live124578

Оригинал взят у

mns2012 в 15 открытых вопросов к абиогенезу

Подробности здесь. Привожу краткий перевод.

Как получить достаточное число копий заданных макромолекулярных аминокислотных последовательностей в пребиотических условиях?

Почему происхождение жизни до сих пор остается загадкой? В чем конкретно состоял этот неуловимый (многостадийный?) переход из нежизни в жизнь? Сам факт существования множества гипотез говорит о том, что в настоящий момент нет четкого представления о том, как именно это происходило (а не только могло происходить).

Является ли высокая концентрация макромолекулярных химических веществ ключевым условием для жизни? Концентрация макромолекулярных веществ достигает порядка 30% клеточной массы у известных живых организмов; порядка 50% площади мембран занимают мембранные белки.

Есть ли промежуточные формы жизни между не-жизнью и белковой жизнью? Способны ли исследования по искусственному интеллекту и синтетической жизни помочь ответить на этот вопрос?

Как катализаторы могут обеспечить возникновение нужных макромолекул и отношений между ними в пребиотической среде? [Излюбленный вопрос Д.Абеля о появлении управления химическим синтезом, о том, может ли одна лишь термодинамика быть ответственна за появление управления. Он отвечает отрицательно, конечно. - mns2012].

Могут ли быть получены в пробирке реальная РНК и базирующиеся на ней биосистемы? Каков принцип химического отбора биофункциональных РНК из случайных РНК (если говорить о гипотезе РНК-мира)? После воссоздания предшественника первого репликатора можем ли мы реализовать эволюционную цепочку, альтернативную той, что предположительно реализовалась в истории нашего мира?

Каково происхождение генетического кода? Возможен ли синтез aa-tRNA, кодирующих полипептиды, без использования сложных ферментов? Каков был эволюционный путь [если он был - mns2012] генетического кодера и декодера? Можно ли синтезировать простые aaRS из молекулярного коктейля? Какие свойства механизма трансляции являются основными в обеспечении робастности механизма трансляции [триплетность - явно одно из них - mns2012]?

Имеет ли смысл говорить о пребиотической клетке как таковой? Известные науке простейшие имеют геномы по 500-600 генов минимум. Действительно ли необходима столь высокая "стартовая" сложность [в предположении возможности эволюции - mns2012]? Можно ли хотя бы в лабораторных условиях создать жизнь, базирующуюся на числе генов, на порядок меньшем того, что необходимо сегодняшним простейшим?

Каким был состав первых клеток? Какие вещества входили в них из тех веществ, что должны были быть в пребиотической среде? Вещества, которые могут быть получены спонтанно засчет термодинамики образования стабильных химических структур, - это далеко не все, что необходимо для жизни. Ключевые для жизни ферменты и нуклеиновые кислоты химически нестабильны и требуют управления синтезом. Сводится ли вопрос о происхождении жизни, таким образом, к вопросу о происхождении управления химическим синтезом? [Абель бы согласился, наверное. - mns2012]. Как Вы представляете себе пребиотический эволюционный "мост" между термодинамикой, с одной стороны, и управляемым химическим синтезом, с другой? [Абель бы ответил, что этот мост обязан своим существованием детерминизму выбора агента, то есть этот мост может иметь только интеллектуальное происхождение; мост состоит в реализации схемы управления путем последовательного принятия решений. Демон Максвелла не только информирован о цели деятельности, но обязан принимать решения для ее реализации. - mns2012].

Статистическое правдоподобие генерации "нужных" полипептидов. Слишком низка вероятность случайного появления нужных полипептидов (вероятность того же порядка, что отношение размера атома водорода к размерам вселенной). Случай или детерминизм были ответственны за появление жизни? [Какого рода этот детерминизм: детерминизм законов природы или детерминизм выбора? - mns2012].

Как достичь нужного числа копий нужной длины неоднородных полипептидов и полинуклиотидов в пребиотической среде? Случайная полимеризация возможна, но она не способна генерировать достаточно длинные полимеры, тем более такие, которые были бы достаточно гетерогенны, чтобы кодировать биофункцию.

В пребиотической среде термодинамический детерминизм способен при определенных условиях образовывать каталитические циклы синтеза химически стабильных компонентов. Но для организации жизни этого недостаточно, так как требуется последовательные метаболические циклы, управляемые ферментами, а не тривиальные химически равновесные циклы. Как могли возникнуть такие нетривиальные циклы в пребиотической среде? Существуют ли конкретные научные данные [а не туманные гипотезы - mns2012] в пользу предположения о самопроизвольном появлении таких циклов?

Жизнь - это что-то онтологически единое или всего лишь совокупность процессов (синтез белка, репликация, обмен веществ и пр.)? Сколь сильно эти подсистемы связаны друг с другом? Сколь справедливо описывать живые системы в терминах неразложимой сложности?

Какие свойства живых систем являются универсальными? Возможно ли существование жизни, нестесненной граничными условиями (не клетка, а, скажем, океан, как в "Солярисе"); или жизни, базирующейся на использовании иных элементов (неуглеродная жизнь, например)? Является ли цикл ДНК-РНК-белок предопределенным физическими органичениями и свойствами вселенной? Возможны ли альтернативы? Этот вопрос важен особенно с учетом открытия большого числа экзопланет в последнее время.

Каковы физические механизмы, лежащие в основе сборки примитивных клеточных структур? Сложность физических процессов, обеспечивающих автономность клеточных структур, то есть возникновение отделенных от внешнего мира молекулярных структур, взаимодействующих между собой, часто недооценивается.