Общая Биология

Самосинтез в каждый момент шел бы и вперед посредством флуктуаций (случайного появления нужных молекул), и еще быстрее — назад, через развал новой структуры из молекул аминокислот, то есть равновесным и обратимым образом. Вероятность же гигантской флуктуации, приводящей к появлению белка целиком, ничтожно мала. Пригожин и его коллеги не смогли и приблизиться к доказательству того, что огромное количество информации, необходимое для самовоспроизведения молекул, могло накопиться естественным путем. Теория самоорганизации Пригожина—Арнольда—Хакена предлагает лишь некоторые теоретические размышления и аналогии, весьма далекие от доказательств возникновения жизни из хаоса, что бесспорно признавал и сам И. Пригожин. Комментируя некоторые явления упорядочения, теория самоорганизации не в состоянии объяснить начало жизни — появление белковых молекул.

Живые организмы, несомненно, обладают свойством самоорганизации, увеличивая свою упорядоченность, но их функционирование не объясняет появления жизни. На земле из семян вырастают деревья, используя энергию солнца, минеральные вещества и углекислый газ. Зерно или яйцеклетка уже содержат всю необходимую генетическую программу для полного развития во взрослый организм. Яйцеклетка представляет собой весьма сложную структуру, наделенную всеми метаболическими системами, необходимыми для жизни. Но как появились первые существа — остается для эволюционной гипотезы неразрешимой загадкой.

1. В чем отличие биогенеза от абиогенеза?

2. Расскажите об исследованиях Пастера, Опарина и Миллера.

3. Какие особенности строения белков исключают их случайное появление?

4. Возможно ли, согласно второму началу термодинамики, самоформирование жизненно важных макромолекул?

5. Что позволяет живым организмам самоупорядочиваться?

§ 53. Абиогенез с позиций биохимии

Многие ученые пытались осуществить абиотический синтез белков из смеси аминокислот. Однако было получено лишь некое отдаленное подобие белков, так называемые термальные протеиноиды, состоящие из полимеpной сетки (не цепочки!) аминокислот с не а-пептидными связями. Существующие в белке а-пептидные связи формируются на рибосомах при участии ферментов. При случайном образовании связей лишь ничтожная часть из них оказывается а-пептидными. Полимерная сетка не обладала пространственной структурой белка, не имела свойственной ему совершенно определенной последовательности соединения молекул и соответственно не имела никакого отношения к жизни.

В процессе воспроизведения белков в живых существах участвуют ДНК, мРНК, не менее 20 различных тРНК (каждая со своей аминокислотой) рибосомы (состоящие из 3—4 рРНК и 55 различных белков), целый комплекс ферментов. Необходимо еще тонкое энергетическое обеспечение посредством АТФ: для синтеза среднего белка требуются тысячи молекул АТФ — обыкновенный подогрев или освещение Солнцем могут только разрушить молекулярные связи. В синтезе белка участвует вся живая клетка, нарушение хотя бы одного из компонентов блокирует процесс. Сам факт функционирования этой сложнейшей системы в организме вызывает удивление и восхищение мудростью Создателя, возможность же самопроизвольного синтеза белков биохимики абсолютно исключают.

ДНК не имеет полной стабильности даже внутри живой клетки. Ее состав контролируется и поддерживается определенными ферментными системами. Эта макромолекула функционирует в состоянии динамического равновесия возникающих в ее строении нарушений и их исправления системами репарации. Вне клетки ДНК быстро разрушается. Лауреат Нобелевской премии Ф. Крик, открывший двуспиральность ДНК, категорически отрицает возможность самопроизвольного возникновения жизни из химических элементов Земли.

И даже если биологическая ма^омолекула откуда-то бы появилась — это еще не живая клетка. В состав клетки входит множество макромолекул, соединенных в определенном поpядке. Веpоятность случайного обpазования необходимых клетке ферментов (хотя бы один раз за миллиард лет), составляет всего 10-40 000. Это число, как заявил известный астрофизик Фред Хойл, «достаточно мало, чтобы похоронить Даpвина и всю теоpию эволюции». Если Солнечную систему заполнить людьми (1050 человек), каждый из которых вслепую крутит кубик Рубика, то указанная вероятность образования ферментов, необходимых живой клетке, примерно равна вероятности того, что у всех этих людей грани кубика одновременно окажутся собранными по цвету!

Одними феpментами состав клетки не ограничивается. Веpоятность самосборки живой клетки из приготовленных необходимых атомов даже в самой благоприятной химической среде составляет всего 10-100 000 000 000!