![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Ключевым событием в происхождении жизни явилось возникновение внутрикле-точной среды, которая обеспечивает необходимые физические и структурные условия для протекания жизненных процессов и эволюции. Для решения проблемы происхож-дения такой среды в литературе имеется два принципиально различающихся подхода. Стандартная модель (СМ) клетки, объясняет возникновение внутриклеточной сре-ды свойствами поверхностной мембраны, основу которой составляет липидный бислой со встроенными в него белками различного функционального назначения (ионные каналы, насосы и др.). С позиций СМ, происхождение жизни сводится к про-исхождению полнофункциональной поверхностной мембраны, способной своей рабо-той обеспечить необходимые для жизни условия внутриклеточной среды. Ключевым недостатком СМ является отсутствие экспериментальных доказательств способности полипептидов спонтанно формировать специфические ионные каналы, Na,K-насос и системы энергообеспечения его работы. Без этих компонентов невоз-можно возникновение и поддержание внутриклеточных условий, необходимых для жизненных процессов. Согласно другой модели, клетка является не каплей раствора, отграниченного от внешней среды мембраной, а фазой, физическое состояние вещества которой отличает-ся от физических свойств среды. Свойства такой фазы определяются сорбционными свойствами белков с развернутой конформацией, важнейшими из которых являются их способность связывать воду и основной внутриклеточный катион – K+. Адсорбция во-ды на молекулярной поверхности белка является полимолекулярной (многослойной) и поэтому способна обеспечить связывание большей части внутриклеточной воды. Ад-сорбционные силы усиливают водородные связи между молекулами адсорбированной воды, поэтому такая вода не растворяется в воде окружающей среды, не смешивается с ней. Адсорбированная вода обладает меньшей растворяющей способностью, поэтому растворенным веществам термодинамически невыгодно находиться в фазе адсорбци-онного слоя, и они вытесняются из клетки (или протоклетки) в среду. Фазовая модель клетки располагает необходимыми экспериментальными данными в свою пользу: 1) аминокислоты и пептиды способны спонтанно образовываться на первобытной Земле; 2) полипептиды адсорбируют воду, образуя фазу; 3) адсорбированная вода вытесняет из протоклетки все вещества (включая ионы Na+), если они не связаны с белками; 4) протеиноиды Фокса, самопроизвольно образующие микросферы (протоклетки), способны аккумулировать ионы K+, доказывая тем самым способность полипептидов связывать этот важнейший для внутриклеточной среды ка-тион. В результате фазообразующих свойств белка, внутри биофазы (протоклетки), обра-зуется особая, внутриклеточная, среда, необходимая для протекания физических про-цессов и химических реакций, присущих жизни. Для поддержания концентрационных градиентов K+ и Na+ биофазная система не нуждается в непрерывном притоке энергии. Однажды возникнув, протоклетка-фаза явилась колыбелью жизни и реактором эволю-ционных изменений. Сорбционные свойства биофазы могли обеспечить необходимые условия для возникновения биологически значимых полинуклеотидов. Биофаза является физической основой жизни.