Гипотеза Хойла и Викрамасинга
Ф. Хойл и Ч. Викрамасинг (Hoyle, Wickrarnasinghe, 1979,1980) около 30 лет назад высказали предположение, что часть межзвездных пылинок может быть одноклеточными организмами: бактериями или фитопланктоном. В работе 1979 г. они основывались на соответствии положения и формы широкой спектральной особенности (покрывающей диапазон длин волн X от 4000 до 5000 А) зависимости от X коэффициента поглощения света межзвездной пылью абсорбционным свойствам пигментов фитопланктона. В статье 1980 г. они показали, что полоса поглощения пыли в области 3 мкм, которая обычно связывается со льдом в оболочках пылинок (см. рис. 5 и табл. 5), обусловлена поглощением света бактериями, находящимися в межзвездной среде, поскольку это дает лучшее совпадение с наблюдаемыми профилями этой полосы. Согласно их работе, до 60 % пылинок могут состоять из бактерий.
Эта гипотеза возродила интерес к возможности панспермии. Но аргументы авторов нельзя считать убедительными ввиду неоднозначности интерпретации широких спектральных деталей (это видно на примере рис. 6). Поэтому гипотеза была встречена большинством специалистов скептически. Однако она не противоречит наблюдениям (по крайней мере, если доля бактерий среди пылинок не так велика). К тому же выяснилось, что одноклеточные организмы очень устойчивы к существующему в космическом пространстве ионизующему излучению. Поэтому исключать из рассмотрения гипотезу Хойла и Викрамасинга не следует.
Внутри молекулярных облаков такие органические «пылинки» (подобно тугоплавким ядрам обычных межзвездных пылинок) могут обрастать ледяными оболочками. Эти оболочки могут играть роль дополнительного экрана, защищающего органическое ядро таких пылинок от излучений, способных повредить находящийся внутри замороженный организм.
Рис. 12. Траектории частиц при оттоке газа от плоскости спиральной галактики в межгалактическую среду («галактический ветер»)(а) и траектории движения газа в «галактических фонтанах» (б), когда газ не имеет достаточной энергии, чтобы покинуть галактику. Горизонтальная черта — галактическая плоскость, ЦГ — галактический центр.
Органические ядра могут пережить эпохи испарения оболочек (нагрев до 100-200 К в областях звездобразования), но, в отличие от тугоплавких ядер пылинок, не способны пережить нагрев до 1000-2000 К. Однако нагрев пылевых частиц до таких температур происходит очень редко.
Движение пылинок
Тела, способные переносить молекулы, такие, как крупные пылинки (> 1 мкм), метеороиды и небольшие ядра комет пока не удается наблюдать. Поэтому пока нет надежной информации об их количестве и движении. В отличие от них межзвездные пылинки размером 0.01-1 мкм) давно и интенсивно изучаются. Пылинки движутся в основном вместе с межзвездным газом. Из-за неоднородности распределения в Галактике наиболее ярких горячих звезд пылинки под действием светового давления могут приобретать скорость до 2-10 км/с относительно газа (Tarafdar, Wickrarnasinghe, 1976), а в некоторых случаях ускоряться (так называемым бетатронным механизмом) до ~30-100 км/с.
В галактиках с бурным звездообразованием пылинки выносятся вместе с газом в межгалактическое пространство (рис. 12). Если они попадают внутрь плотного скопления галактик, то разрушаются горячим межгалактическим газом скопления, если нет — могут через ~1 млрд. лет попасть в другую галактику.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Молекулы существуют в космическом пространстве в широком наборе астрономических объектов. К настоящему времени в газовых средах отождествлено около 150 различных молекул примерно в 250 изотопических вариантах. Самые крупные из найденных молекул содержат 13 атомов. Основная часть молекул содержит атомы углерода, эти молекулы являются простейшими органическими соединениями. Молекулы обнаружены в атмосферах холодных звезд, в атмосферах планет и их спутников, но наибольшее их количество и разнообразие найдено в молекулярных облаках межзвездной среды и в оттекающих оболочках звезд, находящихся на поздних стадиях эволюции. Имеются косвенные указания на существование в межзвездной среде более крупных молекул, содержащих 20-60 атомов, в виде длинных углеродных цепочек, полициклических ароматических углеводородов и, возможно, фуллеренов, но надежных отождествлений таких молекул нет.
Молекулы могут перемещаться в пространстве на значительные расстояния, если они входят в состав пылинок или более крупных тел. Наиболее радикальной является гипотеза Хойла и Викрамасинга, согласно которой некоторые пылинки могут представлять собой одноклеточные организмы. Эта гипотеза не подтверждена, но и не опровергнута ни наблюдениями, ни теоретическими расчетами.
Они состоят из тугоплавких ядер и намерзших на них ледяных оболочек. Время жизни ядер пылинок сравнимо с временем жизни галактик, т. е. они постепенно накапливаются в течение всего времени эволюции Вселенной. Пылинки могут перемещаться внутри галактик из одной области звездообразования в другую, а при достаточной мощности процессов звездообразования в галактике — выноситься галактическим ветром в межгалактическое пространство. Однако если пылинки попадают в горячий газ скопления галактик, они там быстро разрушаются. Если же они выносятся из галактики, не принадлежащей крупному скоплению галактик, то через время ~1 млрд. лет они могут попасть в другую галактику.
Другими «транспортными средствами» для молекул, защищающими их от губительного действия ультрафиолетового излучения, могут служить метеорные, метеоритные тела и ядра комет, астероиды и планеты, некоторые из которых должны блуждать в пространстве между звездами и время от времени проникать в планетные системы. Блуждающими могут быть также отдельные звезды и их группы, выброшенные из галактик в процессе взаимодействия галактик между собой. В этом случае звезды переносятся из одной галактики в другую вместе с окружающими их планетными системами и могут переносить за космологическое время (~1010 лет) сколь угодно сложные молекулы и другие объекты как биологической, так и иной природы на расстояния вплоть до десятков миллионов световых лет. Наиболее эффективно этот процесс происходит при слиянии (мержинге) галактик.
Не удивлюсь, если в поисках заветной фразы “больничный лист купить недорого” вы изучили все известные Вам сайты, но так и не нашли желаемого. Я советую Вам, не тратя попусту время, посетить clickuk.org, где Вы сможете за умеренную плату заказать: больничный лист, справку в ГАИ, медицинскую книжку и т.п..
|
Автор: Admin |
2011-12-04 |
|
ГИПОТЕЗА О ДРЕВНЕМ МИРЕ РНК
ГИПОТЕЗА О ДРЕВНЕМ МИРЕ РНК
Открытие каталитически активных РНК — рибозимов — в 1982-1983 гг. сыграло решающую роль в формулировании и развитии гипотезы о том, что РНК как самодостаточный полимер могла бы и воспроизводиться, и функционировать в глубокой древности на Земле или других космических объектах до появления клеточных форм жизни. Можно предположить, что молекулы РНК могли бы обходиться не только без ДНК как генетического вещества, но и без белков для осуществления катализа важных синтетических и метаболических реакций. Идея древнего безбелкового мира РНК как возможного предшественника современной жизни на Земле была окончательно сформулирована в 1986 г. (Gilbert, 1986) и быстро приобрела многочисленных сторонников. В настоящее время гипотеза о том, что жизнь начиналась с молекул РНК и их ансамблей, является почти общепринятой (см. сборники «Мир РНК» — «The RNA World» — под редакцией Gesteland et al., 1993, 1999, 2006). Таким образом, термин «мир РНК» широко используется теперь для обозначения древней, пребиотической ситуации на Земле, имевшей место около 4 млрд. лет назад, когда самореплицирующиеся молекулы РНК или их ансамбли могли существовать и эволюционировать без белков.
Таким образом, согласно существующим представлениям, в древнем мире РНК не было ни белков, ни ДНК, а лишь ансамбли различных молекул РНК, выполняющих разные вышеперечисленные функции. Однако вопрос о возникновении такого мира на Земле — один из самых трудных в теориях происхождения жизни. Можно предполагать, что первичные олигорибонуклеотиды возникали из абиогенно образующихся монорибонуклеотидов или их активированных производных путем полимеризации на поверхностях глин и глиноподобных минералов. Возможна была также и предшествующая химическая эволюция нуклеотидоподобных и олигонуклеотидоподобных соединений. В любом случае, появление олигорибонуклеотидов должно было быть отправной точкой появления мира РНК. Однако, для дальнейшего развития было необходимо, чтобы абиогенный синтез олигорибонуклеотидов, основанный на редких случайных событиях, был дополнен постоянным механизмом, который бы мог генерировать варианты этих олигомеров и удлинять их (при сильной тенденции к их спонтанной химической и физической деструкции). Элонгация коротких олигорибонуклеотидов в полирибонуклеотиды представляется абсолютно необходимым условием для образования компактно свернутых структур со свойствами специфического узнавания лигандов и каталитическими активностями, а генерация вариантов в популяции абиогенных олиго- и полирибонуклеотидов требуется для того, чтобы дать шансы для случайного возникновения нужных функциональных, в том числе каталитических, активностей.
В течение долгого времени не было предложено какого-либо удовлетворительного решения этой проблемы. Около 15 лет назад А.Б. Четвериным и Е.В. Четвериной с сотрудниками (Chetverin et al., 1991; Chetverina, Chetverin, 1993) был разработан метод молекулярного клонирования РНК: из единичных молекул РНК, помещенных на поверхность геля, содержащего катализатор репликации (в данном случае вирусную РНК-зависимую РНК-полимеразу) и рибонуклеозид-трифосфаты, оказалось возможным выращивать колонии молекул РНК, идентичных исходной молекуле (рис. 6). Позднее метод был применен для регистрации единичных событий, происходящих с популяцией РНК в растворе, и была впервые экспериментально показана способность молекул РНК к спонтанной перестройке их нуклеотидных последовательностей в отсутствие каких-либо ферментов и рибозимов (Chetverina et al., 1999), Открытая спонтанная реакция характеризовалась следующими особенностями. Во-первых, цепи РНК в растворе при температурах от 5 до 37 °С время от времени обменивались частями своих последовательностей; обмен мог осуществляться как между разными молекулами (транс-перестройки), так и внутри одной и той же молекулы (цис-перестройки). Во-вторых, эти перестройки были неспецифичны по отношению к последовательности и могли происходить в любом месте цепей. В-третьих, в отличие от рибозимных и ферментативных реакций, а также реакций самокатализируемого сплайсинга, З’-гидроксилы не участвовали в этой спонтанной реакции, а части РНК реагировали друг с другом внутренними районами. Реакция оказалась зависима от присутствия Mg2-. Скорость спонтанных перестроек была невысока — одно событие в час на миллиард нуклеотидов; это означает, что 0.002-0.02 % цепей РНК с длиной 800-8000 нуклеотидных остатков спонтанно перестраиваются в популяции РНК в течение 24 часов. Реакция не требует никаких других компонентов, кроме самой РНК и Mg2-, и, таким образом, может рассматриваться как присущее РНК химическое свойство и должна происходить в водной среде повсюду, как в живой, так и в неживой природе.
Это открытие, очевидно, имеет прямое отношение к проблеме возникновения древнего мира РНК. Прежде всего, спонтанные перестройки нуклеотидных последовательностей могли быть основным эффективным механизмом непрерывной генерации вариантов олиго- и полирибонуклеотидов до эры рибозимов. Более того, элонгация олигорибонуклеотидов в полирибонуклеотиды путем спонтанной трансэстерификации, происходящей в этой реакции, представляется гораздо более реальной возможностью в то время, по сравнению с последовательным ростом цепи, требующим специального механизма, постоянной защиты от деградации удлиняемого полинуклеотида и постоянного притока энергии. Именно этим путем и могли появляться длинные полирибонуклеотиды на заре возникновения мира РНК.
Появление достаточно длинных полирибонуклеотидов и генерация вариантов за счет спонтанных цис- и транс-перестроек должна была привести к случайному появлению рибозимов, и критичным должно было быть появление в популяции РНК рибозима, катализирующего процесс комплементарной репликации РНК.
Рис. 6. Колонии молекул РНК, выросшие на влажной поверхности агарозы или полиакриламидного геля в присутствии рибонуклеозид-трифосфатов и катализатора комплементарной репликации РНК (РНК-зависимой РНК-полимеразы фага Qβ) (Chetverin et al., 1991; Chetverina, Chetverin. 1993).
Это — принципиальное условие для того, чтобы размножить — амплифицировать — единичные молекулы случайно возникших в популяции вариантов и сохранить их для эволюции. Другими словами, появление механизмов РНК-катализируемой репликации РНК должно рассматриваться как первое и необходимое условие для начала эволюции мира РНК. В ряде экспериментов была экспериментально показана возможность создания рибозимов, осуществляющих лигирование олигонуклеотидов на комплементарной матрице (Dondna, Szostak, 1989; Doudna et al., 1991, 1993) или полимеризующих короткие олигонуклеотиды или мононуклеоти-ды путем удлинения олигонуклеотидной затравки на комплементарной матрице (Bartel, Szostak, 1993; Ekland, Bartel, 1996; Johnston et al., 2001). С появлением рибозимов, катализирующих полимеризацию РНК на матрице РНК — хотя бы одной молекулы на популяцию молекул РНК в каком-то небольшом водоеме — мир РНК обретал свою сущность как самосохраняющаяся и развивающаяся материя на древней Земле.
Не можете сделать выбор между сверхмодным айфоном четвертого поколения и более продвинутым в технологическом плане samsung galaxy s2, тогда Вам просто необходимо прочитать статью на сайте www.androidops.ru, посвященную обзору мобильного телефона Galaxy S2. 9pt»>Открытие каталитически активных РНК — рибозимов — в 1982-1983 гг. сыграло решающую роль в формулировании и развитии гипотезы о том, что РНК как самодостаточный полимер могла бы и воспроизводиться, и функционировать в глубокой древности на Земле или других космических объектах до появления клеточных форм жизни. Можно предположить, что молекулы РНК могли бы обходиться не только без ДНК как генетического вещества, но и без белков для осуществления катализа важных синтетических и метаболических реакций. Идея древнего безбелкового мира РНК как возможного предшественника современной жизни на Земле была окончательно сформулирована в 1986 г. (Gilbert, 1986) и быстро приобрела многочисленных сторонников. В настоящее время гипотеза о том, что жизнь начиналась с молекул РНК и их ансамблей, является почти общепринятой (см. сборники «Мир РНК» — «The RNA World» — под редакцией Gesteland et al., 1993, 1999, 2006). Таким образом, термин «мир РНК» широко используется теперь для обозначения древней, пребиотической ситуации на Земле, имевшей место около 4 млрд. лет назад, когда самореплицирующиеся молекулы РНК или их ансамбли могли существовать и эволюционировать без белков.
Таким образом, согласно существующим представлениям, в древнем мире РНК не было ни белков, ни ДНК, а лишь ансамбли различных молекул РНК, выполняющих разные вышеперечисленные функции. Однако вопрос о возникновении такого мира на Земле — один из самых трудных в теориях происхождения жизни. Можно предполагать, что первичные олигорибонуклеотиды возникали из абиогенно образующихся монорибонуклеотидов или их активированных производных путем полимеризации на поверхностях глин и глиноподобных минералов. Возможна была также и предшествующая химическая эволюция нуклеотидоподобных и олигонуклеотидоподобных соединений. В любом случае, появление олигорибонуклеотидов должно было быть отправной точкой появления мира РНК. Однако, для дальнейшего развития было необходимо, чтобы абиогенный синтез олигорибонуклеотидов, основанный на редких случайных событиях, был дополнен постоянным механизмом, который бы мог генерировать варианты этих олигомеров и удлинять их (при сильной тенденции к их спонтанной химической и физической деструкции). Элонгация коротких олигорибонуклеотидов в полирибонуклеотиды представляется абсолютно необходимым условием для образования компактно свернутых структур со свойствами специфического узнавания лигандов и каталитическими активностями, а генерация вариантов в популяции абиогенных олиго- и полирибонуклеотидов требуется для того, чтобы дать шансы для случайного возникновения нужных функциональных, в том числе каталитических, активностей.
В течение долгого времени не было предложено какого-либо удовлетворительного решения этой проблемы. Около 15 лет назад А.Б. Четвериным и Е.В. Четвериной с сотрудниками (Chetverin et al., 1991; Chetverina, Chetverin, 1993) был разработан метод молекулярного клонирования РНК: из единичных молекул РНК, помещенных на поверхность геля, содержащего катализатор репликации (в данном случае вирусную РНК-зависимую РНК-полимеразу) и рибонуклеозид-трифосфаты, оказалось возможным выращивать колонии молекул РНК, идентичных исходной молекуле (рис. 6). Позднее метод был применен для регистрации единичных событий, происходящих с популяцией РНК в растворе, и была впервые экспериментально показана способность молекул РНК к спонтанной перестройке их нуклеотидных последовательностей в отсутствие каких-либо ферментов и рибозимов (Chetverina et al., 1999), Открытая спонтанная реакция характеризовалась следующими особенностями. Во-первых, цепи РНК в растворе при температурах от 5 до 37 °С время от времени обменивались частями своих последовательностей; обмен мог осуществляться как между разными молекулами (транс-перестройки), так и внутри одной и той же молекулы (цис-перестройки). Во-вторых, эти перестройки были неспецифичны по отношению к последовательности и могли происходить в любом месте цепей. В-третьих, в отличие от рибозимных и ферментативных реакций, а также реакций самокатализируемого сплайсинга, З’-гидроксилы не участвовали в этой спонтанной реакции, а части РНК реагировали друг с другом внутренними районами. Реакция оказалась зависима от присутствия Mg2-. Скорость спонтанных перестроек была невысока — одно событие в час на миллиард нуклеотидов; это означает, что 0.002-0.02 % цепей РНК с длиной 800-8000 нуклеотидных остатков спонтанно перестраиваются в популяции РНК в течение 24 часов. Реакция не требует никаких других компонентов, кроме самой РНК и Mg2-, и, таким образом, может рассматриваться как присущее РНК химическое свойство и должна происходить в водной среде повсюду, как в живой, так и в неживой природе.
Это открытие, очевидно, имеет прямое отношение к проблеме возникновения древнего мира РНК. Прежде всего, спонтанные перестройки нуклеотидных последовательностей могли быть основным эффективным механизмом непрерывной генерации вариантов олиго- и полирибонуклеотидов до эры рибозимов. Более того, элонгация олигорибонуклеотидов в полирибонуклеотиды путем спонтанной трансэстерификации, происходящей в этой реакции, представляется гораздо более реальной возможностью в то время, по сравнению с последовательным ростом цепи, требующим специального механизма, постоянной защиты от деградации удлиняемого полинуклеотида и постоянного притока энергии. Именно этим путем и могли появляться длинные полирибонуклеотиды на заре возникновения мира РНК.
Появление достаточно длинных полирибонуклеотидов и генерация вариантов за счет спонтанных цис- и транс-перестроек должна была привести к случайному появлению рибозимов, и критичным должно было быть появление в популяции РНК рибозима, катализирующего процесс комплементарной репликации РНК.
Рис. 6. Колонии молекул РНК, выросшие на влажной поверхности агарозы или полиакриламидного геля в присутствии рибонуклеозид-трифосфатов и катализатора комплементарной репликации РНК (РНК-зависимой РНК-полимеразы фага Qβ) (Chetverin et al., 1991; Chetverina, Chetverin. 1993).
Это — принципиальное условие для того, чтобы размножить — амплифицировать — единичные молекулы случайно возникших в популяции вариантов и сохранить их для эволюции. Другими словами, появление механизмов РНК-катализируемой репликации РНК должно рассматриваться как первое и необходимое условие для начала эволюции мира РНК. В ряде экспериментов была экспериментально показана возможность создания рибозимов, осуществляющих лигирование олигонуклеотидов на комплементарной матрице (Dondna, Szostak, 1989; Doudna et al., 1991, 1993) или полимеризующих короткие олигонуклеотиды или мононуклеоти-ды путем удлинения олигонуклеотидной затравки на комплементарной матрице (Bartel, Szostak, 1993; Ekland, Bartel, 1996; Johnston et al., 2001). С появлением рибозимов, катализирующих полимеризацию РНК на матрице РНК — хотя бы одной молекулы на популяцию молекул РНК в каком-то небольшом водоеме — мир РНК обретал свою сущность как самосохраняющаяся и развивающаяся материя на древней Земле.
Не можете сделать выбор между сверхмодным айфоном четвертого поколения и более продвинутым в технологическом плане samsung galaxy s2, тогда Вам просто необходимо прочитать статью на сайте www.androidops.ru, посвященную обзору мобильного телефона Galaxy S2.
|
Автор: Admin |
2011-11-23 |
|
 |
 |
«Прогресс состоит не в замене неверной теории на верную, а в замене одной неверной теории, на другую неверную, но уточнённую.»
Стивен Хокинг
Во времена, когда наука делала первые шаги, гипотезы нередко строились на основании недостаточной и недостоверной информации. Нехватка исходных данных заставляла исследователей напрягать воображение. Авторы не скупились на невероятные, ошеломляющие допущения, ведь не было предшественников, которые ограничивали бы полёт мысли. Положив на стол чистый лист, учёный брал в руки перо и описывал устройство мироздания как ему вздумается. Зачастую получалась удивительная ерунда. Но у истинного гения даже ошибки приводили к гениальным выводам. Читать дальше>>
 |
«Поскольку Вселенная постоянно
бросает кости, чтобы выяснить, что
случится дальше, у неё нет единственной
истории, как можно было бы подумать.
Напротив, Вселенная обладает всеми
возможными историями — каждой
с определённой вероятностью…
Мысль о том, что Вселенная имеет
множество историй, может показаться
научной фантастикой, но сегодня она
принимается как научный факт.»
Стивен Хокинг, «Мир в ореховой скорлупке»
 |
 |
 |
 |
 |