Общая биология Жизнь это

Общая биология

• Жизнь – это макромолекулярная открытая система, которой свойственны иерархическая организация, способность к самовоспроизведению, самосохранению и саморегуляции, обмен веществ, тонко регулируемый поток энергии.

Жизнь существует в форме открытых систем • Это означает, что любая живая форма не замкнута только на себе, но постоянно обменивается с окружающей средой веществом, энергией и информацией.

Основные постулаты: • 1 – жизнь-результат длительной, предшествующей физической и химической эволюции материи; • 2 – жизнь не занесена на Землю извне, не возникла в результате самопроизвольного зарождения, а возникла эндогенно? ? ? .

Аксиомы жизни: 1. Нейман, Винер. Все живые организмы должны состоять из фенотипа и программы для его формирования – генотипа, передающихся по наследству из поколения в поколение. Наследуются не структуры, а описание структуры и инструкция по ее изготовлению. Жизнь на основе только одного генотипа или фенотипа невозможна, так как при этом нельзя обеспечить ни самовоспроизведения структуры, ни ее самоподдержания.

2. Кольцов Н. К. • Генетические программы не возникают заново, а реализуются матричным способом. В качестве матрицы, на основе которой строится ген нового поколения используется ген предыдущего поколения.

3. В процессе передачи из поколения в поколение генетические программы в результате многих причин изменяются случайно и ненаправленно, и лишь случайно эти изменения оказываются приспособительными.

4. Случайные изменения генетических программ при становлении фенотипов многократно усиливаются и подвергаются отбору условиями внешней среды. • Вывод: жизнь это матричное копирование с последующей самообработкой копий.

Таблица вероятности того, что данное явление не произойдет в течение одного года 0, 999 Для 2 -х лет Для 3 -х лет Для 4 -х лет 1024 2048 4096 8128 0, 997 0, 996 0, 359 0, 129 0, 017 0, 000276

Схематическое представление пути происхождения жизни согласно белково-коацерватной теории А. И. Опарина Схематическое представление пути происхождения жизни согласно современной концепции первичности мира РНК

Мир РНК как предшественник современной жизни • Во-первых, и в химическом синтезе, и в биохимических реакциях рибонуклеотиды предшествуют дезоксирибонуклеотидам; дезоксирибонуклеотиды - продукты модификации рибонуклеотидов

• Во-вторых, в самых древних, универсальных процессах жизненного метаболизма широко представлены именно рибонуклеотиды, а не дезоксирибонуклеотиды, включая основные энергетические носители типа рибонуклеозид-полифосфатов (АТФ и т. п. ).

• В-третьих, репликация РНК может происходить без какого бы то ни было участия ДНК, а механизм редупликации ДНК даже в современном живом мире требует обязательного участия РНКзатравки в инициации синтеза цепи ДНК.

• В-четвертых, обладая всеми теми же матричными и генетическими функциями, что и ДНК, РНК способна также к выполнению ряда функций, присущих белкам, включая катализ химических реакций. Таким образом, имеются все основания рассматривать ДНК как более позднее эволюционное приобретение - как модификацию РНК, специализированную для выполнения функции воспроизведения и хранения уникальных копий генов в составе клеточного генома без непосредственного участия в биосинтезе белков.

• ВЫВОД: То есть, древняя РНК – совмещала в себе функции и генотипа и фенотипа, отвечающего требованиям Дарвиновской системы (то есть способной к генетическим преобразованиям и к естественному отбору). • Каким же образом произошло преобразование РНК в ДНК?

• Такая РНК могла бы притягивать ряд аминокислот, которые могли бы образовывать копии белковых молекул. То есть последовательность шагов была следующей: • Первый шаг: белок –→ РНК; • Второй шаг: РНК –→ белок; • Третий шаг: ДНК ←–РНК →белок; • Четвертый шаг: ДНК →РНК →белок.

Комментарий к схеме: • если верно, что первыми информационными молекулами были молекулы РНК, то можно предположить, что эти РНК – полимеры, со временем приобрели способность направлять синтез белка. Белки в свою очередь стали катализировать синтез новых копий РНК с большей скоростью и точностью.

В дальнейшем между этими двумя классами соединений произошло разделение труда: • белки стали обеспечивать сборку новых белков и новых РНК; • РНК стали обеспечивать эти процессы информацией; • Позже, функция хранения информации перешла к ДНК • ДНК – стабильнее, копируется точнее, а за РНК осталась функция посредника и подносчика.

Возникновение биосинтеза белка по СПИРИНУ А. С. .

• Во-первых, постулируется, что абиогенно синтезируемые олигорибонуклеотиды активно рекомбинировали посредством механизма спонтанной неэнзиматической трансэстерификации, приводя к образованию удлиненных цепей РНК и давая начало их многообразию. Именно этим путем в популяции олигонуклеотидов и полинуклеотидов и могли появиться как каталитически активные виды РНК (рибозимы), так и другие виды РНК со специализированными функциями

• Второй принципиальный момент: • первичный аппарат биосинтеза белка возник на базе нескольких видов специализированных РНК до появления аппарата энзиматической (полимеразной) репликации генетического материала - РНК и ДНК. • Этот первичный аппарат включал каталитически активную прорибосомную РНК, обладавшую пептидил-трансферазной активностью; набор про-т. РНК, специфически связывающих аминокислоты или короткие пептиды; другую прорибосомную РНК, способную взаимодействовать одновременно с каталитической прорибосомной РНК, про-м. РНК и про-т. РНК. • Такая система уже могла синтезировать полипептидные цепи за счет катализируемой ею реакции транспептидации.

Абиогенез умер. Друзьям и близким приготовиться к выносу покойного • Естественный абиогенез умер. Друзьям и близким приготовиться к выносу покойного. ВСЕ предложенные в XX-XXI вв. модели абиогенеза не только не дали живой организм на выходе, но и показали принципиальную невозможность зарождения жизни в существующих условиях. На рабочем совещании РАН (применительно к программе РАН поабиогенезу, называемой "Проблемы происхождения жизни") в 2008 г. , было высказано, что автономный мир первовирусов вряд ли мог существовать.

А. С. Спирин. Академик РАН, директор Института белка РАН, член Президиума РАН. Палеонтологический ж-л, № 5 2007 Online versions of scientific journals • "Принимая во внимание все трудности и неудачи с экспериментальным моделированием синтеза компонентов РНК и самих РНК вабиогенных условиях и парадоксальные, противоречащие другу условия для обеспечения устойчивости РНК и ее способности к репликации в земных условиях, а также малый временной промежуток геологической истории Земли для возможной эволюции мира РНКприходится обратиться к гипотезе панспермии, в клеточные формы жизни, т. е. к идее космического происхождения жизни на Земле. . . • Вместе с тем, если мы переносим мир РНК, его возникновение и его эволюцию в космос, то становится вполне позволительной агностическая позиция: мы не знаем и даже не можем себе представит тех условий, которые имеют место в различных местах Вселенной, и поэтому мы должны принять нуклеотиды, полирибонуклеотиды и мир РНК, а также, возможно, и первые клеточные формы жизни, возникшие из мира РНК, как творение неких неведомых нам условий и сил – творение, данное нам, на Землю, а может быть и на другие планеты и тела Солнечной системы, уже в готовом виде".