1. Что такое коацервация, коацерват?
Коацервация — это процесс разделения раствора на две фазы: одну, богатую растворёнными веществами (коацерватную каплю), и другую — с низкой их концентрацией. Коацерват — это капля, содержащая высокую концентрацию органических молекул (например, белков, нуклеиновых кислот), окружённая водной средой. Такие структуры считаются возможными предшественниками живых клеток.
2. На каких модельных системах можно продемонстрировать образование коацерватных капель в растворе?
Обычно используют растворы белков (например, желатин или альбумин) и полиэлектролитов (например, гуммиарабик, ДНК). При их смешивании в определённых условиях образуются коацерватные капли, видимые под микроскопом.
3. Какие возможности для преодоления низких концентраций органических веществ существовали в водах первичного океана?
Вода испарялась в мелких водоёмах или лужах, вещества концентрировались. Кроме того, возможна была абсорбция на поверхности минералов, скопление в пористых структурах, а также коацервация — локальное накопление веществ в каплях.
4. Что собой представляет мир РНК и каково его значение для начальных этапов эволюции жизни на Земле?
Мир РНК — это гипотетическая стадия эволюции, когда РНК выполняла одновременно функции хранения генетической информации и катализатора (рибозимы). Такая система могла существовать до появления белков и ДНК. Это объясняет, как могла развиться сложная организация жизни из простых молекул.
5. В чем заключается преимущество для взаимодействия органических молекул в зонах высоких концентраций веществ?
При высокой концентрации молекулы чаще сталкиваются, возрастает вероятность химических реакций. Это важно для формирования сложных соединений — белков, нуклеиновых кислот и других биомолекул. Коацерватные капли создают такую среду.
1. Предположите, могут ли в современных земных условиях образовываться небиологическим путем органические молекулы; коацерваты. Обоснуйте свою точку зрения.
2. Как, по вашему мнению, происходило становление системы синтеза белков у протобионтов?
Сначала возникли короткие цепи РНК, способные к самокопированию и каталитической активности. Позже РНК начала использовать аминокислоты для синтеза коротких пептидов. Постепенно появилась система кодирования (генетический код), и на её основе — примитивный синтез белков с участием РНК.
3. Каковы перспективы эволюции коацерватов, полученным экспериментальным путем, в окружающей среде?
Коацерваты не обладают наследственностью и способностью к воспроизведению, поэтому в естественных условиях не развиваются в полноценные клетки. Но если их дополнить самовоспроизводящимися молекулами (например, РНК), они могли бы стать моделью для изучения происхождения жизни. В будущем это может помочь в создании искусственных клеток.