Зачет биофизика (1119244), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Для цепи из 100 остатков числовозможных конформаций ~10100, и их полный перебор занял бы ~1080 лет, если одинпереход осуществлять за ~10−13 секунды. Поэтому сложность проблемы заключается втом, что данный вопрос нельзя решить экспериментально, так как придѐтся ждать~1080 лет.Назывались следующие возможные причины этого парадокса[3].Теоретические модели, используемые для доказательства твѐрдости, несоответствуют тому, что природа старается оптимизировать.В ходе эволюции были отобраны только те белки́, которые легко сворачиваются.Белки́ могут сворачиваться разными путями, не обязательно следуя глобальнооптимальному пути.Решение парадоксаБелок может сворачиваться не «весь вдруг», а путем роста компактной глобулы за счѐтпоследовательного прилипания к ней все новых и новых звеньев белковой цепи[2].
Приэтом одно за другим восстанавливаются финальные взаимодействия (их энергиябудетпадать примерно пропорционально количеству звеньев цепи), а энтропия падать такжепропорционально количеству фиксированных звеньев цепи.Падение энергии и падениеэнтропии полностью компенсируют друг друга в главном (линейном по N) членев свободной энергии=—. Это исключает из оценки времениNсворачивания член, пропорциональный 10 , и время сворачивания зависит от многоменьших по порядку величины нелинейных членов, связанных с поверхностнымиэнтальпийными и энтропийными эффектами, пропорциональными N2/3[2]. Для белка из 100остатков это 101002/3 ~ 1021,5, что дает оценку скорости сворачивания, хорошосогласующуюся с экспериментальными данными.5) Гипотеза о происхождении предшественников клеток в Мировом океане.Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо обратиться к идеям 30-70-летнейдавности.Опубликованная в 1924 г.
книга А.И. Опарина «Возникновение жизни на Земле»стимулировала интерес ученых к проблемам происхождения жизни и абиогенногосинтеза. Успешными были серии экспериментов, проведенные в начале 1950-х гг. С. Л.Миллером,в которых при коронном электрическом разряде в смеси газов NH3 , Н2, СН4 инасыщенного водяного пара (имитировавшей древнюю атмосферу), продолжавшихсянесколько дней, образовывались аминокислоты и некоторые другие органическиесоединения, характерные для современных организмов.
Эти эксперименты были затеммногократно и успешно повторены в разных лабораториях.При вариациях химическогосостава смеси (добавлении HCN, формальдегида, Н2 S и т. д.) и за мене электрическогоразряда на ультрафиолет или тепловое воздействие удалось получить не толькоаминокислоты, но и некоторые нуклеиновые основания, порфирины, сахара, компонентылипидов. К настоящему времени практически все основные биологически важныеорганические соединения бы ли получены в лабораторных экспериментах, моделирующихусловия, существовавшие около 4 млрд лет назад в различных местах на Земле.Это приводит нас к рассуждениям о разумности теории Опарина-Миллера.Опарин предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могутобразовываться зоны высокой концентрации, которые отделены от внешней среды имогут поддерживать с ней обмен.
Он назвал их коацерватными каплями.Согласно его теории жизнь на Земле возникла в результате процесса, который можноразделить на три этапа:Возникновение органических веществВозникновение белковВозникновение белковых телПодробнее можно узнать в статье Твердисловаhttp://vmu.phys.msu.ru/file/2008/3/08-3-03.pdf.