биохимическая эволюция

Предварительные рассуждения Биомолекулы

Основная статья: Биомолекулы

Пребиотический синтез сложных соединений молекул может делиться на три последовательных этапа:

Возникновение простых органических соединений (спиртов,кислот,гетероциклических соединений:пуринов,пиримидиновипирролов) из неорганических материалов.
Синтез более сложных органических соединений — «биомолекул» — представителей наиболее распространённых классов метаболитов, в том числе имономеров— структурных единиц биополимеров (моносахаридов,аминокислот,жирных кислот,нуклеотидов) из простых органических соединений.
Возникновение сложных биополимеров(полисахариды,белки,нуклеиновые кислоты) из основных структурных единиц — мономеров.

Биомолекулы — возникновение и функция

Одним из вопросов является химический состав среды, в которой осуществлялся пребиологический синтез, в том числе то, какие неорганические компоненты являлись источниками различных элементов, входящих в состав различных органических соединений.

Элементный состав биомолекул:

	C	H	O	N	S	P
Углеводы	X	X	X
Жиры	X	X	X	X
Фосфолипиды	X	X	X	X		X
Белки	X	X	X	X	X
Нуклеотиды	X	X	X	X		X
Порфирины	X	X	X	X

Возможные неорганические источники элементов:

	Восстановленная форма	Окислённая форма
Углерод(C)	Метан(CH₄),Монооксид углерода(угарный газ, CO)	Углекислый газ(CO₂)
Водород(H)	Водород(H₂)	Вода(H₂O)
Кислород(O)	H₂O	Кислород(O₂)
Азот(N)	Аммиак(NH₃)	Нитраты(NO₃^-)
Сера(S)	Сероводород(H₂S)	Сульфаты(SO₄^2-)
Фосфор(P)		Фосфаты(PO₄^3-)

Все гипотезы исходят из того, что помимо воды и фосфатов на начальных этапах истории Земли в атмосфере и гидросфере в достаточном количестве имелись только восстановленные формы, отличающиеся от обычных в современный период химических соединений, так как древняя атмосфера не содержала молекулярного кислорода.

В качестве источника энергии, инициирующей синтез, в это время могли выступать ультрафиолетовое излучениеСолнца, тепловулканических процессов,ионизирующие излучениярадиоактивного распадаиэлектрические разряды. Существуют также теории, в рамках которых источником необходимой для возникновения биомолекул энергии могут служитьокислительно-восстановительные процессымежду вулканическими газами (восстановитель) и частично окисляющими сульфидными минералами, например пиритом (FeS₂)

Содержание