2.6.1 Проблемы синтеза белка. Самым главным фактором, препятствующим синтезу пептидов, являлся, как ни странно, первичный океан. При построении пептидной цепи присоединение каждого нового аминокислотного звена сопровождается выделением молекулы воды (реакция поликонденсации). Однако, согласно принципу Ле-Шателье, в водной среде предпочтение получит обратная реакция, т. е. гидролиз полимера. Для того чтобы сдвинуть реакцию в сторону полимеризации, необходим одновременный приток энергии и удаление образовавшейся воды (Майр, 1981). Но как этого добиться?

Разрешить проблему полимеризации аминокислот попытался американский учёный С. Фокс. Он нагревал сухую смесь чистых аминокислот до 130—180°С и получал полимерные цепи, названные им термальными протеиноидами. Согласно сценарию Фокса, синтезированные в бульоне аминокислоты должны были перенестись на горячие скалы или частицы вулканического пепла, полимеризоваться (за счёт испарения воды и нагревания) и снова возвратиться в океан. Но, как оказалось, подобный сценарий не решил проблему, а, наоборот, создал дополнительные трудности. При нагревании 20-и природных аминокислот три из них (цистеин, серин и треонин) разрушаются, а из оставшихся вместо линейной цепочки образуется сетчатый полимер, в котором отдельные звенья связаны поперечными мостиками. Кроме того, только 50% связей между аминокислотами были «белковыми», т. е. α-амидными (Юнкер, 1997). Поэтому Фокс и назвал полученные полимеры не белками, а протеиноидами. Формирование настоящих пептидов возможно только тогда, когда нужные карбоксильные и аминогруппы активизируются, а боковые цепочки защищены от нежелательных побочных реакций, например, специальными защитными агентами6. Как мог осуществиться такой синтез на древней Земле, остаётся загадкой.

Не следует упускать из виду, что пептидная цепочка должна была приобрести необходимую вторичную, третичную и четвертичную структуру, в противном случае белок не будет функционировать должным образом, т. е. ускорять катализируемую ими реакцию в 10^>6—10^>12 раз. В отношении протеиноидов Фокса эти понятия вообще не применимы, поскольку протеиноид не имеет даже первичной структуры, свойственной природным ферментам.

И всё же, если предположить, что настоящий белок каким-то образом синтезировался на древней Земле, то под действием УФ-лучей он был бы разрушен, в том числе и в воде.

2.6.2 Проблема синтеза нуклеиновых кислот. Если при полимеризации аминокислот необходимые пептидные связи образуются в 50% случаев, то при формировании ДНК (РНК), нужных связей может не образоваться вообще.

2.6.2.1 Синтез нуклеозидов. Как мы уже говорили, ни азотистые основания, ни сахара при моделировании условий первобытной земли не образуются, однако теоретически такую возможность исключать нельзя. Поэтому, если исходить из того, что данные компоненты всё же присутствовали в «бульоне», то следующим этапом на пути образования нуклеиновых кислот должен стать синтез нуклеозидов, т. е. объединение азотистых оснований (пуриновых и пиримидиновых) с сахаром. И здесь мы сталкиваемся с серьёзнейшей проблемой: в условиях модели древней Земли эти вещества наотрез отказываются соединяться. Пиримидиновые нуклеозиды (уридин, цитидин) не синтезируются совсем, а пуриновые нуклеозиды (аденозин, гуанозин) синтезируются, но с очень низкой эффективностью. Дело в том, что молекуле РНК связь между азотистым основанием (например, аденином) и сахаром – рибозой – исключительно β-1» -конфигурации. Но у рибозы имеются 4 гидроксильные группы, 3 из которых находятся при асимметричном атоме углерода. Таким образом, присоединение к ней аденина возможно по 7 вариантам. До сих пор никому ещё не удавалось предложить метод, обеспечивающий хороший выход необходимой β-1» -связи (Майр, 1981; Spirin, 2007).