Поиск по сайту
Короткий адрес страницы: fornit.ru/2683
Содержание журнала Достижения науки, техники и культуры
Ссылка на первоисточник статьи: http://www.popmech.ru/article/12317-kamennyie-kolyibeli-zhizni/.

КАМЕННЫЕ КОЛЫБЕЛИ ЖИЗНИ: МЕМБРАНЫ, КАТАЛИЗ И КУРИЛЬЩИКИ

Камни, морская, насыщенная солями вода и горячий щелочной поток, насыщенный пузырьками водорода. Гидротермальные подводные источники - знаменитые «черные курильщики» - в последнее время считаются самыми подходящими местами для зарождения жизни на древней Земле. Новые детали этой вероятной картины открыло исследование Ника Лейна (Nick Lane) и Билла Мартина (Bill Martin).

Работа посвящена эволюции ионных каналов - белков, проходящих сквозь клеточную мембрану и обеспечивающих контроль за прохождением заряженных ионов внутрь клетки и вывод их наружу. Без них трудно представить себе жизнь любой клетки. Именно градиент концентрации ионов между клеткой и наружной средой обеспечивает работу АТФ-синтаз, тоже ключевых белков, которые производят «универсальную энергетическую валюту» всего живого на Земле - молекулы АТФ. С другой стороны, чтобы произвести сами ионные каналы, энергия тоже необходима, причем в виде той же АТФ. Вопрос, что было раньше - курица, или яйцо - а верней, как появилась эта взаимозависимая система.

Лейн и Мартин считают, что нашли ответ. Ученые отмечают, что горячий раствор, изливающийся из подводных гидротермальных источников, имеет щелочное значение рН, а окружающая вода океана - слегка кислотное. Минералы у источника становятся естественным барьером, через который проходит градиент протонов, от щелочной среды к кислой. Протоны вступают в реакцию с углекислым газом, растворенным в морской воде, превращая его в простейшие органические соединения, которые затем могут реагировать уже между собой, с азот- и фосфорсодержащими солями, давая начало базовым молекулам жизни, нуклеотидам и аминокислотам.

Минералы, отложения которых громоздятся вокруг «черных курильщиков», насыщены железом, которое служат катализаторами этих процессов, и серой, которая сама может включаться в них. Они изобилуют мельчайшими порами, полости которых могли служить чем-то вроде «прото-клетки», естественной емкости, в которой развивались первые химические реакции будущей жизни. В них могли образовываться и накапливаться простые органические молекулы, чтобы затем прореагировать и дать белки и нуклеиновые кислоты.

Предполагается, что минеральные стенки этих «прото-клеток» могли выстилаться двойным слоем липидных молекул, на котором и начали работы первые АТФазы. Впоследствии, когда жизнь покинула свой каменный кокон, герметично замкнулся и стал основой настоящих клеточных мембран. Однако независимо плавающая далеко от гидротермального потока клетка, обретя свободу, должны были столкнуться с массой проблем. В частности, протоны все так же попадали бы внутрь, но наружу их ничто не перекачивало. Так содержание протонов по обе стороны мембраны должно быстро уравновеситься. Без протонного градиента остановилась бы вся жизнь.

Так, видимо, и происходило бессчетное множество раз, пока какая-то из «прото-клеток» не обрела еще до своего высвобождения необходимые ионные каналы. Вырвавшись же на свободу, она сорвала джекпот: целый неосвоенный, свободный океан.

Предшественником таких ионных каналов, по мнению Лейна и Мартина, мог стать сравнительно простой белок, способный использовать входящий в клетку поток протонов для перекачивания наружу ионов натрия. Для этих ионов клеточная липидная мембрана практически непроницаема, а значит - между ее сторонами может поддерживаться градиент ионов натрия, который можно использовать для выработки энергии. Таким образом, «проблема курицы и яйца» снимается: градиент протонов позволил появиться первым ионным насосам, а уже те обеспечили «прото-клеткам» переход на использование нового градиента, натриевого - и покинуть свою каменную колыбель у «черных курильщиков».

По публикации Nature News


Обсуждение Еще не было обсуждений.


Оценить статью >> пока еще нет оценок, ваша может стать первой :)

   
Архив новостей
Анонсы новостей сайтов-участников    http://www.scorcher.ru/xml/news.rss - что это?
Изданы две книги сайта Форнит
Издательский дом "Библио-Глобус" издал первый тираж книг "Основы адаптологии" и "Познай себя":
Изданы две книги сайта Форнит.
28-03-2017г.

Интерпретация
Об интерпретирующих свойствах субъективных моделей понимания действительности, о сути понимания и объяснения, о причинах иллюзий понимая: Интерпретация.
21-03-2017г.

Проблема рабочих мест
В этой статье будет рассмотрены факторы, влияющие на возникновение потребности в рабочих местах - в самом широком смысле, включая и возможности занять свою нишу в частном бизнесе:
Проблема рабочих мест
02-03-2017г.

Почему нарастает неравенство
Статистика, сопоставления, обобщение: Почему нарастает неравенство.
29-01-2017г.

Обновлен текст Основы адаптологии
Значительно обновлен текст Основы адаптологии.
26-01-2017г.

Скромное очарование этологических теорий разумности
О том, как конкретно возможно определять наличие психический явлений у организмов: Скромное очарование этологических теорий разумности.
04-12-2016г.

Субъективные модели действительности
Обзор эволюционного появления субъективных моделей действительности: Субъективные модели действительности.
30-11-2016г.

Словарный запас, используемый в тексте
Словарный запас, используемый в тексте, сколько раз используются слова (по убыванию числа): Статистика слов в тексте
25-11-2016г.

Книга по психологии
Книга по психологии - в поддержку проекта публикации.
30-09-2016г.

От рефлексов к произвольности
Переход рефлекторно сформированного действия в произвольно организованные автоматизмы:
От рефлексов к произвольности.
03-09-2016г.

Яндекс.Метрика
 посетителейзаходов
сегодня:11
вчера:11
Всего:830857