Термосинтез

Термосинтез — это теоретический механизм, предложенный Энтони Мюллером для биологического использования свободной энергии в температурном градиенте для стимулирования энергетически восходящих анаболических реакций. ^[1]^[2] Он использует этот тепловой градиент или диссипативную структуру конвекции в этом градиенте, чтобы привести в действие микроскопическую тепловую машину , которая осуществляет реакции конденсации . Таким образом отрицательная энтропия генерируется . Компоненты механизма биологического термосинтеза относятся к предшественникам современной АТФ-синтазы , которая функционирует в соответствии с механизмом изменения связывания , управляемым хемиосмосом . Напоминая примитивные физико-химические процессы, генерирующие свободную энергию, основанные на зависимой от температуры адсорбции неорганическими материалами, такими как глина , ^[3] предполагается, что этот простой тип преобразования энергии способствовал зарождению жизни . ^[4]^[5]^[6]^[7] включая появление Мира РНК . ^[8] Для этого мира РНК он предлагает модель, описывающую поэтапное приобретение набора транспортных РНК , поддерживающих генетический код . Филогенетическое древо существующих транспортных РНК соответствует этой идее. ^[9]

Термосинтез все еще может происходить у некоторых земных животных. ^[10] и инопланетяне ^[11]^[12]^[13] среды. Однако в настоящее время не известно ни одного организма, использующего термосинтез в качестве источника энергии, хотя возможно, что он может встречаться во внеземных средах, где нет света, например, в подземном океане, который может существовать на луне Европе . ^[14] Термосинтез также позволяет создать простую модель происхождения фотосинтеза . ^[15] его использовали для объяснения происхождения животных симбиогенезом Более того , донных сидячих термосинтезаторов в гидротермальных жерлах во время Земли-снежка в докембрии . ^[16]^[17]^[18] Начались предварительные эксперименты по выделению термосинтетических организмов. ^[19]

Биотермосинтез Мюллера.

Голландский биохимик и физик Энтони Мюллер. ^[1] написал много работ по термосинтезу с 1983 года.Он определил термосинтез как:«Биологические тепловые двигатели, работающие на термоциклировании».также как:«Теоретический биологический механизм получения свободной энергии в результате термоциклирования, предварительно заявленный как источник энергии для возникновения жизни».

Концепция термосинтеза, получения биологической свободной энергии в результате термоциклирования, сочетается с концепцией Мира РНК. Полученная в результате общая модель происхождения жизни предлагает новые объяснения возникновения генетического кода и рибосомы. Предполагается, что первый белок, названный pF(1), получил энергию для поддержания мира РНК за счет термического изменения механизма изменения связывания F(1) АТФ-синтазы. Далее предполагается, что этот pF(1) был единственным продуктом трансляции во время появления генетического аппарата. Во время термоциклирования pF(1) конденсировал множество субстратов с широкой специфичностью, образуя NTP и случайно составленные библиотеки белков и РНК, содержащие самореплицирующуюся РНК. Малость pF(1) позволила возникнуть генетическому механизму путем отбора РНК, который увеличил долю pF(1) в белковой библиотеке: (1) аминокислоты, конкатенирующие предшественника рРНК, связанного с (2) цепью «позиционных тРНК», связанных путем взаимного узнавания и дающих pF(1) (или его основной мотив); этот набор позиционных тРНК постепенно эволюционировал в набор регулярных тРНК, функционирующих в соответствии с генетическим кодом, с одновременным появлением (3) мРНК, кодирующей pF(1).

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Энтони У. Дж. Мюллер (1983). «Термоэлектрическое преобразование энергии может быть источником энергии живых организмов». Буквы по физике А. 96 (6): 319–321. Бибкод : 1983PhLA...96..319M . дои : 10.1016/0375-9601(83)90189-5 .
^ Энтони У. Дж. Мюллер (1993). «Механизм термосинтеза, основанный на термотропном фазовом переходе в асимметричной биомембране». Физиологическая химия и физика и медицинский ЯМР . 115 : 95–111.
^ Энтони В. Дж. Мюллер и Дирк Шульце-Макух (2006). «Сорбционные тепловые машины: простые неодушевленные генераторы отрицательной энтропии». Физика А. 362 (2): 369–381. arXiv : физика/0507173 . Бибкод : 2006PhyA..362..369M . дои : 10.1016/j.physa.2005.12.003 . S2CID 96186464 .
^ Энтони У. Дж. Мюллер (1995). «Были ли первые организмы тепловыми двигателями? Новая модель биогенеза и ранняя эволюция преобразования биологической энергии» . Прогресс биофизики и молекулярной биологии . 63 (2): 193–231. дои : 10.1016/0079-6107(95)00004-7 . ПМИД 7542789 .
^ Энтони У. Дж. Мюллер (1996). «Модель термосинтеза возникновения жизни и возникновения регуляции с помощью Ca ²⁺". Очерки биохимии . 31 : 103–119. PMID 9078461 .
^ Энтони В. Дж. Мюллер и Дирк Шульце-Макух (2006). «Тепловая энергия и происхождение жизни». Происхождение жизни и эволюция биосфер . 36 (2): 77–189. Бибкод : 2006ОЛЕВ...36..177М . дои : 10.1007/s11084-005-9003-4 . ПМИД 16642267 . S2CID 22179552 .
^ М. Кауфманн (2009). «О свободной энергии, которая управляла первобытным анаболизмом» . Международный журнал молекулярных наук . 10 (4): 1853–1871. дои : 10.3390/ijms10041853 . ПМК 2680651 . ПМИД 19468343 .
^ Энтони У. Дж. Мюллер (2005). «Термосинтез как источник энергии для мира РНК: модель биоэнергетики происхождения жизни». Биосистемы . 82 (1): 93–102. arXiv : q-bio/0501013 . Бибкод : 2005BiSys..82...93M . doi : 10.1016/j.biosystems.2005.06.003 . ПМИД 16024164 .
^ Ф. Дж. Сан и Г. Каэтано-Аноллес (2008). «Происхождение и эволюция тРНК, выведенные на основе филогенетического анализа структуры». Журнал молекулярной эволюции . 66 (1): 21–35. Бибкод : 2008JMolE..66...21S . дои : 10.1007/s00239-007-9050-8 . ПМИД 18058157 . S2CID 24811934 .
^ Энтони У. Дж. Мюллер (1985). «Термосинтез биомембранами: выигрыш энергии от циклических изменений температуры». Журнал теоретической биологии . 115 (3): 319–321. Бибкод : 1985JThBi.115..429M . дои : 10.1016/S0022-5193(85)80202-2 . ПМИД 3162066 .
^ Энтони У. Дж. Мюллер (1996). «Жизнь на Марсе?» . Природа . 380 (6570): 100. Бибкод : 1996Natur.380..100M . дои : 10.1038/380100b0 . ПМИД 8600375 . S2CID 3130270 .
^ Энтони У. Дж. Мюллер (2001). «Модель термосинтеза происхождения жизни: значение для исследования Солнечной системы» (PDF) . Марсбаги . 8 (15): 3–6. Архивировано из оригинала (PDF) 4 сентября 2006 г.
^ Энтони У. Дж. Мюллер (2003). «Обнаружение внеземных организмов, живущих за счет термосинтеза». Астробиология . 3 (3): 555–564. Бибкод : 2003AsBio...3..555M . дои : 10.1089/153110703322610645 . ПМИД 14678664 .
^ Луи Н. Ирвин; Дирк Шульце-Макух (2008). Жизнь во Вселенной: ожидания и ограничения (Достижения астробиологии и биогеофизики) . Берлин: Шпрингер. п. 73. ИСБН 978-3-540-76816-6 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Энтони У. Дж. Мюллер (2005). «Фотосистема 0, предложенная предковая фотосистема без снижения мощности, которая использует метастабильные светоиндуцированные диполи для синтеза АТФ». arXiv : физика/0501050 .
^ Энтони У. Дж. Мюллер (2009). «Появление животных во время снежного кома из биологических тепловых двигателей в температурном градиенте над подводными гидротермальными жерлами» . Происхождение жизни и эволюция биосфер . 39 (3–4): 321–322. Бибкод : 2009ОЛЕВ...39..179. . дои : 10.1007/s11084-009-9164-7 . ПМК 2691805 . ПМИД 19468860 .
^ Энтони У. Дж. Мюллер (2008). «Появление животных из тепловых двигателей. Часть 1. До Земли-снежка» . Энтропия . 11 (3): 463–512. arXiv : 0811.1375 . Бибкод : 2009Entrp..11..463M . дои : 10.3390/e11030463 . S2CID 45052987 .
^ Энтони У. Дж. Мюллер (2009). «Появление животных во время Земли-снежка путем термосинтеза в подводных гидротермальных жерлах» . Предшественники природы . дои : 10.1038/npre.2009.3333.2 . Проверено 20 июня 2009 г.
^ Энтони У. Дж. Мюллер (2006). «Поиски термосинтеза: выживание при голодании бактерий, подвергающихся термическому циклу». arXiv : физика/0604084 .

Внешние ссылки

[1]
Мюллер, Энтони WJ (2005). «Термосинтез как источник энергии для мира РНК: новая модель происхождения жизни». arXiv : q-bio/0501013 .
Мюллер, Энтони WJ (2006). «Поиски термосинтеза: выживание при голодании бактерий, подвергающихся термическому циклу». arXiv : физика/0604084 .
Ниши термосинтеза в Солнечной системе Подробное описание процесса сделано самим доктором Мюллером.

[:0-1] Перейти обратно: ^а ^б Энтони У. Дж. Мюллер (1983). «Термоэлектрическое преобразование энергии может быть источником энергии живых организмов». Буквы по физике А. 96 (6): 319–321. Бибкод : 1983PhLA...96..319M . дои : 10.1016/0375-9601(83)90189-5 .

[2] Энтони У. Дж. Мюллер (1993). «Механизм термосинтеза, основанный на термотропном фазовом переходе в асимметричной биомембране». Физиологическая химия и физика и медицинский ЯМР . 115 : 95–111.

[3] Энтони В. Дж. Мюллер и Дирк Шульце-Макух (2006). «Сорбционные тепловые машины: простые неодушевленные генераторы отрицательной энтропии». Физика А. 362 (2): 369–381. arXiv : физика/0507173 . Бибкод : 2006PhyA..362..369M . дои : 10.1016/j.physa.2005.12.003 . S2CID 96186464 .

[4] Энтони У. Дж. Мюллер (1995). «Были ли первые организмы тепловыми двигателями? Новая модель биогенеза и ранняя эволюция преобразования биологической энергии» . Прогресс биофизики и молекулярной биологии . 63 (2): 193–231. дои : 10.1016/0079-6107(95)00004-7 . ПМИД 7542789 .

[5] Энтони У. Дж. Мюллер (1996). «Модель термосинтеза возникновения жизни и возникновения регуляции с помощью Ca ²⁺". Очерки биохимии . 31 : 103–119. PMID 9078461 .

[6] Энтони В. Дж. Мюллер и Дирк Шульце-Макух (2006). «Тепловая энергия и происхождение жизни». Происхождение жизни и эволюция биосфер . 36 (2): 77–189. Бибкод : 2006ОЛЕВ...36..177М . дои : 10.1007/s11084-005-9003-4 . ПМИД 16642267 . S2CID 22179552 .

[7] М. Кауфманн (2009). «О свободной энергии, которая управляла первобытным анаболизмом» . Международный журнал молекулярных наук . 10 (4): 1853–1871. дои : 10.3390/ijms10041853 . ПМК 2680651 . ПМИД 19468343 .

[8] Энтони У. Дж. Мюллер (2005). «Термосинтез как источник энергии для мира РНК: модель биоэнергетики происхождения жизни». Биосистемы . 82 (1): 93–102. arXiv : q-bio/0501013 . Бибкод : 2005BiSys..82...93M . doi : 10.1016/j.biosystems.2005.06.003 . ПМИД 16024164 .

[9] Ф. Дж. Сан и Г. Каэтано-Аноллес (2008). «Происхождение и эволюция тРНК, выведенные на основе филогенетического анализа структуры». Журнал молекулярной эволюции . 66 (1): 21–35. Бибкод : 2008JMolE..66...21S . дои : 10.1007/s00239-007-9050-8 . ПМИД 18058157 . S2CID 24811934 .

[10] Энтони У. Дж. Мюллер (1985). «Термосинтез биомембранами: выигрыш энергии от циклических изменений температуры». Журнал теоретической биологии . 115 (3): 319–321. Бибкод : 1985JThBi.115..429M . дои : 10.1016/S0022-5193(85)80202-2 . ПМИД 3162066 .

[11] Энтони У. Дж. Мюллер (1996). «Жизнь на Марсе?» . Природа . 380 (6570): 100. Бибкод : 1996Natur.380..100M . дои : 10.1038/380100b0 . ПМИД 8600375 . S2CID 3130270 .

[12] Энтони У. Дж. Мюллер (2001). «Модель термосинтеза происхождения жизни: значение для исследования Солнечной системы» (PDF) . Марсбаги . 8 (15): 3–6. Архивировано из оригинала (PDF) 4 сентября 2006 г.

[13] Энтони У. Дж. Мюллер (2003). «Обнаружение внеземных организмов, живущих за счет термосинтеза». Астробиология . 3 (3): 555–564. Бибкод : 2003AsBio...3..555M . дои : 10.1089/153110703322610645 . ПМИД 14678664 .

[14] Луи Н. Ирвин; Дирк Шульце-Макух (2008). Жизнь во Вселенной: ожидания и ограничения (Достижения астробиологии и биогеофизики) . Берлин: Шпрингер. п. 73. ИСБН 978-3-540-76816-6 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[15] Энтони У. Дж. Мюллер (2005). «Фотосистема 0, предложенная предковая фотосистема без снижения мощности, которая использует метастабильные светоиндуцированные диполи для синтеза АТФ». arXiv : физика/0501050 .

[16] Энтони У. Дж. Мюллер (2009). «Появление животных во время снежного кома из биологических тепловых двигателей в температурном градиенте над подводными гидротермальными жерлами» . Происхождение жизни и эволюция биосфер . 39 (3–4): 321–322. Бибкод : 2009ОЛЕВ...39..179. . дои : 10.1007/s11084-009-9164-7 . ПМК 2691805 . ПМИД 19468860 .

[17] Энтони У. Дж. Мюллер (2008). «Появление животных из тепловых двигателей. Часть 1. До Земли-снежка» . Энтропия . 11 (3): 463–512. arXiv : 0811.1375 . Бибкод : 2009Entrp..11..463M . дои : 10.3390/e11030463 . S2CID 45052987 .

[18] Энтони У. Дж. Мюллер (2009). «Появление животных во время Земли-снежка путем термосинтеза в подводных гидротермальных жерлах» . Предшественники природы . дои : 10.1038/npre.2009.3333.2 . Проверено 20 июня 2009 г.

[19] Энтони У. Дж. Мюллер (2006). «Поиски термосинтеза: выживание при голодании бактерий, подвергающихся термическому циклу». arXiv : физика/0604084 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]