Автор Тема: Быстрее ли молек.эволюция при высок. температурах и давлен.?  (Прочитано 20483 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Alexy

  • Участник форума
  • Сообщений: 5652
Не всё ли равно, открытая она или замкнутая, но при этом большая, как оно и есть в реальности.

Давайте лучше поговорим о собственно зависимостях скоростей конкретных реакций (3). и 94) от температуры.

Оффлайн Комбинатор

  • Участник форума
  • Сообщений: 1465
Цитата: "Alexy"
Не всё ли равно, открытая она или замкнутая, но при этом большая, как оно и есть в реальности.


Не понял фразу "но при этом большая, как оно и есть в реальности".
По сравнению с чем бактериальная клетка "большая"?

Цитата: "Alexy"

Давайте лучше поговорим о собственно зависимостях скоростей конкретных реакций (3). и 94) от температуры.


Если Вас интересуют конкретные значения скорости реакций, то я их не знаю.

Оффлайн Strongylocentrotus

  • Участник форума
  • Сообщений: 228
Цитата: "Alexy"
Все расчеты о том, сколько времени нужно химической эволюции для формирования первичных жизненных структур, ведутся исходя из так называемых н.у. - нормальных условий (атмосферное давление, температура, примерно равная 22°С).
Но химические реакции могут протекать в сотни тысяч раз быстрее, если повысить температуру на несколько сотен градусов и давление, скажем, до 250 атмосфер.

Хотел бы обратить ваше внимание на то, что "жизненные структуры" имеют белковую природу. А белок при повышенных температурах денатурирует.

Цитировать

Денатурация белков (от лат. de— приставка, означающая отделение, удаление и лат. nature — природа) — потеря белковыми веществами их естественных свойств (растворимости, гидрофильности и др.) вследствие нарушения структуры молекул.
Практически любое заметное изменение внешних условий, например, нагревание или обработка белка кислотой приводит к последовательному нарушению четвертичной, третичной и вторичной структур белка. Чаще всего денатурация вызывается повышением температуры, действием сильных кислот и щелочей, солей тяжелых металлов, некоторых растворителей (спирт), радиации и др
Процесс обратный денатурации, то есть, белки возвращают свою природную структуру. Но здесь нужно отметить, что не все белки способны ренатурировать. У большинства белков денатурация необратима.


Посему лично я не вижу особого смысла рассматривать эволюцию при таких условиях. Она будет небелковой. имхо
Посмотрите здесь:
http://phys.protres.ru/lectures/protein_physics/l16.html

Оффлайн Set O. Lopata

  • Участник форума
  • Сообщений: 739
Температура денатурации зависит от давления.
Повышение давления может отодвинуть планку термоустойчивости достаточно далеко. Вы же не будете отрицать существование микроорганизмов-гипертермофилов? А ведь для многих из них температурный оптимум лежит выше 100 градусов.

Оффлайн Alexy

  • Участник форума
  • Сообщений: 5652
Цитата: "Комбинатор"
Цитата: "Alexy"
Не всё ли равно, открытая она или замкнутая, но при этом большая, как оно и есть в реальности.
Не понял фразу "но при этом большая, как оно и есть в реальности". По сравнению с чем бактериальная клетка "большая"?
Не бактериальная клетка, а система (с термод. точки зрения)).

Оффлайн Alexy

  • Участник форума
  • Сообщений: 5652
Цитата: "Set O. Lopata"
Температура денатурации зависит от давления.
Повышение давления может отодвинуть планку термоустойчивости достаточно далеко. Вы же не будете отрицать существование микроорганизмов-гипертермофилов? А ведь для многих из них температурный оптимум лежит выше 100 градусов.
Чем больше давление, тем выше t денатурации? Или бывает наоборот?

Оффлайн Комбинатор

  • Участник форума
  • Сообщений: 1465
Цитата: "Alexy"
Цитата: "Комбинатор"
Цитата: "Alexy"
Не всё ли равно, открытая она или замкнутая, но при этом большая, как оно и есть в реальности.
Не понял фразу "но при этом большая, как оно и есть в реальности". По сравнению с чем бактериальная клетка "большая"?
Не бактериальная клетка, а система (с термод. точки зрения)).


А поконкретнее можно, что в данном случае имеется в виду?

Оффлайн Alexy

  • Участник форума
  • Сообщений: 5652
А что Вы имели в виду, когда стали выяснять, открытая система или замкнутая?
Я не очень понимаю, какое это имеет отношение к данной теме?

Системы, в которых происходила и происходит молекулярная эволюция, явно НЕ замкнутые.

Так что всякие термод. "построения" тут не помогут.

Оффлайн Set O. Lopata

  • Участник форума
  • Сообщений: 739
Цитировать
Биохимич. эффекты высоких давлений. При давлении в неск. сотен МПа происходит денатурация белков, при этом меняются их антигенные свойства, снижается активность токсинов. Особенно чувствительны к давлению процессы образования связей белок-лиганд и белок-белок. Так, для белков характерно значит. уменьшение скорости ассоциации с повышением давления ( deltaV положительны и могут исчисляться сотнями см3/моль). Денатурирующее влияние давления зависит от природы белка, температуры и рН среды. Напр., овальбумин необратимо коагулирует при 800 МПа, тогда как растворы альбумина не претерпевают изменений даже при 1,9 ГПа. Давление может препятствовать тепловой денатурации белка и даже вызывать ренатурацию белка, денатурированного нагреванием. Большинство ферментов инактивируется под действием давления. Напр., активность пепсина снижается с повышением давление и при 600 МПа исчезает. Однако в ряде случаев давление стимулирует активность ферментов. Так, активность ксантиндегидрогеназы с ростом давления возрастает и проходит через максимум: при 500 МПа ее реакционная способность в 7-8 раз выше, а при 600 МПа лишь в 4 раза превышает активность этого фермента при атмосферном давлении Выше 600 МПа наступает полная инактивация ксантиндегидрогеназы. Р-ры молекул ДНК устойчивы к давлению: они не претерпевают изменений даже при сжатии до 1,9 ГПа.

http://www.chemport.ru/chemical_encyclopedia_article_980.html
Обратите внимание, что денатурирующее действие давления как такового, наблюдается при тысячах атмосфер, а не при сотнях, как в обсуждаемой статье.

Оффлайн Комбинатор

  • Участник форума
  • Сообщений: 1465
Цитата: "Alexy"
А что Вы имели в виду, когда стали выяснять, открытая система или замкнутая?
Я не очень понимаю, какое это имеет отношение к данной теме?

Системы, в которых происходила и происходит молекулярная эволюция, явно НЕ замкнутые.

Так что всякие термод. "построения" тут не помогут.


Во первых, есть термодинамика открытых систем.
Во вторых, я именно это и утверждаю - нельзя эмпирические закономерности, свойственные для простых изолированных систем, обобщать на эволюцию сложных открытых систем. Если по этому пункту есть взаимное согласие, то предлогаю свернуть дискуссию.

Оффлайн Дж. Тайсаев

  • Участник форума
  • Сообщений: 9264
    • Российская культурология
Насколько я понимаю, здесь идёт речь о принципе минимума производства энтропии Гленсдорфа-Пригожина, который сначала опроверг Кайзер, а затем сам Пригожин дал понять, что его неправильно поняли и что он имел в виду только системы далёкие от состояния равновесия. Но как говорится слово брошенно, а люди слабы и как это было не раз, вы все знаете, слово пошло в массы. Эволюция якобы выражается в стремлении к сокращению производства энтропии. Если так рассуждать, то человек первейший дегенерат эволюции :D  :D  :D
Шматина глины не знатней орангутанга (Алексей Толстой).

Оффлайн Strongylocentrotus

  • Участник форума
  • Сообщений: 228
Цитата: "Set O. Lopata"
Температура денатурации зависит от давления.

Вы хотите сказать, что при повышении давления (например под водой) температура денатурации изменится? Т.е. я могу там, на глубине метров 40, запихнуть ногу в горячую воду и не обжечься? Что-то мне подсказывает, что подобные эксперименты были широко распространены, если бы это было реальностью.
А при уменьшении давления температура денатурации тогда должна уменьшаться? Значит в горах можно обжечься теплой водой? Никогда не замечал подобных чудес. Более того, еда, например, там упорно отказывается делаться сваренной в теплой воде, требует варки при нормальной горячей температуре.
 
Знаю, что давление меняет температуру кипения воды. Про денатурацию такого не слышал. Она вроде связана с разрывом серных связей при нагреве. Впрочем, я не знаток таких дел.

Цитата: "Set O. Lopata"

Вы же не будете отрицать существование микроорганизмов-гипертермофилов?


Не буду, естественно.  Прокариоты вообще живут почти везде, где не могут жить эукариоты. Смотрите какой широкий выбор:
Цитировать

http://evolution.powernet.ru/library/micro/09.html
Для прокариот как группы в целом характерна способность существовать в гораздо большем диапазоне условий внешней среды, чем для эукариотных организмов. Среди прокариот есть организмы, которые могут расти в подводных вулканических источниках (температура до 300°С), кислой (pH 1 и ниже) и щелочной (pH 11 и выше) среде, при давлении 1000 атм, высоких концентрациях тяжелых металлов, концентрации соли до 30%, высоких уровнях радиации. Обязательным условием для этого является наличие водной среды. Прокариоты растут при активности воды в диапазоне от 0,7 до 0,998 и не могут расти в аэрозолях и во льду.


Т.е. любая кислотность, любое давление, любая температура, любое излучение, любая концентрация солей и металлов (я преувеличиваю для обобщения).
Это наводит на мысль что по прокариотам сложно судить об первичных условиях образования жизни. Очень велик разброс условий их существования.

Другой вопрос, что им обязательно нужна вода. Значит вода к тому моменту должна была на Земле сформироваться, т.е. температура на поверхности планеты должна быть ниже точки кипения. Конечно, газовый состав атмосферы в тот момент мог быть иным и давление могло быть выше. Но неужели же в сотни раз?

Оффлайн Strongylocentrotus

  • Участник форума
  • Сообщений: 228
Цитата: "Alexy"
Вот цитата:
Цитировать
http://truemoral.ru/up_3.html
      - Как это ни парадоксально на первый взгляд, но при таких условиях (300 градусов и 250 атмосфер - А.Н.) клетки хемосинтезирующих бактерий могут размножаться в 30 раз быстрее, чем при атмосферном давлении и комнатной температуре. Митохондрии таких клеток могут размножаться еще быстрее, а снятие информационных копий с ДНК осуществляется на несколько порядков быстрее, чем при нормальных условиях.

Автор говорит, что у бактерий имеются митохондрии?
Интересно...

Оффлайн Set O. Lopata

  • Участник форума
  • Сообщений: 739
Цитата: "Strongylocentrotus"

Вы хотите сказать, что при повышении давления (например под водой) температура денатурации изменится?

Именно это я и говорю совершенно определённо. Разумеется, не для всех белков одинаково. Если вас не устраивает цитата из химической энциклопедии - "Давление может препятствовать тепловой денатурации белка и даже вызывать ренатурацию белка, денатурированного нагреванием" -,  мне непонятно, цитаты из источников какого уровня вы в состоянии воспринять в качестве аргументов.

Мне стало интересно, вы сомневаетесь, что первыми организмами на земле были прокариоты?  И если не сомневаетесь, то поясните, почему существование даже одного единственного организма, способного развиваться при 150 градусах (а в архее, судя по всему, давление как раз и составляло 5-6 атм, может и больше), не доказывает возможность нормального функционирования клеточных систем при этой температуре?

Оффлайн Alexy

  • Участник форума
  • Сообщений: 5652
Цитата: "Strongylocentrotus"
Автор говорит, что у бактерий имеются митохондрии?
Интересно...
Он вообще не очень хорошо шарит в биологии (считает например, что орангутан и горилла ближе человеку, ЧЕМ ШИМПА.
Но давайте обсуждать не автора, а конкретное утверждние