paleoforum.ru

Питеру большое спасибо за уточнение и если можно - вопрос.
Есть какая то литература по биофизике именно рибозимов, желательно не труд на 400 страницах, может какие то статьи про неустойчивость, чем она обусловлена, можно ли ее регулировать условиями замкнутости или другими параметрами среды.
Пока с разбегу в сети найти не могу, из своего курса биофизики как то не могу вспомнить специфические лекции, точнее специфических по рибозимам короткого свободного полета самосборки и расщепления точно не было. А сделать выводы из общих свойств связей биомолекул и свойств рибозимов пока  с разбегу не вышло


Поэзия Василия Андреевича пока что скорее вдохновляет чем проясняет картину, но таки да, именно в эту сторону лучше копать, согласна. Кто и почему именно исчезает и как появляется и как физика контачит в межмолекулярном пространстве по типу затухания колебаний, они никуда не делись в биофизике, вполне себе работают.

Ну то есть если опуститься на землю суровой простой крестьянской конкретики то да, если есть процессы самосборки и быстрого уничтожения, это происходит как в физике частиц, там основная масса того что мельче электронов и протонов - короткоживущие неустойчивые частицы.
Но есть например тау нейтрино, предполагаемое время жизни бесконечность 
https://ru.wikipedia.org/wiki/Тау-нейтрино 
ну и вообще эта группа товарищей  типа  фотон, нейтрино, гравитон и их античастицы
есть второе поколение частиц, которое включает в себя: мюон, мюонное нейтрино, s-кварк и c-кварк
из которых мюон короткоживущий а мюонное нейтрино стабильно.
К чему я это все.
Мы мало можем воздействовать на распад и столкновение и взаимное превращение частиц такого уровня, насколько я знаю в коллайдерах эти столкновения приводят к некоторым расщеплениям, но стабилизировать нестабильную частицу нам не по силам.

В отношении рибозимов действуют законы биофизики, они нам доступнее, но управляют ими те же законы физики энергии, точнее там есть связи, которых в физике частиц нет, но те, что в физике частиц есть, участвуют.

Я хочу еще раз по быстрому пробежаться по видам связей которые вообще в биофизических реакциях участвуют, воспользуюсь своим семинаром, но он был по белкам и нуклеиновым кислотам, поэтому это я потерла, то что именно к белкам относится чтобы не мешало, задача другая.
полностью весь текст тут
https://shar.k156.ru/avt19.php

СЕМИНАР 1 создан 13 мар. 2019 г. 
ТЕМА .
Анализ роли молекулярных сил в функционировании белков и нуклеиновых кислот.

ЦитироватьОБЩИЕ СВОЙСТВА БИОМОЛЕКУЛ

Физические взаимодействия в биологических системах подчиняются законам внутримолекулярных и межмолекулярных взаимодействий. Биомолекулы стабильны на протяжении очень разного времени в жизни клетки. Большинство ферментов функционируют всего несколько секунд, редко в организме создаются ферменты, которые существуют в течение одного года, так как живое – динамическая система, где происходит постоянный обмен.

Биомолекулы собираются в комплексы, разбираются, обеспечивая клетку материалом для новых структур. Важным свойством каждой молекулы является ее пригодность для утилизации. Функционирование молекул белка и нуклеиновых кислот, таким образом, определяется свойствами связей

ВИДЫ СВЯЗЕЙ

В биологических молекулах существует несколько видов связей между атомами, определяющих во многом, как конфигурацию молекулы, так и ее преобразования вследствие воздействия внешних сил.

Основные свойства биомолекул определяются простым эмпирическим принципом, который применяется в молекулярной динамике.

Упрощение это не учитывает квантовых эффектов и использует три основные модели.
1. Ковалентные связи, соединяют атомы, образуя стабильные структуры с определенной геометрией.
2. Нековалентные силы контролируют нестабильные взаимодействие внутри молекул и между ними.
3. Свойства воды кардинально модифицируют форму и стабильность биомолекул.

Ковалентные связи являются жесткими, но для других является обычным даже вращение вокруг них. Хотя такое движение, как и все в квантовом мире, является последовательным перескоком из одного состояния в другое, но поскольку энергетические барьеры малы, то в молекулярной биологии такие связи принято рассматривать как оси вращения.

Силы энергии в нековалентных молекулярных взаимодействиях короткодействующие, энергия небольшая, проявляются на расстоянии порядка 10 нанометров (это позволяет разрушаться белкам и нуклеиновым кислотам, исполнившим свои функции в живом организме). Их подразделяют на электростатические или ионные, Ван-дер-Ваальсовы, водородные и гидрофобные. На значительных расстояниях доминирует притяжение при приближении – отталкивание.

КОВАЛЕНТНЫЕ СВЯЗИ

Ковалентные связи являются самыми прочными и работают благодаря квантовому обобществлению связей в электронах. При физиологических температурах эти связи очень стабильны, для их разрыва требуется значительная энергия. Прочность всех биомолекул в том числе белков и нуклеиновых кислот обусловлена ковалентными связями.

Атомы углерода образуют четыре связи, формируя тетраэдрические структуры. Углерод и кислород способны создать двойные связи с одним атомом. У азота и серы нет двойных связей, только обычные три и две соответственно. Фосфор в биомолекулах участвует в составе фосфатной группы, в которой он окружен четырьмя атомами кислорода. Это очень важно для нуклеиновых кислот и белков, их пространственного ориентирования и функционирования.

Стабильные биомолекулы имеют углеродный скелет, а атомы азота и кислорода в них, как правило, пространственно размещены и соединены друг с другом ковалентно. Наименее стабильны молекулы в которых искажена геометрия атомных орбиталей. Примером в лекциях приведена треугольная молекула из трех атомов углерода. Ковалентная связь имеет очень жестко закрепленную длину, которая варьирует только на доли ангстрема, а вариации углов редко превышают несколько градусов

ВОДОРОДНЫЕ СВЯЗИ

 Суть связи в том, что неподеленное электронное облако имеет избыточный потенциал, который притягивает соседний атом, механизм образования двух электроотрицательных атомов осуществляется через протон и близок к донорно-акцепторному. Эти связи играют главную роль в обеспечении стабильности макромолекул. Квантовые расчеты показывают, что при образовании связи меняется распределение плотности не только у атомов участников связи, но и у всех остальных входящих в комплекс, причем полярность их возрастает, что усиливает взаимодействие остальных связей. При этом образуется комплекс через водородный мостик, наибольшая стабильность связи под прямым углом. Характерны соединения с кислородом, водородом, азотом.


ПЕПТИДНЫЕ. Это вид амидной связи, образуется у белков и пептидов в результате взаимодействия аминогруппы NH2 одной аминокислоты и с карбоксильной группой COOH другой аминокислоты. Пептидные связи сопровождаются явлением резонанса, которое, по сути, распределение энергии связи на группу атомов. Оно значительно снижает способность к изменению конформации, то есть лишает связь большой доли гибкости.

При резонансе вся пептидная связь является жестким образованием, лежащим в одной плоскости. Это процесс можно представить в белках как перенос электрона с азота на кислород, при которой вместо одинарной связи формируется двойная. В результате такая молекула белка может относительно свободно вращаться только вокруг некоторых углеродов.

ГИДРОФОБНЫЕ СВЯЗИ

В учебнике Биофизика (2016 г.) Рубин А.Б. пишет:
«В условиях сильных гидрофобных взаимодействий разрушение элементов вторичной структуры, погруженных в гидрофобное ядро, энергетически невыгодно. В силу этого изменение плотности в гидрофобном ядре возможно только при движениях участков вторичной структуры (a-спирали и b-листы) как целого.
Именно поэтому изменение плотности в гидрофобном ядре при денатурации не является локальным, а затрагивает, по существу, все гидрофобное ядро целиком со смещением элементов - структурного каркаса. Расширение молекулы вблизи нативного состояния происходит с сохранением грубых черт пространственной структуры».

Для биологических молекул характерно водное окружение. Они стабильны при физиологических температурах. Ковалентные связи в них не слишком прочные, что и позволяет осуществлять быстрое изменение структур и комплексов. Ковалентные связи редки – основные виды взаимодействий в живом – электростатические, гидрофобные или водородных связей.

ВАН-ДЕР ВААЛЬСОВЫ СИЛЫ

Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия имеют электромагнитную природу. В зависимости от поляризации или изначального существования дипольного момента существуют типы этих сил.

1. Дипль-дипольное взаимодействие полярных молекул
2. Индукционное взаимодействие диполя полярной молекулы с индуцированным диполем другой молекулы
3. Дисперсионное взаимодействие двух индуцированных диполей молекул.

Первое взаимодействие приводят к ориентации и упорядоченности молекул. Тепловое движение меняет и разрушает эти связи.

Индукционное не зависит от температуры. Эти взаимодействия, вместе с водородными связями, определяют формирование пространственной структуры и функционирование биологических макромолекул.
Подробное рассмотрение функций не позволяет требуемый объем.

Источники:
Лекции 2.1, 2.3, 3.2, 3.3, Г. В. Максимов.
Биофизика (2016 г.), Рубин А.Б.

Дальше я хочу порыться в том что именно нестабильно у коротких рибозимов, описанных Марковым.  Какие виды связей короткоживущих недлинных рибозимов расщепляются, и  в какой среде. Возможны ли стабилизирующие среды и температуры. Дают ли трещины в субстрате шанс на возникновение таких сред на поверхности осколков, какие там вообще процессы происходят в геологии первых субстратов при наличии определенного состава химических элементов и температур.

Ну и наверное не мне первой в голову такие мысли пришли, это было бы очень удивительно, наверное ученые уже туда копали, я просто не знаю кто и когда это уже сделал.
 

Нестабильно то, что они - не двуспиральны, как ДНК: из-за двуспиральности происходит комплиментарное замыкание активных связей.

еще нашла картинки рибозимов разного типа
это в статье с элементов но довольно старой 2005 года:

https://elementy.ru/novosti_nauki/164694/Ribozimy_katalizatory_drevnego_mira



и активных участков вероятно




про неустойчивость
https://ru.wikipedia.org/wiki/Рибозимы

ЦитироватьВ рамках исследований, посвященных происхождению жизни, удалось создать искусственные рибозимы типа РНК-полимеразы, способные при определенных условиях катализировать свою собственную сборку[1]. Первые лабораторные образцы показали невысокую каталитическую способность: они успевают собрать в цепочку не более 14 нуклеотидов за 24 часа, по истечении которых они разлагаются за счет гидролиза фосфодиэфирных связей, однако результат постепенно улучшается: в 2011 году достигнуто значение в 95 нуклеотидов[2].

фосфодиэфирная связь



с той же страницы вики

ЦитироватьЕсли РНК были первыми молекулярными машинами, использовавшимися в ранних живых клетках, то рибозимы, существующие сегодня (например, аппарат рибосомы), могут считаться живыми ископаемыми — образцами живых существ, состоящих из нуклеиновых кислот.

Пока первая мысль, что стабилизацию уже созданных коротких рибозимов могли обеспечивать в субстрате участки без влаги, если основной способ их распадения гидролиз., напоминаю, вдруг кто забыл:

ЦитироватьГидро́лиз — это химическая реакция взаимодействия вещества с водой, в результате которой происходит разложение этого вещества и воды с образованием новых соединений..

Такие участки возможны в трещинах субстрата геологического типа, там в микротрещинах вода может появляться и исчезать. Но другой вопрос будет ли сколько то существовать рибозим вообще без воды или с чередованием влажности и сухости окружающей среды. Или в формате когда поверхность увлажнена недостаточно для того чтобы  гидролиз шел активно, но достаточно чтобы молекула не распалась от сухости.
Микротрещины в субстрате базальтов предоставляют широкий спектр разных сред. Но базальты появились поздновато, если жизнь в первых рибозимах датируется Марковым уже порядками 4 млрд

https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434355/Biografiya_Zemli_osnovnye_etapy_geologicheskoy_istorii

ЦитироватьДва первых эона в истории Земли выделяются как хаотичный, охватывающий время формирования Земли и Луны в интервале от 4568 млн лет до 4500–4450 млн лет назад, и гадейский, характеризующий первые страницы геологической истории Земли в интервале 4500/4450–4000/3900 млн лет назад [5]. Оба эона отвечают времени ранней «бурной» юности Солнечной системы, и их следы не сохранились в явном виде в структурах нашей планеты.

В хаотичный эон (спустя 11 млн лет после зарождения Солнечной системы) масса Земли составляла 63% от ее современных значений, а через 30 млн лет достигла 93% [6]. Конечно, хронология этих ранних событий устанавливается частично и с большим допущением и в основном опирается на данные о поведении продуктов распада короткоживущих изотопов (с константой полураспада в несколько миллионов лет).

Земля — высокодифференцированная планета, имеющая железное ядро и твердую силикатную оболочку, которая включает мантию, литосферу и земную кору. Узнать состав оболочек Земли помогают данные по углистым хондритам, которые стали строительным материалом при образовании внутренних планет Солнечной системы (в том числе и нашей). Сходство хондритов с составом солнечной короны позволило Б. Вуду не только определить состав прото-Солнечной туманности, но и использовать их для оценки среднего состава Земли [6]. При аккреции (слипании, как в снежном коме) такого материала к прото-Земле и его последующем плавлении, вызванном соударениями и радиоактивным распадом, происходило разделение элементов в соответствии с их геохимическими свойствами. Литофильные элементы, имеющие сродство с силикатами (Si, Mg, Ca, Ti, Sc, Al, РЗЭ и др.), концентрировались в мантии и земной коре в соотношениях, близких к составу углистых хондритов. В отличие от них, сидерофильные (Fe, Ni, Co, Mn, W, Cr, Pt, Re и др.) элементы, геохимически близкие к железу, «ушли» совместно с его расплавами в ядро планеты. Их содержание в мантии существенно ниже, чем в хондритах.

Обобщающая работа по изучению цирконов Джек Хиллс была выполнена О. Нэбелом с соавторами [10]*. Основные результаты также приведены и в нашей работе [8]. Возникновение этих цирконов связывается с кристаллизацией первых гранитоидных (кислых) расплавов, которые образовались при плавлении первичной основной (базальт-коматиитовой) континентальной коры при воздействии на нее восходящих горячих потоков (плюмов) мантии. Астероидно-метеоритные бомбардировки, имевшие в гадее большой масштаб и, как отмечалось, продолжавшиеся до стабилизации орбит Юпитера и Сатурна, разрушали первичную континентальную кору [8]. Ее фрагменты смешивались с мантией и плавились. Цирконы же, устойчивые до температуры более 1690°С, сохранялись и со вновь образованными порциями магм возвращались на поверхность, принимая участие в формировании новой коры. При плавлении уже этой коры цирконы концентрировались в остаточных кислых расплавах и служили затравками для новых их генераций. Подобный процесс неоднократного вовлечения циркона в разные субстраты плавления, называемый рециклингом, мог повторяться до тех пор, пока Земля подвергалась массированным астероидным бомбардировкам, т. е. вплоть до архейского времени.

в общем теперь нужно искать свойства базальт-коматиитовой континентальной коры.

Цитата: Alexeyy от июля 07, 2022, 17:38:56Нестабильно то, что они - не двуспиральны, как ДНК: из-за двуспиральности происходит комплиментарное замыкание активных связей.

не знаю, я вроде и двуспиральные нашла, и даже что-то вроде механизмов образования двуспиральных структур, но я уже запуталась немного, читаю все подряд уже пару часов непрерывно перескакивая с одного на другое, попытаюсь притормозить


https://elementy.ru/novosti_nauki/164694/Ribozimy_katalizatory_drevnego_mira
про статью с Элементов 2005 года, приведенную выше

там как раз такая картинка двойной спирали , тогда пробовали делать так

ЦитироватьСвойства рибозимов новосибирские исследователи проверили экспериментально. Они работали с так называемым «шпилечным рибозимом», который содержится в вирусе табачной мозаики. Эта ферментная РНК «собирает» в заданном порядке геномную РНК вируса, нарезая и сшивая участки молекулы РНК, которые синтезируются из нуклеотидов на ее цепи. Ученые синтезировали участок РНК вируса табачной мозаики, очистили от примесей, добавили в получившийся раствор немного рибозима и инкубировали пробы при разной температуре.

Когда они сравнили, что получилось, оказалось, что количество вновь синтезированной РНК находится в обратной зависимости от температуры раствора. При положительной температуре рибозим только расщеплял нуклеотидную цепочку, а сшивал кусочки очень неэффективно, в результате в растворе образовалось не более 4% новых продуктов. А при температуре минус 10 градусов фермент расщеплял РНК и сшивал ее в новом порядке, так что «неиспользованных» деталей практически не оставалось. По мнению ученых, рибозим начинает активно работать из-за дегидратации раствора при его охлаждении. При обычной температуре можно добиться такого же эффекта, введя в реакционную смесь спирты.

судя по тому что в википедии написано в 2011 созданы цепочки большей длинны

ЦитироватьПервые лабораторные образцы показали невысокую каталитическую способность: они успевают собрать в цепочку не более 14 нуклеотидов за 24 часа, по истечении которых они разлагаются за счет гидролиза фосфодиэфирных связей, однако результат постепенно улучшается: в 2011 году достигнуто значение в 95 нуклеотидов[2].

там методики были другие.
Но не ясно из текста кто вообще это провернул , чтобы поискать как ему это удалось.

Цитата: Шаройко Лилия от июля 07, 2022, 16:50:32Биомолекулы стабильны на протяжении очень разного времени в жизни клетки.

Можно классифицировать молекулы именно по времени жизни. И сосредоточиться на этом, что бы не пытаться объять необъятное. Ибо правило о примате лимитирующего фактора работает и здесь. Смысл будет почти как при делении на быстрые и медленные нейроны.

  Эвол часто говорил о нуклеосинтезе, делая через чур сильные обобщения. Но суть опять-таки в закономерных последовательностях. Нельзя перейти к синтезу, допустим, железа, не завершив синтеза кремния и углерода. И абиосинтез должен учитывать "ступени стабильности", которые нельзя перепрыгивать эволюционным "искусством маленьких шагов".

Цитата: Шаройко Лилия от июля 07, 2022, 16:50:32какие там вообще процессы происходят в геологии

Для начала лучше ограничиться процессами стратификации - это последовательность седименто-, диа-, ката- и мета-генез. Но всегда надо учитывать, что на молекулярных размерах температура неотличима от давления, а тепло от работы. Потому рост давления и температуры с глубиной - это обобщенный фактор.
  Важно понимать и учитывать, что в разрезе разновозрастные пласты оказывающие "вспомоществование (почти передающие опыт)" друг другу. Например, волна сжатия, длительно формирующаяся при движении вверх, на поверхности разразится тектоническим прогибанием и геологически мгновенным осадкозаполнением, что скажется ростом статического давления на пласты без их перемещения вниз.
  Короче, учесть все нюансы столь сложно, что лучше выдумывать те комбинации изменения параметров, которые "выгодны" для теории.

Ладно, можно и так, хотя я сторонник учесть максимально возможное количество параметров, но наличие всего трех с половиной извилин как то немного препятствует...

я вообще думаю сделать паузу и осмыслить прочитанное, не только в статьях и учебниках, но и в том числе

Цитата: василий андреевич от июля 07, 2022, 18:00:24Для начала лучше ограничиться процессами стратификации - это последовательность седименто-, диа-, ката- и мета-генез. Но всегда надо учитывать, что на молекулярных размерах температура неотличима от давления, а тепло от работы. Потому рост давления и температуры с глубиной - это обобщенный фактор.

Обычно, РНК - односпиральны. При образовании вторичной структуры идёт замыкание самой на себя: "Принципы организации макромолекулярной структуры РНК сформулированы на рубеже 1950–60-хгг. Ж. Фрескои П. Доти(США) и А.С. Спириным. Было постулировано, что осн. Элементом вторичной структуры РНК являются короткие, зачастую несовершенные (с «выпетливаниями») антипараллельные двойные спирали, образуемые за счёт комплементарных взаимодействий смежных участков полинуклеотидной цепи."(https://bigenc.ru/biology/text/3508789),ноэто-нетакнадёжно,какудвуспирльных.

Цитата: Шаройко Лилия от июля 07, 2022, 18:31:28я сторонник учесть максимально возможное количество параметров

Суперкомп однако родится. Каким покажется "существу" из катархея наши две тысячи лет в в двухминутном ролике? Ведь это сплошные катаклизмы природных явлений, в котором человек не мог бы функционировать.
  Зачем бомбардировать наш участок "планетезимали", превращая в расплав, ведь плотностная дифференциация состоится и без вертикальной текучести. Солнце еще практически не светит, а хондры  образуются не за счет гравитационного слипания, а за счет вращения малых вихрей в каскаде все бОльщих. Прекрасная моделька для творческого подхода.
  Представьте так, что архейские гранитные массивы, называемые батолитами - это не магматическая деятельность из недр, а результат метаморфизма песчаника кремнеземно-
"кислого" состава, а базальты - кремнеземно-"основного" родом из глин. Пусть нет океанов, но есть вода в микропорах, ведущая себя подобно воде в стволе гигантского дерева. Такая "микровода" не замерзает даже при минус двести по цельсию, хотя и обретает вязкость. Эффект адсорбции гидрофилов и выдавливания "в стенки" гидрофобов, наряду с эффектом изменения вязкости вверх по разрезу - это возможный сценарий дифференциации (дивергенции) углеводородов, учиняющих местечковую кооперацию так, что бы продукты их реакций выносились водным циркуляром, туда, где они станут "пищевым" ресурсом для тупых аборигенов, принимающих дары от их химического Творца.

Органическое прошлое кометы Чурюмова — Герасименко
https://www.nkj.ru/news/44843/

ЦитироватьАнализ данных, полученных с аппарата «Розетта», указывает на то, что кометная органика сформировалась ещё до образования Солнечной системы.

Кометы, прилетающие к нам с окраин Солнечной системы – вовсе не такие простые объекты для исследований. Если упавшие на Землю метеориты можно отыскать и изучить в лаборатории, то с кометами такой фокус не пройдёт – состоящие из рыхлой пыли и льда они, в большинстве случае разрушатся ещё в атмосфере, окружающей нашу планету. Поэтому, чтобы исследовать вещество кометы в её первоначальном виде астрономам нужно не ждать, когда комета прилетит к ним в гости, а самим отправиться на встречу с космической странницей. В 1986 году, когда жители Земли в очередной раз наблюдали на небе комету Галлея, целая армада космических аппаратов устремилась ей вдогонку, надеясь «поймать» комету за хвост. С помощью химических анализаторов – масс-спектрометров – тогда удалось определить приблизительный химический состав кометного хвоста, но их чувствительности не хватило, чтобы определить, что это конкретно были за вещества. Однако стало ясно, что на кометах есть органика.

Органикой химики называют такие химические вещества, молекулы которых содержат атомы углерода, связанные с другими химическими элементами. Это могут быть как небольшие молекулы вроде простейших углеводородов или спиртов, так и намного более сложные. И самое главное, «органика» совсем не обязательно имеет биологическое происхождение: органические молекулы могут образовываться из неорганических веществ и реагировать друг с другом без какого-то бы ни было участия жизни.

Так что органика в космосе не такая уж и редкость. На необъятных просторах нашей Галактики астрономы с помощью спектроскопии уже обнаружили более 260 органических молекул, включая аминокислоты – кирпичики, из которых строятся белки. На упавших на Землю метеоритах находили нуклеиновые кислоты – генетические «буквы», из которых состоят «настоящие» биомолекулы РНК и ДНК. Кометы в этом плане – ещё более интересные объекты для поиска органики. Они, как своего рода космические холодильники, могут хранить в себе химический «снимок» межзвёздного вещества, каким оно было на заре формирования Солнечной системы и даже раньше. Поэтому большие ожидания учёные возлагали на космический зонд «Розетта», который в 2014 году добрался до кометы 67P/Чурюмова — Герасименко. И собранные зондом за два года пребывания рядом с кометой данные не перестают радовать учёных даже спустя годы.

Как пишут исследователи в недавно опубликованной статье в Nature Communications, им удалось на основе анализа данных, полученных с масс-спектрометра «Розетты» определить целую группу органических молекул, ранее в кометах не встречавшихся. 

Но даже это не самое интересное. Учёных больше интересовало, как это органическое молекулярное разнообразие оказалось на комете. Согласно одной гипотезе регистрируемое в кометных хвостах многообразие органических молекул образуется вследствие химических реакций, которые протекают непосредственно на самой комете. Приближаясь к Солнцу, вещество на поверхности кометы нагревается, облучается светом и потоком солнечного ветра, что благоприятствует протеканию сложных химических реакций. По другой гипотезе – большая часть наблюдаемого химического «коктейля» уже была на комете с момента её образования, и во время недолгой «хвостатой» фазы вблизи Солнца комета по большей части только «достаёт из морозильника» свои органические запасы.

Масс-спектрометрические данные, полученные при изучении кометы Галлея, не позволили ответить на этот вопрос, однако более точные результаты анализа состава хвоста кометы 67P/Чурюмова — Герасименко, похоже, указывают на второй вариант. 

Химический и элементный состав кометной органики оказался практически идентичным той органике, которая есть на изученных метеоритах или, например, в составе колец Сатурна. Другими словами, органические вещества на разных объектах Солнечной системы: кометах, метеоритах или планетах – вероятнее всего, попали туда из одного и того же источника и были в космическом пространстве ещё до образования Солнца и планет. А значит, «органическое прошлое» Солнечной системы намного разнообразнее, чем мы себе представляли ранее, и кометы могут рассказать нам, каким оно в действительности было.

P.S. В общем, в космосе органики много. Наверное, на планетах (в приповерхностных условиях) реакции начинают идти быстро (концентрация органических веществ увеличивается + вещества-катализаторы + более концентрированный приток энергии). 

Планеты вообще чем-то похожи на эдакие гигантские космические накопительные резервуары-концентраторы (или даже сразу на биореакторы похожи).

Как  главная  проблема в  том,  что  органики   мало.   И  по  числу   типов    молекул,   и   по   количеству   конкретного  варианта.   Из  1   молекулы  аминокислоты  на  миллион   молекул   воды  каши  не  сваришь.  Необходимо  много,  разных  и в  одной  точке.   И   вопрос    самый  простой  и  самый   сложный  -  ГДЕ ?

Про   биофизику  и  РНК.  Ну   это в  общем не  ее  ведомство.  Главные  тут  биоорганическая  химия,  квантовая   химия,  молекулярная   биология.  Да.  РНК    может    образовывать  внутри  м межмолекулярные   участки  с   двухцепочечной   структурой. Есть  масса  программ  по  сворачиванию  РНК  в  компьютере  и  расчеты  термодинамических   параметров   получающихся   структур.   Стабильность  которой   зависит   от  длины    двухцепочечных  участков,  размера    шпилек  (однонитевые   части  между    дуплексами),  структуры   концов   молекулы  РНК,  наличия    не  канонических  нуклеотидов,   наличия  и  количества ионов  металлов  (в  первую  очередь  магния  и  марганца)    . Есть  очень  стабильные  РНК  (типа  тРНК)   и  есть   мало  стабильные   (РНК белок  кодирующих  генов)  в  чистом  виде в  пробирке.  Но в  клетке   ситуация   сложнее  и  РНК  часто   входят в  состав   комплексов  с  белками  -  где  они  высоко  стабильны  (типа  18S  и  28S  рибосомальной   РНК).

Цитата: АrefievPV от июля 08, 2022, 12:47:15P.S. В общем, в космосе органики много. Наверное, на планетах (в приповерхностных условиях) реакции начинают идти быстро (концентрация органических веществ увеличивается + вещества-катализаторы + более концентрированный приток энергии).

Планеты вообще чем-то похожи на эдакие гигантские космические накопительные резервуары-концентраторы (или даже сразу на биореакторы похожи).

Сумлеваюсь по этому поводу в отношении времён протопланетных туманностей.  Например, из-за того, что там теплоотдачи в атмосферу не было - небольшие фрагменты могли очень быстро нагреваться на звёздных (солнечных) лучах, когда выходили из тени (когда входили - так же быстро замерзали). А планету - ещё пойди найди, чтобы подходящие условия для существования жидкости были.
  Потом химические реакции идут интенсивнее, когда есть перемешивание. Не уверен, что в протопланетных туманностях оно шло хуже, чем на планетах. Т.к. на планете "частицы" - "примагничены" к месту, а в протопланетных туманностях - хаотично сталкиваются. Причём, могут на хороших скоростях. Что может хорошо перемешивать вещество.
  Поэтому, не исключаю, что в протопланетных туманностях эволюция, до поры до времени, могла идти интенсивнее, чем на планетах. По идее, это должно ускоряться тем, что веществу из одной протопланетной туманности легче попасть в другую и "заразить" его. Т.е. это - дополнительное "скрещивание", ускоряющее эволюцию.
  Т.е. не исключал бы, что на ранних этапах эволюции "инкубатором" была именно космическая пыль/протопланетные туманности. А когда там слишком сложному эволюционирующему веществу стало слишком "тесно", то "инкубаторами" стали планеты.
  Кстати, на ранних этапах эволюции вселенной температура реликтового излучения была выше и, поэтому, космической пыле было теплее.

Цитата: Alexeyy от июля 08, 2022, 14:51:12

Цитата: АrefievPV от июля 08, 2022, 12:47:15P.S. В общем, в космосе органики много. Наверное, на планетах (в приповерхностных условиях) реакции начинают идти быстро (концентрация органических веществ увеличивается + вещества-катализаторы + более концентрированный приток энергии).

Планеты вообще чем-то похожи на эдакие гигантские космические накопительные резервуары-концентраторы (или даже сразу на биореакторы похожи).

Сумлеваюсь по этому поводу в отношении времён протопланетных туманностей.

Не сомневайтесь. 

Цитата: Alexeyy от июля 08, 2022, 14:51:12Например, из-за того, что там теплоотдачи в атмосферу не было - небольшие фрагменты могли очень быстро нагреваться на звёздных (солнечных) лучах, когда выходили из тени (когда входили - так же быстро замерзали).

Нагревались и испарялись в космическое пространство, а остаток опять замерзал. И с каждой итерацией остаток становился всё меньше и меньше (наглядный пример – кометы). В итоге всё вещество оказывается рассеянным в космическом пространстве в мизерной концентрации (а при такой концентрации и скорость реакций будет небольшая).
 

Цитата: Alexeyy от июля 08, 2022, 14:51:12А планету - ещё пойди найди, чтобы подходящие условия для существования жидкости были.

Не надо её искать, она сама кого хочешь, найдёт (гравитация – она такая, знаете ли).

И зачем вам жидкость? Для ускорения реакций и атмосферы достаточно (плотность (следовательно, и концентрацию потенциальных реагентов) вещества в атмосфере явно поболее будет, нежели плотность вещества в космическом пространстве (возможно, даже поболее будет, чем в протопланетном диске). А уж когда ещё и жидкость в наличии на поверхности планеты, то тогда вообщё шикардос.
 

Цитата: Alexeyy от июля 08, 2022, 14:51:12Потом химические реакции идут интенсивнее, когда есть перемешивание.

Если есть атмосфера у планеты и приток лучистой энергии от ближайшей звезды – будет и перемешивание (конвективные потоки/круговороты никто не отменял). Даже если не будет притока лучистой энергии, то за счёт внутренней энергии недр планеты может быть организована конвекция. Плюс из недр могут поступать различные реагенты в товарных количествах. Плюс сама поверхность твёрдых веществ (трещины, поры, капилляры) очень стимулирует скорость реакций.

Даже в атмосферах газовых гигантов условия для химических реакций лучше (конвекция, есть приток энергии и реагентов из недр, все дела), чем в протопланетных туманностях.
 

Цитата: Alexeyy от июля 08, 2022, 14:51:12Не уверен, что в протопланетных туманностях оно шло хуже, чем на планетах. Т.к. на планете "частицы" - "примагничены" к месту, а в протопланетных туманностях - хаотично сталкиваются. Причём, могут на хороших скоростях. Что может хорошо перемешивать вещество.

Это, смотря на каких планетах – на планетах с атмосферой всё гораздо лучше. Там ведь «частицы» «примагничены» к поверхности планеты и находятся в атмосфере, где есть конвекция. То есть, перемешивание идёт в полный рост.

Цитата: Alexeyy от июля 08, 2022, 14:51:12Поэтому, не исключаю, что в протопланетных туманностях эволюция, до поры до времени, могла идти интенсивнее, чем на планетах. По идее, это должно ускоряться тем, что веществу из одной протопланетной туманности легче попасть в другую и "заразить" его. Т.е. это - дополнительное "скрещивание", ускоряющее эволюцию.

Эволюция там шла (очень медленно) только до определённого предела сложности – например, до уровня аминокислот или сахаров (максимум – до коротеньких пептидов, и то, я сильно сомневаюсь). А далее эта эволюция в протопланетных туманностях практически останавливалась (концентрации реагентов мизерные и разнообразие реагентов маленькое).

Цитата: Alexeyy от июля 08, 2022, 14:51:12Т.е. не исключал бы, что на ранних этапах эволюции "инкубатором" была именно космическая пыль/протопланетные туманности. А когда там слишком сложному эволюционирующему веществу стало слишком "тесно", то "инкубаторами" стали планеты.
Кстати, на ранних этапах эволюции вселенной температура реликтового излучения была выше и, поэтому, космической пыле было теплее.

Так из такого «инкубатора» и выходила достаточно простая органика. Она и сейчас потихоньку синтезируется в газопылевых туманностях. И «тесно» там не будет – космическое пространство слишком велико и разряжёно неимоверно.

Думаю, уровень притока энергии от реликтового излучения был недостаточен для существенного ускорения реакций да и концентрацию реагентов это не повысит.

Цитата: АrefievPV от июля 08, 2022, 15:32:12Нагревались и испарялись в космическое пространство, а остаток опять замерзал. И с каждой итерацией остаток становился всё меньше и меньше (наглядный пример – кометы). В итоге всё вещество оказывается рассеянным в космическом пространстве в мизерной концентрации (а при такой концентрации и скорость реакций будет небольшая).

Кометы - не совсем правильный пример т.к. у них гравитация - мала и она не позволяет удерживать газ. Тогда как у газопылевого, протопланетного облака - приличная (это ведь - будущие планеты).
  Когда жидкость нагревается - испаряется. А в тени - будет конденсироваться. У молекул газопылевого облака даже при сверхнизких температурах скорости движения молекул - приличные и в тени (когда нет нагрева пылевых частиц). Что, по-моему, сможет обеспечивать быструю конденсацию испарившегося с частиц вещества. Вот в https://easyfizika.ru/zadachi/molekulyarnaya-fizika/opredelit-srednyuyu-kvadratichnuyu-skorost-molekul-azota-pri-temperature/ вычисляется что при 300 градусов кельвина среднеквадратичная скорость молекул азота равна 0,5 км. в с секунду. Т.к. температура пропорциональна квадрату скорости, то при 3 градусах кельвина (примерно, температура реликтового изучения) скорость будет в 10 раз меньше. Т.е. 0,05 км. в секунду или 180 км. в час. Этого, по-моему, достаточно для того, чтобы почти весь испарившийся газ/жидкость с частиц пыли в центре облака (из которого молекула газа не может вылететь не столкнувшись с частицами пыли) сконденсировался обратно на частицы пыли в период, когда нет нагрева. Например, частицы твёрдого вещества в кольцах сатурна занимают 3% объёма (https://ru.wikipedia.org/wiki/Кольца_Сатурна) при толщине колец от 3 до 5 метров, а Кольцо Фебы состоит из частиц размером до 10 см. Эти кольца - не прозрачны. Т.е. "холодной" молекуле газа из центра - не вырваться не "присев" на какую-то частицу. Протопланетные же туманности были на много толще. Так, что, подозреваю, что толщены вполне хватало на то, чтобы газ/жидкость, то испарялась, то конденсировалась на пылевые частицы при каждом цикле освещения/затемнения.

Цитата: АrefievPV от июля 08, 2022, 15:32:12

Цитата: Alexeyy от июля 08, 2022, 14:51:12А планету - ещё пойди найди, чтобы подходящие условия для существования жидкости были.

Не надо её искать, она сама кого хочешь, найдёт (гравитация – она такая, знаете ли).

Это в случае если есть подходящая по климату планета. А в подавляющем числе случаев звёздных (солнечных) систем, думаю, что нет.

Цитата: АrefievPV от июля 08, 2022, 15:32:12И зачем вам жидкость? 

Растворитель. Это совершенно необходимо для гораздо более быстрой эволюции. Именно благодаря растворителю и происходит интенсификация химических реакций. Растворитель – это когда диполи жидкости (растворителя) разрывают какие-то одни химические связи ... и потом могут (случайно) поставить в другие места разрывов других веществ. В результате после того, как жидкость испаряется – может уж е получиться, химически, другое вещество. .Без растворителя подобный процесс был бы много менее вероятен.

Цитата: АrefievPV от июля 08, 2022, 15:32:12

Цитата: Alexeyy от июля 08, 2022, 14:51:12Потом химические реакции идут интенсивнее, когда есть перемешивание.

Если есть атмосфера у планеты и приток лучистой энергии от ближайшей звезды – будет и перемешивание (конвективные потоки/круговороты никто не отменял). Даже если не будет притока лучистой энергии, то за счёт внутренней энергии недр планеты может быть организована конвекция. Плюс из недр могут поступать различные реагенты в товарных количествах. Плюс сама поверхность твёрдых веществ (трещины, поры, капилляры) очень стимулирует скорость реакций.

Даже в атмосферах газовых гигантов условия для химических реакций лучше (конвекция, есть приток энергии и реагентов из недр, все дела), чем в протопланетных туманностях.

Это то да: на планетах, благодаря конвекции, перемешивание тоже может быть, если есть атмосфера/перемешивающаяся жидкость. Но, предполагаю, что в протопланетных облаках перемешивание может быть ещё быстрее. Там ведь частицы могут с огромными скоростями летать т.к. там нет такого относительно большёго трения, как в атмосферах планет.
 

Цитата: АrefievPV от июля 08, 2022, 15:32:12Эволюция там шла (очень медленно) только до определённого предела сложности – например, до уровня аминокислот или сахаров (максимум – до коротеньких пептидов, и то, я сильно сомневаюсь).

Эволюция, сами знаете, это ведь не только набор основных компонет, но и способ их организации в систему (сообщество). Например, может, это какая-то пространственная структура, врастающая в пылевую частицу. Что, может, потом сможет «выстрелить» при попадании на планету. Космический пептид – обнаружен (у меня есть ссылки ... ).

Цитата: АrefievPV от июля 08, 2022, 15:32:12

Цитата: Alexeyy от июля 08, 2022, 14:51:12Т.е. не исключал бы, что на ранних этапах эволюции "инкубатором" была именно космическая пыль/протопланетные туманности. А когда там слишком сложному эволюционирующему веществу стало слишком "тесно", то "инкубаторами" стали планеты.
Кстати, на ранних этапах эволюции вселенной температура реликтового излучения была выше и, поэтому, космической пыле было теплее.

Так из такого «инкубатора» и выходила достаточно простая органика. Она и сейчас потихоньку синтезируется в газопылевых туманностях. И «тесно» там не будет – космическое пространство слишком велико и разряжёно неимоверно.

Предполагаю, что тесно может оказаться химическим структурам на пылевых частицах.

Цитата: АrefievPV от июля 08, 2022, 15:32:12Думаю, уровень притока энергии от реликтового излучения был недостаточен для существенного ускорения реакций

В http://nuclphys.sinp.msu.ru/students/bb.html пишут, что через 880 млн лет после Большого взрыва составляла от 16,2 до 30 °K.
   А взрывы сверхновых известны уже и 100 миллионов лет после большёго взрыва. В http://nuclphys.sinp.msu.ru/nuclsynt/n13.htm написано, что абсолютная температура реликтового излучения падает обратнопропорционально корню квадратному от времени. Т.е. если 880 млн. л. после большёго взрыва она была равна 16,2 кельвина, то 100 миллионов лет после большёго взрыва она должна была быть больше в корень квадратный из 880/100 или в 44 раза выше. Т.е 16,2*44=712 Кельвинов. = 439,8 градусов Цельсия. А 200 миллионов после большёго взрыва – 83,4 градуса Цельсия. 300 миллионов лет после большёго взрыва - -35,4 градусов Цельсия. 700 миллионов лет после большёго взрыва - -1712 градуса Цельсия.
 Т.е., примерно, через пару сотен миллионов лет после большёго взрыва были такие температуры реликтового излучения, что химическим, протобиотическим реакциям в межзвёздных туманностях было очень даже комфортно... А в протопланетных туманностях около звёзд комфортные условия должны были продлиться много дольше (из-за обогрева излучением звезды и за счёт энергии от столкновения частиц).

Цитата: Alexeyy от июля 08, 2022, 18:37:36Т.е., примерно, через пару сотен миллионов лет после большёго взрыва были такие температуры реликтового излучения, что химическим, протобиотическим реакциям в межзвёздных туманностях было очень даже комфортно... А в протопланетных туманностях около звёзд комфортные условия должны были продлиться много дольше (из-за обогрева излучением звезды и за счёт энергии от столкновения частиц).

Протобиотическим реакциям? Из каких элементов? В то время, кроме водорода и гелия, не было других элементов в товарном количестве. Если и встречались изредка, то локально и «погоду не делали». Мы ведь уже говорили об этом (вот начало: https://paleoforum.ru/index.php/topic,10824.msg259363.html#msg259363)

Вы почему-то уверены, что уже через 200 000 000 лет после БВ межзвёздные туманности были обогащены различными химическими элементами. Но ведь для этого надо чтобы сверхновые «поработали» не одну сотню миллионов лет (грубо говоря, несколько звёздных поколений должно пройти). Тупо времени не хватает на синтез (и обогащение космоса) различных химических элементов в товарных количествах. Локально (в некоторых местах) такое могло быть, но и вероятность возникновения протобиотики в целом во вселенной снижается. Плюс синтезированной протобиотике нужно время на распространение. Короче – ваш сценарий мне кажется излишне оптимистичным. В этом вопросе вы оптимист, а я скептик.

Я придерживаюсь взгляда, что массовое (а не изредка встречающееся локальное) распространение химических элементов тяжелее гелия в космическом пространстве в товарных количествах (чтобы концентрация позволяла начаться химическим реакциям) произошло не ранее 0,5 млрд. после БВ.

Цитата: АrefievPV от июля 08, 2022, 19:07:14Вы почему-то уверены, что уже через 200 000 000 лет после БВ межзвёздные туманности были обогащены различными химическими элементами.

В этом не убеждён. Убеждён в том, что

Цитата: АrefievPV от июля 08, 2022, 19:07:14Локально (в некоторых местах) такое могло быть

Цитата: АrefievPV от июля 08, 2022, 19:07:14Локально (в некоторых местах) такое могло быть, но и вероятность возникновения протобиотики в целом во вселенной снижается. Плюс синтезированной протобиотике нужно время на распространение. Короче – ваш сценарий мне кажется излишне оптимистичным.

Какой "мой" сценарий?

Цитата: АrefievPV от июля 08, 2022, 19:07:14Я придерживаюсь взгляда, что массовое (а не изредка встречающееся локальное) распространение химических элементов тяжелее гелия в космическом пространстве в товарных количествах (чтобы концентрация позволяла начаться химическим реакциям) произошло не ранее 0,5 млрд. после БВ.

Согласен: до этого массово не было нужных химических элементов.
  Но это не исключает того, что протожизнь могла развиваться уже до этого в течении сотен миллионов лет локально в межзвёздной пыли, обильно подогреваемая реликтовым излучением как в инкубаторе и лишь сотни миллионов лет спустя начала обильно распространяться из этих локальностей по всей галактике/вселенной.