Тайна появления жизни на Земле. Часть вторая: раскол в рядах ученых

К началу 1950-х годов ученые отошли с давнего предположения, что жизнь была подарком богов. Смену) этого они начали исследовать осуществимость того, что жизнь на ранней Земле сформировалась сам не сознавая и естественно — и благодаря знаковому эксперименту Стэнли Миллера хоть получили некоторую практическую поддержку этой идеи.

Порция первая: как сделать клетку?

Покуда)) Миллер пытался сделать материал жизни с нуля, часть ученые выясняли, из каких генов возлюбленная состояла. К тому времени многие биологические молекулы стали известны. Сахара, жиры, белки и нуклеиновые кислоты по-видимому «дезоксирибонуклеиновой кислоты», или ДНК, разве что коротко.

Сегодня мы уже привыкли к тому, что-что ДНК переносит наши гены, хотя для биологов 1950-х годов сие было шоком. Белки более сложные, того ученые думали, что они являются генами.

В 1952 году эту идею опровергли Альфа Херши и Марта Чейз из Института Карнеги в Вашингтоне. Они изучали простые вирусы, которые содержат как ДНК и белок и которые должны инфекцию) бактерии, чтобы воспроизводиться. Они и выяснили, чисто в бактерию попадает вирусная ДНК, а белки остаются внешне. Ant. изнутри. Очевидно, именно ДНК была генетическим материалом.

Выводы Херши и Чейз запустили бешеную гонку за выяснению структуры ДНК и как симпатия работает. В следующем же году эту проблему решил Фрэнсис Рыканье и Джеймс Уотсон из Университета Кембриджа в Великобритании — при неоценимой помощи их коллеги Розалинды Франклин.

Их вскрывание стало одним из величайших научных открытий 20 века. Оно вдобавок преобразило поиск происхождения жизни, раскрыв невероятную экстремальность, которая скрывалась внутри живых клеток.

Джеймс Уотсон и Фрэнсис Клекот с их моделью ДНК

Крик и Уотсон поняли, зачем ДНК представляет собой двойную спиралька, как винтовая лесенка. Два «полюса» лестницы выстраивались молекулами-нуклеотидами.

Каста структура объяснила, каким образом клетки копируют свою ДНК. Другими словами, возлюбленная раскрыла, как родители делают копии своих генов и передают детьми.

Ключевой момент в том, что эту двойную проволока можно «распаковать». Это обнажает генетический адрес, состоящий из последовательностей генетических оснований A, T, C и G, которые неприметно заперты в ступеньках лесенки ДНК. Каждая цепочка поэтому используется как шаблон для воссоздания копии.

С через этого механизма гены передавались через родителей к ребенку с самого начала жизни. Ваши гены были переданы древней бактерией — и получи и распишись каждом шагу копировались, используя власть, обнаруженный Криком и Уотсоном.

Крик и Уотсон изложили близкие выводы в статье в Nature в 1953 году. Следующие одну каплю лет биохимики пытались выяснить действительно, какую информацию переносит ДНК и по образу эта информация используется в живых клетках. В первый раз сокровенные тайны жизни были выставлены для прилики.

Оказалось, что ДНК делает исключительно одну работу. Ваша ДНК говорит клеткам, в духе делать белки: молекулы, которые выполняют важнейшие задачи. За исключением. Ant. с белков вы не могли бы осмысливать пищу, ваше сердце остановилось бы и сопатиться было бы невозможно.

Но движение использования ДНК для создания белков оказался дозела запутанным. Это стало большой проблемой для того любого, кто пытается объяснить источник жизни, поскольку трудно представить, сиречь что-то настолько сложное во всех отношениях могло появиться само по себя.

Каждый белок представляет собой длинную чреда аминокислот, соединенных в определенном порядке. Череда этих аминокислот определяет трехмерную форму летяга, а значит, и его назначение.

Эта исходны данные закодирована в последовательности оснований ДНК. Почему когда клетке нужно сделать наличный белок, она считывает соответствующий аллель в ДНК, чтобы получить последовательность аминокислот.

Только есть нюанс. ДНК очень ценная, благодаря этому клетки предпочитают хранить ее в безопасности. Потому-то они копируют информацию из ДНК для короткие молекулы другого вещества, РНК (рибонуклеиновая кислота). В противном случае ДНК — это библиотечная диссертация, то РНК — это шмат бумаги с важной выдержкой. РНК подобна ДНК, чуть у нее всегда одна цепь.

И, в конечном итоге, процесс преобразования информации в этой рабство РНК в белок происходит в чрезвычайно сложной молекуле по-под названием «рибосома». Этот процесс протекает в каждой бедовый клетке, даже у простейших бактерий. Некто так же необходим для жизни, якобы еда и воздух. Любое объяснение происхождения жизни необходимо показать, как эта сложная троица — ДНК, РНК и протеид рибосомы — появилась и начала работать.

Клетки могут лежать невероятно сложными

И внезапно идеи Опарина и Холдейна сделано кажутся наивными и простыми, а эксперимент Миллера, какой-никакой произвел несколько аминокислот, и вовсе дилетантским. Его учитывание было лишь первым шагом в длинной дороге.

«ДНК заставляет РНК оказывать белок, и все это в закрытом мешочке химических веществ», говорит Евгений Сазерленд. «Вы смотрите на сие и поражаетесь тому, насколько это пиччикато. Что нам делать, чтобы вырвать. Ant. потерять органическую химию, которая будет создавать все это за один изредка?».

Первым человеком, который попытался из первых рук ответить на этот вопрос, стал британский химик Лесли Оргел. Он одним изо первых увидел модель ДНК Крика и Уотсона, а далее помог NASA с программой «Викинг», в соответствии с которой на Марс были отправлены посадочные модули.

Оргел намеревался адаптировать задачу. В 1968 году, при поддержке Крика, симпатия предположил, что первая жизнь неважный (=маловажный) имела белков или ДНК. Заместо этого она почти полностью была сделана с РНК. В таком случае первичным молекулам РНК приходилось составлять особенно универсальными. С одной стороны, они должны были находить возможность создавать копии самих себя, по мнению-видимому, используя тот же станок образования пар, что и ДНК.

(общее) представление того, что жизнь началась с РНК, оказала колоссальное обаяние. И разразила научную войну, которая продолжается по части сей день.

ДНК лежит в основе всех живых существ

Предположив, сколько жизнь началась с РНК и кое-что-что еще, Оргел по сути предположил, сколько один из важнейших аспектов жизни — ее дарование воспроизводить себя — появился до всех остальных. В некотором смысле симпатия предположил не только, как содержание появилась: он предположил кое-что такое? о самой сути жизни.

Многие биологи согласны с идеей Оргела «сперва воспроизводство». В дарвиновской теории эволюции призвание производить потомство находится в центре: сие единственный способ для организма «выиграть» — з после себя детей.

Но у жизни кушать и другие функции, которые кажутся одинаково важными. Самая очевидная — это обмен веществ: способность извлекать энергию из окружающей среды и проэксплуатировать ее для поддержания своей жизни. С целью многих биологов метаболизм определяет первичную нутро жизни, а воспроизводство уже потом.

Потому начиная с 1960-х годов в рядах ученых, изучающих начало жизни, наблюдается раскол.

«Основное разбиение представляло собой «сперва метаболизм» насупротив «сперва генетика», говорит Сазерленд.

Промежду тем третья группа поддерживает гипотезу о томик, что сперва появился контейнер исполнение) ключевых молекул, который не позволял им грузнеть. «Компартментализация должна была появиться первой, затем что нет смысла проводить метаболизм, коль (скоро) ты не компартментализован», говорит Сазерленд. Другими словами, должна была состоять клетка — как подчеркивали Опарин и Холдейн после несколько десятков лет до сего — возможно, закрытая мембраной из простых жиров и липидов.

Тутти три идеи приобрели сторонников и сохранились вплоть до наших дней. Ученые страстно поддерживали домашние идеи, иногда даже совершенно некритически. Неразбериха в рядах ученых достигла апогея, а журналисты, сообщающие о результатах, одни только и знает говорили, что «другие ученые тупые» али еще хуже.

Благодаря Оргелу, маза начала жизни с РНК освежила знак к разгадке. Затем наступили 1980-е, а как один человек с ними произошло открытие, которое в значительное степени подтвердило идею Оргела.

РНК может красоваться ключом к началу жизни

Продолжение надлежит…

Источник