катализдеуіштер және тұқым қуалайтын молекулалар

Тіршіліктің пайда болуы жайындағы пікірталастарға қатысы бар терең мағыналы ғылыми жаңалық ретінде РНҚ-ның (рибо- нуклеин қышқылының) катализдік қасиеті және өзін-өзі көбейту қабілеті бар екендігін атауға болады. Бұл құбылыс ашылғанға дейін катализдік қасиет тек ақуыздарға ғана тән деп саналды. Бүгінгі таңда, көптеген ғалымдардың пікірінше ең алғаш пайда болған генетикалық кодтаушы ДНҚ емес, РНҚ болып есептелу- де. РНҚ-ның бұл қызметі кейбір вирустарда осы уақытқа дейін сақталған. Бір молекулада катализдік және генетикалық кодтау сияқты екі қасиеттің бірдей кездесуі тіршіліктің пай- да болуына қатысты зерттеулердің көбеюіне септігін тигізді. «РНҚ әлемі» көпш ілік мақұлдаған көзқарас, бірақ бұл тұжырымға катысты көптеген сұрақтарға әлі де болса жау- ап жоқ. РНҚ теориясына сәйкес, тіршіліктің ту- ындауына түрткі болған ең негізгі себеп, өзін- өзі репликациялауға код ретінде бола алатын РНҚтүрінің пайда болуы деп есептеледі. По- линуклеотидтер молекулалардың түзілуінде жетекш і рөл атқарады ж әне түзілетін молекулалардың тізбегі бастапқы тізбектің дәл көшірмесі болып табылады. Үлгі бойынша көшіріп отыру бұл үдерістің негізін құрайды (1.7-сурет). Дәл көшірмелердің жасалуы өте тиімді, бірақ салыстырмалы түрде алғанда баяу, яғни катализдеуішті қажет ететін үдеріс. Катализдеуші ретінде полинуклеотид тіпті бастапқы үлгі ретіндегі молекуланың өзі бола алады. Алайда, полипептидер полинуклеотид- терге қарағанда айтарлықтай тиімді катализ- деу қасиетіне ие. Дегенмен, полипептидтер өзді өзінің дәлме-дәл көшірмелерін тудыра ала ма деген сұраққа нақты жауап жоқ. Еске сала кет- сек, бүгінгі таңдағы клеткаларда генетикалық код нуклеин қышқылдарында жазылған, ал катализ қызметін негізінен ақуыздар атқарады. Нуклеин қышқылының синтезі (көптеген ақуыздық ферменттерді қажет ететін) мен ақуыздьщ синтезі (амин- қышқылдардың арнайы реттілігін қамтамасыз ететін ғенетикалық кодты та- лап ететін) қалайша пайда болды? Жоғарыдағы болжамға сәйкес, РНҚ (немесе бір-бірімен байланысты әртүрлі РНҚжүйесі) бастапқыда екі қызмет атқарған: оз репликациясы үшін генетикальіҚ Код қызметін жәңе катализдеу қызметін. Бұл жүйе эволюция барысында кемелдене отырып, ақыр аяғында әлдеқайда тиімді катализдеуші молекулалар болып табылатын ақуыздарды генетикалық түрде кодтау қабілетіне ие болды (1.8-сурет). Бірақ, бүгінгі таңда ДНҚ ең негізгі генетикалық материал болып табылады, ал РНҚ ДНҚ-да сақталатын генетикалық кодтың нұсқаулығымен ақуыздардың синтезін ғана жүргізіп оты- ратын аралық род атқарады деп саналады, яғни РНҚ-ың әмбебаптық қасиеті есеііке алынбайды. Бұл теория тоңірегінде көптеген Пікірталастар орын ал- ды, ал ерңғы кездері ерекше қызығушылық тудырды. Тіршіліктің пайда боЛуындағы РНҚ-ның рөлі аясында шешілмей қалған сұрақтар коп, бірақ РНҚ рөлінің маңызды екендігі созсіз. Тірі клеткалардың дамуындағЫ тағы бір аса маңызды мәселе — клет- каларды қорщаған ортадан боліп тұратын мембраналардың түзілуі бо- лып табыдады. Оздігінең репликацияланатын және катализдік қасиеті бар молекулалардың белгілі бір кеңістікте бірігіп топталуы нәтижесінде, молекулалар бір-бірімен тығыз байланысқа түсіп, бөтен заттар енбейтіндей жекелен- ген орта түзілген (1.9-сурет). Майлар клеткалық мембраналардың түзілуіне ең қолайлы қосылыстар болды. Мұның себептері 2 және 8-тарауларда жан-жақты қарастырылып, талқыланады. Соңғы кезде, тіршіліктің туындау себептерін түсіндіретін бірнеше ағымдарды қос тармақты теорияға біріктіруге әрекет жасалынды. Бұл тұжырым бойын- ша катализ құбылысы мен генетикалық код бір-бірінен бөлек, тәуелсіз түрде пайда болған, ал біз білетін өмірдің түрі олардың бірігуі нәтижесінде туған. Реакцияларды катализдеуге қабілетті молекулалар тобының көбеюі тіршілік көзінің бір түрі, сондай ақ, нуклеин қыш қылдарына негізделген генетикалық код жүйесінің пайда болуы тірш ілік көзінің екінш і түрі. Т ірш ілік саз бөлш ектерінен бастау алған деген теория қос тармақты теорияның бір түрі. Аталған көзқарасқа сәйкес, алғаш генетикалы қ код пайда болған, бірақ ол табиғи саз балш ықтың беткі қабатын құраған. Саздың беткі қабатындағы иондықторлар код қызметін атқарған, ал кристалдың өсу үдерісін қамтамасыз еткен репликация деп саналады. Нуклеотидтер, кейіннен РН Қ молекула- лары сазды ң беткі қабатында түзілген. О сылайш а түзілген РН Қ молеку- лалары сазды ң үстіңгі қабатынан бөлініп ш ығып, лип и дтік (немесе май) қапш ықтармен қоршалып отырған. Липид қапш ығына оралған РНҚ молеку- ласы қазіргі клеткалардың ататегі болып табылады деуге болады. Бұл тұрғыдан алғанда, ататекті клеткалар жылы қабат пен суық қабаттан тұратын сулы көпіршіктің ішінде болған. Қос тізбекті полинуклеотидтер көпіршіктің суық кабаты жағындағы, бір тізбектің негізінде түзілген (1.10-сурет). Ататекті клет- ка көпірш іктің жылы жағына карай жылжыған кезде, тізбектер бір-бірінен ажырап отырған. Мембранада липидтік молекулалар бірігіп, көбейе берген. Нәтижеде, ататекті клетка екіге бөлініп, әрбір туынды клеткада бір тізбекті РНҚ болған. Сонан соң бұл үдеріс қайталанып отырған. Әрі карай даму барысында, су мен РН Қ-нан тұратын көпірш ікке алғаш акуыздар, ал кейіннен Д Н Қ қосылып, ататекті клетка қазіргі бактерияларға ұқсас жеке клеткаға айналды. Сонымен қатар, рибозимдер (катализдік қасиеті бар РНҚ молекулалары) дамып, РН Қ екі еселенуі жүзеге асырылды. Одан басқа рибозимдер зат алмасу реакциялары н катализдей бастады, бұл өз кезегінде ақуыздардың пайда болуына түрткі болды (1.11-сурет). Ақуыздар пайда болған соң, клеткадағы реакцияларды ң көпш ілігін ри- бозимдер емес ақуыздар катализдей бастады. Кейіннен басқа ферменттердің катализдік әсерінен Д Н Қ түзіліп, генетикалы қ ақпаратты сақтауда негізгі рөл атқара бастады. Қазіргі РН Қ ақуыздар мен Д Н Қ аралы ғы нда дәнекер кызметін атқарады. Мұндай өзгерістердің орын алуы уақыттың бұл үдеріске тежеу бола алм айты ны н білдіреді. Т ірш іліктің пайда болуын зерттеу ба- рысында, ғалы м дар ақуыздарды ң және де нуклеин қы ш кы лдары ны ң ең жақсы қасиеттерін біріктіруге әрекет жасап, П Н Қ , яғни Пептид нуклеин қы ш қылдар деген ұғымды ұсынды. Дәйектерге сүйенсек, бұл гибридтердің құрылымдык бірліктері тірш іліктің ең бастапқы кезеңінде пайда болса ке- рек. Ал бірқатар теориялар бойынш а, П Н Қ молекулалары тірш іліктің туын- дауына мүмкіндік берген ең алғаш қы молекулалар болып табылады. Қазіргі уақытта, ғалымдар П Н Қ негізінде жасанды тірі клеткаларды жасап шығару әрекетінде. Мұндағы негізгі максат: «бастапқы сорпа» түрінде болған орта жағдайының ықпал етуінен қарапайым молекулалардан катализдік және ре- пликациялану қасиеттері бар күрделі молекулалар түзіліп, кейіннен олар- дан бөлінуге кабілетті клеткалардың пайда болуы мүмкін екендігін тәжірибе жүзінде көрсету. 36 1-ТАРАУ Клеткалардың ңурылымы мен биохимиясы Тіршіліктің пайда болуына қатысты бірде-бір теория толыққанды дәлелденбеген, сондай-ақ олардың ешқайсысы жоққа шығарылмаған. Бұл мәселелер әлі де болса зерттелу үстінде. Бәлкім бізге, планетада тіршіліктің қалай пайда болғандығын түбегейлі анықтап, толық сеніммен айту мүмкіндігі ешқашан берілмес. Бірақта, аталған болжамдар катализ және генетикалық код секілді маңызды сұрақтарды талқылауға мүмкіндік береді.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *