пособие_КСЕ

Коацерватная стадия в процессе возникновения жизни

Коацерваты– это комплексы коллоидных частиц, раствор которых, как правило, разделяется на два слоя – слой, богатый коллоидными частицами, и жидкость, почти свободную от них. В некоторых случаях коацерваты образуются в виде отдельных капель, видимых под микроскопом. Для их образования необходимо присутствие в растворе нескольких (хотя бы двух) разноименно заряженных высокомолекулярных веществ. Поскольку в водах первичного океана это условие было соблюдено, образование в нем коацерватов могло быть реальным. Теория биохимической эволюции рассматривает коацерваты как предбиологические системы, представляющие собой группы молекул, окруженные водной оболочкой.

Коацерватная стадияв процессе возникновения жизни рассматривалась А.И. Опариным как этап биохимической эволюции, в процессе которого возникшие белковые молекулы, полисахариды, липиды – накапливались в водах мирового океана, полимеризовались и концентрировались в коацерватных каплях.

А.И. Опарин предположил, что в массе коацерватных капель должен был идти отбор наиболее устойчивых образований, длившийся многие миллионы лет. Способность к избирательной адсорбции постепенно преобразовывалась в устойчивый обмен веществ. Вместе с этим в процессе отбора оставались лишь те капли, которые при распаде на дочерние сохраняли особенности своей структуры, т.е. приобретали свойство самовоспроизведения – важнейшего признака жизни. По достижении этой стадии коацерватная капля превратилась в простейший живой организм. Коацерватные капли были местом встречи и взаимодействия до этого независимо возникавших простых белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и липидов.

Отдельная молекула, даже очень сложная, не может быть живой. Ученые считают, что первоначально на молекулярном уровне могли возникать лишь белково- и нуклеино-подобные полимеры, лишенные какой-либо биологической целесообразности своего строения. Только при объединении этих полимеров в многомолекулярные фазовообособленные системы могло возникнуть взаимосогласование их структур и биологическое функционирование новых целостных систем. Где-то на той же стадии возникает и естественный отбор, способствующий сохранению наиболее совершенных и целесообразных структур.

Предполагается, что самосборка мембранных липидных оболочек с заключенными в них биополимерами – важный шаг в переходе от химических смесей к организованным системам. Именно во внутренних полостях капель, куда извне могли выборочно проникать молекулы, началась эволюция от химических реакций к биохимическим, а переход к простейшей клетке произошел в форме скачка, характерного для самоорганизации вещества.

Содержание