Этапы биопоэза

(возникновение и становление животных систем)

1.Абиогенное образование биологических мономеров.

2.Образование биологических полимеров.

3.Пребиологическая эволюция. (Образование предшественников биологических организмов – протобионтов).

4.Появление первых живых организмов.

Согласно данным, современный космологический возраст Земли ~ 4,6 миллиардов лет. Жизнь на Земле зародилась около 3,8 - 4 миллиардов лет назад.

Атмосфера Земли в начальный период носила восстановительный характер (не было свободного кислорода). Атмосфера содержала водород и его производные - метан, аммиак, пары воды, окись и двуокись углерода. Эти соединения вступали между собой в реакции, приводили к образованию простых соединений, цианистый водород, формальдегид, муравьиная кислота и др.

В результате химической эволюции этих соединений, образовались биологические мономеры, образовались АК и нуклеотиды.

Биомономеры обнаружены в настоящее время в метеоритах, которые относятся к группе углистых хондритов. В этих метеоритах обнаружены пурины, порфирины, АК, мерилизины. Метеориты - это осколки астероидов. Астероиды имеют в их составе углистые хондриты. Следовательно, биомономеры были синтезированы в условиях ранних этапов эволюции нашей планетной системы. Мономеры в дальнейшем могут объединяться, ассоциировать. Так две АК могут соединяться пептидной связью; 2-ва нуклеотида могут соединяться фосфорно-эфирной связью. В результате происходит полимеризация. В результате процесса полимеризации шло формирование примитивных биополимеров (полинуклеотиды, полисахариды, липиды). Эти соединения концентрировались в первобытных водоемах. Некоторые образующиеся полипептиды могут обладать каталитической активностью, но полипептиды не обладают способностью самовоспроизводиться.

Нуклеотиды способны к репликации.

Недавно открыты новые функции нуклеотидов, новая функция РНК. В 1982 году американский ученый Томас Чек открыл рибозимы. Это молекулы РНК, обладающие ферментативной активностью. У некоторых РНК каталитическая активность почти такая же как у белков. Так выяснилось, что РНК обладает различными функциями, не только хранения, передача информации и структурной функцией, но и некоторой каталитической активностью.

Существует предположение, что РНК возникла раньше ДНК.

В результате действия химического отбора, возникли сложные высоко полимерные молекулы, явились основой для формирования первых самоорганизующихся систем - протобионтов.

В качестве первых самоорганизующихся систем, разные участки, разные версии.

По Опарину, первые самоорганизующиеся системы были коацерватные капли, которые имели неодинаковую внутреннюю структуру. Они обладали устойчивым обменом с окружающей средой. Эти капли могли ассимилировать вещества из окружающей среды. Они синтезировали из них новые соединения. Они отличались по обмену веществ.

Различия у коацервативных капель создавали условия для действия предбиологического отбора. отбор способствовал сохранению тех капель, которые отличались высоким обменом веществ. Эволюция этих капель могла привести к образованию живых организмов.

По мнению американского ученого Фокса, такими первыми самоорганизующимся системами были микросферы - это небольшие сферические капли. Они были окружены 2-мя слоями фосфолипидов, а внутри вещества белкового происхождения - протеиноиды.

Другие ученые - что самоорганизующиеся системы - каталитические гиперциклы.