Используемых в земной биосфере для построения белков

А.Н. Барбараш

Земная Биохимия

И Жизнь во Вселенной

E-mail: [email protected]

 

Обсуждается проблема возникновения Жизни и её эволюция во Вселенной.

 

Эволюцию жизни на Земле принято рассматривать, главным образом, как эволюцию сменяющих друг друга биологических видов клеток и организмов. Но, кроме того, интересные данные обнаруживаются при изучении эволюции параметров биохимии. Так, например, известно, что от самого начала земной биологической эволюции и до современности (от „археобактерий” до человека) сохранились неизменными пять всеобщих биохимических констант. Речь идёт о следующих параметрах.

1. Практически, во всей биосфере используются левые аминокислоты в белках и правые сахара в генетическом материале.

2. Во всей биосфере используется один и тот же набор из 20-ти аминокислот, перечисленных в таблице A.

3. Для кодирования аминокислот в генетическом материале используется один и тот же алфавит нуклеотидов – урацил (U),цитозин (C),аденин (A) игуанин (G).

4. Используется один и тот же генетический код, представленный в таблице B.

5. Наконец, во всех клетках, в качестве универсальной „энергетической валюты”, используются одни и те же молекулы аденозинтрифосфата (АТФ).

Таблица A.

Ассортимент аминокислот,

используемых в земной биосфере для построения белков

 

Аминокислота	Трёхбуквенное обозначение
Аланин	Ala
Аргинин	Arg
Аспарагин	Asn
Аспарагиновая кислота	Asp
Валин	Val
Гистидин	His
Глицин	Gly
Глутамин	Gln
Глутаминовая кислота	Glu
Изолейцин	Ile
Лейцин	Leu
Лизин	Lys
Метионин	Met
Пролин	Pro
Серин	Ser
Треонин	Thr
Триптофан	Trp
Тирозин	Tyr
Фенилаланин	Phe
Цистеин	Cys

 

Все перечисленные параметры отнюдь не примитивны, они, несомненно, прошли длительное развитие, и „застыли” не в наилучшем из возможных положений, а где-то „посредине”. Например, если бы алфавит нуклеотидов генетического кода был расширен с четырёх до шести нуклеотидов, то количество материала и энергии, затрачиваемых на кодирование уменьшилось бы в полтора раза (каждая аминокислота кодировалась бы не тремя, а двумя нуклеотидами). И кандидаты на расширение алфавита нуклеотидов известны – это могли бы быть, например, ксантин (2,6-диоксипурин), оксиметилцитозин, псевдоуридин, N-диметилгуанин, 2- или 4-тиоуридин, дигидроуридин и другие [1].

Такая же ситуация с ассортиментом используемых аминокислот. „ Известны сотни аминокислот, но в белках обнаружено только 20.” [2] Даже если взять один лишь метеорит „Мэрчисон”, упавший в 1969 году в Австралии (назван по месту падения) то и в нём обнаружено свыше семидесяти разных аминокислот.

Далёк от идеала и генетический код. Он используется менее, чем на треть – мог бы кодировать 63 аминокислоты, а фактически, кодирует 20 аминокислот.

 

Таблица B.