происхождение биомембран

Обнаруженное фракционирование энантиомеров невелико, но его вполне достаточно для реализации эволюционного преимущества гомохиральности определенного типа при образовании полипептидов и полинуклеотидов. Фактором отбора энантиомеров в поверхностном слое может быть влияние собственного электрического поля тонкого поверхностного слоя в совокупности с геомагнитным полем Земли на формирование ассоциатов молекул аминокислот.

Абиогенный синтез различных биологически важных молекул в экспериментах требовал настолько различных условий, что они не могли быть реализованы одновременно. Однако все эти условия вполне могли существовать в разных местах на Земле. Химическая эволюция шла неравномерно, и необходимые для существования протоклетки соединения формировались в разных количествах – некоторые в избытке, других же было чрезвычайно мало. Однако границы раздела фаз жидкость–газ и жидкость–твердое тело обладают способностью к адсорбции веществ, т.е. к их концентрированию. На границах разделов фаз за счет адсорбции могли реализовываться условия более выгодные для образования полипептидов и нуклеиновых кислот. Существуют данные о том, что такие адсорбаты могли обладать ферментативными свойствами (например, поли-L-аланин и поли-L-лейцин катализируют окисление -ненасыщенных кетонов в соответствующие эпокси-соединения той же хиральности, что и сами полиаминокислоты).

Описанные выше свойства тонкого поверхностного слоя водной среды и механизм формирования бислойных липидных везикул с учетом адсорбции образовавшихся в разных частях планеты компонентов протоклеток на границах раздела вода–атмосфера, позволяют высказать предположение, что именно эти границы раздела были тем местом на Земле, где возникли предшественники клеток простейших организмов.

Роль мембран в эволюции предшественников клеток не сводится только к изоляции их от окружающей среды и созданию благоприятных условий для «внутриклеточных» реакций. Бислойные липидные мембраны, ограничивая диффузию включенных в них полипетидов и являясь вязкоупругой двумерной средой, могли существенно влиять на формирование функциональных ансамблей белков. Помимо статических взаимодействий макромолекул в мембранах реализуются и динамические взаимодействия, обусловленные распространением волн деформаций бислоя. Если динамические взаимодействия давали протоклеткам какое-либо эволюционное преимущество, то они могли привести к отбору протоклеток, обладавших белками, способными к значительными конформационным изменениям. Эти и другие интересные вопросы, особенно касающиеся происхождения биосинтетического аппарата, требуют специального рассмотрения.

* В процессах нерибосомального синтеза в состав пептидов могут включаться как L-, так и D-аминокислоты. Нерибосомальный синтез пептидов осуществляется сложными белковыми комплексами (матрицами), каждый из которых предназначен для синтеза одного определенного пептида. Так синтезируются, например, многие антибиотики (валиномицин, ванкомицин, грамицидин и т.п.).

11