Протобио́нты , или протокле́тки ( англ. protocell or protobiont ) — гипотетический примитивный организм , который, согласно некоторым теориям происхождения жизни, возник бы из-за скопления органических веществ и представлял собой примитивную форму жизни, предшественницу клеток прокариот .

Такие «организмы» могли бы представлять собой самоорганизуемые, эндогенно упорядоченные сферические скопления липидов , из которых, предположительно, произошла клеточная жизнь , или же бесклеточный агрегат органических полимеров, собранных самопроизвольно абиотически, окружённых мембранной структурой. Протобионты проявляют некоторые свойства, связанные с жизнью, такие как простое размножение, обмен веществ и возбудимость, а также поддержание внутренней химической среды, отличной от внешней.

Примером протобионтов являются эксперименты Александра Опарина и , которые показали, что такие структуры могут самопроизвольно образовываться в условиях, аналогичных тем, которые, как считается, существовали во время образования Земли. В этих экспериментах образовались липосомы и микросферы с мембранными структурами, подобными фосфолипидным бислоям клетки. В середине XX века были экспериментально получены сложные органические вещества при пропускании электрических зарядов через смесь газов и паров, которая гипотетически совпадает с составом атмосферы древней Земли. В качестве протоклеток Опарин рассматривал коацерваты — органические структуры, окружённые жировыми мембранами. Сидни В. Фокс в 1950-х и 1960-х годах изучал спонтанное образование пептидных структур в условиях, которые, вероятно, могли существовать в начале истории Земли. Он продемонстрировал, что аминокислоты могут спонтанно образовывать небольшие цепи, называемые пептидами. В одном из своих экспериментов он позволил аминокислотам высохнуть, как будто они растекались по поверхности в тёплом сухом месте в условиях, существовавших до появления жизни. Он обнаружил, что после высыхания аминокислоты образуют длинные, часто перекрёстно соединённые (crosslinked) нитевидные микроскопические полипептидные глобулы , которые он назвал « протеиноидными микросферами». Исходя из этого, обсуждались теории об одновременном происхождении жизни и процесса эволюции. Было высказано предположение, что аналогично тому, как действует процесс эволюции в живых существах, эволюционные механизмы в химических соединениях также будут действовать до того, как возникнет жизнь.

В этом смысле такие учёные, как и , постулировали, как и когда химическая кинетика становится эволюционной динамикой, формулируя общую математическую теорию происхождения эволюции.

Центральный вопрос эволюции — как протоклетки появились и начался процесс конкуренции, который привёл к появлению жизни. Функциональные протоклетки до сих пор не были получены в лабораторных условиях, однако цель — понимание процесса — вполне достижима .

В 2008 году американские биологи сделали важный шаг к пониманию начальных этапов зарождения жизни. Им удалось создать «протоклетку» с оболочкой из простых липидов и жирных кислот, способную втягивать из окружающей среды нуклеотид-монофосфаты, активированные имидазолом, — «кирпичики», необходимые для синтеза ДНК . В 2011 году японские учёные сообщили, что им удалось создать везикулы с катионной оболочкой и элементами ДНК внутри, способную к делению в результате полимеразной цепной реакции , реплицирующей ДНК.

См. также

• Абиогенез
• Прокариоты
• Химическая эволюция

Примечания

В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску ). Информация должна быть проверяема , иначе она может быть удалена. Вы можете статью, добавив ссылки на авторитетные источники в виде сносок . ( 11 декабря 2021 )