Jak powstało życie na Ziemi?

Białka nie są po prostu materiałem budowlanym protoplazmy, jak dawniej przypuszczano, lecz biorą bezpośrednio czynny udział w przemianie materii i w szeregu innych zjawisk życiowych. W ten sposób pojawienie się białek stanowi nadzwyczaj ważne ogniwo w procesie rozwoju, który doprowadził do powstawania istot żywych…

…Podsumowując pokrótce osiągnięcia chemii białek, powinniśmy przede wszystkim podkreślić, że są nam teraz bardzo dobrze znane części składowe — „cegiełki“ — z których jest zbudowana cząsteczka jakiegokolwiek białka. Tymi cegiełkami są dobrze znane chemikom substancje – aminokwasy. W cząsteczce białka są one związane ze sobą w długi łańcuch, złożony z kilkuset, a często i kilku tysięcy cząsteczek aminokwasów. Dlatego też łańcuch ten jest bardzo długi i w większości przypadków skręca się w złożony, lecz prawidłowo zbudowany kłębek, jaki właśnie przedstawia cząsteczka białka.

Bardzo istotny jest fakt, że w skład każdej substancji białkowej wchodzą rozmaite aminokwasy. Jeśli można się tak wyrazić, cząsteczka białka, jest zbudowana z „cegiełek“ rozmaitego rodzaju. Obecnie znamy około 30 różnych aminokwasów, wchodzących w skład naturalnych białek. Niektóre białka zawierają wszystkie znane nam aminokwasy, inne zaś są uboższe pod tym względem…

…Trzeba pamiętać, że cząsteczki aminokwasów nie są połączone w łańcuchu białkowym przypadkowo, lecz tworzą ściśle określony, charakterystyczny właśnie dla danego białka układ. Własności chemiczne i fizyczne białka, a więc zdolność do określonych reakcji, rozpuszczalność w wodzie, sedymentacja itd., zależą nie tylko od liczby i rozmaitości aminokwasów, wchodzących w skład jego cząsteczki, lecz również od układu aminokwasów w łańcuchu polipeptydów.

Tego rodzaju budowa daje możliwość nieograniczonej rozmaitości kombinacji aminokwasów, a zatem — nieograniczonej rozmaitości białek. Właśnie w tej rozmaitości tkwi wyjątkowa trudność sztucznej syntezy jakiegoś konkretnego białka. W łańcuch winny wejść setki i tysiące cząsteczek rozmaitych aminokwasów w ściśle określonym porządku i kolejności, odpowiadającej danemu białku.

Lif w swoim czasie obliczył, że w łańcuchu składającym się z 50 ogniw, z których tylko 19 będzie różnych, liczba możliwych przegrupowań części składowych łańcucha będzie równała się jedynce z 43 zerami. A przecież łańcuch cząsteczki białka średniej wielkości składa się nie z 50, lecz z kilkuset ogniw i zawiera nie 20, lecz do 30 różnych aminokwasów. Dlatego też ilość możliwych kombinacji wzrasta jeszcze wiele kwadrylionów razy…

…Jest rzeczą oczywistą, że przypadkowa kombinacja różnych aminokwasów nigdy nie da nam pożądanego rezultatu. Można by było porównać to do chęci odtworzenia nieznanego nam jakiegoś poematu przez przypadkową kombinację liter i słów. Tylko znając dany poemat możemy go odtworzyć, Tylko znając dokładny układ aminokwasów w łańcuchu danego białka, możemy liczyć na jego syntezę. Niestety, w ostatnich czasach udało się ustalić układ aminokwasów tylko dla niektórych, najprościej zbudowanych substancji białkowych. Dlatego też nie możemy jeszcze otrzymywać złożonego białka naturalnego w sztuczny sposób. Jest to jednak tylko kwestia czasu i w zasadzie nikt już teraz nie wątpi o możliwości syntezy białka.

Zatrzymaliśmy się dłużej na chemii białek, żeby wykazać, iż utworzenie się tego rodzaju związków organicznych w wodach pierwotnego oceanu nie wymagało jakichś wyjątkowych warunków. Wprost przeciwnie — dane chemii współczesnej przekonują nas, że musiało się to koniecznie wydarzyć. W szczególności w ostatnich latach wykazano, jak łatwo z amoniaku i kwasów organicznych powstają rozmaite aminokwasy, wchodzące w skład cząsteczki białka…

…W ten sposób współczesna chemia białek przekonuje nas, że w wodach pierwotnego oceanu mogły i musiały powstać związki podobne do białka. Oczywiście, że „pierwotne białka“ nie mogły być identyczne z istniejącymi obecnie białkami…

POWSTANIE KOACERWATÓW

…Podstawę każdej komórki roślinnej czy zwierzęcej, podstawę ciał rozmaitych bakterii, ameb, grzybków i wszystkich pozostałych najprostszych organizmów stanowi protoplazma — materialne podścielisko, w którym odbywają się procesy życiowe. Zewnętrznie protoplazma przedstawia szarawą, półciekłą masę galaretowatą, w skład której oprócz wody wchodzą głównie białka, a także szereg innych substancji organicznych i soli nieorganicznych. Nie jest to prosta mieszanina tych substancji. Protoplazma posiada bardzo złożoną strukturę…

…Wewnętrzna budowa protoplazmy jest w zupełności przystosowana do urzeczywistnienia szeregu zjawisk życiowych. Tylko dzięki temu przystosowaniu istoty żywe mogą odżywiać się, oddychać, rosnąć, mnożyć się itd.

Jak mogła powstać ta złożona i – co najgłówniejsze — celowa struktura protoplazmy?

Na początku pierwotne substancje organiczne znajdowały się w oceanie wprost w postaci roztworu w wodzie. Lecz w miarę powiększania się wielkości cząsteczek, w miarę pojawiania się wielkocząsteczkowych substancji, a szczególnie związków podobnych do białka — stan ten zmieniał się…

Wielkocząsteczkowe związki dają tzw. roztwory koloidalne, charakteryzujące się małą trwałością. Cząsteczki tych substancji mają tendencję do łączenia się w większe skupienia. Powstają nowe złożone połączenia, określone nie tylko położeniem atomów w cząsteczkach, lecz również wzajemnym położeniem cząsteczek w skupieniach…

…Holenderski uczony Bungenberg de Jong niedawno wykazał, że przy zmieszaniu rozmaitych koloidów zachodzi jak gdyby skupianie się (czyli koacerwacja) ich cząsteczek w określonych punktach przestrzeni. Poddając analizie chemicznej kropelki koacerwatów i otaczającą ją ciecz, można się przekonać, że cała substancja koloidalna skoncentrowała się w kropelkach koacerwatów, a w otaczającej je cieczy nie ma prawie tej substancji; mamy tam tylko prawie czystą wodę. Wewnątrz tych kropelek substancje koloidalne znajdują się w bardzo skoncentrowanym stanie. Dlatego kropelki nie mieszają się z otaczającym roztworem. Każda z tych kropelek istnieje indywidualnie, niezależnie od innych.