Зарождение жизни в горячей воде кратко

Обновлено: 30.06.2024

Согласно теории Опарина — Холдейна древнейшая атмосфера Земли была полностью лишена кислорода и состояла из метана, аммиака и водорода. Когда на эту атмосферу стали воздействовать различные естественные источники энергии — грозы и извержения вулканов, — в океане начали формироваться основные химические соединения, необходимые для органической жизни. С течением времени молекулы органических веществ накапливались в океанах, пока не достигли консистенции горячего разбавленного бульона. Однако в некоторых районах концентрация молекул, необходимых для зарождения жизни, была особо высокой, и там образовались нуклеиновые кислоты и протеины. Взаимодействие между возникшими нуклеиновыми кислотами и протеинами в конце концов привело к возникновению генетического кода. В дальнейшем эти молекулы объединились, и появилась первая живая клетка.

Эксперимент Миллера

В 1954 г. Стэнли Миллер провел следующий эксперимент. Он создал аппарат из двух стеклянных колб, соединенных в замкнутую цепь. В одну из колб Миллер поместил устройство, имитирующее грозовые эффекты, — два электрода, между которыми происходит разряд при напряжении около 60 тыс. вольт; в другой колбе постоянно кипела вода. Затем он заполнил аппарат газовым составом, который, как он полагал, соответстветствовал атмосфере древней Земли: метаном, водородом и аммиаком. Аппарат проработал неделю, после чего были исследованы продукты реакции. В получившемся вязком месиве было обнаружено некоторое количество органических веществ, в том числе и простейшие аминокислоты — глицин и аланин. Позднее в разных условиях были получены также сахара и нуклеотиды.

Эксперимент, Миллер, аппарат, колбы, цепь

Результат был очень вдохновляющим, но прошло несколько десятилетий —и восторги несколько поутихли. Во-первых, предположение, что древнейшая атмосфера Земли состояла из метана, аммиака и водорода не подтвердилось. Для атмосфер каменистых планет характерен углекислый газ. Во-вторых, в 1960-х гг. случился прорыв в области изучения внутреннего устройства клетки. Тут то и выяснилось, что даже самая простая клетка устроена невероятно сложно. В клетке налажен изумительный механизм сложнейших молекул, и чтобы научиться такому слаженному взаимодействию, они должны были собраться в одном месте и остаться в близком соседстве надолго. Это очень трудно представить себе на морских просторах, где любая тесная компания в любой момент может быть разбавлена. Молекулы современной клетки удерживает от разброда и шатания сложно устроенная оболочка, но ведь когда-то ее не было! Скорее всего, дружное сообщество молекул возникло в каком-то ограниченном пространстве, вероятно, очень небольшом. Вдумчивый анализ химического состава нашего организма поможет понять, где и как это произошло.

Все знают, что наша кровь соленая на вкус. По своему химическому составу плазма крови близка к морской воде. Как и в море, там очень много хлористого натрия. Это — свидетельство того, что многоклеточные организмы формировались в морской воде, и кровь имитирует среду, в которой обитали исходные одноклеточные. У примитивных морских животных концентрация хлористого натрия практически совпадает с окружающей средой. На этом этапе, они еще просто не умеют регулировать соляной состав своего тела, у них нет таких органов, как почки.

При выходе на сушу животные попытались от избытка соли избавиться, но это им не вполне удалось. Концентрация NaCl в плазме наземного млекопитающего в несколько раз меньше чем в океанической воде, но все равно очень высокая. К тому времени как наши предки решились покинуть моря, слишком много тонких механизмов было настроено на определенный химический состав, например передача сигнала нейронами. Что-либо менять радикально было уже поздно. И вот по суше расползлись ходячие аквариумы с соленой водой. Когда они отползли далеко от берега, то стали страдать от недостатка соли и искать ее повсюду. Вот почему олени бегают на солонцы, а люди добавляют соль во все блюда. Вкус соли для нас приятен, потому что нам ее не хватает.

Пока все ложится на концепцию моря как колыбели жизни. Но плазма крови — не единственный вид жидкости в нашем теле, у цитоплазмы (внутриклеточной жидкости) состав совершенно другой. Натрия там совсем мало, даже меньше, чем в озерной воде, которую мы привыкли считать пресной. Зато там много калия, которого в морской воде и плазме крови совсем чуть-чуть. Очень многие внутриклеточные механизмы завязаны на него. Кроме того, в цитоплазме повышена концентрация четырех тяжелых металлов: железа, цинка, меди, марганца. Наконец, в клетке полно фосфора. Его там в тысячи раз больше, чем обычно бывает в морской воде. Чтобы поддерживать у себя внутри всю эту экзотику, плавающему в толще морской воды одноклеточному нужна плотная мембрана и сложная система транспортных белков, которые, как насосы, закачивают внутрь железо, медь, цинк, марганец, калий и фосфор и выводят наружу натрий. И как же такое могло получиться?

Напрашивается вывод, что собиралось все это в совершенно другой среде, близкой по химическому составу к цитоплазме. Именно там возникли первые одноклеточные. Потом их смыло в море, отчего они в большинстве своем, конечно же, погибли, но самые упрямые и удачливые обзавелись плотной мембраной и системой транспортных белков. Их потомки заселили океан, и спустя сотни миллионов лет из них получились многоклеточные животные. Таким образом, наша кровь хранит память о море, а цитоплазма — о еще более древней прародине.

Тайна "черных курильщиков"

Поскольку дело происходит на глубине в несколько километров, давление там огромное и вода при ста градусах и не думает закипать и испаряться. Она может разогреться до 300–400 ºC и остаться в жидком состоянии. Такой сверхкрутой кипяток отлично растворяет соединения серы и тяжелых металлов из окружающих пород. Потом этот чудовищно перегретый раствор рвется вверх и фонтанами бьет из дна, но очень быстро смешивается с ледяной водой окружающего океана. Раствор стремительно остывает, и некоторые растворенные в нем вещества начинают выпадать обратно. Из растворенных сульфатов получаются мелкие кристаллики сульфидов, нерастворимых и черных. Струя, бьющая из трещины, выглядит как густой черный дым, очень похожий на дым от горящих покрышек. Сульфидный порошок оседает вниз, и из дна подобно сталактитам вырастают черные башни, иногда покрытые белым налетом.

Есть и еще один аргумент не в пользу глубоководных гидротермальных полей. Живая клетка собирается из азотистых оснований, которые лучше других аналогичных молекул способны противостоять разрушительному действию ультрафиолетового излучения. Следовательно, она возникла там, где такого излучения много, а не на глубинах, куда не проникает ни единый солнечный луч. Между тем только на таких глубинах возможен сверхперегретый раствор, обеспечивающий богатый химический состав.

Вопрос о происхождении фосфора в живой клетке особенно сильно занимает ученых. Дефицит этого элемента в пригодных для усваивания живыми организмами состояниях вообще является одним из важнейших лимитирующих факторов развития земной биосферы. Обычно элемент P встречается в связанном виде в составе горных пород апатитов, которые растворяются очень плохо. Чтобы превратить апатиты в фосфорные удобрения их обрабатывают концентрированной кислотой. Современные дикорастущие растения и животные обычно берут фосфор из других организмов. А вот откуда его брали самые первые живые клетки?

Бессточные содовые озера

Содовое озеро, щелочь, климат, испарение

Авторы считают, что 4 млрд лет назад на Земле были все условия для формирования таких озер и зарождения в них жизни. Свежие вулканические породы при контакте с насыщенной углекислым газом атмосферой подвергались интенсивному кислотному выветриванию и высвобождающийся при этом из пород фосфор вместе с кальцием попадал в водоемы, где фосфор в результате пребиотических реакций включался в состав строительных блоков для создания РНК, белков и жиров.

Поскольку кушать фосфор тогда было еще особо некому, он должен был накапливаться в еще более высоких концентрациях, чем в современных озерах. И для этого не требовалась такая высокощелочная среда, как сейчас. Из-за повышенного содержания СО2 в атмосфере насыщенные фосфатом рассолы на ранней Земле могли быть нейтральными или даже слабокислыми.

Ранее эти же авторы показали, что условия содовых озер позволяют формирование высоких концентраций цианидов — солей синильной кислоты, участвующих в синтезе аминокислот, нуклеотидов и предшественников липидов.

Вулканические грязевы котлы

Однако на роль колыбели жизни претендует еще один кандидат. Это грязевые вулканические котлы. Такую научную гипотезу активно продвигают известный российский биофизик Армен Яковлевич Мулкиджанян и геолог Андрей Юрьевич Бычков.

Пузыри, грязевой вулкан, жизнь, котлы, климат, влажность

Грязевые котлы возникают, когда геотермальное поле расположено на суше, но в местности со сравнительно холодным и влажным климатом. Тогда случается, что дождевая вода, заливая огнедышащие трещины, частично испаряется, а частично просто нагревается, а потом постепенно остывает в каком-нибудь озерце или ручье. Получается своего рода перегонный куб, где происходит разделение веществ. Хлорид натрия остается в воде, а вот соли калия, цинка и марганца и соединения фосфора летят с паром. Притом этот пар вполне может где-нибудь конденсироваться. Кроме того, с паром еще летят силикаты, которые затем образуют зернистую грязь. Так возникает грязевой котел.

Что особенно приятно, там присутствует оксид фосфора в виде газа. Он очень хорошо реагирует с водой, и получаются полифосфаты — фосфорные цепочки. А ведь это важнейший элемент живой клетки! В биохимических процессах источником энергии является расщепление полифосфатной цепочки.

С медью и железом в грязевых котлах, правда, несколько хуже, но они и не столь критичны. Медь так вообще нужна только при кислородном метаболизме, а его на ранних этапах существования жизни быть не могло.

Правда, наряду с нужными веществами, на геотермальных полях обильно образуется серная кислота. Вероятно, именно это обстоятельство долго мешала ученым обратить внимание на грязевые котлы как место возникновения жизни. Какая уж там жизнь в такой агрессивной среде! Но дело в том, что кислота образуется от взаимодействия с атмосферным кислородом. Между тем свободный кислород в современной земной атмосфере является биогенным. Он — продукт фотосинтеза зеленых растений и цианобактерий. Естественно, что на момент возникновения первых живых организмов и еще довольно долго после их возникновения кислорода в атмосфере не было. Следовательно, не было и процесса образования серной кислоты в геотермальных источниках.

Есть и другие аргументы в пользу грязевых вулканов — наличие каолинитов, той самой зернистой грязи. Одной из замечательных особенностей этих минералов является их высокая пористость. Представьте себе пористый материал, пропитанный жидкостью, которая конденсировалась из пара в грязевом котле. Там полным-полно калия, совсем мало натрия, имеется цинк и марганец, в изобилии полифосфаты. Все это собрано в мелкие капельки, ограниченные минеральными стенками. Ничего не напоминает?

Добавьте к этому довольно стабильную температуру (зимой вода не замерзает) и некоторую склонность к пересыханию. Последнее приводит к тому, что время от времени концентрация растворов может резко возрастать, и все реакции ускоряются. В общем, очень похоже на то, что в таких вот пористых глинах все необходимые живой клетке комплексы молекул впервые и собрались. Но в грязевых ли котлах или в содовых озерах, всее ведет к тому, что жизнь зародилась на суше, хоть и в водной среде. Потом особо настырные ее представители освоили море, где за миллиарды лет эволюционировали в животных и отправились на повторное завоевание континентов.

Существует множество научных теорий о зарождении жизни на Земле. Однако большинство современных ученых считают, что жизнь зародилась в теплой воде, поскольку это наиболее благоприятная среда для развития простейших одноклеточных организмов.

Почему жизнь зародилась в воде

  • Почему жизнь зародилась в воде
  • Как произошла жизнь на Земле
  • Как возникла жизнь на Земле

Зарождение жизни в горячих источниках

Минеральная вода и особенно насыщенные солями горячие гейзеры могут успешно поддерживать примитивные формы жизни. Академик Ю.В. Наточин в 2005 году предположил, что средой образования живых протоклеток был не Древний океан, а теплый водоем с преобладанием ионов К+. В морской воде доминируют ионы Na+.

Теория академика Наточина подтверждается анализом содержания элементов в современных живых клетках. В них так же, как и в гейзерах, преобладают ионы К+.

В 2011 году японский ученый Тадаси Сугавара сумел создать живую клетку в горячей минерализованной воде. Примитивные бактериологические образования – строматолиты и сейчас образуются в естественных условиях в гейзерах Гренландии и Исландии.

Зарождение первых примитивных живых клеток в водах пресных озер, которые подогревались и насыщались микроэлементами доисторическими геотермальными источниками. Принципы и этапы химической эволюции, ее гипотезы и концепции. Значение теории Вехтерхойзера.

Рубрика Биология и естествознание
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 28.05.2015
Размер файла 19,9 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Зарождение жизни в горячей воде

1. Жизнь на Земле могла появиться в вулканических озерах

2. Химическая эволюция

3. Гипотезы химической эволюции

Появление в Космосе или на Земле условий для автокаталитического синтеза больших объёмов и значительного разнообразия углеродсодержащих молекул, то есть - возникновение в абиогенных процессах веществ, необходимых и достаточных для начала химической эволюции. Появление из таких молекул относительно устойчивых замкнутых агрегатов, позволяющих так изолировать себя от окружающей среды, что с ней становится возможным избирательный обмен веществом и энергией, то есть - возникновение неких протоклеточных структур. Появление в таких агрегатах способных к само-изменению и к само-репликации химических информационных систем, то есть - возникновение элементарных единиц наследственного кода. Появление взаимной зависимости между свойствами белков и функциями ферментов с носителями информации (РНК, ДНК), то есть - возникновение собственно кода наследственности, как необходимого условия уже для биологической эволюции.

Большой вклад в прояснение этих вопросов, среди прочих, сделали следующие учёные:

Александр Опарин: Коацерваты.

Гарольд Юри и Стэнли Миллер в 1953: Возникновение простых биомолекул в симулируемой древней атмосфере.

Сидней Фокс: Микросферы из протеноидов.

Уолтер Гилберт (Гарвард, университет Кембридж) разрабатывает в 1986 идею мира РНК.

Гюнтер фон Кидровски (Рур-университет Бохум) представляет в 1986 году первую само-реплицирующуюся систему на основе ДНК, важный вклад в понимание функций роста само-реплицирующихся систем

Манфред Эйген (институт Макса Планка факультет биофизической химии, Геттинген): Эволюция ансамблей молекул РНК. Гиперцикл.

Юлий Ребек (Кембридж) создаёт искусственную молекулу (Aminoadenosintriazidester), которая само-реплицируется в растворе хлороформа. Копии все же идентичны образцу, так что эволюция для этих молекул невозможна.

Джон Корлис (Goddard центр космических полётов - НАСА): Термальные источники морей поставляют энергию и химикалии, которые делают возможными независимую от космической среды химическую эволюцию. Ещё сегодня они являются средой жизни для первоначальных по многим признакам археобактерий (Archaea).

Гюнтер Вэхтерсхойзер (англ. Gьnter_Wдchtershдuser) (Мюнхен) - гипотеза мира сульфидов железа: первые само-реплицирующиеся структуры с обменом веществ возникли на поверхности пирита. Пирит (сульфид железа) поставил для этого необходимую энергию. На растущих и снова распадающихся кристаллах пирита эти системы могли расти и размножаться, и различные популяции конфронтировали с разным условиям среды (условия отбора).

А.Г. Cairns-Smith (университет Глазго) и Дэвид К. Мауерцалл (Rockefeller-Universitдt New York, Нью-Йорк) видят в глиняных минералах систему, которая сначала сама подчинена химической эволюции, из-за чего возникает много различных, самореплицирующихся кристаллов. Эти кристаллы притягивают своим электрическим зарядом органические молекулы и катализируют синтез комплексных биомолекул, причём объём информации кристаллических структур служит сначала матрицей. Эти органические соединения становятся всё более сложными до тех пор, пока они не смогут размножаться без помощи глиняных минералов.

Вольфганг Вайганд, Марк Дерр и др. (Институт Макса Планка факультет биогеохимии, Йена) показали в 2003, что сульфид железа может катализировать синтез аммиака из молекулярного азота.

4. Теория Вехтерхойзера

геотермальный химический вехтерхойзер

Теория железосерного мира

Fe2+ + FeS2 + H2 \;\overrightarrow<\leftarrow>\; 2 FeS + 2 H+ ДG°' = ?44.2 кДж/моль

5. Мир РНК

Впервые гипотеза мира РНК была выдвинута в 1986 году Уолтером Гильбертом и гласила, что молекулы РНК были предшественниками организмов. Гипотеза отталкивается от способности РНК к хранению, передаче, и размножению генетической информации, а также от её способности катализировать реакции в качестве рибозимов. В эволюционной среде молекулы РНК, которые множат преимущественно себя, встречались бы чаще других. Исходным пунктом являются простые самовоспроизводящиеся молекулы РНК. Некоторые из них имеют способность катализировать синтез белков, которые, в свою очередь, сами катализируют синтез РНК и свой собственный синтез (развитие трансляции). Некоторые молекулы РНК соединяются в двойную РНК-спираль, они развиваются в молекулы ДНК и носители наследственной информации (развитие транскрипции). Основой служат определённые РНК-молекулы, которые могут копировать любые РНК-образцы включая себя самих. Дженнифер А. Doudna и Джек В. Szostak использовали как образец для развития этого типа РНК производящий разрезание и сплайсинг самой себя интрон прокариотного одноклеточного организма Tetrahymena thermophila. Это подтверждает то, что в рибосомах собственно rРНК являются каталитическими молекулами и таким образом РНК катализирует синтез белка. Однако ограничения состоят в том, чтобы при само-реплицирующихся РНК не моно-, а олигонуклеотиды являются составляющими звеньями и необходимы вспомогательные вещества. В 2001 году было открыто, что важными каталитическими центрами рибосом являются РНК, а не, как раньше было принято, белки. Это показывает, что каталитическая функция РНК, как она предполагалась в гипотезе мира-РНК, используется сегодня живыми существами.

Так как рибосомы считаются очень первоначальными клеточными органоидами, это открытие считается важным взносом в обоснование гипотезы мира-РНК. Уже можно уверенно сказать, что молекулы РНК могут из аминокислот синтезировать белки. В этой связи нуклеопротеиды (комплексы нуклеиновых кислот с белками) также представляют интерес как возможные предшественники РНК. Другим предшественником РНК могли быть полициклические ароматические углеводороды. Гипотеза мира полиароматических углеводородов пытается ответить на вопрос, как возникли первые РНК, предлагая вариант химической эволюции от полициклических ароматических углеводородов до РНК-подобных цепочек.

Подобные документы

Объекты биологического познания и структура биологических наук. Гипотезы возникновения жизни и генетического кода. Концепции начала и эволюции жизни. Системная иерархия организации живых организмов и их сообществ. Экология и взаимоотношения живых существ.

реферат [52,9 K], добавлен 07.01.2010

Тайна появления жизни на Земле. Эволюция зарождения жизни на Земле и сущность концепций эволюционной химии. Анализ биохимической эволюции теории академика Опарина. Этапы процесса, приведшего к возникновению жизни на Земле. Проблемы в теории эволюции.

реферат [55,9 K], добавлен 23.03.2012

Специфика живого вещества и проблемы изучения живой природы в естествознании. Концепции происхождения жизни на планете и эволюции живых организмов. Зарождение и развитие Солнечной системы. Теория структурных уровней организации биотической материи.

контрольная работа [49,2 K], добавлен 06.10.2012

Сущность гипотезы биохимической эволюции, предположений внеземного происхождения жизни (Панспермии), теории стационарного состояния жизни. Их основатели и сторонники. Источники и течения философско-теистической концепции креационизма христианских ученых.

презентация [1,4 M], добавлен 27.02.2011

Содержание креационизма - философско-методологической концепции возникновения жизни. Основные идеи гипотез стационарного состояния, самопроизвольного зарождения и панспермии. Этапы появление живых организмов по концепции биохимической эволюции Опарина.

реферат [26,0 K], добавлен 19.11.2010

Природа жизни, ее происхождение, разнообразие живых существ и объединяющая их структурная и функциональная близость. Причины доминирования теории эволюции. Естественнонаучные гипотезы о происхождении жизни. Христианские взгляды на происхождение человека.

курсовая работа [76,0 K], добавлен 12.06.2013

Значение теории Дарвина в истории биологии. Наследуемые морфологические и физиологические характеристики живых организмов. Современные креационистские гипотезы. Теория возникновения жизни. Применение стволовых клеток. Процессы старения и старость.

Крупная клетка термофильной археи Ignicoccus hospitalis с облепившими ее мелкими клетками паразитической археи Nanoarchaeum equitans. Длина масштабной линейки 1 мкм. Фото с сайта www.astronomie.de

Германские биохимики обнаружили у некоторых микробов необычный фермент с двойной функцией, участвующий в синтезе глюкозы. Свойства фермента и положение его обладателей на эволюционном дереве согласуются с гипотезой о том, что жизнь зародилась в горячих вулканических источниках, а первые живые организмы были хемоавтотрофами, то есть получали энергию из простых окислительно-восстановительных реакций и самостоятельно производили органику из CO2.

Фиксация CO2 у автотрофных организмов приводит к образованию трёхуглеродных молекул, таких как фосфоенолпируват и 3-фосфоглицерат, из которых затем синтезируется глюкоза. Синтез глюкозы (глюконеогенез) представляет собой, по сути дела, обращенный вспять гликолиз (см. рисунок). В ходе гликолиза глюкоза расщепляется на трёхуглеродные молекулы, а выделяющаяся при этом энергия запасается в виде АТФ. В ходе глюконеогенеза, наоборот, энергия расходуется и происходит синтез глюкозы из трёхуглеродных молекул. Все реакции, изображенные на рисунке стрелками, являются в принципе обратимыми. Некоторые из них катализируются одним и тем же ферментом в обе стороны, другие требуют для этого разных ферментов. Реакция, помеченная на рисунке цифрой 4, относится к первому типу, реакция 3 — ко второму.


Впрочем, до сих пор было не совсем ясно, каким образом вообще осуществляется глюконеогенез у архей, потому что в их геномах отсутствует ген одного из ключевых ферментов этого процесса — FBP-альдолазы. Этот фермент катализирует реакцию, обозначенную на рисунке цифрой 4: обратимое превращение глицеральдегидфосфата и диоксиацетонфосфата в FBP. FBP-альдолаза ускоряет как прямую, так и обратную реакцию. Поэтому она необходима и для гликолиза, и для глюконеогенеза.

Несмотря на отсутствие FBP-альдолазы, данная реакция у архей все-таки происходит. Правда, идет она обычно только в одну сторону — от трёхуглеродных молекул к FBP (что характерно для глюконеогенеза). Биохимики из Фрайбургского университета (Германия) решили выяснить, что же катализирует эту реакцию у термофильных архей, если у них нет FBP-альдолазы. Опыты проводились с археями Ignicoccus hospitalis, Metallosphaera sedula и Thermoproteus neutrophilus, которые живут при температуре 65–85°C.

Трехмерная структура двух молекул FBP-альдолазы/фосфатазы в рабочем положении. Конструкция из цветных шариков в центре изображает молекулу субстрата (фруктозо-1,6,-бисфосфата, FBP). Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Трехмерная структура двух молекул FBP-альдолазы/фосфатазы в рабочем положении. Конструкция из цветных шариков в центре изображает молекулу субстрата (фруктозо-1,6,-бисфосфата, FBP). Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Авторы проанализировали известные на сегодняшний день геномы архей и бактерий и обнаружили, что FBP-альдолаза/фосфатаза имеется у большинства архей, а также у многих бактерий, относящихся к наиболее архаичным эволюционным линиям. Распределение микробов, имеющих этот фермент, на эволюционном дереве свидетельствует в пользу большой древности FBP-альдолазы/фосфатазы. По-видимому, этот фермент появился существенно раньше, чем многие ферменты классического гликолиза.

Среди микробов, имеющих FBP-альдолазу/фосфатазу, многие являются термофилами — обитателями горячих источников, но есть среди них и мезофилы, предпочитающие более низкие температуры. Авторы выделили фермент из нескольких бактерий и архей и изучили его свойства при разных температурах. Оказалось, что даже у холодолюбивых микробов данный фермент обладает повышенной термоустойчивостью. Например, FBP-альдолаза/фосфатаза археи Cenarchaeum symbiosum (симбионта морской губки) отлично работает при 70°C. Это говорит о том, что данный фермент, скорее всего, впервые возник у термофильных микробов, а впоследствии некоторые его обладатели приспособились к жизни в более прохладной среде.


Эволюционное дерево FBP-альдолаз/фосфатаз. Подчеркнуты названия архей и бактерий, из которых фермент был выделен и экспериментально исследован (для остальных видов присутствие фермента установлено на основе анализа генома). Красные ветви дерева соответствуют термофилам. Дерево, основанное на FBP-альдолазах/фосфатазах, в общих чертах совпадает с эволюционными реконструкциями, основанными на множестве других генов. Это говорит о том, что горизонтальный обмен генами FBP-альдолаз/фосфатаз между неродственными группами микробов происходил не слишком часто. Рис. из обсуждаемой статьи в Nature

Помимо теоретического значения для понимания ранних этапов эволюции, новый фермент может пригодиться в биоинженерии. При определенных условиях он может обеспечить более эффективный синтез углеводов, чем классические FBP-фосфатазы и FBP-альдолазы.

Источник: Rafael F. Say, Georg Fuchs. Fructose 1,6-bisphosphate aldolase/phosphatase may be an ancestral gluconeogenic enzyme // Nature. Advance online publication 28 March 2010.

Читайте также: