Происхождение жизни. Владимир Воронцов
чем правдоподобную реальность5.
Но даже если предположить, что каким-то образом на древней земле синтезировались (или попадали из космоса) все правильные изомеры, то это не будет иметь практически никакого значения, поскольку, как мы уже отмечали, с течением времени эти соединения утратят свою хиральную чистоту. В итоге мы всё равно будем иметь смесь L- и D-молекул.
2.6 Синтез белков и нуклеиновых кислот
Поскольку жизнь на уровне низкомолекулярных соединений невозможна, то их накопление было бы бессмысленным, если бы они не смогли образовать важнейшие полимеры: белки и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК). Только после этого можно было бы говорить о зарождении клетки. Но вся проблема состоит в том, что до сих пор никому ещё не удалось получить ни одной молекулы белка, ни одной молекулы ДНК или РНК, имитируя всевозможные условия, которые предположительно могли существовать на древней Земле (Mills, 1993).
2.6.1 Проблемы синтеза белка. Самым главным фактором, препятствующим синтезу пептидов, являлся, как ни странно, первичный океан. При построении пептидной цепи присоединение каждого нового аминокислотного звена сопровождается выделением молекулы воды (реакция поликонденсации). Однако, согласно принципу Ле-Шателье, в водной среде предпочтение получит обратная реакция, т. е. гидролиз полимера. Для того чтобы сдвинуть реакцию в сторону полимеризации, необходим одновременный приток энергии и удаление образовавшейся воды (Майр, 1981). Но как этого добиться?
Разрешить проблему полимеризации аминокислот попытался американский учёный С. Фокс. Он нагревал сухую смесь чистых аминокислот до 130—180°С и получал полимерные цепи, названные им термальными протеиноидами. Согласно сценарию Фокса, синтезированные в бульоне аминокислоты должны были перенестись на горячие скалы или частицы вулканического пепла, полимеризоваться (за счёт испарения воды и нагревания) и снова возвратиться в океан. Но, как оказалось, подобный сценарий не решил проблему, а, наоборот, создал дополнительные трудности. При нагревании 20-и природных аминокислот три из них (цистеин, серин и треонин) разрушаются, а из оставшихся вместо линейной цепочки образуется сетчатый полимер, в котором отдельные звенья связаны поперечными мостиками. Кроме того, только 50% связей между аминокислотами были «белковыми», т. е. α-амидными (Юнкер, 1997). Поэтому Фокс и назвал полученные полимеры не белками, а протеиноидами. Формирование настоящих пептидов возможно только тогда, когда нужные карбоксильные и аминогруппы активизируются, а боковые цепочки защищены от нежелательных побочных реакций, например, специальными защитными агентами6. Как мог осуществиться такой синтез на древней Земле, остаётся загадкой.
Не следует упускать из виду, что пептидная цепочка должна была приобрести необходимую вторичную, третичную и четвертичную структуру, в противном случае белок не будет функционировать
Профессор Л. Мухин отмечает, что метеориты не могли быть поставщиками «молекул жизни», поскольку они практически лишены фосфора – элемента, крайне необходимого для жизни: «По последним данным, в кометах мы находим синильную кислоту, много СО, альдегиды, но не обнаруживаем ни одного соединения с фосфором» (Мухин, 2009).
Получение белков небиологическим способом – довольно сложная задача. К примеру, чтобы синтезировать фермент