изомеры нуклеотидов (мономеры нуклеиновых кислот). Противоположные изомеры вредны для всего живого. При абиогенном синтезе выход левых и правых изомеров одинаков. Их разделение в промышленных условиях требует немалых затрат. Все же, что делают для нас другие живые существа, в этом аспекте для нас безвредно. [c.95]

Чем больше разнообразие возникших путем абиогенного синтеза соединений азота, тем выше темп дальнейшего усложнения молекул, содержащих этот элемент. Эта особенность соединений азота имеет огромное значение для биохимии. Абиогенный синтез, кажется, создал все, что нужно для того, чтобы дальнейшее развитие химических систем могло пойти по биологическому пути. Отсюда следует, что изучение химии азота должно включать прежде всего вопрос о реакционной способности его соединений и о той роли, которую играют атомы азота в сложных структурных образованиях, характерных для биохимически активных веществ. [c.179]

Для абиогенного синтеза органических веществ в основном требовался ультрафиолет. Все известные в настоящее время фотосинтезирующие организмы используют в процессе фотосинтеза видимый и инфракрасный свет. Наиболее богатые энергией ультрафиолетовые лучи в фотосинтезе практически не используются (см. рис. 35). Это связано с фотохимическими эффектами разных частей спектра, рассмотренными ранее. [c.263]

В поисках доказательств абиогенного синтеза нефти некоторые исследователи обращались к промышленным процессам получения синтетических топлив (типа синтеза Фишера — Тропша). Однако по мере углубления знаний о составе нефти отчетливо выявились глубокие различия в составе природных и синтетических углеводородных смесей. Последние практически не содержат широко представленных в нефтях сложнопостроенных углеводородных молекул, насыщенных структурных аналогов компонентов живого вещества — жирных кислот, терпенов, сте-ролов и т. д. Ряд аргументов сторонников минерального происхождения нефти основан на термодинамических расчетах. Э. Б. Чекалюк попытался определить температуру нефтеобра-зования по соотношениям между некоторыми изомерными углеводородами, допуская, что высокотемпературный синтез приводит к образованию термодинамически равновесных смесей. Рассчитанная таким образом температура нефтеобразования составила 450—900 °С, что соответствует температуре глубинной зоны 100—160 км в пределах верхней мантии Земли. Однако для тех же нефтей расчет по другим изомерным парам дает другие значения температуры (от —100 до 20 000°С), совершенно нереальные в условиях земной коры и мантии. В настоящее время доказано, что изомерные углеводороды нефтей являются неравновесными системами. С другой стороны, расчеты термодинамических свойств углеводородов в области очень высоких давлений (десятки тысяч паскалей) весьма условны из-за необходимости прибегать к сверхдальним экстраполяциям. [c.40]

Несмотря на то что ученым с помощью ультрафиолетового света, электрических разрядов пли высокой температуры удается осуществлять абиогенные синтезы многих сложных биологически.>с -Мо екул, в том числе и сахаров, работа генетического аппарата и биохимические процессы самовоспроизводства растений, основанные на продуктах фотосинтеза, далеко еще не познаны. [c.9]

Биологическая роль порфиринов значительно шире их участия в построении систем гемоглобина и хлорофилла установлено, что без них не могли бы приспособиться живые организмы при переходе от ранней восстановительной к современной окислительной атмосфере. Есть основания полагать, что абиогенный синтез порфирина и далее гема и хлорофилла осуществлялся конденсацией янтарной кислоты (возникшей из уксусной кислоты) и глицина в к-ами-но-р Кетоадипиновую кислоту, которая после декарбоксилирования превращалась в б-аминолевулиновую кислоту две ее молекулы, взаимно конденсируясь, образовали пиррольное ядро. Серия последующих процессов окисления и конденсации привела к тетра-пиррольной порфириновой системе. Далее синтез гема и хлорофилла осуществлялся почти тождественной, совпадающей последователь- [c.549]

Некоторые исследователи высказали предположение, что нефть, будучи продуктом абиогенного синтеза, при миграции, проходя толщу осадочных пород, экстрагирует органическое вещество (смолы и порфирины) или в процессе окисления приобретает порфирины и оптически деятельные вещества. Однако, как известно, нефти при миграции в какой-то степени фракционируются, в результате чего теряют высокомолекулярные вещества. Из этого следует, что нефти скорее всего теряют, а не приобретают порфирины. [c.120]

В поисках доказательств абиогенного синтеза нефти некоторые исследователи обращались к промышленным процессам получения синтетических топлив (типа синтеза Фишера — Троп-ша). Однако по мере углубления знаний о составе нефти отчет- [c.36]

Орлов Н. А. Об абиогенном синтезе уг.чеводородов. Хим. тверд, топл., 1936, Л" 5, 419—428. [c.54]

Важный шаг на пути химической эволюции — синтез нуклео-зидов и нуклеотидов, и в первую очередь адениновых. Американскому биохимику К. Поннамперума (К. Ponnamperuma) удалось показать, что при УФ-облучении смеси водных растворов аденина и рибозы при температуре 40 °С в присутствии фосфорной кислоты происходит реакция конденсации, приводящая к образованию аденозина. Если реакцию проводить при добавлении к реакционной смеси этилметафосфата, имеет место образование также и нуклеотидов АМФ, АДФ, АТФ. Функция фосфорных соединений в этих химических синтезах двоякая они играют каталитическую роль и могут непосредственно включаться в продукты реакции. Абиогенный синтез АТФ, представляющий собой результат нескольких относительно простых химических реакций, говорит о возможном раннем появлении этого соединения. Первые живые структуры могли получать АТФ из окружающей среды. [c.193]

Абиогенный синтез — образование органических веществ вне живых организмов, в широком смысле — живого из неживого. [c.185]

Павловская Т. Е. Роль ультрафиолетового излучения в абиогенном синтезе биологически важных соединений.— В сб. Эволюционная биохимия. М., 1973, с. 21. [c.360]

В этом отношении особый интерес представляет гл. VII. Для изложения своих идей авторы избрали очень удачный прием — это дискуссия, которую они ведут между собой. Во всех предыдущих главах авторы стремятся к возможно более объективному изложению всего добытого к настоящему времени наукой фактического материала. Естественно, что это изложение особенно полно и интересно в тех частях общего фронта исследований проблемы, в которых сами авторы являются специалистами, т. е. в абиогенном синтезе мономеров и полимеров. Напротив, началу биологической эволюции (возникновению и развитию [c.5]

Существуют прямые экспериментальные доказательства возможности абиогенного синтеза в примитивных смесях, имитирующих состав добиологической земной атмосферы, под действием УФ-лучей таких соединений, как этан, этилен, пропан, бутан, ацетилен, формальдегид, мочевина, гликоль. Синтез этих относительно простых низкомолекулярных соединений может рассматриваться как промежуточный этап синтеза более сложных биологических молекул. По мере усложнения молекулярной организации спектры поглощения сдвигаются в длинноволновую сторону, смещая красную границу фотохимически активного солнечного света. Более длинноволновым поглощением обладают и радикалы. [c.354]

Определенное значение в процессах абиогенного синтеза могли иметь неорганические катализаторы — глины, двухвалентное железо и медь, окислы цинка, кремния и титана. [c.357]

Следует отметить, что в проекте Викинга предпринята попытка совместить две линии в развитии методов обнаружения жизни. Одна из них связана с констатацией роста и развития микроорганизмов, другая — с обнаружением в грунте Марса органических веществ. Детальный химический анализ необходим и было бы не верным недооценивать его значения. Однако он не имеет прямого отношения к индикации жизни на планете (Имшенецкий, 1971). Во-первых, на поверхности Марса могут быть органические вещества абиогенной природы. Их присутствие связано или с падением углистых хондритов, или с ходом абиогенного синтеза на самой планете, или представлять собой остатки бывшей ранее жизни. Во-вторых, количество органической массы на поверхности планеты может быть настолько незначительным, что обнаружение органических веществ в грунте не позволит получить определенных данных о присутствии живых организмов. В-третьих, доказанная экспериментально возможность абиогенного синтеза аденозина, аминокислот, нуклеотидов и других важных в биологическом отношении веществ затруднит оценку природы обнаруженных соединений. Поэтому индикация органических венщств не может быть бесспорным доказательством существования жизни (Имшенецкий, 1971 Bieman et al., 1972). Его результаты могут дать. лишь допо.лни-тельные и косвенные сведения о существовании жизни на других планетах. [c.113]

О п а р н н А. И. Роль УФ-излучения в процессе абиогенного синтеза органических соединений в возникновении жизни на Земле.— В сб. Биологическое действие ультрафиолетового излучения. М., 1975, с. 7. [c.360]

Следовательно, можно ожидать, что мы научимся лучше различать биогенные и абиогенные вещества, а то и найдем ступени перехода между ними. Не так давно считалось, что все соединения углерода, находимые в осадочных породах, являются биогенными. Но с тех пор мы узнали, что возможен абиогенный синтез органического вещества а с другой стороны, биогенные вещества обнаруживаются во все более и более древних отложениях. В результате геологическая граница между неживым и живым расплывается, превращается из линии в довольно неопределенную зону, как это уже случилось с биологической границей. [c.389]

Таким образом, хотя экспериментальные достижения в области моделирования абиогенного синтеза биополимеров неоспоримы, вопрос об их самоорганизации и превращении в функциональные надмолекулярные структуры все еще далек от своего решения. [c.20]

Важное значение имеет установление однотипности изменения величины к = НЧ/Ч для н-алканов из синбитумоидов углей и рассеянного органического вещества (ОВ). Это лишний раз подтверждает принципиальное единство, однотипность процесса фоссилизации или углефикации ОВ независимо от степени его концентрации и лишний раз опровергает домыслы неоргаников (сторонников абиогенного синтеза нефти) о якобы аллохтонной природе рассеянных в породах углеводородов. [c.194]

В XX в. внимание к этой проблеме было привлечено советским биохимиком А. И. Опариным. В 1924 г. он выступил с гипотезой, в которой изложил новый подход к вопросу о происхождении жизни. А. И. Опарин постулировал, что биологический синтез органических веществ происходит только на современном этапе существования Земли. В условиях первобытной безжизненной Земли на ней могли происходить химические (абиогенные) синтезы углеродистых соединений и их последующая предбиологическая эволюция. В результате этой эволюции происходило постепенное усложнение органических соединений, формирование из них пространственно обособленных систем и превращение последних в предшественников жизни, а затем [c.163]

В разных условиях и при воздействии разными источниками энергии из формальдегида абиогенным путем удалось синтезировать приблизительно 30 видов моносахаров (гексоз, пентоз, тетроз, триоз). Абиогенный синтез низших жирных кислот был обнаружен уже в опытах С. Миллера. Синтез жирных кислот, со-держаших до 12 углеродных атомов, продемонстрирован после воздействия электрическими разрядами на смесь метана и воды. Абиогенное образование пуриновых оснований ввиду относительной сложности строения их молекулы представлялось весьма сомнительным. Однако испанский исследователь Дж. Оро (1.0го) [c.192]

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]

В XX в. внимание к этой проблеме было привлечено советским биохимиком А. И. Опариным и английским исследователем Дж. Холдейном (J. Haldane), которые выдвинули предположение, что жизнь возникла в результате взаимодействия органических соединений, образовавшихся в бескислородных условиях на первобытной Земле. Согласно этой гипотезе, биологический синтез органических веществ происходит только на современном этапе существования Земли. На первобытной безжизненной Земле могли происходить химические (абиогенные) синтезы углеродистых соединений и их последующая предбиологическая эволюция. В результате этой эволюции имело место постепенное усложнение органических соединений, формирование из них пространственно обособленных систем и превращение последних в предшественников жизни, а затем и в первичные живые организмы. В последующие годы эти идеи получили широкое признание. [c.188]

Одним из первых в 1953 г. провел опыты по абиогенному синтезу биохимически важных соединений С. Миллер (S. Miller). Через газовую смесь, содержащую метан, аммиак, молекулярный водород и пары воды, т. е. имитирующую атмосферный состав первобытной Земли, он пропускал электрические разряды, а затем анализировал образующиеся продукты реакции. [c.191]

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]

Все алканы, содержащиеся в нефтях, можно с точки зрения их генезиса разделить на две основные группы. Первая группа углеводородов носит явно реликтовый характер и имеет черты строения, характерные для исходных биологических природных соединений. К таким углеводородам относятся изопреноидные алканы, некоторые 2,3-дизамещенпые алканы, геминально-замещенные углеводороды и нормальные алканы. Правда, последние иногда рассматриваются как представители абиогенного синтеза, так как в принципе, конечно, возможен синтез их и до реакции Фишера—Тропша. Однако хорошая корреляционная связь между нормальными алканами и углеводородами, имеющими, без сом- [c.233]

Они считают, что, хотя начальные стадии абиогенного синтеза могли протекать на земной поверхности в очень разных условиях и при участии различных источников энергии (ультрафиолетовый свет, электрические разряды, тепло и т. д.), все они в конечном итоге приводили к возникновению очень сходных межо,у собой органических соединений, ибо в модельных экспериментах ход реакций скорее определяется природой самих реагирующих молекул, чем общими условиями окружающей среды. [c.6]

В качестве факторов, вызывающих абиогенный синтез органических молекул, рассматриваются электрические разряды (молнии), высокие температуры (горячие источники, гейзеры), проникающая радиация и ультрафиолетовый свет. Сейчас трудно оценить их соотносительную роль в добиотических стадиях эволюции. Тем не менее очевидно, что синтез веществ, вызываемый УФ-светом, имеет преимущества в сравнении с электро- и термосинтезом по перманентности и масштабности действия светового фактора. [c.352]

В свое время А. И. Опарин и Дж. Холдейн (J. Haldane) высказали предположение о возможности моделирования процессов, проис-ходивших на древней Земле. Это можно делать путем создаиия в лаборатории условий, имитирующих условия, существовавш ие на первобытной Земле. Выдвинутое положение стимулировало разработку экспериментальных подходов к изучаемой проблеме и оказалось весьма плодотворным. В настоящее время ряд процессов абиогенного синтеза сложных органических молекул, входящих в состав клеточных организхмов, осуществлен в лабораторных условиях. [c.165]

Одним из первых провел опыты по абиогенному синтезу биохимически важных соединений С. Миллер (S. Miller, 1953). Через газовую смесь, содержащую метан, аммиак, молекулярный водород и пары воды, т. е. имитирующую атмосферный состав первобытной Земли, он пропускал электрические разряды, а затем анализировал образующиеся продукты реакции. Схема прибора С. Миллера приведена на рис. 52. В реакционную колбу, содержащую смесь газов, были вмон- [c.166]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология