зарождение жизни на земле

[DNAoidea]

Вопрос не в том, как из нуклеотидов могли сложиться первые РНК, а в том, как могли появиться сами нуклеотиды. Я два года пытался разобраться в этой проблеме и в конце концов пришел к выводу, что жизнь на Землю могла быть занесена только из космоса. Я убежден, что синтез нуклеотидов невозможен ни при каких условиях – тех, которые мы знаем. Единственное, что остается предположить, что они возникли каким-то неведомым нам образом. Пожалуйста, хотите, думайте о божественном вмешательстве, но это для нас непривычно, а хотите, так просто отделывайтесь фразой о том, что условия в космосе настолько разнообразны, что среди них найдутся и такие, каких мы и вообразить-то не в состоянии

http://www.ng.ru/science/2004-04-14/13_life.html

ну... это не статья вообще - это интервью, а ему я вообще не склонен доверять, поскольку оно прошло сквозь сито журналисткой безграмотности.

Например, вот такие:

Заключение, которое можно сделать из всех имеющихся данных, не утешительно: несмотря на все ухищрения и моделирование различных условий первобытной Земли, к настоящему времени не удается воспроизвести полный абиогенный синтез ни одного из нуклеотидов, являющихся компонентами (мономерами) РНК (Orgel, 2004; Joyce and Orgel, 2006).

ну и что? а разве получены скажем алмазы того же качества, что и природные? и вообще много подобных примеров можно накидать - когда мы не можем воспроизвести природный процесс. Это разве говорит о его невозможности? Синтез нуклеотидов и вообще возникновение жизни - наверняка было процессом сложным и зависящим от многих тонкостей.

Кстати, общий вывод Спирина (по совокупности приведенных аргументов) в его научной статье тоже звучит весьма категорично, как приговор гипотезе Земного абиогенеза:

КОГДА, ГДЕ И В КАКИХ УСЛОВИЯХ МОГ ВОЗНИКНУТЬ И ЭВОЛЮЦИОНИРОВАТЬ МИР РНК"]Сделан вывод о невозможности возникновения, существования и эволюции мира РНК в клеточные формы жизни на Земле.

вот это меня и удивляет в этой статье - эта фраза из абстракта можно сказать, что не вытекает из содержания статья, это слишком резкий, и слишком поспешный вывод, который, между прочим, помещённый в абстракт, подрывает к ней доверие, увы...

И еще по поводу "невозможности" - самопроизвольное затекание выпущенного газа обратно в баллон - это тоже не невозможный процесс, а лишь "весьма" маловероятный

чтобы проводить подобные аналогии надо иметь чётки аргументы, что мы говорим о сходных величинах вероятности.

От себя же добавлю, что клетка не просто "исправляет повреждения", а вообще всё время перестраивает все свои молекулярные структуры. Клетка - это непрерывный конвейер самовоспроизведения, и надеяться, что "живые" вещества клетки будут вести себя так же и в изолированном виде вне клетки - нечего.

хм, во-первых где кончается клетка и начинается внешняя её среда? Когда мы говорим о возникновении жизни это не тривиально, во-вторых, почему вы так думаете - что не будут - на основании чего? того что объём велик? Так на то есть минералы, пузырьки липидов... что не стабильно - а этого и не надо - главное чтобы удваивались, а остальное приложится.

тем более, если речь идёт о растворе всяких, самых разных молекул - много кто мог прилипнуть один к другому.

Во-первых, этот довод - "много кто мог прилипнуть один к другому" - на самом деле, совсем не помогает гипотезе абиогенеза, а является чуть ли не главной ее проблемой - проблемой органического мусора. Среди тысяч самых разных молекул органического мусора случайная функциональная молекула тут же бесследно потеряется, или вообще химически прореагирует с "мусором" и потеряет свои свойства.

да нет... уж функциональная молекула потеряться никак не может - на то она и функциональная, что она может плодить саму себя, а потому никуда не денется. Репликация - первая функция, а прочие потом - потому как оно в само деле не может потеряется, а потеряется уж как пить дать...

[Imperor]

ну и что? а разве получены скажем алмазы того же качества, что и природные?

http://www.krugosvet.ru/articles/19/1001931/1001931a1.htm :

В 1970 Стронгу и Уэнторфу удалось получить искусственные алмазы ювелирного качества. Такие алмазы изготавливаются путем растворения порошка синтетического алмаза в ванне из расплавленного металла. Атомы углерода из растворенного порошка мигрируют к одному краю ванны, где помещаются крошечные затравочные кристаллы алмаза. Атомы углерода оседают и кристаллизуются на этих кристаллах, которые вырастают до алмазов массой в один карат и более. Для этого процесса требуются чрезвычайно высокие давления и температуры. Сегодня искусственные ювелирные алмазы стоят дороже природных, и их производство нерентабельно.

и вообще много подобных примеров можно накидать - когда мы не можем воспроизвести природный процесс. Это разве говорит о его невозможности?

Нуклеотиды - не алмазы. Они являются одними из главных кирпичиков жизни. И если за 40 лет вся мощь современной химии не смогла абиогенно синтезировать ни одного нуклеотида (а также АТФ), то рассуждать о том, что мол эти нуклеотиды в первичном бульоне еще в какие-то там цепочки объединялись - просто смешно. Для этого нет никаких оснований. Если Вам нравится в это верить - верьте на здоровье. Только не говорите, что эта "гипотеза" - научна.

Синтез нуклеотидов и вообще возникновение жизни - наверняка было процессом сложным и зависящим от многих тонкостей.

Например, от наличия разума
И я согласен с Вами - это был, безусловно, очень сложный (искусственный) процесс - попробуй, собери такое нанотехнологическое чудо, как, например, АТФ-синтазу:
http://phomem.biophys.msu.ru/images/cf.gif
или клеточную мембрану:
http://www.lyceum95.ru/biolog/membrana1.gif
http://www.rlsnet.ru/Patient/images/Color/P1_03_06.jpg
http://elementy.ru/images/eltpub/chep.jpg
(о всей живой клетке я даже заикаться не смею).

вот это меня и удивляет в этой статье - эта фраза из абстракта можно сказать, что не вытекает из содержания статьи, это слишком резкий, и слишком поспешный вывод

Вытекает, DNAoidea, вытекает. Просто Вы, как неспециалист, не чувствуете ни силы перечисленных аргументов, ни их следствий. Вы не можете оценить ни аргумент "водного парадокса", ни "конформационного парадокса". Химику очевидна тупиковая ситуация, возникающая в связи с этими парадоксами. А Вам - нет.

который, между прочим, помещённый в абстракт, подрывает к ней доверие, увы...

Еще раз повторюсь - если вывод специалиста столь категоричен, значит, у него на это имелись все основания.
Складывается примерно такая абсурдная ситуация - специалисты рассмотрели чей-то чертеж самолета, и сделали официальное заключение, что самолет, собранный по этому чертежу, не полетит. Но тут вмешиваетесь Вы, выражаете недоверие этим специалистам, и начинаете утверждать, что "полетит", при этом не удосуживаясь предоставить ни соответствующие эксперименты, ни расчеты.

чтобы проводить подобные аналогии надо иметь чётки аргументы, что мы говорим о сходных величинах вероятности.

Расчеты соответствующих "величин вероятностей" постоянно приводились и приводятся. Вы их просто игнорируете:

Известна такая аналогия: вероятность случайного возникновения осмысленной аминокислотно-нуклеотидной последовательности соответствует вероятности того, что несколько килограммов типографского шрифта, будучи сброшены с крыши небоскреба, сложатся в 105-ую страницу романа "Война и мир". Абиогенез (в его классическом виде) как раз и предполагал такое "сбрасывание шрифта" - раз, 10 раз, 10100 раз - сколько понадобится, пока тот не сложится в требуемую страницу. Сейчас всем понятно, что это просто несерьезно: потребное для этого время (его вполне можно рассчитать) на много порядков превосходит время существования всей нашей Вселенной (не более 20 млрд лет).

http://www.paleo.ru/paleonet/publications/eskov/04.html

хм, во-первых где кончается клетка и начинается внешняя её среда? Когда мы говорим о возникновении жизни это не тривиально,

Советую обратить пристальное внимание на клеточную мембрану

...во-вторых, почему вы так думаете - что не будут - на основании чего?

На основании всех без исключения имеющихся научных данных (т.е. химических экспериментов с соответствующими веществами). Рекомендую еще раз перечитать в статье А.С. Спирина раздел про "водный парадокс":

...ковалентная полирибонуклеотидная цепь РНК в воде термодинамически нестабильна и спонтанно гидролизуется, особенно при повышении температуры, сдвиге рН и в присутствии катионов ряда ди- и поливалентных металлов. В отличие от ДНК, ей свойственна и кинетическая нестабильность, обусловленная прежде всего природой сахарного компонента ее остова: остаток рибозы несет свободную 2'-гидроксильную группу в цис-положении по отношению к фосфорилированной 3'-гидроксильной группе и может атаковать фосфат, связывающий два рибозных остатка, результатом чего является образование нестабильной триэстерной группировки, спонтанный гидролитический распад которой ведет к разрыву рибозофосфатного остова. Кроме того, в воде, особенно при подкислении, нестабильна связь пуринового основания с остатком рибозы (гидролитическая депуринизация РНК), а при подщелачивании аденин и цитозин легко подвергаются окислительному дезаминированию и превращаются,  соответственно, в гипоксантин и урацил. Это и есть так называемый «водный парадокс» (см. Benner et al., 2006).

...того что объём велик? Так на то есть минералы, пузырьки липидов...

Минералы есть, но адсорбированная (например, на глине) молекула РНК не может в таком состоянии выполнять свои функции (именно вследствие адсорбированности), но перейдя в водный раствор, эта молекула, во-первых, теряет стабильность, а во-вторых - тут же уплывает в "прекрасное-далеко" (особенно, если предполагается водный поток, как в рассмотренном мною зарубежном обзоре по миру РНК).

...пузырьки липидов...

"Пузырьки липидов" абсолютно непроницаемы для нуклеотидов: http://elementy.ru/news/430749
Возникает вопрос - откуда брались необходимые нуклеотиды в этих пузырьках?
(кстати, напоминаю, самый первый вопрос - откуда вообще брались нуклеотиды - тоже не решен).

что не стабильно - а этого и не надо - главное чтобы удваивались, а остальное приложится.

Они не будут удваиваться. Вы невнимательно прочитали про "конформационный парадокс". Дело в том, что двойная спираль РНК гораздо стабильней, чем одинарная. За счет чего тогда двойная спираль будет расплетаться?

...комплементарная репликация молекул РНК, катализируемая РНК-реплицирующим рибозимом, неизбежно должна приводить к образованию единой двуцепочечной двойной спирали в А-форме, где одна цепь – исходная, а другая – комплементарная ей дочерняя, и эта двуспиральная конформация очень стабильна. Для дальнейшей репликации и размножения исходных (функциональных) цепей РНК эта двойная спираль должна как-то расплетаться, и только тогда каждая ее цепь вновь может служить матрицей для репликации, в том числе и для синтеза новых молекул с исходной последовательностью нуклеотидов на комплементарной цепи, т.е. к воспроизведению. Рибозимы, способные катализировать синтез комплементарных цепей РНК на матрицах одноцепочечных РНК, воспроизведены в лабораторных экспериментах (Johnston et al., 2001; см. также обзор Joyce and Orgel, 2006), но проблема разделения двуцепочечного продукта на индивидуальные цепи остается не решенной (Orgel, 2004).

да нет... уж функциональная молекула потеряться никак не может - на то она и функциональная, что она может плодить саму себя, а потому никуда не денется. Репликация - первая функция, а прочие потом

Вы ошибаетесь, к тому же невнимательно прочитали обсуждаемые обзоры.
Такой "функциональной молекулы" (первого репликатора) в природе существовать не может (этот мифический "первый репликатор" существует только в буйных фантазиях Докинса). А в реальности, сложность процедуры репликации сразу подразумевает некий (пусть и предельно примитивный) первичный "геном", т.е. несколько разных молекул РНК, с разной структурой и выполняемыми функциями, собранных в комплекс для  осуществления (в этом комплексе) процедуры репликации.

Кроме того, мое замечание, что эта мифическая "первая молекула-репликатор" прореагирует вовсе не с нуклеотидами, а с разнообразным органическим мусором - Вы попросту проигнорировали.

...а остальное приложится.

Меня удручает такая легкомысленность на научном форуме.

DNAoidea, да примите же Вы, наконец, эту очевидную вещь:
жизнь слишком сложна, чтобы самозародиться в грязной луже.

[DNAoidea]

Имперор, мог бы ответить вам детально, по пунктам, но все ваши вохражения сводятся - к двум - "это смешно" и раз а абстракте есть такие выводы авторитета, значит так и всё. При этом вы не говорить почему смешно, и то что обоснования выводов абстракта нет. А статья на Элементах просто противоположна развиваемым вами мыслям. Так что ни одного аргумента вы не привели.

[Oleg_Dm]

1. И если за 40 лет вся мощь современной химии не смогла абиогенно синтезировать ни одного нуклеотида (а также АТФ),

2. Химику очевидна тупиковая ситуация, возникающая в связи с этими парадоксами.

3. Известна такая аналогия: вероятность случайного возникновения осмысленной аминокислотно-нуклеотидной последовательности соответствует вероятности того, что несколько килограммов типографского шрифта, будучи сброшены с крыши небоскреба, сложатся в 105-ую страницу романа "Война и мир".


4 "водный парадокс":
полирибонуклеотидная цепь РНК в воде термодинамически нестабильна и спонтанно гидролизуется, особенно при повышении температуры, сдвиге рН и в присутствии катионов ряда металлов. В отличие от ДНК, ей свойственна и кинетическая нестабильность, обусловленная прежде всего природой сахарного компонента ее остова: остаток рибозы несет свободную 2'-гидроксильную группу в цис-положении по отношению к фосфорилированной 3'-гидроксильной группе и может атаковать фосфат, связывающий два рибозных остатка, результатом чего является образование нестабильной триэстерной группировки, спонтанный гидролитический распад которой ведет к разрыву рибозофосфатного остова. Кроме того, в воде, особенно при подкислении, нестабильна связь пуринового основания с остатком рибозы , а при подщелачивании аденин и цитозин подвергаются окислительному дезаминированию и превращаются,  соответственно, в гипоксантин и урацил. Это и есть так называемый «водный парадокс»

5. Минералы есть, но адсорбированная (например, на глине) молекула РНК не может в таком состоянии выполнять свои функции (именно вследствие адсорбированности), но перейдя в водный раствор, эта молекула, во-первых, теряет стабильность, а во-вторых - тут же уплывает в "прекрасное-далеко" (особенно, если предполагается водный поток, как в рассмотренном мною зарубежном обзоре по миру РНК).

6. "Пузырьки липидов" абсолютно непроницаемы для нуклеотидов: Возникает вопрос - откуда брались необходимые нуклеотиды в этих пузырьках?
(кстати, напоминаю, самый первый вопрос - откуда вообще брались нуклеотиды - тоже не решен).

7. Кроме того, мое замечание, что эта мифическая "первая молекула-репликатор" прореагирует вовсе не с нуклеотидами, а с разнообразным органическим мусором

8. жизнь слишком сложна, чтобы самозародиться в грязной луже

1. Вообще то современная химия уже собирает наномашины в виде протоклеток, уж не говоря о абиогенном синтезе нуклеотидов.

2. Мне, как химику, совсем не очевидна тупиковость ситуации. Парадоксы возникают из-за неверных начальных предпосылок.

3. Тут основная ошибка. Да, я согласен, вероятность случайного зарождения может и равна самосборке Войны и мира. Но это сравнение "холодного" с "красивым". Нет и не было места случайному зарождению. Молекулы имеют сродство друг к другу, между ними протекают реакции, равновесный характер которых отбирает наиболее выгодные. Нет случайности есть предопределенность.

4. Водный парадокс, как и отсутствие воды как фазы в клетке, лишь показывают что формирование первичных процессов шло не в водной среде, а лишь в доступности влаги. А фосфат рибозы устойчив и в водном растворе.

5. Адсорбированная РНК, вполне возможно не исполняет своих функций, которые она проявляет в клетке. Из этого лишь следует вывод что на стадии образовании, адсорбированной на минерале, пробиоты РНК не играла роли. Мое мнение, что РНК-мир это мир простых вирусов или вироидов, он не мог быть у основания протоклетки, а наоборот изначально был паралельным процессом.

6. Тут надо ставить другой вопрос. Липиды должны были возникнуть в ходе гиперциклов сопряженных с превращениями АТФ и нуклеотидов. То есть они должны быть сразу или никак. Как РНК копирующая сама себя сможет воспроизвести липидную мембрану? Вот этот вопрос надо ставить. А ответ никак. Поэтому проникают ли в липидные пузырьки нуклеотиды или нет это несущественно.

7. Вопрос с переходом матрицы, воспроизводящей гиперциклы и адсорбированной на минерале, к РНК делающей тоже самое, требует какого решения, а не нахождения первого репликатора.

8. И это прекрасно, что жизнь не может зародиться в грязной луже, условия там не те, как и в бульоне. Однако не снимает вопроса определения условий где она зародилась. Мне ближе всего апатиты.

[Imperor]

Имперор, мог бы ответить вам детально, по пунктам, но все ваши вохражения сводятся - к двум - "это смешно" и раз а абстракте есть такие выводы авторитета, значит так и всё. При этом вы не говорите почему смешно...

Это просто неправда.
В предыдущем посте я Вам перевел на простой язык наиболее весомые аргументы:
1. Нуклеотиды абиогенным путем не образуются.
2. Нить РНК в водном растворе разрушается.
3. Нить РНК на минералах не выполняет своих функций.
4. Нить РНК не реплицируется, т.к. двойная нить гораздо стабильней, чем одинарная и поэтому однажды образовавшись, уже не расплетается. Следовательно, ни о какой репликации не может быть и речи.
5. Разнообразный органический мусор уничтожит редкие полезные молекулы, испортив их "левыми" химическими реакциями.
(более подробно см. мой предыдущий пост)

Я не понимаю, что Вам еще надо?  :shock:

А статья на Элементах просто противоположна развиваемым вами мыслям. Так что ни одного аргумента вы не привели.

Сейчас я эту статью прокомментирую. А то эта заметка меня уже достала - все на нее ссылаются, толком не разобравшись, о чем там идет речь. Между тем, данная экспериментальная работа представляет собой классическую "кашу из топора".

[Imperor]

1. Вообще то современная химия уже собирает наномашины в виде протоклеток, уж не говоря о абиогенном синтезе нуклеотидов.

Конкретную ссылку предоставьте, пожалуйста, чтобы я понял, о чем там идет речь. А то я читал несколько подобных заметок о "сборке наномашин". Все подобные заметки отличаются "легкостью мысли необыкновенной".

По поводу "абиогенного синтеза нуклеотидов" я вообще не понял, что Вы хотели сказать. Вы что, считаете, что А.С. Спирин попросту не владеет информацией?  :shock:  
Но позвольте, я тоже (и без обзора Спирина) еще нигде не встречал новости, что хотя бы один нуклеотид был абиотически синтезирован. Такая информация была бы для меня чрезвычайно интересной. Поэтому очень прошу Вас привести соответствующую ссылку.

2. Мне, как химику, совсем не очевидна тупиковость ситуации. Парадоксы возникают из-за неверных начальных предпосылок.

Вы специализируетесь в какой области химии? Вы работали непосредственно с нуклеотидами и РНК?
О каких вообще "неверных предпосылках" может идти речь, если РНК способна осуществлять свои специфические функции только в воде (причем в весьма узком диапазоне физико-химический условий), но при этом она в воде нестабильна?
Поясните подробней свою позицию - я Вас не понимаю.
Или Вы всерьез считаете, что в некоей гипотетически подходящей неводной среде самособрался именно такой комплекс рибозимов, который случайно оказался функциональным именно для водной среды, и попав в нее, тут же начал осуществлять, например, функцию репликации?  :shock:

3. Тут основная ошибка. Да, я согласен, вероятность случайного зарождения может и равна самосборке Войны и мира. Но это сравнение "холодного" с "красивым". Нет и не было места случайному зарождению. Молекулы имеют сродство друг к другу, между ними протекают реакции,

Нет. Не так. До "вероятностей" мы пока еще даже не дошли, застопорившись уже на химическом уровне. Т.е. на том, что несмотря на все усилия, до сих пор не найдено ни возможных путей синтеза нуклеотидов, ни возможных путей полимеризации нуклеотидов в нить РНК (я имею в виду нормальную полимеризацию, а не синтез "огрызков" длиной аж 14 нуклеотидов  :wink:  - см. зарубежный обзор ), ни возможных путей репликации РНК.
А "проблема вероятностей" возникла бы только тогда, когда мы бы уже решили все эти химические проблемы, абиогенно синтезировав нормальную нить РНК. Вот здесь уже вероятностная проблема и вступила бы в свою силу, так как с химических позиций вот эти две нити РНК будут совершенно равноценны:
ААУААГГЦУАГЦА и УГЦЦЦЦАГУУЦЦ
а вот с биологических позиций первая последовательность нуклеотидов может быть "осмысленной", кодируя рибозим, выполняющий какие-то полезные функции, а вторая последовательность будет кодировать абсолютно бесполезную и нефункциональную нить. Вообще, это очевидные вещи.
Вот здесь можете почитать более глубокую аргументацию по «проблеме вероятности» (данную ссылку крайне рекомендую к прочтению):
http://www.katehizis.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=2195&Itemid=134

равновесный характер которых отбирает наиболее выгодные. Нет случайности есть предопределенность.

Это так, но следует иметь в виду, что равновесие здесь будет смещено в сторону образования простых соединений (термодинамически более выгодных), а не наоборот. Да еще и в сторону выпадения веществ в устойчивый осадок. Только тщательная изоляция (в условиях эксперимента) нужных нам молекул от ненужного органического мусора позволяет получать даже такие скромные результаты, которые мы вынуждены обсуждать. Введите в экспериментальную среду разнообразные ионы, альдегиды, спирты и пр. мусор - и Вы вообще никогда не получите чего-нибудь вменяемого.

4. Водный парадокс, как и отсутствие воды как фазы в клетке, лишь показывают что формирование первичных процессов шло не в водной среде, а лишь в доступности влаги. А фосфат рибозы устойчив и в водном растворе.

1. Приведите конкретный пример (подтвержденный экспериментом) природного геля, аналогичного гелю цитоплазмы. Общие фразы меня давно не устраивают.
2. Приведите конкретный механизм абиогенного синтеза фосфата рибозы (я знаю, что он был осуществлен, но не знаю «какой ценой» – ссылку на механизм, если можно).

5. Адсорбированная РНК, вполне возможно не исполняет своих функций, которые она проявляет в клетке. Из этого лишь следует вывод что на стадии образовании, адсорбированной на минерале, пробиоты РНК не играла роли. Мое мнение, что РНК-мир это мир простых вирусов или вироидов, он не мог быть у основания протоклетки, а наоборот изначально был паралельным процессом.

1. Чем больше Вы "параллелите" процессы, тем меньше вероятность такого события.
2. Приведите конкретный пример - с чем был "запараллелен" процесс образования функциональной РНК.

6. Тут надо ставить другой вопрос. Липиды должны были возникнуть в ходе гиперциклов сопряженных с превращениями АТФ и нуклеотидов. То есть они должны быть сразу или никак. Как РНК копирующая сама себя сможет воспроизвести липидную мембрану? Вот этот вопрос надо ставить. А ответ никак. Поэтому проникают ли в липидные пузырьки нуклеотиды или нет это несущественно.

Совершенно верно. Но указанная Вами трудность - это всего лишь один из многих тупиков гипотезы абиогенеза.

7. Вопрос с переходом матрицы, воспроизводящей гиперциклы и адсорбированной на минерале, к РНК делающей тоже самое, требует какого решения, а не нахождения первого репликатора.

И это еще один тупик. Кроме того, аналогичным тупиком является и проблема перехода от РНК-мира к ДНК-белковому миру (кардинальная смена "технологии жизни", сравнимая по сложности с самой проблемой возникновения жизни).

8. И это прекрасно, что жизнь не может зародиться в грязной луже, условия там не те, как и в бульоне. Однако не снимает вопроса определения условий где она зародилась. Мне ближе всего апатиты.

А мне ближе алмазы  :wink:
Личные предпочтения - это, конечно, вещь хорошая. Но хорошо бы еще к этому конкретные механизмы показать (экспериментально). Иначе это просто игра слов. А то мы уже чего только ни слышали: гиперциклы, самоорганизация, оптимизация геохимических циклов, квазивиды, апатиты, гидраты, гидротермали, арктические льды, горячие вулканы, влияние луны, клатраты, глина, гром-и-молния, кометы, липидные пузырьки и пр. пр. пр. Но ни одного конкретного работающего механизма так и не предложено. В общем, мы имеем классический пример НЕУЛОВИМОГО ДЖО  :wink:

[Oleg_Dm]

1. Конкретную ссылку предоставьте, пожалуйста, чтобы я понял, о чем там идет речь. А то я читал несколько подобных заметок о "сборке наномашин".

2. Но позвольте, я тоже (и без обзора Спирина) еще нигде не встречал новости, что хотя бы один нуклеотид был абиотически синтезирован. Такая информация была бы для меня чрезвычайно интересной. Поэтому очень прошу Вас привести соответствующую ссылку.

3. Вы специализируетесь в какой области химии? Вы работали непосредственно с нуклеотидами и РНК?
О каких вообще "неверных предпосылках" может идти речь, если РНК способна осуществлять свои специфические функции только в воде (причем в весьма узком диапазоне физико-химический условий), но при этом она в воде нестабильна?

4. Поясните подробней свою позицию - я Вас не понимаю.
Или Вы всерьез считаете, что в некоей гипотетически подходящей неводной среде самособрался именно такой комплекс рибозимов, который случайно оказался функциональным именно для водной среды , и попав в нее, тут же начал осуществлять, например, функцию репликации?  

5. Т.е. на том, что несмотря на все усилия, до сих пор не найдено ни возможных путей синтеза нуклеотидов, ни возможных путей полимеризации нуклеотидов в нить РНК (я имею в виду нормальную полимеризацию, а не синтез "огрызков" длиной аж 14 нуклеотидов, ни возможных путей репликации РНК.
Вот здесь уже вероятностная проблема и вступила бы в свою силу, так как с химических позиций вот эти две нити РНК будут совершенно равноценны:
а вот с биологических позиций первая последовательность нуклеотидов может быть "осмысленной", кодируя рибозим, выполняющий какие-то полезные функции, а вторая последовательность будет кодировать абсолютно бесполезную и нефункциональную нить.

6. Это так, но следует иметь в виду, что равновесие здесь будет смещено в сторону образования простых соединений, а не наоборот. Да еще и в сторону выпадения веществ в устойчивый осадок. Только тщательная изоляция (в условиях эксперимента) нужных нам молекул от ненужного органического мусора позволяет получать даже такие скромные результаты, которые мы вынуждены обсуждать. Введите в экспериментальную среду разнообразные ионы, альдегиды, спирты и пр. мусор - и Вы вообще никогда не получите чего-нибудь вменяемого.

7. Приведите конкретный пример (подтвержденный экспериментом) природного геля, аналогичного гелю цитоплазмы. Общие фразы меня давно не устраивают.
Приведите конкретный механизм абиогенного синтеза фосфата рибозы (я знаю, что он был осуществлен, но не знаю «какой ценой» – ссылку на механизм, если можно).

8. Чем больше Вы "параллелите" процессы, тем меньше вероятность такого события.
Приведите конкретный пример - с чем был "запараллелен" процесс образования функциональной РНК.

9. Совершенно верно. Но указанная Вами трудность - это всего лишь один из многих тупиков гипотезы абиогенеза.

10. И это еще один тупик. Кроме того, аналогичным тупиком является и проблема перехода от РНК-мира к ДНК-белковому миру (кардинальная смена "технологии жизни", сравнимая по сложности с самой проблемой возникновения жизни).

11. Но хорошо бы еще к этому конкретные механизмы показать (экспериментально). А то мы уже чего только ни слышали: гиперциклы, самоорганизация, оптимизация геохимических циклов, квазивиды, апатиты, гидраты, гидротермали, арктические льды, горячие вулканы, влияние луны, клатраты, глина, гром-и-молния, кометы, липидные пузырьки и пр. пр. пр. Но ни одного конкретного работающего механизма так и не предложено

1. Ссылок полно прямо на этом сайте в том числе, в разделе ссылки, если лень копаться я постараюсь выложить их копии сюда.

2. Имперор, вы извините, на форуме ссылке не читаете принципиально? Какие нуклеотиды вам нужны? Аденин тот же в десятке различных абиогенных условий образуется. Приведу ссылки, приведу.

3. Моя кандидатская по химии полимерных мембран, а ваша? Это расскажите мне пожалуйста, в какой такой воде работает РНК???  Вы что такое вода знаете? А состав клетки представляете?

4. Поясняю. В клетке нету воды. Для вас это шок? Для химика нет. Вы не понимаете разницу между водной оболочкой органических молекул и водой как фазой. А разница эта как небо и земля. Теперь про случайно - ничуть не случайно, а исходя из вполне определенных процессов, о которых я уже писал в постах ранее. А про рибозимы рано говорить это явно более позднее приобретение, не забывайте что ферменты лишь ускоряют реакции которые и так идут в их отсутствие. Есть на форуме ссылки, где получили новые ферменты не существующие в природе, а процесс тот же самый от простого к сложному.

5. А вы уверены что оргрызок в 14 нуклеотидов в соответствующих условиях не станет матрицей кодирующей первые гиперциклы? Их всего то 2-3 цикла. И 3-4  ключевых нуклеотидов.  Первым молекулам РНК не нужны были никакие ферменты, поэтому ваш "бессмысленный" участок, мог быть как раз очень нужным и единственно важным, и все эти участки реликты того времени. Не-а, катехизис читал, ничего там кроме антинауки не нашел, спасибо.

6. О как, а в каких, простите, условиях будет смещено? Вы не в курсе что в разных условиях реакции идут в разную сторону? Про какой осадок вы говорите? Если реакция идет в адсорбционном слое и жидкой воды нет, там все и так твердое. Вы просто не понимаете что пишете? Если замешать все сразу в растворе и прекратить доступ веществ, даже школьнику понятно, что образуется смола и все.  Но условия предполагают бедность и периодичность поступления вещества. Это прямо противоположные условия.

7. Реакция бутлерова дает из формалина в растворе фосфат рибозы, это мусолилось на форуме не один раз. Механизм реакции простой, альдольная конденсация, кальций выступает катализатором. В случае реакции из разбавленного раствора и на апатите образовывался раствор фосфата рибозы. Выход около 85% вроде (а для органики и 20% хороший выход).

8. Вывод насчет меньшей вероятности на основе чего сделан? Реакции приводил в этой ветке ранее.

9. Вы прям как не научный человек. В науке отрицательный результат – это результат! Это не тупик, а напротив, ключ к поиску нужных процессов. Образование липидов вполне себе возможно на поверхности апатита с адсорбированными АДФ и НАДН. Это один из необходимых циклов для образования протоклетки. Я расписал все реакции, не смотря на кажущуюся сложность, там все просто.

10. Прямо пессимизм какой, не тупик, а еще один ключ к решению проблемы. Ну не было РНК-мира в основании протоклетки, к этому выводу ваш любимый Спирин сам пришел. Максимум к чему привел параллельный РНК-мир это примитивные вирусы и вироиды. Поэтому проблема не в переходе от РНК мира к ДНК а совсем в другом.

11. Вот это главное, все предложенные гипотезы можно проверить, вот только в лабораторию меня хоть и пустят, но работать уже не дадут, гранты на другое даны, приборы и анализы денег стоят. А вот кто если сделает проверку, либо опровергнет и найдет другой путь, либо подтвердит.  А механизма действительно нет, Костецкий это в своем обзоре четко показал. Одна болтовня, за науку.

[Oleg_Dm]

Выйдет 2 часть, отсканирую и скину.

Есть ссылка: http://www.dvgu.ru/info/phones/sendmail.phtm?id=304
Но лично не пробовал.

Большое спасибо! Попробую написать.

[ruralmih]

Как всмё запутано, и куды податься бедному крестьянину :?:

[Oleg_Dm]

Как всмё запутано, и куды податься бедному крестьянину :?:

Если что то с химией не понятно могу помочь.

А вот ссылка на сборку синтетических клеток. Заметка ни на что революционное не претендует, и опять же прошла сквозь журналистскую призму, но уровень достижений виден.
http://www.membrana.ru/lenta/?4112

[ruralmih]

А вот ссылка на сборку синтетических клеток. Заметка ни на что революционное не претендует, и опять же прошла сквозь журналистскую призму, но уровень достижений виден.
http://www.membrana.ru/lenta/?4112

Полегоньку въезжаю в тему. Но ведь это ещё не полностью ссинтезированная клетка. Но ведь и в этом случае был Альберт Либчейбер  и его коллеги, т е разум, дух и их роль первична :shock:

[Imperor]

2. Имперор, вы извините, на форуме ссылке не читаете принципиально? Какие нуклеотиды вам нужны? Аденин тот же в десятке различных абиогенных условий образуется. Приведу ссылки, приведу.

Олег. Странно что Вы (как химик), не можете отличить аденин (азотистое основание), от нуклеотида. Я всё-таки надеюсь, что это Вы написали не от безграмотности, а из-за спешки. В связи с этим у меня к Вам просьба - хорошенько обдумывать свои ответы, прежде чем постить.
Аденин давно получен. Это всем известно. А вот соответствующий нуклеотид - не получен. Более того, до сих пор не получен ни один из РНК-образующих нуклеотидов. Этому имеются соответствующие причины. Например, условия, необходимые для синтеза азотистых оснований, препятствуют синтезу рибозы. Обо всех этих трудностях говорится в современных обзорах по данной проблеме. Поэтому я не понимаю, зачем Вы себя ставите в такое неловкое положение.
Например, посмотрите здесь:

Многочисленные попытки воспроизвести подобные синтезы в лабораториях всего мира на протяжении последних 40 лет в целом ряде случаев были относительно успешными, но, к сожалению, только в отношении первичных компонентов, таких как рибоза, фосфорилированная рибоза и азотистые основания. Уже синтез нуклеозидов из рибозы и оснований оказался мало успешным, а прямого синтеза пиримидиновых нуклеозидов [не путать с нуклеотидами!] так и не удалось получить (см. обзор Orgel, 2004). Абиогенное фосфорилирование нуклеозидов для получения непосредственных мономерных субъединиц полирибонуклеотидов  монорибонуклеотидов – также оказалось проблематичным, особенно в водной среде, в связи с низким выходом реакций и беспорядочным фосфорилированием самых различных групп нуклеозидов, дающим сложную смесь фосфорилированных продуктов вместо требуемых нуклеозид-5'-фосфатов. И совершенно нерешенной проблемой остается хиральность – продукты абиогенных синтезов нуклеозидов неизменно представляют собой рацемические смеси, тогда как для образования настоящих РНК требуется только D стереоизомеры. Заключение, которое можно сделать из всех имеющихся данных, не утешительно: несмотря на все ухищрения и моделирование различных условий первобытной Земли, к настоящему времени не удается воспроизвести полный абиогенный синтез ни одного из нуклеотидов, являющихся компонентами (мономерами) РНК (Orgel, 2004; Joyce and Orgel, 2006).

Если Вы не доверяете лично Спирину, то можете воспользоваться любыми другими обзорами.

3. Моя кандидатская по химии полимерных мембран, а ваша?

"Растительность гидромофных местоположений Прикаспия".

Это расскажите мне пожалуйста, в какой такой воде работает РНК???  Вы что такое вода знаете? А состав клетки представляете? Поясняю. В клетке нету воды. Для вас это шок? Для химика нет. Вы не понимаете разницу между водной оболочкой органических молекул и водой как фазой. А разница эта как небо и земля.

Ну, это Вы (я надеюсь) просто горячитесь (в ходе спора).
Конечно же, в клетке вода есть. Она там имеется как в связанном, так и в свободном состоянии (например, уменьшение/увеличение вязкости цитоплазмы приводит к понижению/повышению морозоустойчивости растений).
Насчет же воды, как среды действия молекул РНК, можете прочитать у того же А.С. Спирина:

Каким бы образом ни появилась РНК на Земле, для ее структурирования причем как для формирования двойных спиралей за счет Уотсон-Криковского спаривания азотистых оснований (A:U и G:C), обязательных для воспроизведения, так и для образования компактно свернутых специфических структур, необходимых для выполнения всех негенетических функций нужна вода. Вода стабилизирует двойную спираль, отдельные двуспиральные блоки компактно свернутых одноцепочечных РНК и саму компактную упаковку макромолекул за счет гидрофобных взаимодействий плоскостей колец азотистых оснований. При этом жидкая вода является растворителем для РНК, позволяющим свободные диффузионные перемещения макромолекул РНК при выполнении ими своих функций.

Более того, Вы обвиняете меня в незнании роли воды в живой клетке, заранее приписав мне (я не понимаю, почему), будто я имел в виду именно жидкую воду. Между тем, всем известно (школьный учебник химии), что конкретную молекулу РНК гидролизует именно вода, связывающаяся с данной молекулой РНК.
Забавно, но Вы сейчас обвинили в незнании воды даже не меня, а А.С. Спирина. Между тем, он то, как раз, с РНК работал Повторяю еще раз цитату Спирина про гидролиз РНК в водной среде:

...ковалентная полирибонуклеотидная цепь РНК в воде термодинамически нестабильна и спонтанно гидролизуется, особенно при повышении температуры, сдвиге рН и в присутствии катионов ряда ди- и поливалентных металлов. В отличие от ДНК, ей свойственна и кинетическая нестабильность, обусловленная прежде всего природой сахарного компонента ее остова: остаток рибозы несет свободную 2'-гидроксильную группу в цис-положении по отношению к фосфорилированной 3'-гидроксильной группе и может атаковать фосфат, связывающий два рибозных остатка, результатом чего является образование нестабильной триэстерной группировки, спонтанный гидролитический распад которой ведет к разрыву рибозофосфатного остова. Кроме того, в воде, особенно при подкислении, нестабильна связь пуринового основания с остатком рибозы (гидролитическая депуринизация РНК), а при подщелачивании аденин и цитозин легко подвергаются окислительному дезаминированию и превращаются,  соответственно, в гипоксантин и урацил. Это и есть так называемый «водный парадокс» (см. Benner et al., 2006).

Теперь про случайно - ничуть не случайно, а исходя из вполне определенных процессов, о которых я уже писал в постах ранее.

Повторюсь, что на "химической стадии" проблемы, действительно, говорить о случайности не приходится (и никто о ней и не говорит!). На "химической стадии" решения проблемы [абиогенеза], мы имеем дело именно с химическими закономерностями образования нужных нам веществ. И эти химические закономерности запрещают образование нужных нам веществ: нуклеотидов, полинуклеотидов, полипептидов и некоторых аминокислот. Кроме того, абсолютно не решена проблема хиральности (разделения L и D изомеров). Все эти химические запреты выявлены экспериментально.

А про рибозимы рано говорить это явно более позднее приобретение

Как я понял, Вы не признаете гипотезу РНК-мира. В таком случае, каков Ваш вариант?

Есть на форуме ссылки, где получили новые ферменты не существующие в природе, а процесс тот же самый от простого к сложному.

Приведите соответствующую ссылку. Пока мне известна только одна подобная работа:
http://elementy.ru/news/430214
Но в этой работе ни о каком новом ферменте речь не идет. Здесь исходно имелся уже готовый фермент (т.е. из живой клетки - гамма-гумулен синтаза), обладающий довольно широким спектром действия:

Этот фермент, состоящий из 593 аминокислот, относится к числу «неразборчивых», или неспецифических, поскольку он синтезирует из одного и того же субстрата (фарнезил-дифосфата) не какое-то одно конкретное вещество, а смесь из 52 различных веществ — сесквитерпенов.

Исследователи немного поэкспериментировали с активным центром этого фермента, точечными мутациями изменяя отдельные аминокислоты в его активном центре. В результате получилось несколько новых вариантов данного фермента (отсутствующих в природе). Эти варианты отличались друг от друга лишь смещением состава общей смеси продуктов реакции в сторону преимущественного выхода конкретных веществ (данной смеси).
Вот, собственно, и всё. Т.е. речь идет лишь о настройке уже имевшегося активного центра [природного фермента] (в пользу преимущественного выхода отдельных веществ в общей "выходной" смеси).
Понятно, что особо восторгаться здесь нечем.
Так что по-прежнему жду от Вас соответствующих ссылок на новые искусственные ферменты, искусственные рибосомы, или любые другие нанотехнологические машины живой клетки, созданные искусственно.
(Пока что наибольшее достижение в этой области (из известных мне) - искусственное создание целой бактериальной молекулы ДНК. Но даже здесь не обошлось без ферментов - для сшивки крупных участков ДНК в единую молекулу использовались ферменты дрожжей. Полученную ДНК пока даже не пытались засунуть внутрь соответствующей бактерии - такая попытка, вероятно, будет следующим шагом).

5. А вы уверены что оргрызок в 14 нуклеотидов в соответствующих условиях не станет матрицей кодирующей первые гиперциклы?

Уверен (на основании имеющихся данных). А у Вас имеются другие данные?

Первым молекулам РНК не нужны были никакие ферменты, поэтому ваш "бессмысленный" участок, мог быть как раз очень нужным и единственно важным, и все эти участки реликты того времени.

Я надеюсь, Вы понимаете, что и для рибозима определенная последовательность нуклеотидов (в этом же рибозиме) крайне важна. Собственно, именно эта последовательность и определяет свойства данного рибозима - например, будет ли этот "рибозим" вообще рибозимом, или просто мусорной нитью, неспособной ни к чему.

Не-а, катехизис читал, ничего там кроме антинауки не нашел, спасибо.

Насколько мне известно, один из авторов данной ссылки - профессиональный молекулярный биолог.
Поэтому приведите, пожалуйста, конкретные "антинаучные" примеры из данной ссылки, чтобы мы могли здесь обсудить степень их "антинаучности"    (не больше двух примеров - дабы не раздувать тему - так что выберите, на Ваш взгляд, самые яркие примеры "антинауки").

...а в каких, простите, условиях будет смещено?

В любых известных природных условиях.
А что, Вам известны какие-либо особые природные условия, в которых равновесие будет смещено, например, в сторону образования нуклеотидов? Или полинуклеотидов? (не путать с олигонуклеотидами). Тогда ссылки в студию.

7. Реакция бутлерова дает из формалина в растворе фосфат рибозы, это мусолилось на форуме не один раз.

Реакция Бутлерова не может дать фосфат рибозы из формалина просто по определению (т.к. в формалине отсутствует фосфат  :wink: ). Собственно, реакция Бутлерова, дает смесь разных сахаров.

В случае реакции из разбавленного раствора и на апатите образовывался раствор фосфата рибозы. Выход около 85% вроде (а для органики и 20% хороший выход).

Хотелось бы, всё-таки, соответствующую ссылку на экспериментально подтвержденный механизм данной реакции А то в обзорах приведена информация, что проблема абиогенного фосфорилирования рибозы - решена, но, к сожалению, не сообщается как (а мне любопытно).

10. Прямо пессимизм какой, не тупик, а еще один ключ к решению проблемы. Ну не было РНК-мира в основании протоклетки, к этому выводу ваш любимый Спирин сам пришел.

А что было? Ваш вариант "первых шагов"?
Тупики бывают разные. Например, тупик "вечного двигателя".

Максимум к чему привел параллельный РНК-мир это примитивные вирусы и вироиды.

Вряд ли. Размножение вируса полностью зависит от биосинтетических молекулярных систем хозяина.

11. Вот это главное, все предложенные гипотезы можно проверить, вот только в лабораторию меня хоть и пустят, но работать уже не дадут, гранты на другое даны, приборы и анализы денег стоят. А вот кто если сделает проверку, либо опровергнет и найдет другой путь, либо подтвердит.

Неужели Вы и в самом деле думаете, что Вашу апатитную версию еще не проверили?  :shock:

А механизма действительно нет, Костецкий это в своем обзоре четко показал. Одна болтовня, за науку.

Вот именно.

[Imperor]

А вот ссылка на сборку синтетических клеток. Заметка ни на что революционное не претендует, и опять же прошла сквозь журналистскую призму, но уровень достижений виден. http://www.membrana.ru/lenta/?4112

Да, действительно, уровень "достижений" очевиден  :lol: - классическая каша из топора.
Итак, смотрим предлагаемую ссылку:

Стенки клетки были собраны из жиров яичного белка [т.е. взяты в готовом виде из живого организма]. Некоторые внутренние молекулярные "запчасти" подарили искусственной клетке бактерии кишечной палочки [т.е. тоже взяты из живого организма].
От некоего вируса биоинженеры взяли ферменты, участвующие в чтении генетического кода [опять-таки, взято у природного объекта. Причем, возможно, здесь ошибка, т.к. непонятно, какие еще ферменты у вируса]
Наконец, сам ген, на пробу, внедрили в клетку, позаимствовав его от одной из разновидностей медузы [т.е. опять из живого организма!]. Это был ген флуоресцентного белка.

Т.е. мы имеем здесь дело просто с химерой, когда из разных организмов просто надёргали нужные запчасти.
И вот надёргали, кое-как соединили, а потом еще и удивляются, что эти запчасти начали в данной химере выполнять свои собственные функции которые они и выполняли в живой клетке, и для чего и были предназначены!

Ген прекрасно расшифровался, белок начал синтезироваться, показав, что искусственная клетка заработала, как живая.

Что и говорить, уровень "достижений" (и рассуждений) - действительно, поразителен!  :shock:

Еще в Древней Греции была высказана такая эволюционная идея - люди сформировались постепенно, по частям - сначала ноги, потом руки, головы, и пр.
Так вот методом, использованным в данной работе, я могу подтвердить данную гипотезу  :lol:
Например, я могу вытащить из человека еще бьющееся сердце, подключить его к искусственной системе и сказать - вот видите, бьется же [сердце]. Могу вытащить отдельную мышцу, и ударяя ее электрическим током, показать, что и отдельная мышца сокращается. Следовательно, гипотеза о раздельном образовании органов человеческого тела - вполне валидна!  :lol:  :lol:  :lol:

Впрочем, очевидно, что такая простенькая химера, которую собрали исследователи, на самом деле, ничего путного из себя не представляет (так как для появления жизни нужны не отдельные запчасти, а цельная функциональная единица, которой является живая клетка):

Либчейбер подчёркивает, что эти клетки — всё же ещё не живые. Они не могут самостоятельно поддерживать своё существование и размножаться. Потому для них и придумали обозначение "биореактор".

В общем, ерундой какой-то занимались исследователи, достойной Шнобелевской премии. Они, во-первых, "доказали", что отдельные "запчасти" живой клетки могут выполнять свои функции и вне живой клетки (в подходящих условиях). Но это и так очевидно (например, давно известно, что почва обладает некоторой собственной ферментативной активностью (за счет наличия свободных ферментов, высвобождающихся из погибающих организмов).
Во-вторых, они "доказали", что полностью живой может считаться только целая живая клетка, что тоже и так ясно.

[f_evgeny]

полностью живой может считаться только целая живая клетка, что тоже и так ясно.

А мне вот, например, совсем неясно.

[Oleg_Dm]

Да, действительно, уровень "достижений" очевиден  :lol: -

Мне непонятно ваше ликование. Люди собрали наномашину, чтож такого, что она не живая? Машина и не должна быть живой.

Наука медленно, но верно подбирается к механизму зарождения жизни.