О происхождении жизни на Земле Ч.III
(Фрагмент книги "Кафе Дилетант")
Вторая моя опорная идея состояла в том, что внеземную жизнь никогда не обнаружат, поскольку жизнь образовалась из одной единственной клетки и какая-либо даже самая незначительная вероятность повторения подобного процесса во Вселенной по всей видимости отсутствует. Тому есть множество косвенных доказательств. Помимо этих косвенных доказательств имеются и такие, которые непосредственно и убедительно свидетельствуют об уникальности и неповторимости той пространственно-временной координаты, в которой произошло рождение жизни. Таких доказательств множество. Биохимия является уникальной частью химии и в этой уникальности щедро представлены доказательства уникальности факта зарождения жизни на Земле.
Но уникальность биохимических процессов становится доказательством уникальности жизни во Вселенной только в связи со сценарием происхождения жизни, который до сих пор представлен не был, а не в связи с внезапно случившимся чудом возникновения жизни из продуктов жизнедеятельности или, как в случае с лауреатом нобелевской премии Эйгеном, из продуктов математического целенаправленного жизнемудрия. Дело в том, что, если на основе абсолютной невероятности образовалась какая-то мифическая макромолекула, то от этой мифической макромолекулы до живой клетки со всей необходимостью пролегало множество этапов.
Если в спонтанном возникновении чудо-макромолекулы отсутствует малейшая вероятность, то тем не менее человеческая способность верить в чудеса может всё же при большом желании как-то преодолеть отсутствие малейшей реальности подобного сценария. Но есть нечто, что ум человека со школьным, не говоря уже об университетским образованием неспособен принять даже на правах чуда. Это - гипотеза о том, что все остальные абсолютные невероятности на пути от макромолекулы к живой клетке происходили синхронно, на согласованной основе, т.е. в спонтанно образованной первомакромолекуле были записаны не только строгие инструкции по каждому из многочисленных этапов на пути к живой клетке, но и инструкции по созданию механизмов для выполнения каждого из этапов.
Достаточно всего лишь слегка раскинуть мозгами для того, чтобы понять, что дальнейшее развитие идеи о спонтанном образовании жизни из чудо-макромолекулы является ничем иным, как демонстрацией бредовой кристаллизации. Бредовой кристаллизацией в психиатрии называется процесс образования т.н. бредовой системы, при которой ранее существовавшие разрозненные бредовые идеи приобретают, с точки зрения больного, логическую связь, что обычно сопровождается чувством облегчения, сменяющего ощущение гнетущей неизвестности. Нет ни малейших зацепок к тому, чтобы оправдать эффект возникновения множества фактов биохимической общности всего живого на Земле за счёт синхронизации многочисленных спонтанных этапов превращения чудо-макромолекулы в живую клетку.
Химический состав клеток растений и животных весьма сходен, что говорит о единстве их происхождения. В клетках обнаружено более 80 химических элементов, однако только в отношении 27 из них известна физиологическая роль. Но более всего интересен тот факт, что среди этого многообразия элементов кальций и магний - два очень сходных по химическим свойствам и по распространённостью в природе элемента, не входящих в состав органических веществ, - обладают весьма важной, но существенно различающейся биологической ролью. В своём большинстве биологическая роль кальция и магния антагонистична и это характерно для всего живого на Земле.
Магний и кальций принимают участие в большом числе биологических процессов, одно лишь перечисление функций этих катионов в живой клетке заняло бы несколько страниц. Но если предельно огрубить картину, то можно сказать, что основная роль кальция состоит в осуществлении опорных функций и поддержании процессов на уровнях выше молекулярного. В организме человека и животных 99% кальция находится в костях и зубах, где он является не только их главной составной частью, но и запасается для нужд всего организма. Раковины моллюсков, панцыри диатомий и т.п. состоят в основном из карбоната и фосфатов кальция. Кальций принимает активное участие в координация проницаемости клеточных мембран, нервной проводимости, сокращении мышц, поддержание работы сердечно-сосудистой системы, формировании костей и минерализации зубов, в свертывании крови.
Если кальцию в большой степени принадлежит статическая роль, то магнию - динамическая. Везде, где происходит превращение энергии, обязательно участвует магний. В отсутствии магния не синтезируется энергетический эквивалент всего живого - АТФ. Магний входит в состав синтезированных в живом организме молекул АТФ. Таким образом, в отличие от кальция магний является тем элементом, который играет первостепенную роль в энергетике организма. Именно по этой причине магний является облигатным кофактором более 300 ферментативных систем. В составе хлорофиллов, с помощью которых солнечная энергия поступает в биосферу, обязательно присутствует магний. Все виды хлорофиллов представляют собой магниевые комплексы тетрапирролов, но не кальциевые. Магний и кальций являются элементами главной подгруппы второй группы, соответственно, третьего и четвёртого периодов периодической системы химических элементов и обладают чрезвычайно близкими химическими свойствами. Они имеют кларки одного порядка. Если в морской воде содержание магния составляет в среднем 0.12%, то кальция - 0.04%.
То, что биологическая функция этих химических близнецов различна, антагонистична и одинакова для всего живого, является свидетельством в пользу того, что праноситель жизни возник однажды. Если бы жизнь возникала многократно, то весьма велика вероятность того, что функции магния и кальция могли бы поменяться у различных представителях живого. Но различия в функциональной роли этих двух элементов сохраняются для всего живого на Земле. Современная наука не обладает какими-то подходами и идеями для объяснения того, почему при функционировании живых существ кальций, фигурально говоря, оказался не магнием, а магний не кальцием. На мой взгляд попытки ответить на этот кажущийся простым вопрос перекрывают по своей значимости всю раздутую псевдонауку и о предбиологических супах, и о молекулах-вундеркиндах, которые в этих супах самозарождались. Ниже я приведу объяснение того, почему функция магния и кальция во всём живом столь различна.
Ещё более трудная задача, которая оказалась совершенно не по зубам самой современной науке, заключается в том, что абсолютное количество функционирующих в биосфере аминокислот являются левовращающими (L) формами, а углеводов - правовращающими (D) формами. Подобная изомерия вызвана свойством молекул не совмещаться в пространстве со своим зеркальным отражением и называется хиральностью. Свойством хиральности обладают молекулы, в которых отсутствуют зеркально-поворотные оси симметрии Sn, что эквивалентно наличию в молекуле элементов хиральности (центра, оси, плоскости хиральности и др.). Такие зеркально-симметричные формы химических соединений называются энантиомерами. Наличие правовращающих (D) форм аминокислот в живой природе исключительно редко. Например, они входят в состав пептидогликанов бактериальных стенок очевидно в качестве защитного фактора по отношению к литическим ферментам, в своём большинстве специализирующиеся на разложении L-производных. В эмали зубов присутствуют некоторые правовращающие формы аминокислот, например аланина, по-видимому, с той же целью. Правовращающие аминокислоты входят в состав некоторых физиологически активных веществ природного происхождения и антибиотиков. Но почти все встречающиеся в природе альфа-аминокислоты кроме двууглеродного глицина имеют L-конфигурацию, и лишь L-аминокислоты включаются в состав белков, синтезируемых на рибосомах.
Включение в состав белков исключительно аминокислот L-конфигурации, а в состав ДНК и РНК - углеводов исключительно D-конфигурации является удивительнейшим явлением, свойственным всем живым существам. Данная биологическая особенность называется гомохиральностью. Эти факты удивительны потому, что, если химическая реакция приводит к образованию нового стереоцентра в молекуле, то в отсутствие стереодифференцирующих факторов продукт получается в т.н. рацемическом виде. Рацематом называется эквимолярная смесь двух энантиомеров - L и D. Рацематы не обладают оптической активностью, но отличаются по свойствам от индивидуальных энантиомеров. Это объясняется тем, что образование каждого из энантиомеров протекает через одинаковые по энергии переходные состояния. Аминокислоты, которые образовывались на предбиологической земле, имели форму рацематов, а оптическая активность появилась уже после позникновения жизни. Вот за что должны были цепляться те, которые пытались понять как возникла жизнь на Земле! А не за детские сказки про океаны бульонов.
Наличие исключительно лишь левовращающих форм аминокислот во всех живых организмах явилось результатом биохимической специфичности сценария возникновения жизни на Земле. Происхождение и назначение явления гомохиральности биохимических синтезов науке абсолютно не известны. Не известно ничего кроме наукообразного словоблудия, что давало бы хоть какую-то надежду на разрешение этого вопроса. Высказывались мысли о том, что самореплицирующиеся пептидные системы в состоянии эффективно усиливать молекулы определённого вращения в рацемической смеси, о том, что преобладание одного из стереоизомеров может возникнуть естественным образом, что существует возможность спонтанного возникновения хиральности в обычных химических реакциях, что известны пути синтеза ряда стереоизомеров, в том числе, углеводородов и аминокислот, в присутствии оптически активных катализаторов...
Всё перечисленное выглядит жалкой попыткой как-то примазаться к объяснению совершенно необъяснимого современной наукой явления. Ведь речь идёт не о возможности паллиативного истолкования феномена гомохиральности. Гомохиральность встречается не местами, она является облигатной особенностью всего живого. И будучи в здравом уме, нельзя не согласиться с тем, что попытки понять происхождение стереоспецифичности на много порядков, если так позволительно выразиться, важнее мечтаний о макромолекулах-вундеркиндах, которые сами себя вытащили из безжизненности в мир живого. Ведь трудно оспорить утверждение о том, что обоснование происхождения гомохиральности в отличие о "бульонных мечтаний" самым непосредственным образом связано с происхождением жизни на Земле. Но ответ на вопрос о стереоспецифичности самым непосредственным образом связан с биохимической историей зарождения жизни, при его решении нельзя не обращать внимание на вероятность и отделываться математическими бреднями. По этой причине деятели научно-религиозного направления в исследовании происхождения жизни на Земле этой исключительно важной темы не касаются. Эта тема не для мечтателей о чуде внезапных свершений. Эта тема очень конкретная. Ниже я объясню, каким образом на стадии, предшествовавшей возникновению жизни, возник феномен хиральности.
При решении особо трудных вопросов в науке часто предпочитают использовать метод беспорядочной научной бомбардировки терминами. При этом наивно полагают, что не исключено, что когда-то отмеченный и опубликованный вне прямой логической связи с решаемым вопросом и даже противоречащий решаемому вопросу факт случайно может оказаться актуальным и важным. И тогда сильно постаревший автор подобного бессмысленного научного вброса сможет сказать: "А я знал об этом позавчера!" На эту тему мне как-то попался комикс, выпущенный несколько десятилетий тому назад. Комикс был посвящён открытию Америки и там утверждалось, что Колумб смог доказать, что можно попасть туда, куда надо, пойдя в совершенно другом направлении. Такое в жизни случается, но исключительно редко. В вопросах, связанных с происхождением жизни на Земле, подобное совершенно исключено. Вот эта кажущаяся непреодолимой стена для реального, логически организованного объяснения феномена жизни, становится извинением для, как правило, смешных с точки зрения науки, заявлений: всё равно всё это необъяснимо, так почему бы не пофантазировать.
Появление антинаучных по существу мечтаний становится явлением всё более частым. В качестве примера подобного виртуального дефлорирования проблемы стереоспецифичности аминокислот биологического происхождения можно, например, процитировать выводы из статьи, опубликованной в приличном журнале (http://compulenta.computerra.ru/universe/SETI/10006435/): "За доминирование левовращающих аминокислот в земных организмах, возможно, отвечает круговая поляризация. Значительная круговая поляризация, обнаруженная в современных областях звездообразования, указывает на то, что хиральность аминокислот может возникнуть ещё до появления планет." Не стоит особо удивляться этому совершенно дебильному умозаключению. В науке о возникновении жизни на Земле дебилизм является тем питательным гумусом, на котором выросли практически все опубликованные на сегодняшний день гипотезы. Специально для идиотов стоит отметить, что гомохиральность встречается не местами, а повсюду в любых живых организмах. А на неживой части Земли, несмотря на круговую поляризацию, обнаруженную в современных областях звёздообразования, хиральность отсутствует.
Следующим очень важным моментом, способствовавшим разработке моей гипотезы происхождения жизни на Земле, явился тот факт, что практически для всего живого характерно использование АТФ - аденозинтрифосфорной кислоты - в качестве основного переносчика энергии. Именно АТФ обеспечивает энергией практически все биохимические процессы. По существу АТФ является одним из самых важных, если не самым важным веществом в составе живых организмов. Так, например, в организме человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ составляет менее 1 мин. Если в каждый конкретный момент в организме человека наличествует не более (по разным данным) от пары десятков до пары сотен граммов АТФ, то за день человек синтезирует количество АТФ, близкое к его весу. Если в организме человека и животного на мгновение прекратится синтез АТФ, то тутже наступит смерть. БОльшее количество АТФ в организме хранить опасно так же, как опасно хранить в больших количествах порох.
Важно понимать, что в качестве источника энергии для энергозависимых реакций Природа могла бы выбрать и иные нуклеозидтрифосфаты, имеющие такие же как в АТФ высокоэнергетические фофатные связи. В конце концов для этой цели могли бы использоваться полимеры фосфорной кислоты - неорганические пирофосфаты. Изменение свободной энергии Гиббса DG при гидролизе макроэргических связей как АТФ, так и перечисленных соединений, сопровождаемое отщеплением 1 или 2 остатков фосфорной кислоты, по различным данным составляет от 40 до 60 кДж/моль (по другим данным 12.8 ккал/моль). И АТФ, и AДФ, и неорганический пирофосфат и другие нуклеозидтрифосфаты образуют комплексы с ионами металлов. В физиологических условиях почему-то AДФ и АТФ образует комплексы с ионами магния. Почему именно, я объясню ниже.
Нет никаких сомнений, что Природа выбрала АТФ в процессе зарождения жизни в качестве общебиологической энергетической валюты. Выбрала со смыслом или случайно - не столь важно. Важно, что это произошло однократно и произошло на уровне протоклетки. Рассчитывать на то, что первое деление первоклетки произошло при отсутствие в ней достаточно развитого, пускай и примитивного метаболизма, является просто вопиющей неграмотностью, которую даже не стоит обсуждать. Это у "бульонщиков" макромолекулы питались непосредственно от солнца и разрядов молний. В химических же процессах, в которых одновременно присутствует множество реакционноспособных групп, нагрев всей колбы обычно приводит к образованию нерастворимой смолы, а в водной среде приводит к гидролизу всего, что способно присоединить воду.
Казалось бы, одним из самых удивительных веществ биологического происхождения следовало бы считать АТФ и задасться мыслью понять происхождение этого феномена всебиологического значения. Тем более, что если специально не изображать из себя умственно отсталых, то становится совершенно очевидным, что история возникновения механизмов биосинтеза АТФ, включая хронологию и феноменологию появления АТФ, связана с процессом возникновения жизни на Земле куда прочнее нежели чудо возникновения "правильных" нуклеиновых кислот. Нещадно эксплуатируемое чудо спонтанного самозарождения относится в отличие от АТФ не к начальной стадии зарождения жизни, а скорее к завершающей стадии процесса формирования живого. Учёные "бульонщики" вдруг как по команде забыли, что автомобиль останавливается, когда в баке кончается бензин, что для того, чтобы приготовить уху, необходимо прежде насобирать дрова, что ракеты спонтанно не летают, что все живые организмы без пищи (энергии) умирают...
Попытка понять историю возникновения АТФ сразу же ставит проблему возникновения жизни на деловые рельсы, поскольку требует предъявить не чудо, а конкретный механизм перманентного чудообразования. Но для этого нужно обладать каким-то конкретным сценарием происхождения жизни, чтобы определить в нём момент и историю включения АТФ в функционирование живых клеток, а не просто помечтать над этой относительно простой молекулой АТФ, в отличие от возможности более широко и качественно помечтать над сверхсложными нуклеиновыми кислотами или белками. Понятно, что можно помечтать, глядя на купленный лотерейный билет, но мечтать, глядя на доллар, который был потрачен на покупку лотерейного билета, по понятным причинам глупо, не интересно и попросту невозможно. Поэтому научно-религиозные мечтатели из разряда интересующихся происхождением жизни над АТФ не мечтают. Над АТФ в отличие от высокомолекулярных биополимеров, которые могут теоретически и то, и другое, и третье... мечтать не получится. Здесь нужно сказать конкретно, как для всего живого возник единный переносчик энергии.
В природе существует около 300 аминокислот. Не исключено, что большая часть этих аминокислот существовала на предбиологической Земле в результате химических процессов взаимодействия компонентов первичной атмосферы под влиянием электрических разрядов. Однако в белках обнаруживаются только 20 из них. Этот набор канонических аминокислот характерен для всех без исключения прокариотических и эукариотических микроорганизмов, бактерий, грибов, растений, животных, насекомых. Само по себе это обстоятельство неопровержимо свидетельствует об единой последовательности в зарождении всего живого на Земле. Несмотря на высокий уровень молекулярно-биологических исследований в наше время, нет никаких подходов к пониманию того, почему Природа выбрала именно канонические аминокислоты из огромного списка возможных вариантов. Не имея Царя в голове, невозможно даже помечтать о том, чтобы подобраться к решению этого вопроса, хотя, не ответив на этот вопрос, ответить на вопрос о том, как возникла жизнь на Земле, нельзя.
Белки, составляющие основу жизнедеятельности на всех уровнях функционирования живого, образуются только из набора канонических L-аминокислот. Какие изумительно красивые и чрезвычайно конкретные подсказки предоставила "бульонщикам" Природа: превалирующая и антагонистическая роль магния и кальция в функционировании живого, оптическая изомерия аминокислот, образующих белки живых организмов, АТФ как единый для всего живого энергетический эквивалент, канонические аминокислоты и многое другое! Но они от них гордо отвернулись, поскольку им совершенно ясно, что использование этих подсказок требует наличия специфического и конкретного сценария возникновения жизни на Земле, который невозможно намечтать и всучить не умеющим думать.
(Продолжение следует)
Часть II
Часть IV
Вторая моя опорная идея состояла в том, что внеземную жизнь никогда не обнаружат, поскольку жизнь образовалась из одной единственной клетки и какая-либо даже самая незначительная вероятность повторения подобного процесса во Вселенной по всей видимости отсутствует. Тому есть множество косвенных доказательств. Помимо этих косвенных доказательств имеются и такие, которые непосредственно и убедительно свидетельствуют об уникальности и неповторимости той пространственно-временной координаты, в которой произошло рождение жизни. Таких доказательств множество. Биохимия является уникальной частью химии и в этой уникальности щедро представлены доказательства уникальности факта зарождения жизни на Земле.
Но уникальность биохимических процессов становится доказательством уникальности жизни во Вселенной только в связи со сценарием происхождения жизни, который до сих пор представлен не был, а не в связи с внезапно случившимся чудом возникновения жизни из продуктов жизнедеятельности или, как в случае с лауреатом нобелевской премии Эйгеном, из продуктов математического целенаправленного жизнемудрия. Дело в том, что, если на основе абсолютной невероятности образовалась какая-то мифическая макромолекула, то от этой мифической макромолекулы до живой клетки со всей необходимостью пролегало множество этапов.
Если в спонтанном возникновении чудо-макромолекулы отсутствует малейшая вероятность, то тем не менее человеческая способность верить в чудеса может всё же при большом желании как-то преодолеть отсутствие малейшей реальности подобного сценария. Но есть нечто, что ум человека со школьным, не говоря уже об университетским образованием неспособен принять даже на правах чуда. Это - гипотеза о том, что все остальные абсолютные невероятности на пути от макромолекулы к живой клетке происходили синхронно, на согласованной основе, т.е. в спонтанно образованной первомакромолекуле были записаны не только строгие инструкции по каждому из многочисленных этапов на пути к живой клетке, но и инструкции по созданию механизмов для выполнения каждого из этапов.
Достаточно всего лишь слегка раскинуть мозгами для того, чтобы понять, что дальнейшее развитие идеи о спонтанном образовании жизни из чудо-макромолекулы является ничем иным, как демонстрацией бредовой кристаллизации. Бредовой кристаллизацией в психиатрии называется процесс образования т.н. бредовой системы, при которой ранее существовавшие разрозненные бредовые идеи приобретают, с точки зрения больного, логическую связь, что обычно сопровождается чувством облегчения, сменяющего ощущение гнетущей неизвестности. Нет ни малейших зацепок к тому, чтобы оправдать эффект возникновения множества фактов биохимической общности всего живого на Земле за счёт синхронизации многочисленных спонтанных этапов превращения чудо-макромолекулы в живую клетку.
Химический состав клеток растений и животных весьма сходен, что говорит о единстве их происхождения. В клетках обнаружено более 80 химических элементов, однако только в отношении 27 из них известна физиологическая роль. Но более всего интересен тот факт, что среди этого многообразия элементов кальций и магний - два очень сходных по химическим свойствам и по распространённостью в природе элемента, не входящих в состав органических веществ, - обладают весьма важной, но существенно различающейся биологической ролью. В своём большинстве биологическая роль кальция и магния антагонистична и это характерно для всего живого на Земле.
Магний и кальций принимают участие в большом числе биологических процессов, одно лишь перечисление функций этих катионов в живой клетке заняло бы несколько страниц. Но если предельно огрубить картину, то можно сказать, что основная роль кальция состоит в осуществлении опорных функций и поддержании процессов на уровнях выше молекулярного. В организме человека и животных 99% кальция находится в костях и зубах, где он является не только их главной составной частью, но и запасается для нужд всего организма. Раковины моллюсков, панцыри диатомий и т.п. состоят в основном из карбоната и фосфатов кальция. Кальций принимает активное участие в координация проницаемости клеточных мембран, нервной проводимости, сокращении мышц, поддержание работы сердечно-сосудистой системы, формировании костей и минерализации зубов, в свертывании крови.
Если кальцию в большой степени принадлежит статическая роль, то магнию - динамическая. Везде, где происходит превращение энергии, обязательно участвует магний. В отсутствии магния не синтезируется энергетический эквивалент всего живого - АТФ. Магний входит в состав синтезированных в живом организме молекул АТФ. Таким образом, в отличие от кальция магний является тем элементом, который играет первостепенную роль в энергетике организма. Именно по этой причине магний является облигатным кофактором более 300 ферментативных систем. В составе хлорофиллов, с помощью которых солнечная энергия поступает в биосферу, обязательно присутствует магний. Все виды хлорофиллов представляют собой магниевые комплексы тетрапирролов, но не кальциевые. Магний и кальций являются элементами главной подгруппы второй группы, соответственно, третьего и четвёртого периодов периодической системы химических элементов и обладают чрезвычайно близкими химическими свойствами. Они имеют кларки одного порядка. Если в морской воде содержание магния составляет в среднем 0.12%, то кальция - 0.04%.
То, что биологическая функция этих химических близнецов различна, антагонистична и одинакова для всего живого, является свидетельством в пользу того, что праноситель жизни возник однажды. Если бы жизнь возникала многократно, то весьма велика вероятность того, что функции магния и кальция могли бы поменяться у различных представителях живого. Но различия в функциональной роли этих двух элементов сохраняются для всего живого на Земле. Современная наука не обладает какими-то подходами и идеями для объяснения того, почему при функционировании живых существ кальций, фигурально говоря, оказался не магнием, а магний не кальцием. На мой взгляд попытки ответить на этот кажущийся простым вопрос перекрывают по своей значимости всю раздутую псевдонауку и о предбиологических супах, и о молекулах-вундеркиндах, которые в этих супах самозарождались. Ниже я приведу объяснение того, почему функция магния и кальция во всём живом столь различна.
Ещё более трудная задача, которая оказалась совершенно не по зубам самой современной науке, заключается в том, что абсолютное количество функционирующих в биосфере аминокислот являются левовращающими (L) формами, а углеводов - правовращающими (D) формами. Подобная изомерия вызвана свойством молекул не совмещаться в пространстве со своим зеркальным отражением и называется хиральностью. Свойством хиральности обладают молекулы, в которых отсутствуют зеркально-поворотные оси симметрии Sn, что эквивалентно наличию в молекуле элементов хиральности (центра, оси, плоскости хиральности и др.). Такие зеркально-симметричные формы химических соединений называются энантиомерами. Наличие правовращающих (D) форм аминокислот в живой природе исключительно редко. Например, они входят в состав пептидогликанов бактериальных стенок очевидно в качестве защитного фактора по отношению к литическим ферментам, в своём большинстве специализирующиеся на разложении L-производных. В эмали зубов присутствуют некоторые правовращающие формы аминокислот, например аланина, по-видимому, с той же целью. Правовращающие аминокислоты входят в состав некоторых физиологически активных веществ природного происхождения и антибиотиков. Но почти все встречающиеся в природе альфа-аминокислоты кроме двууглеродного глицина имеют L-конфигурацию, и лишь L-аминокислоты включаются в состав белков, синтезируемых на рибосомах.
Включение в состав белков исключительно аминокислот L-конфигурации, а в состав ДНК и РНК - углеводов исключительно D-конфигурации является удивительнейшим явлением, свойственным всем живым существам. Данная биологическая особенность называется гомохиральностью. Эти факты удивительны потому, что, если химическая реакция приводит к образованию нового стереоцентра в молекуле, то в отсутствие стереодифференцирующих факторов продукт получается в т.н. рацемическом виде. Рацематом называется эквимолярная смесь двух энантиомеров - L и D. Рацематы не обладают оптической активностью, но отличаются по свойствам от индивидуальных энантиомеров. Это объясняется тем, что образование каждого из энантиомеров протекает через одинаковые по энергии переходные состояния. Аминокислоты, которые образовывались на предбиологической земле, имели форму рацематов, а оптическая активность появилась уже после позникновения жизни. Вот за что должны были цепляться те, которые пытались понять как возникла жизнь на Земле! А не за детские сказки про океаны бульонов.
Наличие исключительно лишь левовращающих форм аминокислот во всех живых организмах явилось результатом биохимической специфичности сценария возникновения жизни на Земле. Происхождение и назначение явления гомохиральности биохимических синтезов науке абсолютно не известны. Не известно ничего кроме наукообразного словоблудия, что давало бы хоть какую-то надежду на разрешение этого вопроса. Высказывались мысли о том, что самореплицирующиеся пептидные системы в состоянии эффективно усиливать молекулы определённого вращения в рацемической смеси, о том, что преобладание одного из стереоизомеров может возникнуть естественным образом, что существует возможность спонтанного возникновения хиральности в обычных химических реакциях, что известны пути синтеза ряда стереоизомеров, в том числе, углеводородов и аминокислот, в присутствии оптически активных катализаторов...
Всё перечисленное выглядит жалкой попыткой как-то примазаться к объяснению совершенно необъяснимого современной наукой явления. Ведь речь идёт не о возможности паллиативного истолкования феномена гомохиральности. Гомохиральность встречается не местами, она является облигатной особенностью всего живого. И будучи в здравом уме, нельзя не согласиться с тем, что попытки понять происхождение стереоспецифичности на много порядков, если так позволительно выразиться, важнее мечтаний о макромолекулах-вундеркиндах, которые сами себя вытащили из безжизненности в мир живого. Ведь трудно оспорить утверждение о том, что обоснование происхождения гомохиральности в отличие о "бульонных мечтаний" самым непосредственным образом связано с происхождением жизни на Земле. Но ответ на вопрос о стереоспецифичности самым непосредственным образом связан с биохимической историей зарождения жизни, при его решении нельзя не обращать внимание на вероятность и отделываться математическими бреднями. По этой причине деятели научно-религиозного направления в исследовании происхождения жизни на Земле этой исключительно важной темы не касаются. Эта тема не для мечтателей о чуде внезапных свершений. Эта тема очень конкретная. Ниже я объясню, каким образом на стадии, предшествовавшей возникновению жизни, возник феномен хиральности.
При решении особо трудных вопросов в науке часто предпочитают использовать метод беспорядочной научной бомбардировки терминами. При этом наивно полагают, что не исключено, что когда-то отмеченный и опубликованный вне прямой логической связи с решаемым вопросом и даже противоречащий решаемому вопросу факт случайно может оказаться актуальным и важным. И тогда сильно постаревший автор подобного бессмысленного научного вброса сможет сказать: "А я знал об этом позавчера!" На эту тему мне как-то попался комикс, выпущенный несколько десятилетий тому назад. Комикс был посвящён открытию Америки и там утверждалось, что Колумб смог доказать, что можно попасть туда, куда надо, пойдя в совершенно другом направлении. Такое в жизни случается, но исключительно редко. В вопросах, связанных с происхождением жизни на Земле, подобное совершенно исключено. Вот эта кажущаяся непреодолимой стена для реального, логически организованного объяснения феномена жизни, становится извинением для, как правило, смешных с точки зрения науки, заявлений: всё равно всё это необъяснимо, так почему бы не пофантазировать.
Появление антинаучных по существу мечтаний становится явлением всё более частым. В качестве примера подобного виртуального дефлорирования проблемы стереоспецифичности аминокислот биологического происхождения можно, например, процитировать выводы из статьи, опубликованной в приличном журнале (http://compulenta.computerra.ru/universe/SETI/10006435/): "За доминирование левовращающих аминокислот в земных организмах, возможно, отвечает круговая поляризация. Значительная круговая поляризация, обнаруженная в современных областях звездообразования, указывает на то, что хиральность аминокислот может возникнуть ещё до появления планет." Не стоит особо удивляться этому совершенно дебильному умозаключению. В науке о возникновении жизни на Земле дебилизм является тем питательным гумусом, на котором выросли практически все опубликованные на сегодняшний день гипотезы. Специально для идиотов стоит отметить, что гомохиральность встречается не местами, а повсюду в любых живых организмах. А на неживой части Земли, несмотря на круговую поляризацию, обнаруженную в современных областях звёздообразования, хиральность отсутствует.
Следующим очень важным моментом, способствовавшим разработке моей гипотезы происхождения жизни на Земле, явился тот факт, что практически для всего живого характерно использование АТФ - аденозинтрифосфорной кислоты - в качестве основного переносчика энергии. Именно АТФ обеспечивает энергией практически все биохимические процессы. По существу АТФ является одним из самых важных, если не самым важным веществом в составе живых организмов. Так, например, в организме человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ составляет менее 1 мин. Если в каждый конкретный момент в организме человека наличествует не более (по разным данным) от пары десятков до пары сотен граммов АТФ, то за день человек синтезирует количество АТФ, близкое к его весу. Если в организме человека и животного на мгновение прекратится синтез АТФ, то тутже наступит смерть. БОльшее количество АТФ в организме хранить опасно так же, как опасно хранить в больших количествах порох.
Важно понимать, что в качестве источника энергии для энергозависимых реакций Природа могла бы выбрать и иные нуклеозидтрифосфаты, имеющие такие же как в АТФ высокоэнергетические фофатные связи. В конце концов для этой цели могли бы использоваться полимеры фосфорной кислоты - неорганические пирофосфаты. Изменение свободной энергии Гиббса DG при гидролизе макроэргических связей как АТФ, так и перечисленных соединений, сопровождаемое отщеплением 1 или 2 остатков фосфорной кислоты, по различным данным составляет от 40 до 60 кДж/моль (по другим данным 12.8 ккал/моль). И АТФ, и AДФ, и неорганический пирофосфат и другие нуклеозидтрифосфаты образуют комплексы с ионами металлов. В физиологических условиях почему-то AДФ и АТФ образует комплексы с ионами магния. Почему именно, я объясню ниже.
Нет никаких сомнений, что Природа выбрала АТФ в процессе зарождения жизни в качестве общебиологической энергетической валюты. Выбрала со смыслом или случайно - не столь важно. Важно, что это произошло однократно и произошло на уровне протоклетки. Рассчитывать на то, что первое деление первоклетки произошло при отсутствие в ней достаточно развитого, пускай и примитивного метаболизма, является просто вопиющей неграмотностью, которую даже не стоит обсуждать. Это у "бульонщиков" макромолекулы питались непосредственно от солнца и разрядов молний. В химических же процессах, в которых одновременно присутствует множество реакционноспособных групп, нагрев всей колбы обычно приводит к образованию нерастворимой смолы, а в водной среде приводит к гидролизу всего, что способно присоединить воду.
Казалось бы, одним из самых удивительных веществ биологического происхождения следовало бы считать АТФ и задасться мыслью понять происхождение этого феномена всебиологического значения. Тем более, что если специально не изображать из себя умственно отсталых, то становится совершенно очевидным, что история возникновения механизмов биосинтеза АТФ, включая хронологию и феноменологию появления АТФ, связана с процессом возникновения жизни на Земле куда прочнее нежели чудо возникновения "правильных" нуклеиновых кислот. Нещадно эксплуатируемое чудо спонтанного самозарождения относится в отличие от АТФ не к начальной стадии зарождения жизни, а скорее к завершающей стадии процесса формирования живого. Учёные "бульонщики" вдруг как по команде забыли, что автомобиль останавливается, когда в баке кончается бензин, что для того, чтобы приготовить уху, необходимо прежде насобирать дрова, что ракеты спонтанно не летают, что все живые организмы без пищи (энергии) умирают...
Попытка понять историю возникновения АТФ сразу же ставит проблему возникновения жизни на деловые рельсы, поскольку требует предъявить не чудо, а конкретный механизм перманентного чудообразования. Но для этого нужно обладать каким-то конкретным сценарием происхождения жизни, чтобы определить в нём момент и историю включения АТФ в функционирование живых клеток, а не просто помечтать над этой относительно простой молекулой АТФ, в отличие от возможности более широко и качественно помечтать над сверхсложными нуклеиновыми кислотами или белками. Понятно, что можно помечтать, глядя на купленный лотерейный билет, но мечтать, глядя на доллар, который был потрачен на покупку лотерейного билета, по понятным причинам глупо, не интересно и попросту невозможно. Поэтому научно-религиозные мечтатели из разряда интересующихся происхождением жизни над АТФ не мечтают. Над АТФ в отличие от высокомолекулярных биополимеров, которые могут теоретически и то, и другое, и третье... мечтать не получится. Здесь нужно сказать конкретно, как для всего живого возник единный переносчик энергии.
В природе существует около 300 аминокислот. Не исключено, что большая часть этих аминокислот существовала на предбиологической Земле в результате химических процессов взаимодействия компонентов первичной атмосферы под влиянием электрических разрядов. Однако в белках обнаруживаются только 20 из них. Этот набор канонических аминокислот характерен для всех без исключения прокариотических и эукариотических микроорганизмов, бактерий, грибов, растений, животных, насекомых. Само по себе это обстоятельство неопровержимо свидетельствует об единой последовательности в зарождении всего живого на Земле. Несмотря на высокий уровень молекулярно-биологических исследований в наше время, нет никаких подходов к пониманию того, почему Природа выбрала именно канонические аминокислоты из огромного списка возможных вариантов. Не имея Царя в голове, невозможно даже помечтать о том, чтобы подобраться к решению этого вопроса, хотя, не ответив на этот вопрос, ответить на вопрос о том, как возникла жизнь на Земле, нельзя.
Белки, составляющие основу жизнедеятельности на всех уровнях функционирования живого, образуются только из набора канонических L-аминокислот. Какие изумительно красивые и чрезвычайно конкретные подсказки предоставила "бульонщикам" Природа: превалирующая и антагонистическая роль магния и кальция в функционировании живого, оптическая изомерия аминокислот, образующих белки живых организмов, АТФ как единый для всего живого энергетический эквивалент, канонические аминокислоты и многое другое! Но они от них гордо отвернулись, поскольку им совершенно ясно, что использование этих подсказок требует наличия специфического и конкретного сценария возникновения жизни на Земле, который невозможно намечтать и всучить не умеющим думать.
(Продолжение следует)
Часть II
Часть IV