Тайна происхождения жизни на Земле. Часть пятая: так как же всё-таки создать клетку?

К нaчaлу 2000-x гoдoв учeныe выдeлили двe вeдущиe идeи o тoм, кaк мoглa пoявиться биография. Стoрoнники «РНК-мирa» были убeждeны, чтo положение нaчaлaсь с сaмoвoспрoизвoдящeйся мoлeкулы. В тo жe врeмя учeныe в лaгeрe «снaчaлa мeтaбoлизм» считaют, чтo век мoглa пoявиться в гидрoтeрмaльныx жeрлax нa днe oкeaнa. И всe жe нa пeрeдний плaн вышлa трeтья идeя. Чaсть втoрaя: рaскoл в рядax учeныx
Чaсть трeтья: в пoискax пeрвoгo рeпликaтoрa
Чaсть чeтвeртaя: энeргия прoтoнoв
Кaждoe живoe главное на Земле состоит из клеток. Каждая базофил — это по сути мягкий шарик, мешочек, с жесткой внешней стенкой, иначе «мембраной». Задача клетки — удерживать все предметы первой необходимости скопом. Если наружная стенка порвется, внутренности выльются вовне. Ant. внутрь и клетка умрет —   так же, как и выпотрошенный венец творения. Они считают, что подходы «сперва генетика», кой мы обсудили во второй части, и «сперва метаболизм», тот или иной мы обсудили в четвертой части, ошибочны. Их задача — «сперва компартментализация» — представлена Пьером Луиджи Луизи изо Университета Рома Тре в Риме, Италия. Все живые предметы состоят с клеток
Идея Луизи проста, и с ней трудно полемизировать. Каким образом вы собрались создавать рабочую метаболическую систему иль самовоспроизводящуюся РНК, каждый из которых опирается получай наличие большого количества химических веществ в одном месте, в случае если вы сначала не сделаете контейнер, который удерживает до настоящего времени молекулы вместе. Каким-то образом, в жаре и буре ранней Владенья, неколько сырых материалов сложились в грубые клетки, не то — не то «протоклетки». Идеи Луизи можно проследить аж раньше Александра Опарина и рассвета науки о происхождении жизни в Советское государство, которых мы обсудили в первой части. Он предположил, зачем коацерваты были первыми протоклетками. Любое жирное alias маслянистое вещество будет образовывать сгустки или пленки в воде. Хотя просто сформировать сгустки недостаточно. Они должны вестись стабильными, уметь делиться на «дочерние» сгустки и можно немного контролировать, что проходит внутрь и выходи   открыто —   и все это без сложных белков, которые используют современные клетки в (видах этих задач. Несмотря на множество попыток ради много лет, Луизи так и не сделал околесица хоть мало-мальски убедительного. Он предположил, ась? первые протоклетки должны были содержать РНК. Сильнее того, эта РНК должна была уметь воссоздаваться внутри протоклетки. Клетка с внешними стенками, но безо внутренностей, мало что может. Она могла поднять меч развиваться и становиться более сложной только при наличии некоторых генов. Луизи был членом лагеря «сперва компартментализация», Шостак поддерживал «сперва генетику», и бессчетно лет они не встречались с глазу на наблюдение. Почти вся жизнь одноклеточная
«Мы встречались получай собраниях на тему происхождения жизни и затевали сии длинные дискуссии на тему того, что было превыше и что пришло первым», вспоминает Шостак. «Наконец, автор поняли, что у клеток было и то и другое. Автор пришли к общему мнению, что для возникновения жизни изрядно иметь и компартментализацию, и генетическую систему». В 2001 году Шостак и Луизи изложили свое мечта этого единого подхода. В работе, опубликованной в Natire, они заявили, почему должно быть возможность создать простую живую клетку с нуля, разместив реплицирующуюся РНК в обычной капле жира. Сие была радикальная идея. Очень скоро Шостак решил сполна посвятить себя ей. Спустя два года Шостак и пара его коллег объявили о большом успехе. Везикулы — сие простые контейнеры, состоящие из липидов
Они экспериментировали с везикулами: сферическими каплями с двумя слоями жирных кислот в внешней стороне и центральным жидким ядром. Везикулы начали порождаться в 100 раз быстрее. Поверхность глины выступили катализатором, ни дать ни взять некий фермент. Более того, везикулы могли проглатывать как частицы монтморрилонита, так и цепи РНК с поверхности глины. Покамест эти протоклетки уже содержали гены и катализатор, и любое из одной простой добавки. Решение добавить монтмориллонит было приличествует не просто так. Кусок монтмориллонита
Монтмориллонит — сие обычная глина. Поскольку ранняя Земля изобиловала вулканами, по всему вероятию вероятным, что на ней было и много монтмориллонита. Пока еще в 1986 году химик Джеймс Феррис показал, какими судьбами монтмориллонит выступает катализатором, который помогает формироваться органическим молекулам. С течением времени он обнаружил, что глина также ускоряет агроформирование малых РНК. И тогда Феррис предположил, что сия невзрачная глина могла быть местом зарождения жизни. Шостак принял эту идею и включил ее в работу, используя монтмориллонит на строительства своих протоклеток. Годом спустя Шостак обнаружил, чисто его протоклетки могут расти сами по себя. Чем больше молекул РНК оказывалось в протоклетке, тем повыше было давление на наружную стенку. Похоже, болезнь протоклетки был забит и она была готова испражниться по-большому. Чтобы компенсировать это, протоклетка приняла пуще жирных кислот и включила их в стенки, благодаря чему раздулась снова больше и ослабила напряжение. Что важно, она взяла жирные кислоты с других протоклеток, в которых было меньше РНК, заставив их сократиться. (как) будто бы протоклетки соперничали и та, у которой было в большинстве случаев РНК, побеждала. Но если протоклетки могут пробиваться, может они и делиться могут? Сможет ли протоклетка Шостака передать себя? Если сжать ее в небольшом отверстии и высосать в трубочку, протоклетка разрывается, формируя «дочерние» протоклетки. Да такое решение было не самым лучшим, потому протоклетки теряли часть содержимого в этом процессе. Сие также означало, что первые клетки могли подразделяться лишь проталкиваясь через крошечные отверстия. Существует бездна способов заставить везикулы делиться. Например, можно прирастить сильный поток воды. Осталось только заставить протоклетки разветвляться и не терять кишки. В 2009 году Шостак и его студень Тинг Чжу нашли решение. Несмотря на такую головоломность, эти протоклетки все еще было просто собрать. Когда Чжу кормил их жирными кислотами, протоклетки росли и меняли форму, вытягиваясь в длинные канатоподобные цепочки. (год) спустя того, как протоклетка становилась достаточно длинной, легкой приложенной силы сносно, чтобы разбить ее на десятки мелких дочерних протоклеток. Побольше того, протоклетки могли повторять цикл постоянно, дочерние протоклетки росли и делились. Эту клок проблему, похоже, решили. Но все равно протоклеткам многого недоставало. Луизи хотел, (для того протоклетки тиражировали РНК, но РНК просто сидела в них и сносно не делала. Чтобы показать, что его протоклетки могли оказываться первой жизнью на Земле, Шостаку нужно было раскрутить РНК внутри них воспроизводиться. Это было трудно, поскольку, несмотря на десятилетия попыток — изложенных в третьей части, — ни один черт так и не смог заставить РНК самовоспроизводиться. В сих пыльных бумагах обнаружились ценные подсказки. Оргел провел (целый) воз времени с 1970-х по 1980-е, изучая копирование цепей РНК. Первая клетушка должна была вмещать химию жизни
По сути аминь просто. Затем, используя эти нуклеотиды, соберите вторую ряд РНК, комплементарную первой. Например, цепь РНК «CGC» произведет комплементарную сучная «GCG». Возможно, именно так первая жизнь создала копии своих генов. К 1987 году Оргел был в силах взять цепь РНК длиной в 14 нуклеотидов и разработать дополняющие цепи длиной тоже в 14 нуклеотидов. Более всего ему сделать не удалось, но этого было полно, чтобы заинтриговать Шостака. Его ученица Катажина Адамала попыталась бросить такую реакцию в протоклетках. Впрочем было и простое определение: цитрат, который почти идентичен лимонной кислоте и тот или иной присутствует во всех живых клетках. Другими словами, им посчастливилось сделать то, что Луизи предлагал в 1994 году. «Мы запустили химию репликации РНК в глубине этих жирно-кислотных везикул», говорит Шостак. Протоклетки Шостака могут обретаться в сильном тепле
Всего за десять лет исследований команде Шостака посчастливилось совершить невероятное. Они создали протоклетки, которые сохраняют близкие гены, при этом забирая полезные молекулы внешне. Ant. изнутри. Эти протоклетки могут расти и делиться и даже делать (наперерыв между собой. РНК может воспроизводиться внутри них. «Шостак делает большую работу», говорит Житель Армении Мулкиджанян. Тем не менее, на первый угол зрения, подход Шостака идет вразрез с 40 годами исследований происхождения жизни. Молекулы жизни ведут себя ж сложно
Это открывает путь к новому подходу к поиску происхождения жизни — единому, объединенному, унифицированному подходу. Симпатия должен охватить все функции первой жизни курить и одновременно.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *