20_КСЕ_Происхождение жизни

Гипотеза Опарина и Холдейна:

ультрафиолетовое излучение Солнца, электрические разряды (молнии) инициировали в атмосфере юной

Земли химические реакции образования циановодорода и формальдегида, из которых Природа осуществила синтез весьма простых по строению органических соединений

CH2O + HCN + NH3 → NH2-CH2-CN + H2O

NH2-CH2-CN + 2H2O → NH3 + NH2-CH2-COOH

аминоуксусная кислота (глицин)

13.11.12

Е.Цупак

21

Харольд К. Юри

Стенли Миллер

Эту идею проверили Стенли Миллер (1953) и американский биохимик Гарольда К. Юри (Нобелевская

премия 1934). Результат положительный

13.11.12

Е.Цупак

22

Х.Юри, С.Миллер

1953 г.

Моделирование

абиогенного

синтеза

органических веществ из

аммиака, водорода,

метана и воды действием электрических разрядов

13.11.12	Е.Цупак	23
http://homepages.ihug.com.au/~panopus/abiotic.htm

В опытах Юри-Миллера пропускание электрических разрядов через смесь газов, привело к превращению 10-15% углерода исходного метана в различные органические соединения.

2% Метана превратились в аминокислоты, включая 13 из 22, входящих в состав белков в живых клетках*. Больше всего образовалось аминоуксусной кислоты - глицина. Наблюдалось также возникновение сахаров, жиров.

*Аминокислоты в опытах Юри-Миллера были оптически недеятельны, т.к. представляли собой рацемические смеси.

13.11.12

Е.Цупак

24

Перечень соединений, которые были удалось выделить и идентифицировать С.Миллеру:

Карбоновые кислоты: муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная. изомасляная, гликолевая,

молочная, янтарная

Основания нуклеиновых кислот: аденин, гуанин, ксантин, гипоксантин, цитозин, урацил

N	N	H2N	N	N	N	O	N	O
	H			H			H
					H

Аминокислоты: глицин, аланин, α-аминомаслянаяOH

H2N

OH

H2N

OH

H2N

OH

H2N

кислота

,

валин, лейцин

, изолейцин

,

аминоянтарнаяC H

C H

C H

C H

,серин,

(аспарагиноваяR

) кислотаR

, глутаминоваяR

O

O

O

O

R

треонин

http://www.vobs.at/bio/evolution/e05-millerurey.htm

13.11.12

Е.Цупак

25

Х. Оро осуществил синтез значительных количеств аденина в результате воздействия ультрафиолетовым облучением на циановодород, справедливо предположив, что 5 молекул HCN могут соединиться нужным

5HCN	УФ
13.11.12	Е.Цупак

Хуан Оро

C H N 26 26

С. Поннамперума синтезировал пурины, но и получить из них аденозинтрифосфорную кислоту

(АТФ) - основную форму накопления энергии в живых организмах.

Сирил Поннамперума

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/f/f5/	Е.Цупак	http://www.rootsweb.com/~lkawgw/	27
ATP.png13.11.12		cyrilp.htm

Коацерваты

капли или слои с большей концентрацией коллоида (растворенного вещества), чем в остальной части раствора того же химического состава

13.11.12

Е.Цупак

28

Возникновение пробионтов

Гидрофобные части ориентировались внутрь. В результате
поверхность коацервата приобретала определенную структуру и
становилась полупроницаемой – свойство мембраны живой
клетки. Эти частицы – пробионты (способные использовать из
окружающей среды вещества, энергию - за счёт этого расти и
подвергаться естественному отбору)	Е.Цупак	29
13.11.12

Формирование мембран (самоорганизация)

гидрофильная часть

гидрофобная часть

гидрофобные части ориентировались внутрь. В результате поверхность коацервата приобретала определенную структуру и становилась полупроницаемой – свойство мембраны живой клетки

13.11.12

Е.Цупак

30