Илья Рухленко - Что ответить дарвинисту? Часть II
В общем, подбор таких естественных условий, в которых бы реально осуществлялась непрерывная цепочка всех химических реакций от неорганических веществ до нуклеотидов – представляет собой весьма непростую задачу. Эта задача не решена до сих пор ни для одного из необходимых нуклеотидов (Spirin, 2007):
…Заключение, которое можно сделать из всех имеющихся данных, не утешительно: несмотря на все ухищрения и моделирование различных условий первобытной Земли, к настоящему времени не удается воспроизвести полный абиогенный синтез ни одного из нуклеотидов, являющихся компонентами (мономерами) РНК.
Вот и в нашумевшей работе по получению пиримидиновых нуклеотидов (Powner et al., 2009), исследователи тоже не смогли обойтись без того, чтобы в ходе синтеза не менять условия среды, и не очищать промежуточные продукты.[140]
Именно поэтому в сравнительно недавнем обзоре (посвященном этой проблеме) открытие Сазерленда оценивается вот таким вот образом (Schwartz, 2013):
«…полученные результаты, хотя и представляющие впечатляющее химическое «чудо мастерства», сделали мало для решения проблемы пребиотического синтеза нуклеотидов, так как возникает масса новых затруднений, которые должны быть приняты во внимание для оценки правдоподобности данного химического пути в пребиотических условиях. Каждый из необходимых реактантов является реактивным химическим соединением, которое, в отсутствие избирательных условий, вступит в реакцию и образует набор нежелательных продуктов. Хотя цепь представленных Сазерлендом реакций и минует беспокоящую проблему синтеза рибозы, она в свою очередь поднимает другие вопросы. Как указал [сам] Сазерленд (2010) «встраивание нового химического пути синтеза в правдоподобный геохимический сценарий остается трудной задачей». Сделать это совсем не обязательно будет просто»[141]
И уж тем более трудно добиться, чтобы в таких естественных условиях, где непрерывно бы синтезировались все необходимые химические соединения (от исходных неорганических веществ до нуклеотидов)… при этом шло бы еще и естественное образование РНК из этих нуклеотидов! Да еще и осуществлялось бы успешное копирование этих молекул РНК. Так, чтобы все эти вещества не мешали друг другу.
Как говорится, «сынок – это фантастика» (С).
Понятно, что такая фантастика еще не была показана никем, и никогда не будет показана. Потому что химических чудес на свете не бывает (во всяком случае, без вмешательства разумного замысла).
Я думаю, всего озвученного вполне достаточно, чтобы надежно заткнуть верующего дарвиниста с его «нуклеотидами Сазерленда».
Так же требуется дополнительное разъяснение еще и по вопросу «самовоспроизводящихся рибозимов». Потому что верующий дарвинист просто не поверит Вам на слово, когда Вы заявите, что опыты с «самовоспроизводящимися рибозимами» провалились.
Поэтому приведу конкретный пример. Вот в этой статье (Attwater et al., 2013) на сегодня получены самые последние результаты по несчастным рибозимам. Результат такой – рибозим tC9Y длиной 202 нуклеотида осуществляет матричный синтез с РНК-шаблонов длиной до 206 нуклеотидов. То есть, казалось бы, результат вполне обнадеживающий.
Однако, как известно, «дьявол скрыт в деталях». И если рассмотреть этот результат подробно, то сразу получаются сплошные проблемы:
1. В качестве субстрата брались нуклеозидтрифосфаты. То есть, во-первых, уже готовые (взявшиеся непонятно откуда) нуклеотиды плавают в растворе. А во-вторых, эти нуклеотиды уже активированы. Но где такое видано, чтобы в природных условиях среда была насыщена такими высокоэнергетическими веществами в концентрации 0,4–4 ммоль/л?
2. Среда была подщелочена (pH 8.3). А при подщелачивании среды получается вот что (Spirin, 2007):
«…при подщелачивании аденин и цитозин легко подвергаются окислительному дезаминированию и превращаются, соответственно, в гипоксантин и урацил».
3. Отсутствовали посторонние (загрязняющие) вещества, которые могли бы вмешаться в процесс. Для природных условий это вообще нереально. В реальных же условиях (существующих в природе), из-за присутствия множества других веществ химические реакции идут совсем не так, как нам хочется.
4. Скорость: 63 нуклеотида за 16 часов и 206 нуклеотидов за 60 часов (т. е. примерно 4 нуклеотида в час). Это ничтожно малая скорость от той, которая необходима для поддержания «конвейера жизни». «Конвейер жизни» вообще способен существовать только потому, что скорость (и точность) работы «репликаторов» внутри реальных живых систем исключительно высока.[142]
5. Точность (ошибки копирования): точечные замены – 0.8 %, делеции – 1.5 %, преждевременная терминация – 0.015 %, последние нуклеотиды вообще копируются с точностью 93 %. То есть, вообще ерунда получается. Это не матричный синтез, а скорее, «околоматричный синтез». В природных условиях такая «точность» копирования приведет к почти моментальному вырождению создаваемых копий, и в конечном итоге, к исчезновению всех подобных молекул, даже если все остальные условия будут идеальными.[143]
6. Нужен стартовый праймер (комплементарная к началу шаблона короткая РНК, которая к нему приклеится и будет играть роль «затравки»).
7. РНК копируется не всякая, а лишь специально подобранные шаблоны, про которые сказано, что они «имеют небольшую вероятность образовывать вторичные структуры», то есть, те самые «шпильки», в которых у самого tC9Y участвует больше половины нуклеотидов (57 пар). Таким образом, этот рибозим, на самом деле, не может копировать что-либо, хотя бы похожее на самого себя. А может копировать лишь линейные отрезки РНК.
Однако вторичные структуры («шпильки») необходимы молекуле РНК, чтобы она вообще была способна к работе (обладала каталитической активностью). Так как же тогда рибозимы будут воспроизводить сами себя? А никак не будут.
8. Чем длиннее цепочка нуклеотидов, которую «прилепил» к матрице рибозим, тем труднее «отлепить» эту цепочку потом. То есть, по сути, рибозим создает мусор – двойную цепочку РНК, которая потом не расплетается. Ей, наверное, проще порваться поперек, чем вдоль.
А.С. Спирин об этой проблеме написал так (Spirin, 2007):
…Однако комплементарная репликация молекул РНК, катализируемая РНК-реплицирующим рибозимом, неизбежно должна приводить к образованию единой двуцепочечной двойной спирали в А-форме, где одна цепь – исходная, а другая – комплементарная ей дочерняя, и эта двуспиральная конформация очень стабильна. Для дальнейшей репликации и размножения исходных (функциональных) цепей РНК эта двойная спираль должна как-то расплетаться, и только тогда каждая ее цепь вновь может служить матрицей для репликации, в том числе и для синтеза новых молекул с исходной последовательностью нуклеотидов на комплементарной цепи, то есть, к воспроизведению. Рибозимы, способные катализировать синтез комплементарных цепей РНК на матрицах одноцепочечных РНК, воспроизведены в лабораторных экспериментах (Johnston et al., 2001; см. также обзор Joyce & Orgel, 2006), но проблема разделения двуцепочечного продукта на индивидуальные цепи остается не решенной (Orgel, 2004). Конечно, нельзя исключать возможность появления рибозимов с активностью РНК-хеликаз, но тогда возникает другая проблема – как уберечь от расплетания локальные двуспиральные участки («шпильки») функциональных одноцепочечных РНК в функционально активной компактной конформации.
В общем, давайте еще раз кратко подытожим самый последний результат создания «самореплицирующихся рибозимов»:
1. Обсуждаемый рибозим берётся непонятно откуда. На практике, его создали любознательные исследователи, а в реальной природе нуклеотиды не образуются. Так же как самостоятельно не образуются и сами молекулы РНК (нужной длины), даже если обеспечить среду готовыми нуклеотидами (Spirin, 2007).
2. А вот деградирует и развалится на части этот рибозим всего за несколько часов или дней. То есть непонятно откуда взялся, зато исчезнет очень быстро (см. ниже «водный парадокс»).
3. При этом он не способен воспроизводить самого себя.
4. По сути, вообще ни на что не способен:
а) не способен самостоятельно начать работу (пока к нему не будет прикреплен нужный праймер);
