
ЛЕКЦИЯ № 6. МИКРООРГАНИЗМЫ И ЭВОЛЮЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС
6.2. Возникновение прокариотов и эукариотов
Микробиология с основами вирусологии. Конспект лекций -55-
этапе эволюции роль носителей информации выполняли белковоподобные
молекулы, и первые примитивные клетки функционировали без нуклеиновых
кислот. Другая гипотеза исходит из того, что первыми возникли нуклеиновые
кислоты, а позднее, на базе содержащейся в них информации, возникли
белки (гипотеза «генной жизни» Г. Мёллера (Н. Muller)).
Формы жизни, возникшие на "белковой основе", были неустойчивыми
из-за отсутствия системы передачи информации, использующей свойства
нуклеиновых кислот, а "генная жизнь" не могла прогрессивно
эволюционировать без уч
астия белков, обладающих каталитическими
свойствами. Как произошло возникновение формы жизни, в основе которой
лежат белки и нуклеиновые кислоты, пока не известно. Ясно только, что
"встреча" обоих типов соединений положила начало пути эволюции, на
котором произошло формирование мех
анизмов синтеза белка и нуклеиновых
кислот и кодовых взаимодействий между обоими механизмами.
6
6
.
.
2
2
.
.
4
4
.
.
Э
Э
в
в
о
о
л
л
ю
ю
ц
ц
и
и
я
я
п
п
р
р
о
о
к
к
а
а
р
р
и
и
о
о
т
т
о
о
в
в
В восстановительной первичной атмосф
ере происходило развитие
прокариотических организмов (слайд 6.18). Первыми прокариотами, которые
могли появиться в водоемах, богатых органическими веществами, были
организмы, существовавшие за сч
ет брожения и обладавшие основными
функциями анаэробного обмена (фруктозобисфосфатный и
пентозофосфатный пути). Если предположить, что в водоемах имелись тогда
и сульфаты, то следующим достижением органической эволюции мог быть
эффективный транспорт электронов с созданием протонного потенциала как
источника энергии для регенерации АТФ. На этом этапе эволюции, вероятно,
возникли производные тетрапиррола, содержащие же
лезо или никель, а
также автотрофный способ ассимиляции углерода (путь ацетил-СоА). Как
реликты тех времен могут рассматриваться метанобразующие и ацетогенные
бактерии, а также бактерии, восстанавливающие сульфаты до сульфида,
которые, за рядом исключений, могут использовать Н
2
, СО
2
и некоторые
продукты брожения.
После «изобретения» фосфорилирования, сопряженного с переносом
электронов, могла возникнуть также фотосистема I – протонный насос,
приводимый в действие светом», что позволило использовать свет в качестве
источника энергии (слайд 6.19). Первые фототрофные организмы, вероятно,
ассимилировали углерод на свету подобно Rhodospirillaceae. С
приобретением способности фиксировать СО
2
в рибулозобисфосфатном
цикле и использовать неорганические доноры электронов (Н
2
, H
2
S, S)
выработался тип метаболизма, характерный для пурпурных серных бактерий
(Chromatiaceae). К еще большей независимости от растворенных в воде
веществ привело затем появление фотосистемы II: стал возможен
нециклический перенос электронов с использованием воды в качестве их
донора. Этот процесс был связан с выделением кислорода. Оксигенный
фотосинтез привел к тому, что земная атмосфера приобрела окислительный