Протобионты!Кто это? Что это?

"Протобионт" - термин, принятый для обозначения промежуточного звена в процессе возникновения жизни, находящегося между эволюционирующими химическими соединениями с одной стороны и явно биологическими формами, имеющими генетический аппарат и подвергающимися дарвиновскому отбору, - с другой. На стадии образования этого продукта уже появились некоторые биологические признаки, в то время как другие находились в состоянии развития.

Опарин с сотрудниками предложил в качестве модели протоклеток коацерватные капли, построенные из смесей коллоидных частиц. В роли этих частиц могут выступать длинные, в значительной степени неспецифичные макромолекулы, связывающие молекулы воды и при подходящих значениях рН, концентрации соли и температуры объединяющиеся друг с другом с образованием коацерватных структур, по размерам напоминающих клетки. Смеси, в которых образуются коацерваты, легко получить в лаборатории, например, смешивая разбавленные растворы желатины (белок) и гуммиарабика (полисахарид). Раствор остается прозрачным, если его не подкислять; при подкислении же осаждаются частицы коацервата, т. е. для того, чтобы желатина и гуммиарабик вступили во взаимодействие и образовали структуры клеточных размеров, необходимо низкое значение рН.

Коацерваты можно также получить из полиадениловой кислоты (полинуклеотида) и гистона (белка). Аналогичным образом взаимодействуют и многие другие полимерные молекулы, хотя в каждом конкретном случае для образования коацерватов требуются определенные внешние условия.

Модельные системы чрезвычайно полезны, поскольку они позволяют изучать протекание специфических синтетических и биохимических реакций в системах клеточных размеров, отделенных от внешней среды, в которых локальные условия могут сильно отличаться от условий внешней среды. Например, как показал Опарин, коацерваты, состоящие из рибонуклеиновой кислоты и гистона, при добавлении полинуклеотидфосфорилазы в присутствии адепозиндифосфата синтезируют полинуклеотид - полиадеииловую кислоту. Этот процесс идет и без коацерватов, но существенно то, что в присутствии достаточного количества гистона коацерваты увеличиваются в объеме и, возможно, механическим путем делятся надвое.

Для экстраполяции к условиям еще безжизненного "маленького теплого водоема" необходимо накопление случайно образовавшихся полимеров, способных объединяться в подобные структуры. Среди множества коацерватов, состоящих из хаотически синтезированных полимеров, те, которые были способны медленно синтезировать дополнительные количества сходных полимеров, могли расти и подвергаться отбору длительное время. В конце концов последовательные этапы отбора могли привести к развитию обмена веществ и наследственности.

Минусы теории: Для приготовления коацерватов в лаборатории требуются очень высокие концентрации полимеров. Но в первобытных водоемах присутствовал весьма разбавленный бульон, содержащий небольшие органические соединения.

Вполне вероятно, что многочисленные неглубокие водоемы, разбросанные между крупными вулканами, интенсивно испарялись. При этом удалялась вода и летучие органические соединения типа формальдегида и синильной кислоты и образовывался действительно более концентрированный бульон. Иногда в водоемах до следующего дождя оставались только влажная глина и ил. Несомненно, это и могло, и должно было происходить, но этот процесс еще не проанализирован достаточно подробно.

В водоемах присутствовали также соли, типа хлористого натрия. Хотя в первобытных водоемах содержалось гораздо меньше солей, чем в современном океане, количество их молекул все же далеко превосходило количество молекул органических веществ. Отношение количеств молекул соли и аминокислот было приблизительно 10 000 : 1. Помня, что мы должны прийти к синтезу нерегулярных молекул белка, представим себе случайные столкновения молекул аминокислот друг с другом. Трудность состоит в том, что молекула аминокислоты будет сталкиваться с молекулами соли в 10 000 раз чаще, чем с молекулами другой аминокислоты! В данном примере не учитывается также тот факт, что аминокислоты - не единственное подмножество общего набора нелетучих органических соединений в высыхающем водоеме. Следовательно, аминокислоты могли сталкиваться и реагировать с другими молекулами органических соединений и с молекулами солей значительно чаще, чем с молекулами других аминокислот. К тому же по мере испарения под действием ультрафиолетового излучения Солнца быстро разрушалось все, что бы ни сконцентрировалось. В особых условиях, в лаборатории, концентрирование действительно происходит, но образование коацерватов в реальном мире - совсем другое дело.