Вход на сайт

Облако тегов

Синтетическая связь, возникновение и самовосстановление в сети пребиотической химии (В поисках происхождения жизни)

Аватар пользователя Bzz
Компьютерное моделирование сети вероятных пребиотических реакций. Светло-синие - абиотические молекулы; темно-синие - обнаруженные новые пути синтеза мочевой и лимоной кислот; красные - биотические молекулы

МОСКВА, 24 сен — РИА Новости: Польские ученые создали компьютерную программу, которая выдает все варианты химических реакций между заданными веществами. Заложив в нее шесть простейших молекул, авторы уже среди продуктов третьего этапа взаимодействий получили первые аминокислоты и другие сложные биохимические соединения, составляющие основу жизни. Описание приведено в журнале Science.

Главный вопрос пребиотической химии всегда заключался в том, чтобы понять, какие химические реакции привели к возникновению жизни на Земле. Несмотря на то, что наука за последние годы значительно продвинулась в области органического синтеза, для понимания, как говорят химики, всего пребиотического ландшафта нужно учесть огромное количество повторяющихся химических реакций с последовательным образованием все более сложных продуктов.

Теперь это стало возможным с новой программой Allchemy, способной отображать пребиотический синтез сложных биохимических соединений из простейших предшественников.

В качестве примера авторы взяли шесть веществ-субстратов, которые гарантированно присутствовали на ранней Земле — воду H2O, азот N2, сероводород H2S, метан CH4, аммиак NH3 и цианид HCN. Для расчета реакций ученые использовали проверенные химические механизмы, реализуемые в тех условиях, которые существовали на Земле, когда на ней зарождалась жизнь.

Расчеты выполнили сначала для шести субстратов, взаимодействующих между собой, а затем последовательно — для каждого поколения их продуктов. Это позволило построить полную сеть возможных пребиотических химических реакций.

Моделирование показало, что на первом этапе синтеза из шести исходных соединений произошли десять новых, но все они были абиотические, то есть не имеющие отношения к живым системам. Однако уже на втором этапе появилась первая простейшая аминокислота — глицин.На пятом этапе число синтезированных молекул достигло десяти тысяч. Большая часть этих новых веществ — абиотические, но есть среди них и сложные биотические молекулы, которые более гидрофильны, более термодинамически стабильны и более сбалансированы с точки зрения донорных и акцепторных водородных связей, а значит — синтезируются в более узком диапазоне условий.

Авторы отмечают, что программа не только выдала все известные биотические соединения, получаемые при синтезе заданных предшественников, но и показала ранее неизвестные маршруты пребиотического синтеза многих органических соединений — ацетальдегида, диглицина, яблочной, фумаровой, лимонной и мочевой кислот. Все эти маршруты исследователи подтвердили экспериментально.

Алгоритм позволил выявить даже целую реакционную систему, ранее неизвестную химикам — саморегенерирующийся цикл иминодиуксусной кислоты, а также определил три основных пути пребиотического синтеза: через возникновение соединений, которые на следующем этапе выполняют роль катализаторов; функциональные химические системы и циклы самовосстановления; и образование поверхностно-активных примитивных биомолекул.

Программа Allchemy находится в открытом доступе.

Авторство: 
Копия чужих материалов
Комментарий автора: 

Не мог не поменять откровенно желтушный заголовок РИА Новости на оригинальный.

Над, в общем-то, интересной темой.

Комментарии

Аватар пользователя Скиталец
Скиталец
(4 года 12 месяцев)

Опарин об этом ещё в 1924 году писал.

Аватар пользователя Bzz
Bzz
(3 года 12 месяцев)

Прикольно. Не найдется ли цитаты и/или ссылки на источник?

Аватар пользователя Скиталец
Скиталец
(4 года 12 месяцев)

Где-то была книга, уж и не упомню А пока вот http://рустрана.рф/4512/Teoriya-Oparina, вот http://doklad-referat.ru/Теория_происхождения_жизни_на_земле_а._и._опарина, и вот https://www.sites.google.com/site/biologiasch88/evolucia-proishozdenie-z....

P.S. По прежнему осталась "болячка" АШ - не распознаёт сайты, написанные кириллицей. Придётся копировать в браузер.

Аватар пользователя Bzz
Bzz
(3 года 12 месяцев)

Спасибо, полистаю на досуге.

Аватар пользователя Скиталец
Скиталец
(4 года 12 месяцев)
Аватар пользователя micro
micro
(4 года 1 неделя)

Фигня. Опарин был оригинален, но к сожалению его теория тупиковая. 

Вообще, польские учёные молодцы, но они опять наступают на грабли на которые уже наступали и другие. Они, пусть и на более высоком уровне, опять идут по тому же тупиковому пути Опарина, всё пытаясь найти возможности синтеза органики из неорганики и построения из неё какой то сложности - предвестника жизни.

Нужно искать не возможности образования органических веществ, а возможности зарождения жизни в химических реакциях. Усложнение этих реакций рано или поздно вовлечёт в этот процесс преобразование и органических соединений. По сути - "жизнь, как принцип, появится раньше, чем появятся живые организмы".

Это не мои мысли и они не так новы. Это всё уже хорошо известно последние лет 40. Чем читать Опарина (конечно, тоже небезынтересно, у меня его книженция тоже есть) - лучше прочтите Еськова (Удивительная палеонтология) - глава 4 там как раз посвящена появлению явления жизни.

А то, что это неизвестно широкой публике... ну, такова традиция... во всех школьных учебниках вон до сих пор в курсе зоологии крокодилов рассматривают в разделе рептилий, хотя по происхождению их нужно рассматривать с птицами. Привычкас)

Аватар пользователя Дохлик
Дохлик
(6 лет 3 месяца)

Важно другое, а не сама новость. Условия искусственные, а по этой причине неверно утверждать об основе жизни.

Аватар пользователя Скиталец
Скиталец
(4 года 12 месяцев)

Ага. То есть, если цыплята вывелись в инкубаторе, то курица/петух из них не вырастет? Но действительность каГбы опровергает это предположение.

Аватар пользователя Дохлик
Дохлик
(6 лет 3 месяца)

Засыпав в мельницу зерна, мука получится, а если камни, то песок.

Аватар пользователя Скиталец
Скиталец
(4 года 12 месяцев)

И что это доказывает? И как быть с цыплятами, помещёнными в искусственную среду (инкубатор)?

Аватар пользователя Дохлик
Дохлик
(6 лет 3 месяца)

Быть" просто. Цыплята уже имеют основу жизни. Инкубатор не создаёт, из и так имеющейся основы, основу.

Аватар пользователя Скиталец
Скиталец
(4 года 12 месяцев)

То есть, Вы сторонник креационизма?

Аватар пользователя Дохлик
Дохлик
(6 лет 3 месяца)

Скорее скептицизма.

Аватар пользователя tokomak
tokomak
(8 лет 10 месяцев)

Основа жизни в законах мироздания. Простейшие молекулы (в пробирке) вне всяких сомнений подчинены этим законам в той же степени как и большая сборка сложных молекул именуемая в простонародьё цыплёнком.

Аватар пользователя Дохлик
Дохлик
(6 лет 3 месяца)

И да, и нет. Примером такого да/нет может быть Ньютоновская механика и квантовая.

Аватар пользователя Bzz
Bzz
(3 года 12 месяцев)

В топике-то наблюдается обратное ;о)

Аватар пользователя Дохлик
Дохлик
(6 лет 3 месяца)

обратное из прямого. А вот из ничего (пусть даже и чего", но до эксперимента отсутствующего).. тогда и будет вопрос об основе жизни. Любой первокурсник знает, что разобранный велосипед до мельчайшей детали (молекулы), можно из количества в качество средства передвижения преобразовать.

Аватар пользователя Bzz
Bzz
(3 года 12 месяцев)

Эээ... А вот это нечестная дискуссия - менять тему, когда нечего ответить ;о)

Ребята решали вполне конкретную задачу - оценить возможность и условия получения более сложного из простого (H2O, N2, H2S, CH4, NH3 и цианид HCN). И они ее как-то решали :о)

Если они не ставили задачей происхождения воды от момента "сингулярного состояния" вселенной, то едва ли это им стоит ставить в вину.

Скрытый комментарий Бартоломей Сусанин (c обсуждением)
Аватар пользователя Бартоломей Сусанин

Зпдайте себе вопрос, устроит ли вас ремонт вашей машины с качеством "как то" и не пишите больше таких глупостей.

Аватар пользователя Bzz
Bzz
(3 года 12 месяцев)

Дальше польских ученых можно не читать

Комментировать топик, не читая его содержимого, предлагаю в других блогах.

Аватар пользователя Бартоломей Сусанин

Предлагаете прочитать всю фразу на заборе, начинающуюся со слова  уйх?  Ну а реакция соответствующая.

Аватар пользователя Bzz
Bzz
(3 года 12 месяцев)

Вам ничего не предлагаю. Видеть это слово в каждой фразе на заборе так себе удовольствие. Позвольте выразить вам сочувствие.

Аватар пользователя Бартоломей Сусанин

Что бы его не выражать, достаточно просто не писАть на заборах всякую несуразицу.

Аватар пользователя Bzz
Bzz
(3 года 12 месяцев)

Так вы ж забор всегда найдете. А меня совершенно не затрудняет выражать человечное отношение.

Так что, все путем.

Аватар пользователя micro
micro
(4 года 1 неделя)

Синтез молекул это одно. А явление жизни это другое. 

Для зарождения жизни нет принципиальной разницы - нерганические у вас молекулы или органические. Но в силу того, что органические молекулы более "капризные" (их мало, нужны специфические условия из синтеза и.т.д.) то мх возможность в зарождении жизни куда как ниже, чем у неорганических молекул.

Аватар пользователя Bzz
Bzz
(3 года 12 месяцев)

В данный момент, при данной доступности информации - и да, и нет :о) Насколько можно понять из абстракта,

...есть среди них и сложные биотические молекулы, которые более гидрофильны, более термодинамически стабильны и более сбалансированы с точки зрения донорных и акцепторных водородных связей, а значит — синтезируются в более узком диапазоне условий.

О чем конкретно идет речь, пока непонятно. Цена вопроса - от 15$ :о))

Аватар пользователя Свой1
Свой1
(1 год 3 месяца)

Да-да, мы помним эту дикарскую шизу из 18 века.

Жизнь самозарождается из грязи!

Мыши -- из грязного белья, опарыши -- из гнилого мяса, грибы -- из гнили.

И т. д.

Скрытый комментарий Повелитель Ботов (без обсуждения)
Аватар пользователя Повелитель Ботов

Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.

Комментарий администрации:  
*** Это легальный, годный бот ***
Аватар пользователя ПРОЛ
ПРОЛ
(5 лет 3 месяца)

Одним словом, жизнь зародилась в компьютере.

Аватар пользователя micro
micro
(4 года 1 неделя)

smile9.gif

Аватар пользователя Alexish
Alexish
(6 лет 4 дня)

Насколько я помню, ставили давно эксперименты реальные: сделали в колбе атмосферу земли, что была до жизни (метан, аммиак и проч), насыпали туда имимтацию пород и давай это разрядами обрабатвать.

И получили самопроизвольно сложные молекулы. 

Так что жизнь все ж имеет шанс зародиться. 

Аватар пользователя ПРОЛ
ПРОЛ
(5 лет 3 месяца)

Эксперимент Миллера-Юри. Вот только атмосфера там была совсем не та (по современным данным). См. Earth's early atmosphere

Аватар пользователя dimonarch
dimonarch
(2 года 2 месяца)

Вся эта комбинаторика замечательна и даже (в чем-то) интересна/полезна, но вопрос, как и тысячу лет назад, остается прежним:  жизнь это сложное свойство материи или нет? Чем дольше живу, тем больше кажется, что ответ - нет, а точнее - не только. Это при том, что я химик и проявив должное старание мог бы сделать кусочек ДНК "из угля и воды".

 

Аватар пользователя Bzz
Bzz
(3 года 12 месяцев)

Мне тоже все больше кажется, что "нет". Еще одно проявление того, что называют законом сохранения энергии.

Аватар пользователя ers
Аватар пользователя Bzz
Bzz
(3 года 12 месяцев)

А может ли существовать одно без другого?

Аватар пользователя ers
ers
(8 лет 2 месяца)

Структурированность - более общая категория, чем материя и энергия.
В общепринятых контекстах материей принято называть структурированность гравитационным взаимодействием, энергией - электромагнитным.
Существуют слабоструктурированные формы того и другого - межзвездный газ и реликтовый фон.

Аватар пользователя Bzz
Bzz
(3 года 12 месяцев)

А можно ли представить структуру без взаимодействия чего-либо?

Аватар пользователя ers
ers
(8 лет 2 месяца)

Разумеется нет. Ну так и время без этого представить нельзя.

Аватар пользователя Bzz
Bzz
(3 года 12 месяцев)

А структуру без времени?

Я тут что-то по ночи начинаю блуждать между более общим и более частным :о)

Аватар пользователя ers
ers
(8 лет 2 месяца)

Мой цикл прочитали? https://m.aftershock.news/?q=node/561479
Есть т.н. элементарные частицы на нашем слое мира.
Есть т.н. элементарные взаимодействия, которые обусловливают ограничения или расширения степеней свободы частиц и их конгломератов.
Это описание можно применить и к другим слоям, например к кварковым или галактическим, причем конгломерат одного слоя может считаться элементом другого слоя.
Снижение степени свободы в конгломерате реализует структуру. Структуры можно ранжировать по сложности, называя  это качество структурированностью.
Время от пространства и структур неотделимо. Для нас наблюдаемо не время, а процессы, т.е. движение от сильноструктурированных конгломератов к слабоструктурированным, начиная от Большого Взрыва. Мы можем только сопоставлять скорости процессов, исчисляя ими время. 

Аватар пользователя Bzz
Bzz
(3 года 12 месяцев)

Тогда закон сохранения совокупности изменений?

 

Аватар пользователя AndreyTemp
AndreyTemp
(4 года 11 месяцев)

Ну а те же вирусы, они живые? Границы терминологии , не более. 

Аватар пользователя dimonarch
dimonarch
(2 года 2 месяца)

Вот в этом и вопрос. Что толкает "конгломерат" молекул в виде вируса производить некие манипуляции с чужой ДНК и размножаться? Это такая сверхложная хим. реакция, т.е. свойство материи? Ведь дело-то в том, что мне для движения даны мышцы и воля, а вирус мышцами не обладает. Плавает себе непроизвольным образом в среде, и "статистически функционирует".

Аватар пользователя micro
micro
(4 года 1 неделя)

Сначала нужно понять, что такое жизнь. Что является её принципиальным свойством. И это совсем не ДНК/РНК и белки - они уже есть следствие нарастания сложности системы, которая обладала свойствами жизни.

Аватар пользователя dimonarch
dimonarch
(2 года 2 месяца)

Согласен, недостаточно просто иметь набор "подходящих" молекул в нужном соотношении и количестве. Некоторые называют это "принципиальное свойство" душой, как мне кажется.

Аватар пользователя Bzz
Bzz
(3 года 12 месяцев)

А какие свойства жизни предполагались, из которых хочется выбрать "принципиальное"?

Аватар пользователя Juck
Juck
(6 месяцев 6 дней)

У Польши есть ученые, Польша может в науку! Польша стронг!

Аватар пользователя Дежко Сергей
Дежко Сергей
(9 месяцев 2 недели)

Польские ученые - это мощно. Только органика - это еще не жизнь. Получить живые организмы не смог никто. А довольно сложная органика присутствует и в межзвездном пространстве. 

Аватар пользователя Bzz
Bzz
(3 года 12 месяцев)

А довольно сложная органика присутствует и в межзвездном пространстве. 

Потому и мучаются человечки вопросами.

Да и потом - хоть бы и "в лобешник", но чем не решение? Возможно, таким способом ЭВМ еще не применяли.

Страницы

АШ-YouTube

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год