49.Развитие представлений о происхождении возн-ния жизни на Земле. Необход-е условия возн-я жизни.

Им огр мировозренч и методолиг-е знач. Согласно взг-ам Вернадского возн-е жиз – закономер рез-т разв всех ф. дв-я материи. В историч плане: 1) субстрат подход, жизнь опр-ся ч\з стр-ру субстрата – важ соед-е белков, нукл к-т, фосфор-орг соед (богаты энерг). 2) функционал подход, жизн опр-ся ч\з ее функц опр-е – живые с-мы опр-ся как открыт с-мы кот обмен-ся с окр ср в-вом, Б, инф.

3) соврем 1)+2). => - жив орг-мы сущ-щие на земле пр-ют соб откр самоорган-ся и саморег-ся с-мы, веществ основу кот сост Б, нукл к, фосфоорг соед-я. М. выд-ть 4 подхода: 1) креацилистические согл-но религ пр-ям воз-е ж – это рез-т деят-ти творца. Все жив сущ-ва сотвор богом. Эв разв-сь по з-нам пр\ды. Бутдисткие вар-ант: жизнь была создана миров разумом. 2)о самопроизвольном зарожд жизни=> гип-а самопроиз зарожд жизни – альтернат-ва 1). Шир распр в др Китае, Египте. Основ разв получ в 16в – счит-сь, что м. происх-ть самопр зарожд орг-ов. (рыбы из чел,червь из почвы). Гарвей, Парацельс, Гетте, Декарт. Их авторитет во мн опр-т то что идея спонтанного зарожд-я просущ-ла долго. Самозарожд-е жив орг-в невозможно. 3)гипотеза о панспермии о возм-ти переноса жизни в косм пр-ве с 1-го косм тела на др. В узс смысле: о занесении жизни на З. из косм. Эти представл 1865 – Рихорд, Аррениус. Зарожд жизни орг м. попасть вместе с метеоритами и космич пыли положило нач эВ проц. Невозможно. Но эта гипотеза не дает реш-я проблемы возник жизни. Напр-я панспермии: Оргел: наша планета была заселена зар-шами жизни, пр-лями тех планет с высокой орг-цией. 4) эв г-за происх-я живого из неживиго. По своему происх-ю жизнь материальна, т.е. она возн-ла ест путем на основ-ии общ законов природы.=> соврем мн-во галактик берут свое нач от небольш по размерам матер с-мы – колосальн пл-стью и была построена из предшеств-ов электронов, протонов и нейтрон – элементар частицы: кварки и лептоны. Эта материал с-а облад t около млрд градусов. – распалась из-за нар-я гравитац уст-ти. Этот большой взрыв 15-20 млрд лет назад . Стали образ-ся ядра осн хим элементов. Проц образ атом ядер – нуклеосинтез. В основе вселен лежит Н. Она на 99% сост из Н и Н2. нач стадия – нуклеосинтез перех-т в проц обр-я простых соед-ий. Нуклеосинтез – атомы – простые мол-лы – слож мол-лы – организов с-мы. Всел образ 10-15 лет назад. Земля им холл происх-е – Шмидт. З. образ-сь из протопланетарного облака , это облако сост из газа, пыли и более круп частиц. Больш роль в разв пр-ий о возник жизни Д.: все живое – продукт разв жизни на основе ее саморазвит, саморазв в рез-те противоречий. Жизнь м. возн-ть: Н. был целый компл усл: 1 ) наличие опр хим эл-ов – хим эВ происх на основе 21 эл-та, из них наиб важн 6: С,О2,Н2,N,Р,S. Жизнь возн-ла на основе С. Возник-е жизни это закономер рез-т хим эВ соед-я С. С облад-ет уник св-ми: СП-бен обр-ть соед-я с сопряж св. С чередованием дв и одинар св, это дает мол-лам особые св-ва: увелич хим акт-ть и стабмл-ть. В хим отнош-ии С наиб слож эл-т. Облад наивысш пот-алом хим разв. 2) налич внеш ист-ками энерг: УФ, Эл разряды, ударные волны. 3) оте-е своб О2, в прис О2 наиб вероят стан-ся пр-сы распада мол, а не их синетз. 4) вывод синтез-хся соед-й из зоны обр-я – это необх т.к. равновесие р-ции сдвинуто в сторону распоз, а не синтеза орг соед. 5) возник-е самовоспр-хся с-м 6) возник-е ген кода 7) появл-е ко-ферментов, катализ небелков пр\ды –>субстратспецифич ферментов – СП-али биоген синтезам. 8)возн-е мембр стр-р

50-51. Основные этапы биопоэза(Хим.и биол эв-ции)

1.абиогеннное (хим) образ-е биол мономеров. Согл дан космологии возраст З. 4,6 млрд лет. Жизнь возникла 3,8-4 млрд л.н. Атм. З в нач период носила восстан-й хар-р – не им своб О2, сод-ла Н2 и его производ (СН4, пары воды, окись СО2)М\у ними разл р-ции –цианистый Н2, формальдегид, мурав к-та , дан р-ции –в ходе хим эВ возник такие мономеры как а\к-ты и нуклеотиды. Юрии, Миллер: синтез орг соед шел преим-но на З. Бернар: синтез происх в осн в космосе. 2. обр-е биол полимеров биополимеры обнар-ны в нек-х метеоритах, вх в гр хондритов (вферич обр-я) – пурины, пиримидины, парфирин, а\к-ты. Метеориты – осколки астероидов=>биоргономеры были синтез-ны в усл ран-х этапов эВ нашей планет с-мы. Обр-ся биомок-ры м. ассоц-ть, м. соед-ся в дальн-м. (2 а\к-ты м. соед-ся пептид св)= > происх-ло обр-е биополимеров, шло формир-е примит-х полипиптидов, полинуклеотидов, полисахар-ов. Л.– > все эти соед-я конц-сь в первобыт океане. Некотор-е обр-ся полипеит м. обладпть каталитич актив-ью. Но полипептиды не облад СП-ью к самовоспр-ю. Нукл к-ты в отл от Б, СП-бны к репликации. Были откр нов f-ная РНК –>оч шир РНК. 1982 – Чек открыл рибозимы – мол-лы РНК кот облад-ют F актив-ью. У некотор РНК каталит акт-ть по своей эф-ти = как у Б ферментов. => РНК облад-ет разл f хранения ген инф – у РНК сод-х вирусов, передача инф - м-РНК, структ f – р-РНК, некотор РНК обл каталич акт-ью=> мол-ла РНК были 1-ыми биополимерами, а ДНК возн-ло на более позднем этапе эВ. В ходе дан. эв. В рез-те хим отб возникли слож высокополимерн м-лы, они явились осн-й для ф-е 1ых самоорг-хся с-м – пробионты (предшеств первич живых орг-ов.) возникли в рез-те предбиол отб. 3. преоблад эВ Разл учения выдвигают разн с-мы самоорг. Опарин: коацерватные капли им неодин внутр стр-ры, отл-ли уст обмен. С окр внеш ср м. ассим-ть в-ва из окр ср, м. синтез-ть из них нов соед-я. Разл коац капли отл-сь по Ур-ню о.в.= > создали усл для действ предбиол отб. Предбиол отб подверг-сь не отд белк фер, не отд полинукл-ды, а пробионты и 1ые жив орг-змы.=> не части опр-ли целое, а целлон в своем разв опр-ло эВ частей. Фокс: протегеноидные микросферы – это неб сферич капельки 2мкн, внутри нихнах-ся в-ва белков пр\ды и они были окружены двойным слоем фосфолипидов. Сод-ли мембр кот ограни-ла их от окр ср. Различ в обм м\сфер прив-ли к действ предбиол отб. Энгель: гиперцикл. Автокаталитич цикл. Гиперцикл 1го пор-ка – 1автокат. цикл замык-ся и прив-т к тоиу что обр-ся 2 автока цикла и т.д. > знач-е для эВ – гиперцикл 2го пор. Носитель инф ….. обеспеч-ет собствен воспри образ белк ферм …приводит к тому что обр-ся ……… По мнен Энгеля возн-е гиперциклов обуслов-но тем что н. к-ты необх-ы для реализ-ии проц самоорг-ции в ф. матрич синтеза. Роль автокаталит ф-ра . ……….. Эти гиперц м. обеспеч отб макром-л необх-ые для возник-я живых систем. 4. появл-е 1 жив-х орг-ов. Появл-е 1 жив орг-ов положило нач биол эВ. С т.зр проц глоб разв – возник-е жизни – закон рез-т хим эВ углеродист-х соед. Некотор ученые: жизнь – незакономер обуслов явл-е, а счастливая случ-ть (Моно). Винер, Эшби, Бир ЭВ на основе случ-ти возн-ла бы долго.Возник жизни за 3,8-4 млрд лет невозможно. Уголев: биол или модульн принцып орг-ции биополимеров. Слож мол возникли за счет объед-я первич мол, кот обл-ли опр функцию – основы для образ-я более слож мол.

Биол. эв-ции История З подразд-ся на кр вр промеж-ки – геол эры. 1. архейская, 2 протерозойская, 3. Палеозойская, 4. мезозойская, 5. Кайнозойская – все дел-ся на периоды: 3 дел-ся: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон, Пермь; 4 дел : триас, юра, мел; 5 дел: палеоген, неоген, антропоген. Палеоген дел на 3 эпохи: палеоцен,эоцен,олигоцен. Антропоген дел: плейстоцен, голоцен. Археозой+протерозой=криптозой > 3,4 млрд (период скрытой жизни) Палеозой + мезозой+кайнозой=фанерозой Как шла эВ. Прокариоты – орг-мы не им ядро-ок 4млрд л.н. Сущ-ли в восстан-ой ср и были гетеротрофами и исп-ли гот орг в-ва первобыт ареал. Анаэробы. Пост-но Арх эра - кол-во орг в-в в первобыт океане уменьш. Появ-сь автотроф орг-мы – синтез орг в-в из неорг, исп-ли энерг хим св или солн энерг=>возник хемосинт, возник ФОС. 1ые фотосинтет орг-ы 3-3,5млрд л. н. – анаэроб бактер, предшествен-и соврем фотосинт бакт. Возн ФОС – круп ароморф в разв жизни на З. (возн-е аэроб дых, появл многокл, возник эукар орг-ов). В ходе дальнейш эВ – возн-е низш ф. ж и р – они возникли не менее 650 млн л.н. Соврем в.ж. – Кайнозой. Дальнейш эВ – возник чел общ-ва. Вид гомосапиенс -40-50 т.л.н. 1н\ц архебакт (1977г), 2 н\ц эубакт, 3 н\ц эукариоты. Архебакт обит-ют в бескислород илах в конц р-рах солей в горяч вулкан источ, кот преобладали на ранних стадиях усл жизни на З. С этим открыт-ем стало ясно, что на Ур-не прокар Кл им-ся 2 ф. Жизни=> архебакт – самост эВ лин, но им общ с эубакт предка – прогенот. В отн происх эукар им-ся 2 т.зр.: 1. возник-ли в проц длительн прогресс эв из прокар кл. 2. симбиотич т.зр. – из прим кл предш-в возникло неск-ко типов гетеротроф и автотроф прокар кл, кот вступили в симбиоз.

Пр-я о предопред-сти возн-я жизни – Стейнман, Кельон. Б\х предопред-е – хим предраспол-сти метаб-ов к опр хим реакц к обр-ю опр полимеров. В абиоген синтезах обр-ся те же соед-я еот вх-т в состав живых огр-ов. Эти пр-я получ-ли разв в виде антропного принципа – возн-е жизни и возник чел возможно только в эВ, т.е. нестационар-вселен. Если бы зак-сти эВ вселен и физ фундум-м const хотя бы незнач-но отл-сь от сущ-х, то у вселен были бы др фундам св-ва. Фундам const= мировые const – const+ планет , гравитац const, отн-е массы е к массе протона. Если бы масса е была бы в 3р меньше, то вр сущ-я нейтральн атома Н – неск-ко дней => галактики и звезды сост-ли бы из нейтронов => разнообр-я атомов и мол-л не была бы. В ? о происх-ии жизни нерешен ? о возн-ии хиральной частоты. Встр-ся Л-а\к-ты и Д-сахара –> в жив орг-ах. В нежив пр\де набл-ся явл-е – рацемации – зеркальн симметрии. В нежив пр\де равное соотн-е лев и прав изомеров а\к-т и сахаров. В лаб усл – в рав-х мол-ах обр-ся ровное кол-во лев и прав ф. Хиральность необ-ма для возн-я полимеров. Т.к. рацинич полинукл-з не СП-бен самовоспр-водству.

54. Г-за гориз переноса генов.

В пр-ссе эв происх передача ген инф от родит к потомкам.

В эв важное знач им не вертик, а гориз передача от 1 таксона к др. Им. эта передача прив-т к сольтац измен нов гр орг-ов. Этот пр-сс осущ-ся путем передачи блоков генов от прокар и вирусов к эукар. Ест отб – второст роль. Отбор –лишь дорабатывает случайно возник-е адаптации. Реже происх на ур-не эук, т.к. у них пол.кл-ки обос-ны от соматич. М. происх-ть и среди них и возможно ч\з фаги, вир, плазмиды и с помощью моб ген эл-та. Легче перенести отд гены от эук к бакт, чем наоборот.