Геохимия, 2021, T. 66, № 11, стр. 1042-1049

Термоцикл и эволюционная комбинаторика макромолекул – основа первичных процессов происхождения жизни

С. Д. Варфоломеев ab*, И. В. Гачок ab**

a Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, химический факультет
119991 Москва, Ленинские горы, Россия

b Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН
119334 Москва, ул. Косыгина, 4, Россия

* E-mail: sdvarf@bk.ru
** E-mail: ivgachok@gmail.com

Поступила в редакцию 11.05.2021
После доработки 21.05.2021
Принята к публикации 24.05.2021

Аннотация

Статья посвящена проблемам происхождения жизни, изучение которых было начато академиком Э.М. Галимовым. Э.М. Галимов – ученый широкого профиля интересов, глубокого понимания основ процессов, происходящих в природе, исследователь с удивительной научной интуицией. В результате многочисленных обсуждений и дискуссий одного из авторов статьи С.Д. Варфоломеева с академиком Е.М. Галимовым сформировалась концепция, на естественно-научной основе объясняющая происхождение жизни. Рассмотрены базовые кинетические принципы зарождения и эволюции протобиополимерных молекул. Основой подхода, объединяющей процессы полимеризации и селекции макромолекулярных структур является термоцикл, обеспечивающий термодинамическую возможность образования связи мономер–мономер и кинетическую селекцию структур за счет отбора более уставных комплексов. Кинетическое моделирование и анализ полученных решений продемонстрировали возможности экспоненциального роста всех протополимеров системы и образование возможных интерполимерных комплексов – прототипов клеточных органелл типа рибосом. Рассмотрена возможность возникновения жизни, имеющей принципиально другую химическую основу, в других условиях, отличных от планеты Земля.

Ключевые слова: происхождение жизни, пептиды, белки, нуклеиновые кислоты, термоцикл, эволюция макромолекулярных систем

Список литературы

  1. Варфоломеев С.Д., Гуревич К.Г. (1999) Биокинетика. М.: Фаир-Пресс, 720 с.

  2. Галимов Э.М. (2001) Феномен жизни: между равновесием и нелинейностью. Происхождение и принципы эволюции. М.: Едиториал УРСС, 256 с.

  3. Коршак В.В (1969) Термостабильность полимеров. М.: Наука, 411 с.

  4. Demina O.V., Kononikhin A.S., Laptev A.V., Khodonov A.A., Nikolaev E.N., Varfolomeev S. D. Modelling of prebiotic synthesis and selection of peptides under isothermal conditions and thermal cycling mode. (2012) Russ. Chem. Bull. 61(2), 422-441.

  5. Eigen M. (1971) Self-Organization of Matter and the Evolution of Biological Macromolecules. Berlin: Springer Verlag, 108 p.

  6. Fox S.W. (1988) The Emergence of Life: Darwinian Evolution from the Inside. New York: Basic Books, 244 p.

  7. Kauffman S.A. (1993) The Origin of Order: Self-Organization and Selection in Evolution. Oxford: Oxford University Press, 734 p.

  8. Orgel L.E. (1973) The Origin of Life: Molecules and Natural Selection. New York: John Wiley, 238 p.

  9. Varfolomeev S.D. (2007) Kinetic models of the prebiological evolution of macromolecules. Thermocucle as the motive force of the process. Mendeleev Commun. 17(1), 7-9.

  10. Varfolomeev S. D., Lushchekina S.V. (2014) Prebiotic synthesis and selection of macromolecules: Thermal cycling as a condition for synthesis and combinatorial selection. Geochem. Int. 52(13), 1197-1206.

  11. Varfolomeyev S.D., Gurevich K.G. (2001) The hyperexponential growth of the human population on a macrohistorical scale. J. Theor. Biol. 212(3), 367-372.

Дополнительные материалы отсутствуют.