Гипотезы происхождения жизни на Земле

Происхождение жизни и основные этапы ее эволюции

Биосинтез белка

Биосинтез белка – система сложных и последовательных реакций; основными компонентами являются молекулы ДНК, все типы РНК, АТФ, ферменты, аминокислоты. Процесс состоит из нескольких этапов.

1. Транскрипция – синтез иРНК на матрице одной из цепей ДНК, т.е. переписывание информации, хранящейся в молекуле ДНК.

2. Трансляция – процесс перевода генетической информации иРНК в последовательность АК в полипептиде.

Процесс осуществляется в рибосомах на иРНК, в ней в виде последовательности нуклеотидов содержится генетический код о белковых молекулах. В состав белков входит 20 аминокислот, их кодируют четыре вида нуклеотидов (А, Г, Ц, У) по три:

3 нуклеотида → 1 аминокислота

Три нуклеотида, образующих кодовый знак, называют триплетом. Например, ААА – лиз, АГА – арг, ГЦУ – ала. Триплеты в молекуле РНК называют кодонами, а комплементарные им триплеты молекул тРНК – антидодонами. Многие АК кодируются более чем одним кодоном (АГУ, АГЦ, УЦУ и др. – сер); в этом смысле код является вырожденным.

Генетический код одинаков, т.е. универсален для всех живых организмов.

Креационизм – земная жизнь была создана Творцом. Представления о Божественном сотворении мира придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных религиозных учений.

Гипотеза стационарного состояния – жизнь, как и сама Вселенная, существовала всегда, и будет существовать вечно, не имея начала и конца. Вместе с тем отдельные тела и образования – галактики, звезды, планеты, организмы – возникают и погибают, т.е. существование во времени ограничено. Жизнь могла распространяться от одной галактики к другой и эта идея «заноса» на Землю жизни из Космоса называется панспермией.

Гипотеза самозарождения жизни из неживой материи и биохимической эволюции. Идеи о самозарождении жизни высказывались еще со времен античности. На протяжении тысячелетий они верили в возможность постоянного самопроизвольного зарождения жизни, считая его обычным способом появления живых существ из неживой материи. По мнению многих ученых средневековья, рыбы могли зарож­даться из ила, черви – из почвы, мыши – из тряпок, мухи – из гнилого мяса. В XVII в. итальянский ученый Ф. Реди эксперимен­тально показал невозможность постоянного самозарождения живого. В нескольких стеклянных сосудах он поместил кусочки мяса. Часть из них он оставил открытыми, а часть прикрыл кисеей. Личинки мух появились только в открытых сосудах, в закрытых их не было.

Принцип Реди: «живое – от живого».

Окончательно версия о постоянном самозарождении живых организмов была опровергнута в середине XIX в. Л. Пастером. Опыты убедительно показывали, что в современную эпоху живые организмы любого размера происходят от других живых организмов.

Но как же возникли первые живые существа?

По представлениям, высказанным в 20-х гг. ХХ в. А.И. Опариным, а затем Дж. Холдейном, жизнь, а точнее, живое, возникло из неживой материи на Земле в результате химической эволюции, чему способствовали следующие условия: первоначальное отсутствие жизни; наличие в атмосфере соединений, обладающих восстановительными свойствами (при почти полном отсутствии О₂); наличие воды; относительно высокая температура, мощные электрические разряды, высокий уровень УФ-излучения.

К настоящему времени учеными предложены б.м. вероятные объяснения, каким образом в первичных условиях Земли из неживой материи постепенно, шаг за шагом, развились разнооб­разные формы жизни. Более того, достоверность этих гипотетических путей удалось в какой-то мере подтвердить экспериментально. Образование органических соединений (мономеров) из газов, присутствующих в первичной атмосфере Земли, можно воспроизвести и изучить в лабораторных условиях (С. Миллер).

Согласно теории А.И. Опарина, в отсутствие кислорода и живых организмов, абиогенно образовавшиеся органические вещества накапливались в Мировом океане – «первичном бульоне». Белковые молекулы благодаря их амфотерности формировали коллоидные гидрофильные комплексы (т.е. молекулы воды, образуя вокруг белковых молекул оболочку, обособляли их от всей массы воды). При этом отдельные комплексы ассоциировались друг с другом, что приводило к образованию обособленных от первичной среды капель коацерватов, способных поглощать и избирательно накапливать различные соединения. Естественный отбор способствовал выживанию наиболее устойчивых коацерватных систем, способных к дальнейшему усложнению. Дальнейшая самоорганизация сложных молекул, происходившая за счет концентрирования на границе между коацерватами и внешней средой молекул липидов, привела к образованию перегородок мембранного типа. Во внутренних полостях коацерватов, куда уже только выборочно проникать молекулы, началась эволюцию от хим.реакций к биохимическим. Одной из важнейших ступеней этой теории явилось объединение способности полинуклеотидов с каталитической активностью белков-ферментов.

Точка зрения Опарина и его сторонников по существу сформировала гипотезу голобиоза: структурную основу доклеточного предка (биоида) составляют жизнеподобные открытые (коацерватные) микросистемы, типа клеточной, способные к элементарному обмену веществ при участии фермент­ного механизма. Первичной была бел­ковая субстанция.

Гипотеза генобиоза: первичной была макромолекулярная система, подобная гену, способная к саморепродукции. Первичной была признана мо­лекула РНК.

Дата добавления: 2015-07-02