Сколько раз можно сделать одно и то же важное открытие?
Френд послал мне заметку из СМИ с новостями о важных открытиях в области исследования происхождения жизни и попросил меня прокомментировать исходную статью. Выполняю его просьбу.
Заметка в новостях была такая:
«Ученые-химики из Исследовательского института Scripps Research в Сан-Диего (Калифорния) подтвердили недавнюю гипотезу о возникновении жизни на Земле.
Это фото содержит ответ на все вопросы касательно происхождения жизни на Земле
В ходе исследований оказалось, что существующее до возникновения жизни на Земле простое соединение диамидофосфат могло химически связать вместе строительные блоки ДНК (дезоксинуклеозиды) в нити первичной ДНК.
Соединение диамидофосфат представляет собой ион, который впервые был использован для фосфорилирования сахаров в водной среде. Диамидофосфат может образовывать соли, такие как диамидофосфат натрия или кислая фосфородиамидная кислота. Фосфородиамидная кислота может кристаллизоваться в виде тригидрата. Вероятно, это первичный реагент при появлении первых пептидов, липидов и нуклеотидов клеточных мембран - предшественников всей жизни на Земле.
Ученые описали диамидофосфат как соединение, которое могло сыграть решающую роль в происхождении жизни на Земле. Результаты исследований показывают, что ДНК и ее близкая химическая родственница - РНК - могли возникнуть вместе как продукты аналогичных химических реакций. Кроме того, вероятно, первые самовоспроизводящиеся молекулы как изначальная форма жизни на Земле состояли из соединения ДНК и РНК.»
Посмотрим теперь на основные тезисы вышеупомянутой заметки в качестве краткого введения.
1. >> подтвердили недавнюю гипотезу о возникновении жизни на Земле
Начало для подобной статьи стандартное - читатель еще не знает никаких подробностей, но уже знает вывод.
2. >> существующее до возникновения жизни на Земле простое соединение диамидофосфат могло химически связать вместе строительные блоки ДНК (дезоксинуклеозиды) в нити первичной ДНК
Вторая часть утверждения, в целом, не ложна, а вот первая - ложна. Правильнее было бы написать «существование которого до возникновения жизни на Земле постулируют авторы» или «существование которого до возникновения жизни на Земле было возможно по мнению авторов». Об этом мы поговорим ниже более подробно.
3. >> Вероятно, это первичный реагент при появлении первых пептидов, липидов и нуклеотидов клеточных мембран - предшественников всей жизни на Земле.
Да, именно это и есть главный пункт обсуждаемой статьи, но текст содержит не то смысловую ошибку, не то опечатку. «Нуклеотиды клеточных мембран» это очень странный объект; видимо, хотели сказать «первых пептидов [есть такое], нуклеотидов [которые сами по себе] и липидов клеточных мембран [слова «липидов мембран» имеют смысл]». Можно сказать, что это мелочь, и это действительно так. Но эта мелочь дает нам понять квалификацию людей, переводящих и публикующих подобное.
4. >> Результаты исследований показывают, что ДНК и ее близкая химическая родственница - РНК - могли возникнуть вместе как продукты аналогичных химических реакций. Кроме того, вероятно, первые самовоспроизводящиеся молекулы как изначальная форма жизни на Земле состояли из соединения ДНК и РНК.
В этой статье вопрос существования «химер» РНК и ДНК не поднимается. Напротив, авторы исходят их существующей гипотезы, что такие соединения существовали. Более того, они уже проделали работу по этой теме, что оправдывает их внимание к вопросу о полимеризации строительных блоков ДНК. Этот процесс для РНК, по их мнению, показан, а для ДНК он показан еще недостаточно полно, вот они этим и занимаются.
Собственно обсуждаемая работа основана на таких экспериментах: если взять миллиграммов пятнадцать сухого дезоксинуклеозида (это строительный блок ДНК), миллиграммов сто пятьдесят диамидофосфата (и еще кое-что, но не будем об этом), добавить к этому каплю-другую воды и тщательно перемешать (получается густая паста), через некоторое время в смеси появляются короткие цепочки ДНК (то, что обычно называют олигомерами, поскольку они содержат не много звеньев - это были бы полимеры, а всего несколько - «олиго»). Максимальная длина цепочки составляет 4 звена для большинства типов «кирпичиков» и 6 звеньев для тимидина. И это заметьте не в первичном океане и даже не в теплой луже, а в смеси чистых сухих исходных реагентов.
Цепочки образуются, по всей вероятности, потому, что дезоксинуклеозиды сначала реагируют с диамидофосфатом, в результате чего образуются активированные дезоксинуклеозиды, которые могут самопроизвольно реагировать с другими дезоксинуклеозидами. О необходимости предварительной активации нуклеозидов и аминокислот (строительных блоков нуклеиновых кислот и белков) было уже сказано в моих заметках на эту тему. Повторю вкратце - обычные строительные блоки не могут самопроизвольно реагировать друг с другом, образуя полимеры (т.е. нуклеиновые кислоты и белки); эта реакция протекает в другом направлении - цепочки в воде распадаются на исходные блоки. По этой причине активация строительных блоков биополимеров была и останется актуальной темой исследований в области абиогенеза. Обычно такие эксперименты основаны на использовании активирующего реагента (другой термин для него - конденсирующий агент; здесь это был диамидофосфат) и использовании достаточно безводной среды (здесь вода была, но ее было мало).
В общем, эта работа довольно обычная в своем ряду. Я, разумеется, понимаю, что каждая из них «подтверждает вечно-живую гипотезу о возникновении жизни на Земле». Вечно интересной частью тут было предложение нового активирующего реагента, поэтому интересно посмотреть на предыдущую статью этой группы, в которой рассматривается вероятность возникновения диамидофосфата в условиях первичной Земли и его участия в предбиологических процессах.
Три способа образования диамидофосфата в условиях первичной Земли было предложено авторами. Один, разумеется, основан на вулканической активности. Другой - на действии ультрафиолетовой радиации. Третий - на химической реакции с минералом, который встречается в железно-никелевых метеоритах, а на Земле в единственном месте где-то на острове около Гренландии. Моделирование этих процессов, как обычно, включало использование невероятно высоких концентраций исходных веществ. Так в экспериментах с ультрафиолетом 10%-ную фосфорную кислоту и 25%-ный аммиак облучали две недели; при этом одна сотая исходной фосфорной кислоты превратилась в диамидофосфат.
Оценки авторов (которые не приводятся в деталях, так что проверить их возможности нет) таковы - все три способа могут привести к образованию от 10^15 до 10^19 молей (около 10^14 - 10^18 кг) амидофосфатов за миллиард лет. При этом ничего не говорится об их стационарной концентрации, зависящей от скорости и образования, и распада. А распад диамидофосфата в воде достаточно быстрый; за три часа в воде при нейтральной кислотности распадается половина; распад замедляется в сильно щелочной среде, но она неблагоприятна для других желаемых процессов.
Обычно в таких ситуациях заступает на трудовую вахту волшебный лаборант-химик, который немедленно удаляет нужный продукт из реакционной смеси и очищает и кристаллизует его для последующего использования в безводных или маловодных средах при образовании предбиологических полимеров из очищенных сухих веществ-кирпичиков.
В общем, исходная статья , которую меня попросили прочитать, это обычная статья по теме абиогенеза, в которой предлагается еще одна реакция, приводящая в геохимически-маловероятных условиях к образованию очень коротких цепочек ДНК. Новизна этой серии статей состоит в гипотезе о новом предбиологическом конденсирующем агенте - диамидофосфате, который, однако, не лучше, чем многие подобные агенты, предложенные ранее исследователями проблемы абиогенеза. Примечательно то, что каждая из них подтверждает вечно-живое учение.* Я, разумеется, имею в виду геккелизм.
Вечно живой Геккель шлет всем коммунистический привет
*Сегодня, кстати, дата советского праздника, который был впоследствии заменен на 22 апреля. Так что для нас, ветеранов советской жизни, идея вечно живого учения очень даже понятна, хотя далеко не всем из нас близка.
Заметка в новостях была такая:
«Ученые-химики из Исследовательского института Scripps Research в Сан-Диего (Калифорния) подтвердили недавнюю гипотезу о возникновении жизни на Земле.
Это фото содержит ответ на все вопросы касательно происхождения жизни на Земле
В ходе исследований оказалось, что существующее до возникновения жизни на Земле простое соединение диамидофосфат могло химически связать вместе строительные блоки ДНК (дезоксинуклеозиды) в нити первичной ДНК.
Соединение диамидофосфат представляет собой ион, который впервые был использован для фосфорилирования сахаров в водной среде. Диамидофосфат может образовывать соли, такие как диамидофосфат натрия или кислая фосфородиамидная кислота. Фосфородиамидная кислота может кристаллизоваться в виде тригидрата. Вероятно, это первичный реагент при появлении первых пептидов, липидов и нуклеотидов клеточных мембран - предшественников всей жизни на Земле.
Ученые описали диамидофосфат как соединение, которое могло сыграть решающую роль в происхождении жизни на Земле. Результаты исследований показывают, что ДНК и ее близкая химическая родственница - РНК - могли возникнуть вместе как продукты аналогичных химических реакций. Кроме того, вероятно, первые самовоспроизводящиеся молекулы как изначальная форма жизни на Земле состояли из соединения ДНК и РНК.»
Посмотрим теперь на основные тезисы вышеупомянутой заметки в качестве краткого введения.
1. >> подтвердили недавнюю гипотезу о возникновении жизни на Земле
Начало для подобной статьи стандартное - читатель еще не знает никаких подробностей, но уже знает вывод.
2. >> существующее до возникновения жизни на Земле простое соединение диамидофосфат могло химически связать вместе строительные блоки ДНК (дезоксинуклеозиды) в нити первичной ДНК
Вторая часть утверждения, в целом, не ложна, а вот первая - ложна. Правильнее было бы написать «существование которого до возникновения жизни на Земле постулируют авторы» или «существование которого до возникновения жизни на Земле было возможно по мнению авторов». Об этом мы поговорим ниже более подробно.
3. >> Вероятно, это первичный реагент при появлении первых пептидов, липидов и нуклеотидов клеточных мембран - предшественников всей жизни на Земле.
Да, именно это и есть главный пункт обсуждаемой статьи, но текст содержит не то смысловую ошибку, не то опечатку. «Нуклеотиды клеточных мембран» это очень странный объект; видимо, хотели сказать «первых пептидов [есть такое], нуклеотидов [которые сами по себе] и липидов клеточных мембран [слова «липидов мембран» имеют смысл]». Можно сказать, что это мелочь, и это действительно так. Но эта мелочь дает нам понять квалификацию людей, переводящих и публикующих подобное.
4. >> Результаты исследований показывают, что ДНК и ее близкая химическая родственница - РНК - могли возникнуть вместе как продукты аналогичных химических реакций. Кроме того, вероятно, первые самовоспроизводящиеся молекулы как изначальная форма жизни на Земле состояли из соединения ДНК и РНК.
В этой статье вопрос существования «химер» РНК и ДНК не поднимается. Напротив, авторы исходят их существующей гипотезы, что такие соединения существовали. Более того, они уже проделали работу по этой теме, что оправдывает их внимание к вопросу о полимеризации строительных блоков ДНК. Этот процесс для РНК, по их мнению, показан, а для ДНК он показан еще недостаточно полно, вот они этим и занимаются.
Собственно обсуждаемая работа основана на таких экспериментах: если взять миллиграммов пятнадцать сухого дезоксинуклеозида (это строительный блок ДНК), миллиграммов сто пятьдесят диамидофосфата (и еще кое-что, но не будем об этом), добавить к этому каплю-другую воды и тщательно перемешать (получается густая паста), через некоторое время в смеси появляются короткие цепочки ДНК (то, что обычно называют олигомерами, поскольку они содержат не много звеньев - это были бы полимеры, а всего несколько - «олиго»). Максимальная длина цепочки составляет 4 звена для большинства типов «кирпичиков» и 6 звеньев для тимидина. И это заметьте не в первичном океане и даже не в теплой луже, а в смеси чистых сухих исходных реагентов.
Цепочки образуются, по всей вероятности, потому, что дезоксинуклеозиды сначала реагируют с диамидофосфатом, в результате чего образуются активированные дезоксинуклеозиды, которые могут самопроизвольно реагировать с другими дезоксинуклеозидами. О необходимости предварительной активации нуклеозидов и аминокислот (строительных блоков нуклеиновых кислот и белков) было уже сказано в моих заметках на эту тему. Повторю вкратце - обычные строительные блоки не могут самопроизвольно реагировать друг с другом, образуя полимеры (т.е. нуклеиновые кислоты и белки); эта реакция протекает в другом направлении - цепочки в воде распадаются на исходные блоки. По этой причине активация строительных блоков биополимеров была и останется актуальной темой исследований в области абиогенеза. Обычно такие эксперименты основаны на использовании активирующего реагента (другой термин для него - конденсирующий агент; здесь это был диамидофосфат) и использовании достаточно безводной среды (здесь вода была, но ее было мало).
В общем, эта работа довольно обычная в своем ряду. Я, разумеется, понимаю, что каждая из них «подтверждает вечно-живую гипотезу о возникновении жизни на Земле». Вечно интересной частью тут было предложение нового активирующего реагента, поэтому интересно посмотреть на предыдущую статью этой группы, в которой рассматривается вероятность возникновения диамидофосфата в условиях первичной Земли и его участия в предбиологических процессах.
Три способа образования диамидофосфата в условиях первичной Земли было предложено авторами. Один, разумеется, основан на вулканической активности. Другой - на действии ультрафиолетовой радиации. Третий - на химической реакции с минералом, который встречается в железно-никелевых метеоритах, а на Земле в единственном месте где-то на острове около Гренландии. Моделирование этих процессов, как обычно, включало использование невероятно высоких концентраций исходных веществ. Так в экспериментах с ультрафиолетом 10%-ную фосфорную кислоту и 25%-ный аммиак облучали две недели; при этом одна сотая исходной фосфорной кислоты превратилась в диамидофосфат.
Оценки авторов (которые не приводятся в деталях, так что проверить их возможности нет) таковы - все три способа могут привести к образованию от 10^15 до 10^19 молей (около 10^14 - 10^18 кг) амидофосфатов за миллиард лет. При этом ничего не говорится об их стационарной концентрации, зависящей от скорости и образования, и распада. А распад диамидофосфата в воде достаточно быстрый; за три часа в воде при нейтральной кислотности распадается половина; распад замедляется в сильно щелочной среде, но она неблагоприятна для других желаемых процессов.
Обычно в таких ситуациях заступает на трудовую вахту волшебный лаборант-химик, который немедленно удаляет нужный продукт из реакционной смеси и очищает и кристаллизует его для последующего использования в безводных или маловодных средах при образовании предбиологических полимеров из очищенных сухих веществ-кирпичиков.
В общем, исходная статья , которую меня попросили прочитать, это обычная статья по теме абиогенеза, в которой предлагается еще одна реакция, приводящая в геохимически-маловероятных условиях к образованию очень коротких цепочек ДНК. Новизна этой серии статей состоит в гипотезе о новом предбиологическом конденсирующем агенте - диамидофосфате, который, однако, не лучше, чем многие подобные агенты, предложенные ранее исследователями проблемы абиогенеза. Примечательно то, что каждая из них подтверждает вечно-живое учение.* Я, разумеется, имею в виду геккелизм.
Вечно живой Геккель шлет всем коммунистический привет
*Сегодня, кстати, дата советского праздника, который был впоследствии заменен на 22 апреля. Так что для нас, ветеранов советской жизни, идея вечно живого учения очень даже понятна, хотя далеко не всем из нас близка.