Молекулярна Биология

1. ПРОИЗХОД НА ЖИВОТА

Произходът на живота е една от най-вълнуващите загадки пред които човечеството се е изправяло. Огромното разнообразие от живи организми, максимално приспособени към условията на обкръжаващата ги среда от една страна и приблизително еднаквият механизъм на тяхното устроиство от друга, ни предлагат хиляди хипотези за зараждането на живота на планетата Земя. Независимо от цялото ни познание относно необятния организмов свят, съществуват основно две обяснения за началото на живота.

• Според едното се приема наличието на жива сила (vis vialis), която е изградила всичко познато на нашата планета. По-голямата част от познатите религии се базират именно на тази хипотеза, като се приема, че както живата така и неживата част от нашето обкръжение е създадена именно от тази сила.
• Вторият подход е базиран на научни доказателства и хипотези, като при него се твърди, че зараждането на живота е вследствие на взаимодействието на различни молекули по време и в първите минути след Първичният взрив създал познатата ни галактика.

Повечето от съвременните научни обяснения за произхода на живота се базират на различни доказателства, но учените по цял свят имат различна интерпретация за всяко едно от тях. Различните интерпретации от своя страна допълнително затрудняват изясняването на най-важният въпрос за човечеството. Вероятно животът е възникнал еднократно на нашата планета. Възможно е обаче възникването на живота да се е случило няколко пъти и възникналите по-късно организми да са унищожили предходните. Според повечето автори зараждането на организмовият свят е преминало през три основни етапа:

1. Химична еволюция – Изследванията на Опарин и Ралдейн допускат възможността, че космическите лъчения са причинили взаимодействия на наличните прости химични съединения О₂, СО₂, метан, етан, метални йони и много други. В резултат на тези взаимодействия са се образували първите прости органични съединения като аминокиселини, азотни бази, прости въглехидрати.

2. В последствие тези органични молекули по мистичен до момента начин придобили възможността да се самовъзпроизвеждат, което дало началото на живота.

3. Биологична еволюция – самовъзпроизвеждащите се сложни органични съединения, постепенно сформирали първата клетка, а в последствие и огромното разнообразие на познатият ни организмов свят.

Гореописаните три етапа представят най-разпространената хипотеза твърде опростено и бързо, но различни изследвания доказват, че в пребиотичният период първичният бульон се е създавал в продължение на милиони години. Предполага се, че в едни географски зони е имало много по-висока концентрация на първични органични съединения в сравнение с други. Именно по-високите им концентрации са позволили полимеризацията по между им и сформирането на сложни полимери, като полинуклеутиди и полипептиди – предшественици на нуклеиновите киселини и белтъците. Допуска се, че при адсорбиране върху глинени материали същите са служили като катализатори. Въпреки тези открития все още е необяснимо как от органични съединения са се образували самовъзпроизвеждащи се молекули, които са най-важното условие за наличието на живот.

Най-сложен остава въпросът за възникването на първата клетка. Според хипотезата на Опарин полипептидите налични в първичният бульон са се групирали под формата на капка, която авторът нарича коацерват. Според автора коацерватите са притежавали способността да приемат различни молекули от заобикалящата ги среда. За по-лесното им представяне бихме могли да оприличим описаните структури като капка от познатото ни слънчогледово олио поставена в съд с вода. В последствие коацерватите придобили липидна обвивка, близка до познатата никлетъчна мембрана. Възникването на първообраза на клетъчната мембрана е едно от най-важните събития, защото само така е възможно предаването на полезните функции и промени да се подложат на естествен отбор и да се запазят за следващите поколения. Въпреки, че дава известна яснота, тази хипотеза не дава отговор на основният въпрос, а именно самовъзпроизвеждането на коацерватите, тъй като нито липидите нито полипептидите могат да служат за матрица.

Друга хипотеза предполага наличието на РНК-свят. Счита се, че в процеса на еволюцията РНК-ите са били изместени от ДНК, като по-стабилни молекули.

Протобионтите са възникнали преди около 4 милиарда години, като от тях е възникнала първата клетка, след което е започнала биологичната еволюция, дала разнообразието на организмовият свят.

Съществуването на микроорганизми, които са резистентни на екстремни температури, вакуум, силна радиация, липса на вода и др. ни дава основание да предполагаме, че животът може да е пренесен на нашата планета посредством различни метеорити по време на първичният взрив. Според тази теория животът е възникнал на други планети при коренно различни условия на средата, но въпросът за неговото създаване отново остава загадка.

До скоро всички тези научно обосновани данни даваха основание на различни автори да правят свои интерпретации относно възникването на живота. Нито една от тях обаче не може да даде пълен отговор за възникването на сложните механизми във всяка една позната ни клетка. Нито една хипотеза недава пълен отговор за самовъзпроизвеждането на клетките и по какъв начин са се създали нуклеиновите киселини, като носител на наследствената информация.