Что такое жизнь с точки зрения

[egovoru]

Признаюсь, я так и не добралась до знаменитой книжки Шредингера, да и вообще перестала задумываться о том, что такое жизнь, где-то на уровне старших классов школы. Все, что мы знаем о живых существах, говорит об их происхождении из одного корня; а раз так, то пока нам доступен для изучения только один вариант жизни. Просто же сравнивая живое с неживым, легко ошибиться в выборе критериев живого – ведь всякое обнаруженное свойство может оказаться особенностью нашего конкретного варианта жизни, а не признаком жизни вообще.

Успехи молекулярной биологии со времен Шредингера прояснили многое в механизме земной жизни, блестяще подтвердив гипотезу Н.К. Кольцова о матричном синтезе. (То, что в роли самовоспроизводящейся матрицы выступает ДНК, а не белок, как думал Кольцов – не столь существенно). Двойная спираль стала популярным символом этих открытий, особенно после замечательной книжки Уотсона с таким названием.

Тем не менее, макромолекула, воспроизводящая саму себя – это, на мой взгляд, еще не жизнь. Нужна еще способность этой молекулы к перекодировке информации – переводу ее на язык других символов. Иными словами, матрица должна не только воспроизвести самое себя, но и породить нечто, химически от себя отличное. Именно это отличное – белок – и можно использовать для создания структуры, не рискуя испортить вещество наследственности. Именно это отличное и подвергается воздействию среды, обеспечивая возможность естественного отбора.

На мой взгляд, возникновение механизма перекодировки информации – генетического кода – и представляет собой главную трудность при попытках представить себе происхождение жизни из неживой материи. Уж очень сложна эта процедура – для ее выполнения требуется целая наномашина, рибосома, состоящая из десятков белков и нескольких молекул РНК. Хуже всего, что даже самая примитивная бактерия уже обладает рибосомами, мало отличающимися от рибосом самых высокоорганизованных существ, а надеяться на обнаружение ископаемых остатков каких-то предшественников рибосом едва ли приходится.

Происхождение жизни по версии Odra Noel

Comments

[egovoru.livejournal.com]

"мои комментарии по этому вопросу могут иметь только дилетантски поверхностный характер"

Вообще-то мой журнал и задуман как обмен именно дилетантскими мыслями - см. его название ;) Занесло меня в эту сугубо для меня профессиональную область только вследствие интереса к ней некоторых читателей ;)

"А вот вопрос, зачем же в каждой клетке иметь полную копию «ДНКового архива», если достаточно только какой-то малой части?"

Во-первых, потому, что надо ведь сохранить что-то и на черный день - т.е., обеспечить возможность регенерации. Даже у нас, кто это способность в значительной степени утратил, повереждения запускают "распаковывание" прежде ненужной ДНК, чтобы восстановить то, что было утрачено. А вот червя вообще можно разрезать на две половинки и получить двух червей - а как бы это было возможно, если бы каждая из этих половинок выкинула ДНК, нужную для построения второй?

Во-вторых, большинство клеток тела не избавляется от ненужных конкретно им генов просто потому, что это технически трудно сделать - ведь гены в ДНК расположены весьма причудливым образом: гены, отвечающие за одну и ту же функцию, могут быть рассеяны по многим хромосомам, и как их оттуда выуживать? Клетка избрала более простой путь: она эти ненужные гены не вырезает, а просто инактивирует - в частности, сворачивая "нерабочую" ДНК более плотно, чем нужную для работы.

Но в некоторых экстремальных случаях специализированные клетки тела таки избавляются от ненужной ДНК - а именно, есть клетки, которые избавляются от всей своей ДНК! Это хорошо знакомые всем эрироциты - красные клетки крови. Они сначала нарабатывают все нужные им белки со своей ДНК, а потом разрушают ее - чтобы освободить место для гемоглобина. Но такие клетки, конечно, живут недолго - ведь молекулы белка рано или поздно изнашиваются, а новые им построить не из чего. Тогда они просто помирают, а организм все время производит новые эритроциты из клеток-предшественников.

"В архив могут быть встроены методы проверки его целостности без необходимости осуществить трудоемкую распаковку. Есть ли подобное в природе?"

Механизмы, отслеживающие поломки ДНК, в клетке действительно есть - например, есть ферменты, специфически распознающие поврежденные ультрафиолетовым светом нуклеотиды в ее составе. И да, если под "распаковкой" мы по-прежнему подразумеваем производство белка, то эти механизмы работают именно над самим архивом - т.е., над самой ДНК.

Но я бы все-таки не стала увлекаться этой компьютерной аналогией, и вот почему. И заархивированный файл, и распакованный - это все равно последовательность нулей и единиц. Но жизнь-то переводит последовательность одних символов (нуклеотидов) в последобвательность других (аминокислот). То есть, осуществляет не просто распаковку, а и перекодировку.

"Есть такой вид по существу архива, когда происходит кодирование с потерей информации, но незначительной, например, тот же JPEG для изображений. Есть ли аналоги в живой природе?"

Возможно, примеры подобной компрессии информации можно отыскать на уровне эволюции геномов (т.е., совокупности всей клеточной ДНК). Дело в том, что она состоит далеко не только из генов, а еще и из так называемой "мусорной" ДНК, которая никаких белков не кодирует. Часть ее оказывается в этой сомнительной категории только потому, что мы еще не выяснили ее фунцкию (а такие фрагменты часто ее имеют - регулируют работу генов), но часть, похоже, действительно - просто балласт, может быть, остатки каких-то прежних генов, ставших ненужными за миллионы лет эволюции.

Теоретически можно себе представить, что геномы могли бы эволюционировать, "подчищая" в себе этот "мусор" - и тогда это будет некая аналогия JPEG-сжатия. Но реально такое наблюдается редко - ДНКовый мусор так и продолжает накапливаться ;)

А вот на протяжении жизни самого организма каких-то примеров такого сжатия информации вроде бы не находится.

[a-gorb.livejournal.com]

Извините, долго не отвечал …

Спасибо за ответы. Не знаете ли вы научно-популярных книжек, посвященных этим вопросам?

”Но я бы все-таки не стала увлекаться этой компьютерной аналогией”
Это просто аналогия и ущербна, как любая аналогия.
”Но жизнь-то переводит последовательность одних символов (нуклеотидов) в последобвательность других (аминокислот). То есть, осуществляет не просто распаковку, а и перекодировку.”
Но тут тоже есть аналогия. Последовательность нулей и единиц в jpeg или avi файле распаковывается и перекодируется в изображение на экране.

[egovoru.livejournal.com]

Вот, кажется, неплохая книжка (хотя сама я ее не читала): Лев Мухин, "Планеты и жизнь" (http://www.litmir.net/br/?b=66116). Вот ее оглавление:

Глава I. Принцип Реди и Большой Взрыв.
Глава II. Где и из чего зарождается жизнь?
Глава III. Рождение планет.
Глава IV. Начались синтезы.
Глава V. Вулканы-разрушители, вулканы-созидатели.
Глава VI. Молекулы жизни.
Глава VII. Клетки работают.
Глава VIII. Великая загадка кода.
Глава IX. Правое и левое.
Глава X. Боги и "Викинги".
Глава XI. Внеземной разум.

Вторая ее половина, как я понимаю, посвящена примерно тем вопросам, которые мы обсуждали - даже есть отдельная глава про генетический код. Автор, правда - физик, а не биолог, но, может быть, это как раз то, что нужно.

[a-gorb.livejournal.com]

Спасибо!