1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Гіпотези голобіози і генобіози

Гіпотези голобіози і генобіози

Передумови виникнення теорій голобіоза і генобіоза

Основна складність у вирішенні питання щодо зародження життя на Землі пояснюються наступним фактом: для саморепродукції нуклеїнових кислот, які є основою генетичного коду, необхідні білки. У свою чергу для синтезу білків необхідні нуклеїнові кислоти.

Думка про те, що і білки-ферменти, і нуклеїнові кислоти виникли одноразово, а потім з’єдналися в єдину систему в протобионтов, після чого почалася їхня одночасна взаємопов’язана еволюція, була б ідеальним компромісним варіантом. Однак вона не отримала визнання з боку вчених з огляду на глибоких відмінностей між білковими і нуклеїновими макромолекул. Цим пояснюється неможливість їх одночасної появи в ході одного стрибка хімічної еволюції. З цього випливає неможливість їх співіснування в протобіологічної системи.

На підставі цього більшу частину ХХ століття між вченими виникали дискусії про те, що з’явилося раніше – нуклеїнові кислоти або білки. Розбіжності виникали і щодо того, коли відбулося їх об’єднання в єдину систему, яка має здатність передавати генетичну інформацію і регулювати біосинтез білків, одним словом, в систему, яка є живим організмом. Виникли поняття генобіоза і голобіоза.

Всі існуючі теорії про походження життя можна розділити на дві групи:

гіпотези, які відносяться до групи теорій голобіоза:

гіпотези, пов’язані з теорії генобіоза.

Голобіоза і генобіоза

Теорія Опаріна відноситься до першої групи. Теорія голобіоза – це підхід, згідно з яким первинної є структури, які мають здатність до обміну речовин за участю ферментних білків. Відповідно до цієї теорії, виникнення нуклеїнових кислот є завершенням еволюції. Іншими словами, дана точка зору є субстратной.

Прихильники теорії генобіоза переконані в первинності молекулярної системи, що має властивості первинного генетичного коду. Ця група концепцій є інформаційною. Яскравим прикладом теорії генобіоза є концепція американського генетика Дж. Холдейна, який припустив, що структура, здатна до обміну речовин не є первинною – первинної була макромолекулярна система, схожа з геном, і мала здатність до саморепродукції. Такий ген Холдейном був названий «голим геном».

Гіпотези голобіоза і генобіоза до 1980-х років перебували в стані протистояння. Пізніше велику популярність стала набувати теорія генобіоза. Сталося це, за великим рахунком, завдяки новому тлумачення властивості молекулярної хіральності організмів, яке було відкрито ще Л. Пастером і вважається фундаментальним ознакою живої матерії. Вчені вважають, що властивість молекулярної хіральності з’явилося так само рано, як і здатність до генетичної саморепродукції. Важливо, що це кодування здійснюється за допомогою молекул ДНК або РНК.

Однак питання щодо того, яка з цих молекул -ДНК або РНК виникла першою і стала своєрідною матрицею для первинної комплементарної полімеризації, залишався відкритим.

Ближче до кінця 1980-х років вченими була отримана відповідь на це питання. Були відкриті унікальні властивості молекули РНК, що дозволило довести первинність виникнення саме молекули РНК, а не ДНК.

Далі, було виявлено, що немає таких організмів, в яких не була присутня б РНК, в той час як вірусів, в яких відсутня молекула ДНК, існує безліч.

Також було виявлено, що перенесення генетичної інформації може здійснюватися від РНК до ДНК за участю відкритого в 1970 році ферменту. Раніше передбачалося, що перенесення генетичної інформації можливий тільки від ДНК до РНК.

В цей же час було встановлено властивість РНК, яке пояснювало все нерозв’язані питання. цією властивістю є здатність молекули РНК до саморепродукції без наявності білкових ферментів.

Таким чином, на сьогоднішній момент встановлено, що протобионтов був молекулу РНК, яка грала роль транспортної та мала риси і фенотипу, і генотипу. Тобто, кажучи іншими словами, молекула РНК могла піддаватися і генетичним перетворенням, і природному відбору. Таким чином, процес еволюції протікав в напрямку від РНК до білка. Потім утворилася молекула ДНК, яка мала більш міцні С-Н зв’язку, ніж С-ОН зв’язку РНК.

Однак, хіральність і первинна молекула РНК не могла виникнути в процесі плавного еволюційного розвитку, швидше за все, стався стрибок з усіма притаманними рисами самоорганізації речовини, які відзначалися вище.

У 1990-ті роки виник ще цілий ряд нових гіпотез, які припускали, що виникнення життя могло статися в геотермальних джерелах, а також на дні моря і в тонких плівках органічної речовини, сконцентрованого на поверхні кристалів апатитів або піриту. Виникненню цих гіпотез послужило наявність деяких недоліків концепції генобіоза, проте достатнього обґрунтування ці теорії поки не отримали.

Таким чином, зародження життя на Землі підготовлено процесом еволюційного розвитку неорганічної матерії Метагалактики. Існування об’єктів Метагалактики і їх розвиток визначається внутрішніми процесами. Все знову формуються, виникають об’єкти є системами, які обмінюються енергією і речовиною з навколишнім середовищем.

Зародження життя

В процесі еволюції формується здатність до відтворення схожих об’єктів, а також можливість запам’ятовування і засвоєння ними знову набутих властивостей. Збільшення складності структури зростає і разом з цим зростає здатність організмів до накопичення і зберігання інформації. Самоорганізація матерії в ході інформаційної еволюції прискорюється. Ті набори, в яких число елементів невелике, легше відновлюються і передаються. Кількість комбінацій протонів і нейтронів в ядрі атома дорівнює числу ізотопів – понад 1500. Число наборів атомів для молекул дорівнює числу елементів в таблиці Менделєєва, тобто 100. Число конфігурацій для полімерів в розчинах дорівнює 5. Для живих організмів – числу нуклеотидів в ДНК і РНК .

Збільшення складності структур призводить до розвитку їх залежності від фізико-хімічних властивостей середовища.

ПОДІЛИТИСЯ: