«««Назад | Оглавление | Каталог библиотеки | Далее»»»

Прочитано: 77%

         Это хорошо вписывается в гипотезу, считающую фуллерены той первичной углеродной матрицей, на основе которой возникла сама жизнь.
         - Вы говорите об участии фуллеренов в происхождении жизни. Но если фуллерены и сегодня - экзотика, то откуда они могли взяться в "первичном бульоне" 3-4 млрд лет назад, причем в заметном количестве?
         - Вопрос интересный - в том числе для меня самого. Потому что, занимаясь биохимией, рано или поздно выходишь на проблему эволюции биохимических систем и, соответственно, на проблему возникновения жизни. Действительно, откуда могли взяться фуллерены в архейскую и протерозойскую эры и почему их нет сегодня? Тут надо вспомнить, что фуллерены получают при электрическом разряде в атмосфере, содержащей углерод. Судя по всему, в первичной земной атмосфере, где было много углекислого газа, определенный процент метана и достаточно мало кислорода, фуллерены могли образовываться под действием атмосферных разрядов. Тут, кстати, не мешало бы повторить классические опыты по химической эволюции "первичного бульона", проверив смесь на наличие фуллеренов.
         За сотни миллионов лет благодаря своей химической инертности фуллерены могли накопиться сначала в Океане, а потом и в живой материи. Возможно, именно так фуллерены вошли в состав шунгита, возникшего из донных биогенных осадков свыше двух миллиардов лет назад.
         В те времена фуллерены были, судя по всему, широко распространены и входили в состав живой материи. Позже, когда растения изменили состав первичной земной атмосферы, заменив углекислый газ кислородом, образование фуллеренов при грозовых разрядах прекратилось, и они исчезли из окружающей среды, поскольку живая материя могла фуллерены накапливать и использовать, но не синтезировать.
         Таким образом, в "первичном бульоне", в котором возникла жизнь, вполне могли быть заметные количества фуллеренов, игравшие значительную роль в обмене веществ древнейших организмов. Но позже фуллерены исчезли из природной среды, оставшись, пожалуй, только в шунгите как своего рода "геологических консервах".
         Изучая фуллерены, не устаешь удивляться тому, насколько естественно они вписываются в физиологию клетки. Похоже, что мы имеем дело со скрытой потребностью живых организмов в фуллеренах, заложенной на ранних этапах эволюции, когда фуллерены были широко распространены в природе.
         Если продолжить тему "первичного бульона", то хотелось бы обязательно сказать о другом уникальном свойстве фуллеренов - способности структурировать воду.
         Мы уже говорили, что фуллерены растворяются в воде с большим трудом. Зато если они растворены, вокруг каждого шара образуется многослойная оболочка из правильно расположенных молекул воды, примерно в десять молекулярных слоев. Эта водяная, иначе говоря гидратная, оболочка молекулы фуллерена и есть структурированная вода.
         Сколько воды может структурировать фуллерен? Поскольку диаметр гидратной оболочки десятикратно превышает поперечник углеродной сферы, ее объем, а, соответственно, и масса структурированной фуллереном воды будет пропорциональна кубу линейного размера - и превысит массу фуллерена примерно в тысячу раз.
         Таким образом, фуллерен структурирует в сотни раз большую массу воды. Иначе говоря, что уже сотые доли процента фуллерена способны структурировать значительную долю раствора. Видите? фуллерен и здесь действует в малых и сверхмалых дозах.
         По своим свойствам структурированная вода, окружающая молекулу фуллерена, существенно отличается от обычной.
         В частности, она замерзает не при 0, а при - 2,8 град. Когда мы берем результаты достаточно старых исследований о плавлении воды, окружающей биомолекулы, мы получаем ту же самую цифру. Таким образом, в растворе выделяется два сорта воды: структурированная вода, окружающая фуллерен и биомолекулы, и свободная вода. При выпаривании растворов в первую очередь испаряется именно свободная вода. Такая же водная оболочка с пониженной температурой плавления образуется вокруг молекул ДНК, в растворах ферментов.
         Например, рассчитано, что на одно звено двойной спирали ДНК приходится 24 молекулы структурированной воды. В непосредственной близости от молекулы фуллерена находятся 22 молекулы воды. И сегодня биохимики все больше убеждаются, что физиологическое состояние клеточных структур во многом зависит от состояния этой водной оболочки биомолекул и их активных центров. И фуллерены, структурируя воду, стабилизируют и защищают окружающие биомолекулы, что также подтверждено экспериментально.

«««Назад | Оглавление | Каталог библиотеки | Далее»»»