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原始的生命是怎样形成的?
http://www.100md.com 2002年3月14日 中国科学院
     奥巴林谱写的生命起源第一部曲出人意料顺利地得到了实验室的验证,可是合成氨基酸等小分子仅仅是生命起源的第一步,氨基酸、核苷酸等有机小分子怎样才能结合成蛋白质、核酸等大分子并进而形成细胞呢?奥巴林的假说碰到了重重困难。

    奥巴林假设生物大分子是在原始海洋中形成的,从单体形成大分子需要充足的能源,这个能源从哪里来?更困难的是由氨基酸合成蛋白质,每两个氨基酸分子就要脱去一个水分子,每个核糖和嘧啶等结合形成核酸,也得丢失水分子。而现在非但没有脱水剂的参与,而且是要在海水中进行脱水反应,这就像我们要在水里边把衣服拧干一样困难。

    为了解决这个困难,许多科学家费尽心机,但由于都没有跳出原始海洋的框框,因而全都徒劳无功。

    美国生化学家福克斯另辟蹊径,他绕开原始海洋,把生成蛋白质的舞台搬到陆地上。1960年,他提出了一种别具匠心的崭新的设想,那就是在原始地球的火山熔岩附近,高温会把水池中的水逐步蒸发掉,最后使氨基酸聚合成多肽或蛋白质。
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    这种设想能不能成立呢?福克斯选择了组成蛋白质的两种最主要的氨基酸:谷氨酸和天门冬氨酸,在160-200℃的条件下加热1-6小时,结果真的得到了分子量为5000-20000的大分子共聚物。他又乘胜追击,扩大战果,用18种氨基酸,在无水条件加热至150-170℃,经过3个小时,也得到了这种具有长链的高分子聚合物。如果在反应中加入磷酸化合物,合成将更快。

    这种高分子聚合物的性质与蛋白质非常相似,它也有肽键结构,消化酶能无例外的把它们水解氨基酸,细菌也能把它们当做食物,而且还类似蛋白质的催化功能,只是没有蛋白质的功能那么专一、高效,福克斯把它称作类蛋白。

    更加有趣的是,福克斯发现当把类蛋白放到稀盐酸溶液中加热溶解,等冷却后,类蛋白会缩到一起,形成无数类似细胞样的球状小体。福克斯把它称作类蛋白微球体。后来进一步又发现,类蛋白微球体非常容易形成,只要把类蛋白水溶液从25℃降到0℃即可得到。

, 百拇医药     类蛋白微球体可以用像收集细菌那样的离心办法加以收集,它们的结构与细菌类似,简直可以达到以假乱真的地步。微球体也有双层结构的外膜,借以和水分开。与细菌一样,它们在高渗盐溶液中发生收缩,在低渗盐溶液中发生膨胀。它们也营养价值,可以让细菌填饱肚子。更奇特的是,这种微球体还会长芽,芽长大后受到刺激可以脱落下来,在饱和类蛋白溶液中又长成新的微球体。在一定压力下微球体还可以分裂。

    福克斯提出,在原始地球上,当类蛋白在热地区合成以后,随着雨水冲刷,它们进入原始水域,在那里进一步聚合成类蛋白微球体,形成原始的生命。

    福克斯把类蛋白微球体作为原始生命模型,受到了科学界的广泛重视和赞赏,但是也有人提出质疑,他们认为在原始地球上产生类蛋白的原始热地区虽然存在,但毕竟显得比较孤立,而生命是在广泛区域内普遍发生的事件。另外,福克斯对核酸和蛋白质关系还解释得不够清晰。最后类蛋白微球体毕竟还不是活的生命,生命究竟是如何由死变活的,还没有得到确切的实验证据。看来,要真正解决生命起源问题,人类还有漫长的路要走。

    (据中国教育出版社网), 百拇医药