Книги сайта: «Мировоззрение», «Познай себя», «Основы адаптологии»,
«Вне привычного», Лекторий МВАП и «Что такое Я».
 
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    http://www.scorcher.ru/xml/news.rss - что это?
Ориентировочный рефлекс
Обобщение фактических данных исследований по функции и механизмам ориентировочного рефлекса – границы между рефлексами и сознанием: Ориентировочный рефлекс.
20-09-2020г.

Колонки новой коры
Обобщение фактических данных исследований по кортикальным колонкам новой коры: Колонки новой коры.
29-08-2020г.

Ячеистая структура нейросети
Обобщения серии экспериментов с разными типами схем соединений элементов нейросимулятора в виде ячеистых структур: Ячеистая структура нейросети.
02-08-2020г.

Анонс предметной области: «Схемотехника адаптивных нейросетей»
Эта программная статья анонсирует формирование среды коллективного исследования на сайте Форнит : Анонс предметной области: «Схемотехника адаптивных нейросетей».
19-07-2020г.

Конструктор нейросхем
Для тех, кто желает развить навыки схемотехнического мышления в игровом режиме и лучше понять работу природных нейросетей: Конструктор нейросхем.
04-07-2020г.

Деменция
Деменция как норма индивидуальной адаптивности: Деменция.
19-06-2020г.

Книга «Что такое Я - схемотехнический подход»
Содержание книги основывается на постулате, что природная нейросеть мозга является схемотехнической структурой - в точности, как это можно сказать про схемотехнику электронного прибора - при всей огромной разнице в способах реализации. Книга «Что такое Я - схемотехнический подход».
11-06-2020г.

Редактор Карты Знаний
Авторы создают Карты Знаний, а пользователи их проходят, постепенно вникая в то, что является хорошо понятым автором.: Редактор Карты Знаний.
14-02-2020г.

Что такое «Я»
Популярное обобщение современных фактических данных исследований психофизиологии: Что такое «Я».
23-01-2020г.

Моделирование нейронных сетей мозга
Послойное моделирование нейронных сетей с индивидуальными периодами развития: Моделирование нейронных сетей мозга.
22-12-2019г.

Яндекс.Метрика
 посетителейзаходов
сегодня:11
вчера:00
Всего:28202852