Роль вакуумного ультрафиолетового излучения и других видов энергии открытого космоса в абиогенном синтезе нуклеотидов и дипептидов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ

На правах рукописи

СИМАКОВ Михаил Борисович

>

РОЛЬ ВАКУУМНОГО УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ и других ВИДОВЭНЕРГИИ ОТКРЫТОГО КОСМОСА В АБИОГЕННОМ СИНТЕЗЕ НУКЛЕОТИДОВ И ДИПЕПТИДОВ

Специальность 02.00.10 — биоорганическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Санкт-Петербург 2005

Работа выполнена в Институте цитологии РАН Санкт-Петербург

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

Доктор биологических ндук, КУЗИЧЕВА Евгения Алексеевна

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

ШАГИСУЛТАНОВА Гадиля Ахатовна Доктор химических наук, ЮРРЕ Татьяна Андреевна Доктор химических наук,

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Институт биохимии им А.Н Баха РАН, г. Москва

Защита состоится "20" _двкабря_ 2005 года в 14 часов на заседании Диссертационного совета Д 212.230.02 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербур1Ском государственном технологическом институте (технический университет), по адресу: 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26.

Отзывы на автореферат в одном экземпляре, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 26, Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), Ученый совет.

С диссертацией можно ознакомится в фундаментальной библиотеке Технологического института.

Автореферат разослан "_ 11_"_н0ября_ 2005 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, кхн, доцент

/Соколова Н.Б./

11Ш73

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

Происхождение жизни — один из основных вопросов естествознания. В настоящее время является общепринятым, что возникновению первых живых организмов предшествовал период химической эволюции, в процессе которой простейшие неорганические молекулы под действием различных факторов окружающей среды превратились в сложные комплексы органических молекул, которые способны к взаимодействию друг с другом и имеют пространственную и временную организацию.

Впервые гипотеза о химической эволюции материи была предложена академиком Опариным в 1924 году и получила широкое признание в научном мире Начало экспериментальной проверке данной теории было положено классическими работами Стенли Миллера по синтезу аминокислот из смеси простейших газов, послужившими отправной точкой для огромного числа исследований по абиогенному синтезу биологически значимых соединений в опытах, моделирующих условия первобытной Земли, её атмосферу, гидросферу и литосферу.

Геологические данные неопровержимо свидетельствуют, что уже 3.5 млрд лет назад на планете существовали достаточно сложные фотоавтотрофные микроорганизмы, сходные с современными цианобактериями. Более того, изотопный анализ углерода из осадочных пород, имеющих возраст около 3.8 млрд лет говорит о том, что и в это время протекали фотоавтотрофные биохимические процессы. С другой стороны, именно на этот период приходится конец интенсивной бомбардировки земной поверхности кометами и метеоритами, которая полностью исключала наличие какой-либо живой и даже просто сложной органической материи. Учитывая эти данные можно предположить, что жизнь на Земле возникла сразу, как только геологические условия стали приемлемыми для ее существования, а сам процесс проходил, по геологической шкале, практически мгновенно, ибо на химическую эволюцию органических соединений, которая должна была предшествовать биологической эволюции, оставалось очень мало времени.

Ряд авторов предложили вполне убедительную модель доставки на первобытную Землю сложных органических молекул астероидами, кометами, метеоритами, микрометеоритами и частицами межпланетной космической пыли на последней стадии бомбардировки планеты. В связи с этим, весьма актуальным является изучение абиогенных синтезов биологически значимых соединений (БЗС), в частности, нуклеотидов и олигопептидов в ранее не исследованных условиях, приближенных к тем, что могли возникнуть на поверхности малых тел солнечной системы в процессе ранних стадий ее эволюции. Крайне важно установить влияние

Принятые сокращения биологически значимые соединения (БЗС), вакуумный (УФ),

метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), нуклеозиды (I ¡ 'Л. нукл< "Г&М ОТЕКД

1 С. Пете, 1 к 99

отдельных факторов открытого космического пространства на ход химической эволюции на поверхности этих объектов, исследовать различные ее этапы — как образование исходных мономеров БЗС (первый шаг в эволюции органических соединений), так и их олигомеризацию, которую считают следующей стадией химической эволюции. Один из основных вопросов состоял в том, чтобы установить, насколько сложными могли быть те органические вещества, которые попали на первобытную Землю из космического пространства и приняли участие сначала в химической, а затем и биологической эволюции на поверхности нашей планеты. Известный биохимик Кристиан де Дюве сформулировал неизменность основных положений химической эволюции и важность процессов, протекающих в открытом космосе: "жизнь возникла естественным химическим путём, методом прогрессивного усложнения, начиная, по-видимому, с малых молекул, таких, которые возникают в космосе в абиогенных реакциях". Актуальность этих исследований определяется и тем, что экспериментальное изучение первых стадий химической эволюции, протекающих в достаточно жестких условиях открытого космоса, имеет первостепенное значение для проблемы происхождения жизни на Земле и преодоления парадокса сверхбыстрого появления живых организмов после завершения стадии метеоритной бомбардировки нашей планеты на ранних стадиях формирования солнечной системы.

Крайне важно выявить и влияние разных факторов открытого космического пространства на ход химической эволюции на поверхности этих объектов, исследовать различные ее этапы — как образование исходных мономеров БЗС, так и их олигомеризацию. Вот почему постановка вопроса о роли разных видов энергии открытого космоса в абиогенном синтезе нуклеотидов и олигопептидов представляется актуальной.

Цель и задачи исследования

Целью настоящей работы являлось изучение возможности абиогенного синтеза биологически важных соединений, таких как нуклеотиды и олигопептиды, в твердых пленках под действием различных видов энергии открытого космического пространства, в частности, вакуумного ультрафиолетового излучения (БУФ, Х1гах< 200 нм), ультрафиолетового излучения (УФДтлх 254 нм),у-радиации и потоков заряженных частиц. В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1) осуществить абиогенный синтез нуклеотидов из смеси нуклеозид + неорганический фосфат в условиях твердой фазы под действием вакуумного ультрафиолетового излучения;

2) сравнить полученные результаты с действием УФ излучения, гамма-радиации и тепла;

3) осуществить абиогенный синтез олигопептидов из отдельных аминокислот в условиях твердой фазы и установить роль вакуумного ультрафиолетового излучения и потоков заряженных частиц в данном процессе;

4) провести эксперимент по абиогенному синтезу пуриновых и пиримиди-новых нуклеотидов из смеси нуклеозид + неорганический фосфат в условиях открытого космоса.

Из всех видов энергии, присутствующих в открытом космическом пространстве наиболее распространенным является вакуумное ультрафиолетовое излучение Солнца с длинами волн менее 200 нм Именно поэтому ему было уделено основное внимание в наших лабораторных экспериментах

Научная новизна и практическая ценность

В данной работе впервые подробно изучен абиогенный синтез нуклеотидов из смеси различных нуклеозидов и неорганического фосфата в твердом состоянии под действием ВУФ. Проведено сравнительное исследование действия энергий широкого диапазона, начиная с наиболее мягкого теплового воздействия и заканчиваяу-радиацией, на реакцию абиогенного фосфорилирования нуклеозидов в тонких твердых пленках.

Впервые наблюдался абиогенный синтез дипептидов из смеси отдельных аминокислот под действием потока заряженных частиц.

Впервые подробно изучена реакция олигомеризации аминокислот под действием ВУФ и проведено сравнение эффективности воздействия на исходные смеси аминокислот вакуумного ультрафиолетового излучения,у-радиации и потока заряженных частиц.

Впервые показана возможность протекания второй стадии химической эволюции, а именно, полимеризации, в условиях открытого космического пространства.

Результаты лабораторных исследований были полностью подтверждены в эксперименте по абиогенному синтезу природных нуклеотидов, выполненном на борту космического спутника "Бион-11".

Представленная работа относится к фундаментальным исследованиям в области химической эволюции и происхождения жизни на Земле и других планетах во Вселенной, а полученные данные имеют важное значение для понимания путей абиогенеза БЗС в период молекулярной эволюции.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены на XXX Пленарной сессии Комитета МСНС по космическим исследованиям (COSPAR) (Гамбург, Германия, 1994), на Первой международной конференции "Проблемы ноосферы и устойчивого развития" (Санкт-Петербург, 1996), на XXXI Пленарной сессии Комитета МСНС по космическим исследованиям (COSPAR) (Бирмингем, Великобритания, 1996), на 181 Коллоквиуме Международного Астрономического Союза (Кентербери,

Великобритания, 2000), на 6-й Международной конференции по химической эволюции (Триест, Италия, 2000).

Публикации 11о материалам диссертации опубликовано 11 работ. Краткое содержание работы

Диссертация изложена на 128 страницах и состоит из введения, четырех глав (обзор литературы, объекты и методы исследования, экспериментальная часть, обсуждение результатов), выводов и списка цитированной литературы (296 наименований).

Во введении обоснована актуальность выбранной проблемы.

Первая глава представляет собой обзор литературы по теме диссертации. Кратко рассмотрены основные современные подходы к решению проблемы происхождения жизни на Зем\е и возможности ее существования во Вселенной, приведена их классификация. Основное внимание уделено работам, посвященным поиску сложных органических молекул в открытом космическом пространстве и на поверхности малых тел Солнечной системы, таких как кометы, астероиды, метеориты и частицы межпланетной пыли. Данные, представленные в литературе, показывают, что вещества, использованные нами в качестве исходных в экспериментах по абиогенному синтезу (основания ттуклеиттовых кислот, аминокислоты), широко представлены среди молекул, обнаруженных на поверхности различных космических объектов.

Вторая глава посвящена объектам исследования, обоснованию их выбора и основным экспериментальным методам исследования.

Обоснование выбора объектов исследования

Нуклеотиды и аминокислоты являются основными структурными составляющими всех живых объектов. К настоящему времени убедительно доказано наличие аминокислот, оснований нуклеиновых кислот и углеводов в составе различных космических объектов, и наше исследование было посвящено изучению дальнейших путей их эволюции.

Реакции абиогенного синтеза БЗС

Абгюгенный синтез нуклеотидоб

В опытах по абиогенному синтезу нуклеотидов предварительно готовили плёнки путем ßbicyi пивания на воздухе водных растворов, содержащих экзимо \ярпую смесь нуклеозида и неорганического фосфата (МяН2ГО4). Плёнки содержали по 10 мкмоль каждого компонента, а их площадь составляла около 1 см2. Использование пленок обусловливалось ограниченной проникающей способности УФ излучения. Толщина пленок подбиралась из расчета его полного поглощения и контролировалась спектрально по оптической плотности в первой полосе поглощения.

5'

HOCHj В KP

ТВДРОСБа Ba5P

RC CS, TW

HOCH, Basr

i-J-T2'

OH OH

NaHjPC*

^ ^ О"

Из/iсэауьи л'я.таозь'бы Ваг-

он он 6'NVP

(l, 9, 17, 22) но

О" о он

КМР

ж.

Н*ЦЛ

К'1-*?

адена51л>' с

«^ЧгЛ

H#-4i-J- * Гу'З-КЗИН

EOCHj,

1«г

ЦкГОЭИН

о

л

УРИДШ

Гз, 13,19,24) Щ

&

1 ■ О О \ /

но о

23'с^Р (4,12, ад 25)

ОН О О" 2NVIP

но о

О;

(2,10, 18,23)

,СН2 ^ Вазе

УФ

О

СН2 о Вазе HQjPOCHa ^ Ба!е HOCI^ Base ,CHj I

NaHpI'04 Н-/ Г^ Vi^

• О ОН

З'5'cNMP (5,13,21,26)

,CHj Bas

ОН н

Иэучземие дсокси^" леоэиби Ьаче

Ц

н

a'dNMI

о о Н

N

у .V

(6, 14, 27) НО' vü

3'dNMP

O'-'Nl

(7, 15, 28)

- О н 3'5'cdNMP

(8, 16, 29)

дееоксизденсе»« дезжсигуаназич детокситиюит

Схема 1

Абиогенный синтез нуклеотидог.

Таблица 1. Продукты абиогенного синтеза нуклеотидов

основание углевод 5' 2' 3' 2'3'с 3'5'с

аденин рибоза 1 2 3 4 5

аденин дезоксирибоза 6 7 8

гуанин рибоза 9 10 11 12 13

гуаяин дезоксирибоза 14 15 16

урацил рибоза 17 18 19 20 21

цитозин рибоза 22 23 24 25 26

тимин дезоксирибоза 27 28 29

К' Р" Н Р"

+н3мснсоо" + +н3ыа1С00" —-—+ +н3ыснс-Аснсосу

¡1

о

Схема 2 Абиогенный синтез дипептидов из свободных аминокислот

Исследовались реакции фосфорилирования пиримидиновых (уридин, цитозин, дезокситимидин) и пуриновых (аденозин, гуанозин, дезоксиаденин и дезоксигуанозин) нуклеозидов (схема 1, таблица 1).

Источники энергии подбирались с учетом спектральных свойств исходных молекул. В качестве источников излучения использовались: (1) лампы с окошками из с барьерным разрядом в Кг и Хе с максимумами при 145 и 175 нм (вакуумное ультрафиолетовое излучение - БУФ) с мощностью излучения 10 мВт. Дозы ВУФ излучения составляли от 0 до 3 X 10л Дж/м2; (2) ртутные лампы ДБ-30 с мощностью дозы 6 мВт/см2 или 8 X 10й квант/см2с (биологически-значимое ультрафиолетовое излучение (УФ, к 254 нм). В первом случае плёнки непосредственно наносились на окошко лампы для того, чтобы избежать прослойки воздуха между лампой и пробой, тогда как в опытах по синтезу нуклеотидов под действием УФ излучения образцы размещались на стёклах и облучались в атмосфере азота в металлической камере с окном из оптического кварца и отводной трубкой для пропускания азота в течение всего времени облучения Азот использовался для устранения возможного влияния кислорода на ход реакции. Дозы биологически активного ультрафиолета составляли от 0 до 4.4 X 108 Дж/м2.

Радиационно-химический синтез нуклеотидов осуществляли при колшатной температуре путем облучения лиофилизованной эквимолярной (10 мкмоль) смеси порошков нуклеозида и дигидрофосфата натрия. Источником у-излучения служила установка [ЬМВ-7-1] ('"Сэ) с мощностью дозы 2.64 крад/мин в атмосфере аргона. Суммарные дозы составляли от 0 до 3 X 101 Дж/г.

А.биа?еиный синтез дипептидов

В опытах по абиогенному синтезу дипептидов исследовались реакции полимеризации следующих аминокислот (тирозин, триптофан, аланин, глицин), протекающих по схеме 2 (таблица 2). Уксуснокислые растворы отдельных аминокислот и их смесей наносились на стеклянные подложки и высушивались на воздухе. Плёнки содержали по 10 мкмоль каждой аминокислоты, а их площадь составляла около 1 см2. Облучение образцов ультрафиолетовым светом как в ВУФ, так и УФ области проводили по методике, полностью идентичной описанной выше для синтеза нуклеотидов.

При использовании потоков заряженных частиц облучение пленок проводилось рассеянным пучком протонов, полученным на ускорителе типа У-120

в НИИ Физики Санкт-Петербургского государственного университета. Первоначальная энергия протонов пучка составляла 6.6 МэВ, а интенсивность не превышала величины 3 X Ю7 протонов/см^с во избежание тепловых эффектов воздействия на облучаемые образцы. Дозы облучения достигали величины 5 X Юп прот./см2. Изменение энергии протонов производилось с помощью алюминиевых фильтров соответствующей толщин,ы на кладываемых непосредственно на облучаемые образцы. Роль вторичных фа кторов при торможении протонов в алюминиевой фольге не учитывалась. Энергии потонов составляли 1.8,4 и 6 МэВ.

Эксперименты в космосе

Космические эксперименты проводили в наружном контейнере биоспутника "Бион-11". По семь образцов каждой исследуемой смеси были помещены на внешней обшивке спутника и подвергались во время полета действию всего спектра космических источников энергии. В качестве контроля использовалось по одному образцу каждой смеси, которые находились на протяжении всего полета во внутреннем контейнере спутника и были защищены от перепадов температуры, ультрафиолетового излучения и ионизирующей радиации. Температура внутри спутника во время полета от +21 "С до +26 °С (измерялась), температура снаружи поднималась временами до +80-100 "С и опускалась до -30 °С

Исследовалось четыре варианта смеси, состоящей из эквимолярных количеств (10 мкмолей) соответствующего нуклеозида (тимидин, цитидин, аденозин или дезоксиаденозин) и дигидроксифосфата натрия. Водный раствор смеси исходных компонентов наносился на стекло и высушивался на воздухе Стекла при помощи специального клея размещались на поверхности экспериментальной платы.

Контрольными для всех экспериментов по синтезу нуклеотидов и дипептидов служили исходные смеси соединений, не подвергавшиеся облучению в лабораторных опытах или не подвергавшиеся экспонированию в открытом космосе. Их анализ проводили параллельно с анализом экспериментальных образцов. После облучения пробу растворяли в бидистиллированной воде и анализировали при помощи ВЭЖХ.

Аналитические методы

Качественный и количественный анализ продуктов абиогенного синтеза нуклеотидов, олигопептидов и продуктов распада проводился при помощи высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на обращенной фазе на приборе ЬС—5000 фирмы "Уапап" (США). Использовалась колонка MZRP-l 8 (4х

Таблица 2. Продукты абиогенного

синтеза дипептидов

дипептид NN

глицил-триптофан ау-Тгр 30

триптофил-глицин Тгр-СТу 31

триптоф ил-триптофан Тгр-Тгр 32

глицил-тирозин гау-туг 33

тироз ил-глицин Туг-Оу 34

тироз ил-тирозин Туг-Туг 35

аланил-триптофан А1а-Тгр 36

триптофил-аланин Тгр-А1а 37

250 мм, диаметр сорбента 5 мкм). Предварительно пробы растворяли в бидистиллированной и деионизированной воде типа "Super Q", фильтровали через микрофильтр GV-0.22 (Миллипор, США) и 10 мкл раствора вводили в колонку. Скорость потока элюента была 1 мл/мин.

Продукты абиогенного синтеза (нуклеозиды и дипептиды) были идентифицированы по временам удерживания (Rt) контрольных образцов. Калибровку проводили непосредственно перед анализом проб. Детектирование продуктов реакции осуществляли на длине волны 254 нм для производных нуклеиновых кислот (основная полоса поглощения оснований НК), для олигопептидов — 275 нм (основная полоса поглощения ароматических боковых цепей аминокислот).

Метод масс-спектрометрии. Подтверждение качественного состава продуктов абиогеного синтеза олигопептидов и дипептидов проводилось при помощи масс-спектрометра Bruker Esquire LC фирмы "Brucker Daltonik GMBH", Германия. Спектрометр был оснащен электро-спрей инжектором (ESI) и магнитно-секторным масс-анализатором с двойной фокусировкой. Анализировали как суммарные облучённые образцы, так и их индивидуальные ВЭЖХ-фракции. Высушенные образцы растворяли в смеси 0.2% уксусная кислота/ацетонитрил (1:1 v/v) Пробу в объеме 20 мкл с концентрацией 1-5 пмоль/мкл, оцененной по площади хроллатографических пиков, вводили в .масс-спектрометр со скоростью подачи 1 мкл/мин. Регистрировали моноизотопные значения m/Z. Точность в определении молекулярных лласс составляла 0.1%.

Определение квантового выхода реакций проводили на начальных линейных участках кривых абиогенного синтеза нуклеотидов и дипептидов и разложения исходных компонентов. В качестве актинометра в случае ВУФ использовался салицилловокислый натрий, квантовый выход люминисценции которого при возбуждении в области 120-300 нм не зависит от длины волны и близок к единице. В случае УФ излучения его интенсивность измерялась с помощью радиометра "UVX Digital Radiometer" (USA).

В третьей главе изложены экспериментальные результаты абиогенного синтеза игуклеотидов и дипептидов под действием различных источников энергии в лабораторных условиях и в условиях открытого космоса.

Абиогенный синтез нуклеотидов под действие,м ВУФ

В результате облучения вакуумным ультрафиолетовым светом с длиной волны 145 нм (Вуф) пленок, приготовленных из смеси нуклеозида и неорганического фосфата, нами были обнаружены природные нуклеотиды, такие как 5' (1, 6,9,14, 17, 22, 27), 2' (2, 10, 18, 23), Т (3, 7, 11, 15, 19, 24, 28) монофосфаты. наряду с циклическими монофосфатами (4,5,8,12,13,16,20,21,25,26,28). Исследовались как пуриновыс,тдк и ттмримидиновыс нуклеозиды.

Таблица 3. Результаты синтеза нуклеотидов под действием ВУФ

{время облучения 9 часов, доза — 3 Х№ Дж/лг2)

Выход нуклеотидов (%)

I (уклеозид 5' I 3' 2'3'с 3'5'с Сумма

АсЬ 036 021 020 020 следы 0.97

Огю 0.30 021 022 027 0.05 1.05

с!Ас1о 0.13 — 0.15 — 0.02 030

сЮио 023 — 0.13 — следы 0.36

иГа 280 121 107 2.13 056 7.77

Су<1 3.75 1.32 1.67 246 0.86 9.46

сШк! 2.59 — 2.00 — 0.84 543

Было показано, что абиогенный синтез природных нуклеотидов идет с общим выходом порядка одного процента в случае пуриновых нуклеозидов (аденозин, дезоксиаденозин, гуанозин, дезоксигуанозин) и около 9% в случае пиримидиновых нуклеотидов (уридин, дезокситимидин, цитидин). Обобщенные результаты представлены в таблице 3.

В реакции абиогенного синтеза нуклеотидов, независимо от природы гетероциклического основания, получается весь набор нуклеотидов, встречающихся в живых организмах, но фосфорилирование идет преимущественно с образованием 5' -производных. Очевидно, что гидроксильная группа в пятом положении рибозного и дезоксирибозного остатков нуклеозидов наиболее реакционноспособна в данных условиях. Это хорошо согласуется с литературными данными.

Для каждого из интересующих нас продуктов реакции был определен количественный выход и построены кривые зависимости выхода нуклеотидов от времени облучения. Пример подобной кривой приведен на рисунке 1. Облучение реакционной смеси ведет к образованию природных монофосфатов нуклеозидов и их циклических аналогов, причём с увеличением времени облучения повышается и выход продуктов реакции с постепенным выходом кривой на плато. Можно предположить, что процессы синтеза начинают конкурировать с процессами распада как исходных компонентов, так и вновь синтезируемых молекул.

0 2 4 6 8 1(1

((У >!!(Я (■•

Рисунок 1 Зависимость выхода продуктов абиогенного синтеза цитидиновых нуклеотидов от времени ВУФ облучения

Из ВУФ спектров поглощения компонентов нуклеиновых кислот (снований и нуклеозидов) следует, что излучение с длинами волн менее 200 нм соответствует поглощению с возбуждением S состояний пиримидинового и пуринового колец. Наряду с этим происходит поглощение остатками рибозы и дезоксирибозы, входящими в состав нуклеозидов. Кроме того, излучение с этими длинами волн активирует и неорганический фосфат, присутствующий в реакционной смеси. Первый процесс может привести к фотодеструкции исходного нуклеозида с разрывом N-гликозидной связи, а два последних — к абиогенному фотосинтезу нуклеотидов.

В разделе 3.1.1.3 диссертации описаны процессы фотораспада исходных соединений, которые включают в себя как фотодеструкцию гетероциклических оснований с образованием продуктов, которые не поглощают в области 254 нм, в которой проходила регистрация продуктов при анализе ВЭЖХ, так и реакцию расщепления Ы-гликозидной связи с выделением свободных оснований нуклеиновых кислот. Изучение динамики распада исходных соединений показало, что в ряду нуклеозидов наиболее устойчивым является аденозин, 85% которого остается неизменным в процессе облучения, а самым неустойчивым — уридин, у которого только 25% от исходного количества остается неразрушенным Полные данные по распаду исходных нуклеозидов, в том числе и с расщеплением N-гликозидной связи с выделением свободного гетероциклического основания, приведены в таблице 4. Пуриновые нуклеозиды более устойчивы к разрушающему действию вакуумного ультрафиолета, чем пиримидиновые, причем это относится как к разрушению гетероциклических оснований, так и расщеплению гликозидной связи. Вероятно, в случае пуриновой системы, устойчивость исходных нуклеозидов является следствием наличия больших возможностей для перераспределения поглощенной энергии по сравнению с пиримидиновым

Таблица 4. Фотораспад исходных нуклеозидов под действием ВУФ излучения (время облучения 9 часов, доза — 3 X Ш Дж/м2)

% распада

Нуклеозид % разложения гликозидной

связи

Ado 15 15

Guo 32 18

dAdo 17 17

dGuo 34 21

Urd 75 27

Cyd 44 27

dThd 56 32

Абиогенньш синтс, нуклеотидов под действием УФ-излуч.ения

Ультрафиолетовое излучение с длиной волны 254 нм, так называемое биологически значимое УФ излучение, также может служить источником энергии для реакций абиогенного синтеза в твердом состоянии. Нами было показано, что при облучении смеси нуклеозид + ЫаН2ГО4 ртутной лампой с максимумом излучения при 254 нм идет абиогенный синтез природных фосфатов нуклеозидов, одновременно с которым протекают фотопроцессы с разложением исходного нуклеозида и выделением свободного гетероциклического основания. Из полученных результатов следует, что, как и в случае ВУФ фотолиза, с наибольшей эффективностью разлагается гетероциклическое основание нуклеозида, причем процесс может идти как с разрушением самого кольца, так и через образование димеров из расположенных рядом гетероциклических остатков. Менее эффективен процесс распада гликозидной связи с выделением свободного урацила. Одновременно идет абиогенный синтез нуклеозидмонофосфатов. Квантовый выход подобного процесса на два порядка меньше, чем в случае использования ВУФ излучения, тогда как процессы разложения идут практически с одинаковой интенсивностью (таблица 5).

Таблица 5. Квантовые выходы процессов распада и синтеза при облучении смеси уридин + фосфат в ВУФ (145 нм) и уф (254 нм) области спектра

Процесс Квантовый выход

ВУФ УФ

Разложение уридина 4Х101 4Х 10-'

Выход урацила 3 X 103 2Х Ю5

Синтез 5'UMP 1 х 10-4 5 х ю1

Синтез 2'3'cUMP 6Х ю5 5х Ю8

Суммарные данные по выходу продуктов pea кции абиогенного фосфорилирования под действием ультрафиолетового излучения с миной волны 254 нм приведены в таблице 6.

Абиогенный синтез нуклеотидов под действием у-радиации

Наряду с ультрафиолетом, было изучено воздействие у-радиации на абиогенный синтез БЗС. Действие у-лучей на смесь аденинового нуклеозида с дигидрофосфатом натрия вызывало образование природных нуклеотидов. При максимальной дозе 3 X 103 Дж/г суммарный выход нуклеотидов составил 0.62% для аденозина и 0.59% для дезоксиаденозина. В отличие от экспериментов с использованием уф излучения (254 нм) среди продуктов реакции аденозина с NaH2P04 были зафиксированы такие природные нуклеотиды, ¡сак 2'3'-сАМР (4, максимальный выход составил 0.12%), 2'-AMP (2, 0.08%) и З'АМР (3, 0.06%). Состав продуктов реакции более сходен с тем, что был получен при облучении пленок ВУФ светом

Таблица 6. Суммарные данные по выходу продуктов реакции абиогенного фосфорилирования нуклеозидов под действием УФ излучения с длиной волны 254 нм {доза облучения — 44 X 10" Дж/лг2)

Нуклеозид Продукты Выход (7с)

5'иМР 0.034

2' иМР следы (<0001)

ига з'имр следы (<0001)

2'3'сиМР 0.003

Ига 5.8

1Ы 73

5'АМР 0.094

Ас1о Ас1е 2.78

Ас1о 91

5'аАЛ1Р 0.36

<1Ас1о АЛе 0.84

АсЬ 84

Абиогенный синтез нуклеотидов в условиях открытого космоса

Особый и нтерес представляет эксперимент ня борту космического спутника "Бион-11". В результате экспонирования сухих твердых пленок, состоящих из смеси нуклеозида (тимидин, цитидин, аденозин и дезоксиаденозин) и неорганического фосфата (ЫаН2Р04) в условиях открытого космоса были обнаружены природные нуклеотиды, такие как 5' (1, 6, 22, 27). 2' (2, 23), и 3' (3, 7, 24, 28) монофосфаты, наряду с циклическими монофосфатами соответствующих нуклеозидов (4,5,8,25, 26, 29). Основным продуктом реакций абиогенного фосфорилирования были 5'-нуклеотиды. Суммарный выход всех природных монофосфатов за время полета спутника составил для аденозина — 5.94%, для цитидина — 4.78%, для дезоксиаденозина — 2.35%, и для дезокситимидина — 2.06%. Полные данные по абиогенному синтезу нуклеотидов приведены в таблице7.

Таблица 7. Выходы продуктов реакции абиогенного фосфорилирования нуклеозидов в условиях космического полета спутника "БИОН--11"

Выход нуклеотидов ("4)

11укл.еозид 5' 2' 3' 2'3'с 3'5'с Сумма

Ас1о 328 082 071 1.12 0.01 594

сШо 187 — 0.48 — следы 2.35

суа 2.68 061 0.55 094 с\сды 4.78

атьа 1.70 — 0.36 — следы 206

Выход продуктов фосфорилирования существенно зависит от типа углеводного остатка. Нуклеозиды, содержащие в своем составе рибозу, дают в два раза больше 5'-монофосфата, чем их дезоксирибозные аналоги. Например, выход 5'-аденозин-монофосфата (1) был равен 3.23%, тогда как для 5'-дезоксиаденозинмонофосфата (6) он составиллишь 1.877с.Тип нуклеинового основания влиял на выход продуктов, но не так сильно. Пуриновые нуклеозиды давали несколько больший выход природных нуклеотидов, чем пиримидиновые. Так, в случае 3' -аденозинмонофосфата (3) он составил 0.717с, а в случае 3' -цитидинмонофосфата (24) — 0.557с. Наряду с 5' -, 3'-, и 2'-монофосфатами образуются и 2' 3'-циклические монофосфаты (5 и 25). Выход 2' 3' -циклоаденозинмонофосфата (5) примерно в полтора раза выше, чем выходы соответствующих 2' (2) и 3' (3) монофосфатов. Вероятнее всего, наиболее активным источником энергии в условиях космического полета было вакуумное ультрафиолетовое излучение с длинами волн менее 200 нм, которое и ответственно за реакции фотораспада исходных компонентов реакционной смеси и части вновь синтезированных нуклеотидов. Контрольный образец, остававшийся во время всего полета внутри спутника и защищенный от перепадов температуры, УФ и корпускулярного излучения, остался без каких-либо изменений. Результаты полетного эксперимента позволяют заключить, что при суммарном воздействии энергетических источников открытого космического пространства на сухие пленки, состоящие из смеси нуклеозида пуринового или пиримидинового ряда (цитидин, тимидин, аденозин, дезоксиаденозин) и неорганического дигидрофосфата натрия, происходит абиогенный синтез природных мононуклеотидов. Причем, хотя и получается весь набор монофосфатов, встречающихся в живых организмах, фосфорилирование идет преимущественно с образованием 5' -производных, как и в лабораторных экспериментах.

Абиогенный синтез дииептидов

Для изучения влияния источников энергии открытого космоса на абиогенный синтез БЗС нами были исследованы реакции олигомеризации аминокислот в твердом состоянии под действием ВУФ излучения,у-радиации и потоков заряженных частиц — основных энергетических компонентов космического пространства.

Абиогенный синтез дипептидов под действием ВУФ

Были исследованы фотохимические превращения аминокислот в тонких слоях-пленках под действием ВУФ излучения. В данной области спектра поглощают не только три аминокислоты, которые имеют в своем составе ароматические группы, но и остальные 17 аминокислот, входящие в состав всех живых организмов на Земле. Сама пептидная связь также поглощает в этой области спектр^ Нами был проведен абиогенный синтез дипептидов, содержащих алифатическую и ароматическую аминокислоты, из смеси отдельных аминокислот в твердом состоянии И сследовались смеси глицина или аланина (алифатические аминокислоты) с триптофаном или тирозином (ароматические аминокислоты). В результате были получены различные дипептиды. Данные по выходам продуктов реакции абиогенного синтеза

дидипептидов при максимальном времени облучения (9 часов, 3 X 1(У* Дж/м7) приведены в таблице 8.

Таблица 8. Выходы реакции абиогенного синтеза дипентидов из смеси отдельных аминокислот под действием ВУФ излучения

(время облучения 9 часов, доза — 3 X Ю Дж/мг)

Исследуемая смесь Продукты Выходы (%)

01у-Тгр 0.39

01у + Тгр Тгр-С1у 0.37

Тгр-Тгр 0.48

Иу-Туг 036

Йу + Тут Туг-С1у 037

Туг-Туг 0.52

А1а-Тгр 045

А1а + Тгр Тгр-А1а 0.45

Тгр-Тгр 0.51

Тгр Тгр-Тгр 1.87

Туг Туг-Туг 1.92

На примере синтеза глицчл-триптофана и глицил-тирозина была изучена зависимость выхода продуктов реакции от дозы ВУФ-излучения.

Показано, что с увеличением дозы облучения, количество вновь образующихся молекул возрастает и постепенно кинетическая кривая выходит на плато с выходом продуктов около 0.4% (рисунок 2).

Замена глицина на другую 5 алифатическую аминокислоту (аланин) не оказывает существенного влияния на ход процесса и выходы продуктов. Облучение плёнок, приготовленных из отдельных ароматических аминокислот (триптофана или тирозина) д«»,*««»««ю также приводило К синтезу соответст- Рисунок 2 Злнксимость выходов продук-ов вующих дипептидов. Суммарный р™<ции ¿биогенного сит™ и фотолта в с жги

оо/ глицин 4 ¡ришофан 01 дозы ВУФ-шлучення (1 -

выход дипептидов приближался к 2%. р^плд 01 *_Тг? *е> 1 ?5 нм)> 2. рж;п*д Тгр (Кг>

144 ни), З-часплл С1у-Тгр (Кг, 145 над), 4-фотосинтез (Иу-Тгр (Кг, 145 нлд)

При использовании смеси аминокислот все обна ружейные дипептиды образуются примерно с одинаковыми выходами, что может свидетельствовать в пользу свободно-радикального механизма реакции и равновероятном образовании радикалов, вступающих в последуюн;ие реакции полимеризации. Существование подобных радикалов Рисунок 3 Зависимость выходов продуктов было установлено ранее при помощи реакции абиогенного синтеза и радиолиза в смеси ЭПР. глицин + триптофан от дозы у-излучения (1 -

распад оЛу-Ттр, 2 - распад Тгр, 3 - синтез с,1у-'Ггр Наряду с процессами абиоген-

ного синтеза дипептидов нами были изучены реакции распада как исходных соединений, так и продуктов. Подобные процессы всегда необходимо учитывать при рассмотрении любых результатов по абиогенному синтезу Из полученных данных можно видеть, что распад под действием БУФ С1у-Тгр (30) поисходит с большей интенсивностью по сравнению с триптофаном, тогда как для тирозина и его дипептида наблюдается обратная ситуация — фотолиз свободной аминокислоты идет с большей эффективностью по сравнению с дипептидом (Тут-Туг, 35). Одной из причин может являться отсутствие сопряженных ароматических колец в молекуле глицил-триптофана (30), которые могли бы способствовать более эффективной делокализации электронной плотности, как это происходит в случае тирозил-тирозина (35).

Абиогенный синтез дипептидов под действием д-раднации

Для сравнения воздействия двух видов излучения нами были проведены исследования по влияниюу-облучения на смеси аминокислот. Также, как и при ВУФ облучении, в пленках глицин + триптофан был зафиксирован синтез дипептидов. Зависимость абиогенного синтеза глицил-триптофана (30) в интервале доз от 0 до 3 X Ю' Дж/г приведена на рисунке 3. Облучение в этом интервале приводит к увеличению количества образовавшихся молекул до 0.4%. Дальнейшее облучение приводило к деградации синтезированного дипептида из-за конкурирующих процессов распада.

Абиогенный синтез дипептидов под действием протонов

Наряду с ВУФ и у-радиацией нами было исследовано влияние потоков заряженных частиц на абиогенный синтез дипептидов в твердом состоянии. Пленки, состоящие из аминокислот, подвергались воздействию протонов с энергией от 1.8 до 6.6 МэВ. Поглощенная доза составила от 2 X Ю9 до 5 ХЮ11 протонов/см2. После облучения пленок, содержащих отдельные аминокислоты, тирозин или триптофан, были обнаружены соответствующие дипептиды. Выход дипептидов составил 2 437. для Тгр-Тгр (32) и 2.38% для Туг-Туг (35) при энерши протонов равной 6.6 МэВ и

максимальной дозе 5x10" протонов/см2. В случае смеси, состоящей из алифатической и ароматической аминокислот (тирозин + глицин), количество продуктов реакции абиогенного синтеза ненамного отличалось от экспериментов с отдельными аминокислотами. Выходы дипептидов С1у-Туг (33), Туг-СЛу (34) и Тут-Тут (35) были примерно одинаковы и составили 0.71,0.67 и 0.67%, соответственно. Полные данные по выходам дипептидов в зависимости от поглощенной дозы протонов приведены в таблице 9.

Таблица 9. Выходы продуктов реакции абиогенного синтеза дипептидов из смеси отде\ьньгх аминокислот под действием потока протонов с энергией 6.6 МэВ

Исходные компоненты 11родукгм реакции Выход, %, при дозах протонов/им2, равных

1У, 109 8 X 109 500 х Ю9

Тгр Тгр-Тгр 0.47 0.98 2.43

Туг Туг-Туг 0.54 1.08 2.38

С1у-Туг 0.09 031 0.71

Тут+С1у Туг-С1у 0.10 0.31 0.67

Туг-Туг 0.16 0.33 0.62

Уменьшение энергии протонов, падающих на образец, ведет к увеличению выхода продуктов реакции абиогенного синтеза дипептидов. Таким образом, с уменьшением энергии протонов больше энергии передается среде и используется для химических превращений. Данные, приведенные в таблице 9, показывают, что процесс абиогенного синтеза под действием протонов мало зависит от вида боковой цепи аминокислот.

Основную роль в подобных реакциях могут играть сверхвозбужденные состояния молекул, которое образуются под действием пучка заряженных частиц. Скорее всего, в реакциях полимеризации участвуют радикалы, образующиеся как от воздействия самих заряженных частиц, так и от воздействия вторичных электронов, образующихся при взаимодействии протонов с подложкой.

В четвертой главе проведено итоговое обсуждение полученных результатов и рассмотрена их связь с химической космической эволюцией.

Для подтверждения ги потезы о том, что процессы химической эволюции могут протекать в условиях открытого космического пространства на поверхности малых тел Солнечной системы, таких как кометы, астероиды, микрометсориты, частицы межзвездной и межпланетной пыли, были осуществлены эксперименты по абиогенному синтезу нуьлеотидор, в условиях открытого космического пространства и по изучению воздействия отдельных факторов космической среды (ВУФ и УФ излучение, потоки заряженных частиц, у-радиация) в лабораторных условиях на

синтез нуклеотидов и олигопептидов. В качестве модели поверхности различных космических объектов рассматривалась внешняя поверхность биологического спутника "БИОН-11" с размещенными на ней сухими пленками, полученными из смеси более простых биомолекул В эксперименте на борту спутника был получен весь спектр нуклеотидов, которые являются исходными соединениями для синтеза молекул РНК и ДНК, основных компонентов живой материи. Среди продуктов реакции были обнарркены 5' 2' - и 3' -нуклеотиды, народу с циклическими фосфатами как пиримидиновых, гак и пуриновых нуклеозидов. Суммарный выход нуклеотидов составил от 2 до 67з в зависимости от типа основания и углеводного оа атка. Несмотря на небольшой по меркам обычной органической химии выход, принципиальная возможность самого процесса абиогенного синтеза крайне важна с точки зрения как физических условий протекания подобных реакций, так и временных рамок процесса.

В наземных экспериментах были исследованы такие виды излучений, как ВУФ (145 нм), УФ (254 нм), гамма-радиация. Во всех случаях были получены природные нуклеотиды, в основном 5'-монофосфаты. Интересно отметить, что выходы 2' З'-сЫМР почти в два раза превосходят выходы 2'- и 3'-монофосфатов.

Из наших экспериментов можно сделать вывод о тол*, что абиогенное возникновение нуклеотидов протекает достаточно легко даже в твердом состоянии. Если нуклеозид попадает в среду, содержащую свободный неорганический фосфат, то при наличии какого-либо источника энергии идут реакции фосфорилирования.

Таблица 10. Абиогенный синтез 5'-аденозинмонофосфата под действием различных источников энергии.

Источник энергии доза выход (%)

УФ (254 нм) 4.4 Н 108 Дж/м2 0.09

ВУФ (145 нм) 3.8 Н КУ'Дж/м2 0.39

у С"С5) 3 Н 103 Дж/г 0.41

тепло (160 "С, 3 часа) 163

космическии полет 3.23

Если говорить о количественном сравнении трех исследованных источников энергии, то надо отметить, что оно несколько затруднено из-за различий в исходном состоянии реакционной смеси (сухие плёнки в экспериментах с ВУФ и УФ излучением и лиофилизованная смесь при изучении действия у-радиации). Тем не менее, можно отметить, что наиболее активным источником энергии в данных условиях является гамма-излучение, затем следует ВУФ и УФ свет Некоторые суммарные результаты по синтезу 5'-аденозинмонофосфата можно видеть в таблице 10.

Наряду с реакциями абиогенного фосфорилирования нуклеозидов нами было исследовано поведение других БЗС, а именно, олигомеризация аминокислот в виде

сухих пленок под действием различных источников энергии. Была показана возможность абиогенного синтеза дипептидов из смеси отдельных аминокислот в твердом состоянии под действием отдельных компонентов энергетического спектра космического пространства. Органические молекулы, находящиеся в межзвездной среде и на поверхности малых тел испытывают на себе воздействие всего спектра источников энергии, от ультрафиолетовых лучей до потоков заряженных частиц в течение достаточно большого промежутка времени — до нескольких миллионов лет. Процессы полимеризации аминокислот наблюдались независимо как от используемых аминокислот (глицин, аланин, триптофан, тирозин), так и от применявшихся источников энергии (БУФ, у-радиация, потоки протонов). Сулшарные выходы продуктов димеризации достигали 2%, причем все возможные дипептиды получались примерно в одинаковом количестве.

Таким образом показано, что начальные стадии химической эволюции, вплоть до полимеризации, вполне могли протекать на ранних стадиях эволюции нашей Солнечной системы. Вероятно, подобные процессы происходят в условиях открытого космоса и в настоящее время.

Выводы

1. Впервые показано, что под действием вакуумного ультрафиолетового излучения идет твердофазный абиогенный синтез нуклеотидов в смеси нуклеозида и фосфата.

2. Установлено, что аналогичные процессы твердофазного абиогенного синтеза нуклеотидов протекают и под действием других источников энергии, таких как ультрафиолетовое излучение с длиной волны 254 нм и гамма-радиация.

3. Впервые показано, что вторая стадия химической эволюции — полимеризация аминокислот — может протекать в условиях открытого космического пространства под действием вакуумного ультрафиолетового излучения и гамма-радиации. Воздействие этих источников энергии на твердую смесь аминокислот приводит к образованию дипептидов.

4. Впервые установлено, что твердофазный абиогенный синтез дипептидов идет под действием потоков заряженных частиц (протонов).

5 Впервые показано, что комбинированное воздействие всех источников энергии открытого космического пространства, осуществленное в условиях полёта орбитального спутника "Бион-11", приводит к твердофазному абиогенному синтезу пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов.

Список опубликованных работ по теме диссертации

I. Кузичева F.A, Жукова В.Ф, Симаков М Б. Роль УФ- и гамма-радиации в абиогенном синтезе нуклеотидов в твердом состоянии // Ж звол. биох. и фишол., 1993, т.29 №4 с 339344.

2 Додонова НЯ., Цыганенко Н М, Кузичева ЕА., Симаков М.Б Абиогенный синтез уридиновых нуклеотидов под действием вакуумного ультрафиолетового излучения. // Биофизика,1994, г 39 №1 с.26-31.

3. Кузичева ЕА, Додонова НЯ, М.члько И.Л., Петров М.Ю,Симаков М.Б Спектры поглощения и фотопроцессы в триптофане и его дипептиде с глицином в вакуумной ультрафиолетовой области спек гра. // Оптика и спектроскопия, 1994, т 77 №4 с. 584-589

4. Simakov MB, Kuzicheva ЕА, Malko IL and Dodonova NYa Abiogenic synthesis of oligopeptides in solid state under action of vacuum ultraviolet light (100-200 nm) // Adv Space Rev, 1996, v 18, Nol 2, p.61 -64.

5 Kuzichcva E A, Simakov M В., Malko LI-., Dodonova N Ya. and Gontareva N.B. Role of vacuum ultiaviolet(VUV) radiation in abiogenic synthesis of adenine nucleotides.// Adv Space Res, 1996, v 18, Nol 2, p 65-68

6. Кузичева ЕА., Симаков М.Б., Малько И.Л. Вклад вакуумного ультрафиолетового и мучения в абиогенный синтез пиримидиновых нуклеотидов. //Ж. эвол биох. и фичюл., 1997, г.З 3 №2 с.129-134.

7 Simakov MB., Kuzicheva ЕА., and Malko IL Abiogemc synthesis of pyrmudine nucleotides in solid state by vacuum ultraviolet radiation // Adv Spare Res, 1997, v.19, No7, p.1059-1062.

8. Simakov M В., Kuzicheva E.A., Dodonova N.Ya., and Antropov A.E. Formation of oligopeptides on surface of small bodies in solar system by cosmic radiation // Adv.Space Res., 1997, v.l 9, No7, p 1063-1066.

9. Kuzicheva EA. and Simakov M.B. Abiogenic synthesis of nucleotides in condition s of space flight of the biosputnik "BION-11" // A dv.Space Res., 1999, v.23, No2, p 387-391.

10 Simakov MB and Kuzichcva EA Two possible steps of the chcmical evolution on surface of small bodies in the Solar system. In- Fir-it Steps in the Origin of life in the Universe. (Chela-Flores etal, eds.), 2001, p.l 67-170.

II. Simakov MB and Kuzicheva F A. The possibility of abiogenic synthesis of complex biochemical compounds on surface of dust particles. In: Dust in the Solar System and other Planetary Systems (Green et al., eds.), 2002 p.396-399

Подписано в печать 10 2005 Формат бумаги 60x84 1/16 Бумага офсетная Печать ризографичссканая Уст печ л 1,0 Тираж 100 экз. Заказ 3683 Отпечатано в отделе оперативной полиграфии НИИХ СПбГУ. 198504, Саша-Петербург, Старый Петергоф, Университетский пр 26

И 2343?

РНБ Русский фонд

2006-4 25861

Список принятых сокращений

Введение

Глава I Обзор литературы

1.1. Краткий обзор теорий возникновения жизни

1.2. Возможные места космической химической эволюции

1.2.1. Межзвездная среда

1.2.2. Межзвездные пылевые облака

1.2.3. Метеориты

1.2.4. Кометы

Глава II Объекты и методы исследования

2.1. Объекты исследования

2.2. Методы исследования

2.2.1. Абиогенный синтез нуклеотидов

2.2.2. Абиогенный синтез дипептидов

2.2.3. Полетные эксперименты на спутнике "Бион-11"

2.3. Аналитические методы

2.4. Определение радиационно-химического и квантового выходов реакции

2.5. Статистическая обработка результатов

Глава III Экспериментальная часть 52 3.1. Синтез нуклеотидов под влиянием различных источников энергии космического пространства

3.1.1. Абиогенный синтез нуклеотидов под действием вукуумного ультрафиолетового излучения

3.1.1.1. Абиогенный синтез пуриновых нуклеотидов под действием ВУФ-излучения

3.1.1.2. Абиогенный синтез пиримидиновых нуклеотидов под действием ВУФ-излучения

3.1.1.3. Распад исходных нуклеозидов под действием ВУФ-излучения

3.1.2. Абиогенный синтез нуклеотидов под действием биологически-значимого УФ-излучения

3.1.3. Абиогенный синтез нуклеотидов под действием у-излучения

3.1.4. Абиогенный синтез природных нуклеотидов в условиях космического полета спутника "Бион-11"

3.2.Абиогенный синтез дипептидов под действием различных источников энергии космического пространства

3.2.1. Абиогенный синтез дипептидов под действием ВУФ-излучения

3.2.2. Абиогенный синтез дипептидов под действием у-радиации

3.2.3. Абиогенный синтез дипептдов под действием потока заряженных частиц

Глава IV Обсуждение результатов

Выводы

Экзобиология — относительно новая научная дисциплина, становлению которой в полной мере способствовало развитие космической технологии, позволившее раздвинуть границы биологических исследований за пределы Земли. Основной задачей экзобиологии является исследование процессов, ведущих к возникновение жизни, её эволюции и распространению во Вселенной (Horneck, 1995). Сам термин "экзобиология" был введен голландским ученым Ледербергом в 1960 году (Lederberg, 1960). За сорок лет поступательного развития эта область науки превратилась в широкое междисциплинарное поле исследований, которое включает в себя такие дисциплины, как астрофизика, органическая и аналитическая химия, геология, геохимия и другие планетарные науки, не говоря уже о различных биологических дисциплинах. Экзобиология стала неотъемлемой частью национальных и интернациональных космических программ (Carle et al., 1992; Morrison, 2001).

Одной из основных задач экзобиологических исследований является изучение процессов химической эволюции, предшествующих появлению первых живых организмов и протекавших как на первобытной Земле, так и на других телах нашей Солнечной системы. Начало исследований в этой области приходится на середину 20-х годов XX века, когда были разработаны теоретические основы возникновения жизни на нашей планете. Академик Опарин предложил в 1924 году теорию химической эволюции, согласно которой жизнь является результатом общего процесса развития материи во Вселенной, одним из этапов которого является эволюция вещества от простейших газообразных соединений до сложных полимерных молекул и многомолекулярных систем. Начало экспериментальной проверке данной теории было положено в классических работах Стенли Миллера по синтезу аминокислот из смеси простейших газов (Miller, 1953). Эти эксперименты послужили отправной точкой для огромного числа исследований по абиогенному синтезу биологически значимых соединений в условиях, моделирующих условия первобытной Земли, её атмосферу, гидросферу и литосферу. Библиография подобных исследований уже к началу 90-х годов содержала более 5000 публикаций (Roy and Powers, 1990).

Геологические данные неопровержимо свидетельствуют, что уже 3.5 млрд лет назад на планете существовали достаточно сложные фотоавтотрофные микроорганизмы, сходные с современными цианобактериями (Schopf, 1993). Более того, изотопный анализ углерода из осадочных пород, имеющих возраст около 3.8 млрд лет говорит о том, что и в это время протекали фотоавтотрофные биохимические процессы (Schidlowski, 1988; Rosing, 1999). С другой стороны, именно в это время заканчивается период интенсивной бомбардировки земной поверхности кометами и метеоритами, размеры которых составляли от 20 до 300 км в диаметре, а общая масса оценивается до 4 ( 1025 г (Chyba et al., 1994). Подобные катастрофические события полностью исключают наличие какой-либо живой материи в тот период времени (Maher and Stevenson, 1988). Исходя из подобных данных возникает предположение, что жизнь на Земле возникла сразу, как только геологические условия стали приемлемыми для ее существования и этот процесс проходил, по геологической шкале, практически мгновенно (Oberbeck and Fogleman, 1989). Остается очень мало времени (105-107 лет) на химическую эволюцию органических соединений на планете, которая, несомненно, должна была предшествовать биологической эволюции. Нобелевский лауреат Кристиан де Дюве сформулировал неизменность основных положений химической эволюции и значимость процессов, протекающих в открытом космосе: "Жизнь возникла естественным химическим путём, методом прогрессивного усложнения, начиная, по-видимому, с малых молекул, таких, которые возникают в космосе в абиогенных реакциях" (De Duve, 1997).

Ряд авторов предложили вполне убедительную модель доставки на первобытную Землю сложных органических молекул при помощи астероидов, комет и частиц межпланетной пыли на последней стадии бомбардировки планеты, поэтому весьма актуальным является изучение абиогенного синтеза биологически значимых соединений (БЗС), в частности, нуклеотидов и олигопептидов в ранее не исследованных условиях, приближенных к тем, что могли возникнуть на поверхности малых тел солнечной системы на ранних стадиях её эволюции. Экспериментальное изучение первых стадий химической эволюции, протекающих в достаточно жестких условиях открытого космоса имеет первостепенное значение для проблемы происхождения жизни на Земле и преодоления парадокса сверхбыстрого появления живых организмов после завершения стадии метеоритной бомбардировки нашей планеты на ранних стадиях формирования солнечной системы. Один из основных вопросов состоит в том, чтобы установить, насколько сложными могли быть те органические вещества, которые попали на первобытную Землю из космического пространства и приняли участие сначала в химической, а затем и биологической эволюции на поверхности нашей планеты. Крайне важно выявить и влияние отдельных факторов открытого космического пространства на ход химической эволюции на поверхности этих объектов, исследовать различные ее этапы — как образование исходных мономеров БЗС, так и их олигомеризацию. Вот почему постановка вопроса о роли источников энергии открытого космоса в абиогенном синтезе нуклеотидов и олигопептидов представляется актуальной.

Выводы

Экспериментальные результаты, полученные и интерпретированные в свете теории химической эволюции, позволили придти к следующим выводам:

1. Впервые показано, что под действием вакуумного ультрафиолетового излучения идет твердофазный абиогенный синтез нуклеотидов в смеси нуклеозида и фосфата.

2. Установлено, что аналогичные процессы твердофазного абиогенного синтеза нуклеотидов протекают и под действием других источников энергии, таких как ультрафиолетовое излучение с длиной волны 254 нм и гамма-радиация.

3. Впервые показано, что вторая стадия химической эволюции — полимеризация аминокислот — может протекать в условиях открытого космического пространства под действием вукуумного ультрафиолетового излучения и гамма-радиации. Воздействие этих источников энергии на твердую смесь аминокислот приводит к образованию дипептидов.

4. Впервые установлено, что твердофазный абиогенный синтез дипептидов идет под действием потоков заряженных частиц (протонов).

5. Впервые показано, что комбинированное воздействие всех источников энергии открытого космического пространства, осуществленное в условиях полёта орбитального спутника "Бион-11", приводит к твердофазному абиогенному синтезу пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов.

1. Бериал Д. Возникновение жизни. М.: Мир, 1969. 391 с.

2. Браунли Д. Е. Межпланетная пыль — ее физическая природа и вход ватмосферы планет земной группы. // В кн.: Кометы и происхождение жизни (под ред. С. Поннамперумы). М.: Мир, 1984. С. 69-77.

3. Виноградов И. П., Додонова Н. Я. Спектры поглощения алифа-тическихаминокислот и простых пептидов в вакуумной ультрафиолетовой области спектра // Оптика и спектроскопия. 1971. - Т. 30, № 1. - С. 27-31.

4. Волкова Г. А., Кириллова Н. Н., Павловская Т. Е., Яковлева А. В. ВУФлампы барьерного разряда на инертных газах // Журн. прикл. спектроскопии. 1984. - Т. 41 № 4. - С. 691-694.

5. Гладилин К. JI. Поликомплексы и происхождение жизни. М.: ВИНИТИ,1991 103 с.

6. Гринберг Д. Химическая эволюция межзвездной пыли как возможныйисточник предбиологическош материала. // В кн.: Кометы и происхождение жизни (под ред. С.Поннамперумы). М.: Мир, 1984. С. 109-127.

7. Дельземме А. (1984) Существует ли связь между кометами ипроисхождением жизни? // В кн.: Кометы и происхождение жизни (под ред. С. Поннамперумы). М.: Мир, 1984. С. 139-160.

8. Додонова Н. Я., Цыганенко Н. М., Кузичева Е. А., Симаков М. Б.

9. Абиогенный синтез уридиновых нуклеотидов под действием вакуумного ультрафиолетового излучения // Биофизика. 1994. - Т. 39, № i.-c. 26-31.

10. Кеньон Д., Стейнман Г. Биохимическое предопределение. М.: Мир,1972.-336 с.

11. Киселева М. Н., Зароченцева Е. П., Додонова Н. Я. Спектрыпоглощения нуклеиновых кислот и родственных им соединений в спектральной области 120-280 нм. // Биофизика. 1975. - Т. 20, № 4. - С. 561-565.

12. Кузичева Е. А. Фотохимические превращения компонентовнуклеиновых кислот в присутствии лунного грунта // Ж. эвол. биохим. физиол. 1987. - Т. 23, № 1. - С. 3-8.

13. Ласкано-Араухо А., Оро Дж. Кометное вещество и происхождение жизни на Земле // В кн.: Кометы и происхождение жизни (под ред. С. Поннамперумы). М.: Мир, 1984. С. 186-209.

14. Невзгодина JI. В., Григорьев Г., Маренный А. М. Действие тяжелых ионов на биологические объекты. М.: Энергоатомиздат, 1990. 426 с. Опарин А. И. Происхождение жизни на Земле. М.: Московский рабочий, 1924. - 72 с.

15. Опарин А. И. Пути возникновения жизни // Вестник АН СССР. 1980. -№6. С. 57-64.

16. Панасюк С. JL, Фатеев А. Н. Диспропорционирование алкоксильныхрадикалов в облученных монокристаллах полиоксисоединений // Химическая физика. 1990. - Т. 9, №5. - С. 623-627.

17. Поннамперума С. Происхождение жизни. М.: Мир, 1977. 175 с.

18. Стикс Р., Вудс Р. Введение в радиационную химию. М.: Атомиздат,1967.-408 с.

19. Фишер Д. Рождение Земли. М.: Мир, 1990. 264 с.

20. Фокс С., Дозе К. Молекулярная эволюция и возникновение жизни. М.:1. Мир, 1975. 374 с

21. Хенох М. С., Кузичева Е. А., Цупкина Н. И., Машинский Н. Н.,

22. Нечитайло Г. С. Абиогенный синтез нуклеозидоподобных соединений под влиянием экстремальных факторов // ДАН СССР. 1979. - Т. 249, №3. - С. 749-752.

23. Хенох М. С., Кузичева, Е. А, Цупкина Н. И., Машинский Н. Н.,

24. Нечитайло Г. С., Семенов П. Абиогенный синтез предбиологических веществ под воздействием факторов космических полетов. // В кн.: Биологические исследования на орбитальных станциях "Салют" М.:у Наука, 1984.-С. 21-25.

25. Холленд X. Химическая эволюция океанов и атмосферы. М.: Мир, 1989.- 552 с.

26. Allamandola L. J., Sandford S. A., Valero G. J. Photochemical and thermalevolution of interstellar/precometary ice analogs // Icarus. 1988.- V. 76. - P. 225-252.

27. Allamandola L. J., Tielens A. G. Interstellar dust. Proc. IAU Symp. 135.1.ndon: Kluwer, 1989. 385 pp.

28. Alvarez L. W., Alvarez W., Asaro F., Michel H.V. Extraterrestrial cause for the

29. Cretaceous-Tertiary extinction // Science. 1980. V. 208, N 4448. - P. 10951108.

30. Anders E. Pre-biotic organic matter from comets and asteroids // Nature.1989.-V. 342.-P. 255-257.

31. Arrhenius G., Gedulin В., and Mojzsis S. J. Phosphates in models forchemical evolution. // In: Chemical evolution: Origin of life (eds: C. Ponnamperuma and J. Chela-Flores). Paris: A. Deepak, 1993. P. 25-50.

32. Arrhenius S. Worlds in the Making. The Evolution of the Universe. London:

33. Harper and Row, 1908. 250 pp.

34. Bailey J., Chrysostomou A., Hough J. H., Gledhill Т. M., McCall A., Clark S.,

35. Munard F., Tamura M. Circular polarization in star-formation regions: Implications for biomolecular homochirality // Science. 1998. - V. 281, N 5377. - P. 672-674.

36. Bar-Nun A., Bar-Nun N., Bauer S. H., Sagan C. Shock synthesis of amino acidsin simulated primitive environments // Science. 1970. - V. 168. - P. 470-473.

37. Basiuk V. A., Douda J. Pyrolysis of simple amino acids and nucleobases:survivability limits and implications for extraterrestrial delivery // Planet. Space Sci. 1999. - V. 47. - P. 577-584.

38. Basiuk V. A., Gromovoy T. Y. The "gas-solid-phase" 2,5-deoxopiperazinesynthesis. Cyclization of vaporous dipeptides on silica surface // Collect. Czech. Chem. Commun. 1994. V. 59. - P. 461-466.

39. Basiuk V. A., Navarro-Gonzalez R. Possible role of volcanic ash-gas clouds inthe Earth prebiotic chemistry // Orig. Life Evol. Biosphere. 1996. - V. 26, N 2.-P. 173-194.

40. Bernhard W .A. Solid-state radiation chemistry of DNA: The bases // Adv.

41. Rad. Biol. -1981. V. 9. - P. 199-280.

42. Bernstein M. P., Sandford S. A., Allamandola L. J., Chang S., Scharberg M. A.

43. Organic compounds produced by photolysis of realistic interstellar and cometary ice analogs containing methanol // Astrophys. J. -1995. V. 454. - P. 327-344.

44. Bohler C., Nielsen P. E., Orgel L. E. Template switching between PNA and

45. RNAoligonucleotides //Nature. 1995. - V. 376, N 6541. - P. 578-581.

46. Bonicel A., Marriage N., Hughes E., Teoule R. In vitro g-irradiation of DNA—1.entification of radio-induced chemical modification of the adenine moiety // Radiat. Res. 1980. - V. 83, N 1. - P. 19-26.

47. Bonner W. A., and Rubensteine E. Supernovae, neutron stars andbiomolecular chirality // BioSystems. 1987. - V. 20, N 1. - P. 99-111.

48. Brack A. and Raulin F. L'evolution chimique et les Origines de la Vie. Paris:1. Globe, 1991.-385 pp.

49. Breimer L.H. Enzymatic excision from gamma-irradiatonpolydeoxyribonucleotides of adenine resides whose imidazole rings have been ruptured // Nucl. Acid Res. 1984. - V. 12, N 16. - P. 6359-6367.

50. Briggs R., Ertem G., Ferris J. P., Greenberg J. M., McCain P. J., Mendoza

51. Gomez С. X., Schutte W. Comet Halley as an aggregate of interstellar dust and further evidence for the photochemical formation of organics in the interstellar medium// Orig. Life Evol. Biosphere. 1992. - V. 22, N 5. - P. 287307.

52. Brinton K. L. F., Bada J. L. A reexamination of amino acids in lunar soils:1.plication for the survival of exogenous organic material during impact delivery // Geochim. Cosmochim. Acta. 1996. - V. 60, N 2. - P. 349-354.

53. Bujdak J., Rode B.M. Clay and their possible role in prebiotic peptidesynthesis // Geol. Carpathica Ser. Clays. 1995. - V. 4. - P. 37-48.

54. Bujdak J., Rode B.M. Glycine oligomerization on silica and alumina // React.

55. Kinet. Catal. Lett. 1997. V. 35. - P. 2568-2571.

56. Cadet J., Kan L. S., Wang S. Y. 0-6,5'cyclo-5,6-dihydro-2'-deoxyuridine —novel deoxiuridine photoproducts // JACS. -1978. V. 100, N 21. - P. 6715-6720.

57. Cadet J., Vigny P. The photochemistry of nucleic acids. // In: Bioorganic

58. Photochemistry Photochemistry and the Nucleic Acids, Vol.1 (ed. H. Morrison). Woley Interscience, 1990. 272 pp.

59. Cairns-Smith A. G. Genetic Takeover and the Mineral Origins of Life. USA:

60. Cambridge University Press, 1982. 458 pp.

61. Cairns-Smith A. G., Hartman H. Clay Minerals and the Origin of Life. USA:

62. Cambridge University Press, 1986. 351 pp.

63. Carle C., Schwartz D. E., Huntington J. L. Exobiology in Solar System

64. Exploration. NASA SP 512, NASA Washington DC., 1992. 56 pp.

65. Cech T. R. The chemistry of self-splicing RNA and RNA enzimes // Science.1987.-V. 236.-P. 1532-1539.

66. Chang S., Bunch Т. E. (1986) Clays and organic matter in meteorites. // In:

67. Clay Mineral and the Origin of Life (eds. A. G. Cairns-Smith and H. H. Hartman). USA: Cambridge University Press, 1986. P. 116-129

68. Chang S., Des Marais D., Mack R., Miller S. L., Strathearn G. E. (1983)

69. Prebiotic organic synthesis and the origin of life. // In: Earth's Earliest Biosphere: It's Origin and Evolution (ed. J. W. Schopf). USA: Princeton University Press. P. 53-92.

70. Chetsanga С. J., Grigorian С. A dose-response study on opening of imidazolering of adenine in DNA by ionizing radiation // Int. J. Rad. Res. 1983. - V. 44, N 4. - P. 321-331.

71. Chetsanga C. J., Grigorian C. In situ enzymatic reclosure of opened imidazolerings of purines in DNA damaged by gamma-radiation // PNAS. 1985. - V. 82, N3.-P. 633-637.

72. Chyba C. F. Impact delivery and erosion of planetary oceans in the early inner

73. Solar System // Nature. 1990. - V. 343. - P. 129-133.

74. Chyba C. F. The violent environment of the origin of life: Progress anduncertainties // Geochim. Cosmochim. Acta. 1993. - V. 57. - P. 3351-3358.

75. Chyba C. F., Owen Т. C., Ip W.-H. Impact delivery of volatiles and organicmolecules to Earth. // In: Hazards Due to Comets and Asteroids (ed. T. Gehrels). University of Arizona Press, 1995. P. 9-58.

76. Chyba C. F., Sagan C. Endogenous production, exogenous delivery, andimpact-shock synthesis of organic molecules: An inventory for the origins of life // Nature. 1992. - V. 355. - P. 125-132.

77. Chyba C. F., Sagan C. Comets as a source of prebiotic organic molecules forthe early Earth. // In: Comets and the Origin and Evolution of Life (eds. P. J. Thomas, C. F. Chyba, and C. P. McKay). The Netherlands: Springer, 1996. -P. 147-173

78. Chyba C. F., Thomas P. J., Brookshaw L., Sagan C. Cometary delivery oforganic molecules to the early Earth // Science. 1990. - V. 249. - P. 249-373.

79. Clark В. C. Primeval procreative cometary pond // Orig. Life Evol. Biosphere.- 1988.-V. 18.-P. 209-238.

80. Cockell C. S. Ultraviolet radiation, evolution and p-electron system // Biol. J.1.nn. Soc. 1998. - V. 62. - P. 449-457.

81. Cody G. D., Boctor N. Z., Filley T. R., Hazen R. M., Scott J. H., Sharma A.

82. Primordial carbonylated iron-sulfur compounds and the synthesis of pyruvate // Science. 2000. - V. 289. - P. 1337-1340.

83. Cooper G. W., Cronin J. Linear and cyclic aliphatic carboxamides of the

84. Murchison meteorite: Hydrolyzable derivatives of amino acids and other carboxylic acids // Geochim. Cosmochim. Acta. 1995. - V. 59, N 5. - P. 1003-1015.

85. Cooper G. W., Onwo W. M., Cronin J. Alkyl phosphonic acids and sulphonic acids in the Murchison meteorite // Geochim. Cosmochim. Acta. 1992. - V. 56, N 11.-P. 4109-4115.

86. DeDuve C. Blueprint for a cell: The nature and origin of life. Neil Patterson1. Publisher, 1991.-356 pp.

87. DeDuve C. The chemical origin of the life. // In: Astronomical and Biochemical

88. Origins and the Search for Life in the Universe (eds. C. Cosmovichi et al.). Bologna: Edi.Compositori, 1997. P. 391-399.

89. DeDuve C. Possible starts for primitive life. Clues from presnt-dat biology: thethioester world. // In: The molecular origins of life: assembling pieces of the puzzle (ed. A. Brack). Cambridge University Press, 1998. P. 219-236.

90. Delsemme A. H. The chemistry of comets // Phil. Trans. R. Soc. London.1988.-V.A325.-P. 509-523.

91. Delsemme A. H. Cosmic origin of the biosphere. // In: The molecular originsof life: assembling pieces of the puzzle (ed. A. Brack). Cambridge University Press, 1998.-P. 100-118.

92. Ding P., Kawamura K., Ferris J. P. Oligomerization of uridinephosphorimidazolides on montmorillonite: A model for the prebiotic synthesis of RNA on minerals // Orig. Life Evol. Biosphere. 1996. - V. 26, N2.-P. 151-171.

93. Dodonova N. Y., Kiseleva M. N., Remisova L. A., Tsyganenko N. M. Thevacuum ultraviolet photochemistry of nucleotides // Photochem. Photobiol. -1982.-V. 35.-P. 129-132.

94. Dorschner J., Henning T. Dust metamorphosis in the Galaxy // Astr.

95. Astrophys. Rev. 1995. - V. 6, N 4. - P. 271-285.

96. Ekland E. H., Bartel D. P. RNA-catalysed RNA polymerization usingnucleoside triphosphate //Nature. 1996. - V. 382. - P. 373-376.

97. Elsila J., Allamandola L. J., Sandford S. A. The 2140 cm1 solid CO band: Thecase for interstellar 02 and N2 and the photochemistry of nonpolar interstellar ice analogs // Astrophys. J. 1997. - V. 479. - P. 818-820.

98. Engel M. H., Macko S. A. Isotopic evidence for extraterrestrial non-racemicamino acids in the Murchison meteorite // Nature. 1997. - V. 389. - P. 265268.

99. Engel S., Macko S.A., Silfer J.A. Carbon isotope composition of individualamino acids in the Murchison meteorite // Nature 1990. - V. 348. - P. 47-49.

100. Epstein S., Krishnamurthy R.V., Cronin J. R., Pizzarello S., Yuen G.

101. V. Unusual stable isotope ratios in amino acid and carboxylic acid extracts from the Murchison meteorite // Nature. 1987. - V. 326. - P. 477-479.

102. Ertem G., Ferris J. P. Synthesis of RNA oligomers on heterogeneous templates

103. Nature. 1996. - V. 379. - P. 238-240.

104. Esser В. K., Turekian К. K. Accretion rate of extraterrestrial particlesdetermined from osmium isotope systematics of Pacific pelagic clay and manganese nodules // Geochim. Cosmochim. Acta. 1988. - V. 52. - P. 13831388.

105. Fegley B.,PrinnR. G. Solar nebula chemistry: Implications forvolatiles in the

106. Solar System. // In: The Formation and Evolution of Planetary Systems (eds. H. A. Weaver and L. Danly). Cambridge Univirsity Press, 1989. P. 171 -211.

107. Ferris J. P. The chemistry of Life's // Chem. Eng. News. 1984. - V. 62, N 35.-P. 22-35.

108. Ferris J.P. Catalysis and prebiotic RNA synthesis // Orig. Life Evol.

109. Biosphere. 1993. -V. 23,N 5/6. -P. 307-315.

110. Ferris J. P., Ertem G. Oligomerization of ribonucleotides on montmorillonite:reaction of the 5'-phosphoimidazolide of adenosine // Science. 1992. - V. 257, N5075.-P. 1387-1389.

111. Ferris J. P., Joshi P., Edelson E., Lawless J. HCN: A plausible source ofpurines, pyrimidines and aminoacids on the primitive Earth // J. Mol. Evol. -1978.-V. 11.-P. 293-311.

112. Ferris J. P., Hagan W. J. HCN and chemical evolution: the possible role ofcyano compounds in prebiotic synthesis // Tetrahedron. 1984. - V. 40, N 7. -P. 1093-1120.

113. Ferris J. P., Yanagawa H., Hagan W. J. J. The prebiotic chemistry ofnucleotides // Origin.Life. 1984. - V. 14. - P. 99-106.

114. Fisher G. J., Johns H.E. In: Photochemistry and Photobiology of Nucleicacids (Ed. S. Y. Wang), Vol.1, NY: Academic Press, 1976. P. 169-224.

115. Folsome С. E., Lowless J. G., Romeiz M., Ponnamperuma C. Heterocycliccompounds indigenous to the Murchison meteorite //Nature. 1971. - V. 232. -P. 108-109.

116. Folsome С. E., Lowless J. G., Romeiz M., Ponnamperuma C. Heterocycliccompounds recovered from carbonaceous chondrites // Geochim. Cosmochim. Acta. 1973. - V. 37. - P. 455-465.

117. Fuchs L. H. The phosphate mineralogy of meteorites. // In: Meteorite Researched. P. M. Millman). NY: Academic Press, 1969. P. 683-695.

118. Gesteland R. F., Cech T. R., Atkins J. F. The RNA world. Cold Spring

119. Harbour Laboratory Press, 1999. 523 pp.

120. Glindemann D., Graaf R. M., Schwartz A. W. Chemical reduction ofphosphate on the primitive Earth // Orig. Life Evol. Biosphere. 1999. - V. 29, N6.-P. 555-561.

121. Goossen J. Т. H., Kloosterboer J. T. Photolysis and hydrolysis of adenosine5'-phosphates // Photochem. Photobiol. 1978. - V. 27. - P. 703-708.

122. Gordy W. Free radicals from biological purines and pyrimidines //

123. Ann.New York Acad.Sci. 1969. - V. 158. - P. 100-123.

124. Greenberg J. M. Chemical evolution in space // Orig. Life Evol. Biosphere.1984.-V. 14, N 1.-P. 25-36.

125. Greenberg J. M. Chirality in interstellar dust and in comets: life from deadstars. // In: Physical Origin of Homochirality in Life (ed. D. B. Cline). American Institute of Physics, 1996.-P. 185-210.

126. Greenberg J. M., Mendoza-Gomez С. X. Interstellar dust evolution: areservoir of prebiotic molecules. // In The Chemistry of Life's Origins (eds. J. M. Greenberg et al.). The Netherlands: Kluwer, 1993. P. 254-269.

127. Groth W., Rommel H. J. Die photolyse des ammoniaks bei den wellenlangen1849 A (Hg), 1470 A (Xe), 1236A(Kr)//ZeitshriftfurPhysikalischeChemie Neue Folge. 1965. - V. 45. - P. 96-116.

128. Groth W. E., Weysenhoff H. V. Photochemical formation of organic compoundsfrom mixtures of simple gases // Planet. Space Sci. 1960. - V. 2. - P. 79-95.

129. Guelin M., Cernicharo J., Paubert G., Turner B.B. Free CP in IRC +10216 //

130. Astron. Astrophys. 1990. - V. 230. - P. L9-L11.

131. Gurzadyan G. G., Gorner H. Damage to uracil and adenine-containing bases,nucleosides, nucleotides and polynucleotides, quantum yields on irradiation at 193 and 254 nm // Photochem. Photobiol. 1994. - V. 60. - P. 323-332.

132. Gut I. G., Farmer R., Huang R. C., Kochevar I. E. Upper excited statephotochemistry of DNA // Photochem. Photobiol. 1993. - V. 58, N 3. - P. 313-317.

133. Hafenbradl D., Keller M., Wflechtershfluser G., Stetter К. O. Primordialamino acids by reductive amination of a-oxo acids in conjunction with the oxidative formation of pyrite // Tetrahedron Lett. 1995. - V. 36. - P. 51795182.

134. Hagen W., Allamandola L. J., Greenberg J. M. Interstellar molecule formationin grain mantles — The laboratory analog experiments, results and implications //Astrophys. Space Sci. 1979. - V. 65, N 1. - P. 215-240.

135. Halmann M., Platzner I. The photochemistry of phosphorus compouns. Part I.

136. Far-ultraviolet absorption spectra of some phosphorous oxyanions in aqueous solution // J. Chem. Soc. 1965. - P. 1440-1447.

137. Halmann M., Platzner I. The photochemistry of phosphorus compouns. Part1.. Photolysis of sodium hydrogen phosphate in aqueous solution // J. Phys.Chem. 1967. - V. 71. - P. 1053-1060.

138. Handschuh G. J., Orgel L. E. Struvite and prebiotic phosphorylation //

139. Science. 1973. - V. 179. - P. 483-484.

140. Hayatsu R. Orgueil meteorite: Organic nitrogen contents // Science. 1964.1. V. 146.-P. 1291-1293.

141. Hayatsu R., Anders E. Organic compounds in meteorites and their origins //

142. Topic Curr. Chem. 1981. - V. 99. - P. 1-37.

143. Hayatsu R., Studier M. H., Moore L. P., Anders E. Purines and triazines in the

144. Murchison meteorite // Geochim. Cosmochim. Acta. 1975. - V. 39. - P. 471-488.

145. Herbst E. On the formation and observation of complex interstellar molecules

146. Orig. Life Evol. Biosphere. 1985. - V. 16, N 1. - P. 3-19.

147. Hollis J. M., Lovas F. J., Jewell P. R. Interstellar glycolaldehyde: The firstsugar // Astrophys.J. 2000. - V. 540, N 2. - P. L107-L110.

148. Horneck G. Responses of Bacillus subtilis spores to space environment:

149. Results from experiments in space // Origin. Life Evol. Biosphere. 1993. - V. 23, N 1.-P. 37-52.

150. Horneck G. Exobiology, the study of the origin, evolution and distribution oflife withing the context of cosmic evolution: a review // Planet. Space Sci. -1995.-V. 43,N 1/2.-P. 189-217.

151. Horneck G. Exobiological experiments in Earth orbit // Adv. Space Res.1998. V. 22, N3.-P. 317-326.

152. Horneck G., Backer H., Dose K., Martens K. D., Mennigmann H. D., Reitz

153. G., Requardt H., Weber P. Photobiology in space: An experiment on Spacelab I // Orig. Life Evol. Biosphere. 1984. - V. 14. - P. 825-832.

154. Hoyle F., Wickramasinghe N. C. Astronomical Origins of Life: Steps Towards

155. Panspermia. The Nethelands: Kluwer Academic Publishers, 2000. 425 pp.

156. Huber J. R., Hayon E. Flash photolysis in the vacuum ultraviolet region of thephosphate anion H2P04", HP042" and P20?4" in aqueous solutions // J. Phys. Chem. 1968. - V. 72. - P. 3820-3827.

157. Huebner W. F., Boice D. C. Comets as possible source of prebiotic molecules

158. Orig. Life Evol. Biosphere. 1992. - V. 21, N 5-6. - P. 299-315.

159. Huebner W. F., Boice D. C., Korth A. Halley's polymeric organic molecules //

160. Adv. Space Res. 1989. - V. 9. - P. 29-34.

161. Hunten D. M. Atmospheric evolution of the terrestrial planets // Science.1989.-V. 259.-P. 915-920.

162. Huttermann J., Herak J. N., Westhof E. Structure of radicals from nucleic acidconstituents. // In: Effects of Ionising Radiation on DNA (eds. J. Huttermann, W. Kohulein, and R. Teoule). Berlin: Springer-Verlag, 1978. P. 33-58.

163. Irvine W. M. Extraterrestrial organic matter: A review // Orig. Life Evol.

164. Biosphere. -1998. V. 28, N 4/6. - P. 365-383. 153. Irvine W. M., Hjalmarson J. The chemical compostion of interstellar molecular clouds // Orig. Life Evol. Biosphere. - 1984. - V. 14, N 1. - P. 15-23.

165. Irvine W. M., Leschine S. В., Schloerb F. P. Thermal history, chemicalcomposition and relationship of comets to the origin of life //Nature. 1980.- V. 283. P. 748-749.

166. Irvine W. M., Bockelee-Morvan D., Lis D. C., Matthews H. E., Biver H.,

167. Ito A., Ito T. Absorption spectra of deoxyribose, ribosephosphate, ATP and

168. DNA by direct transmission measurements in the vacuum-UV (150-190 nm) and far-UV regions using synchrotron radiation as a light source // Photochem. Photobiol. 1986. - V. 44, N 3. - P. 355-358.

169. Ito A., Taniguchi Т., Ito T. Wavelength dependence for the inactivation of ATPin the vacuum-ultraviolet region above 140 nm. // Photoch. Photobiol. 1986.- V. 44, N3.- P. 273-277.

170. Jericevic Z., Kucan I., Chambers R. W. Photochemical cleavage ofphosphodiester bonds in oligonucleotides // Biochemistry. 1982. - V. 21. -P. 6563-6567.

171. Jessberger E. K., Kissel J. Chemical properties of cometary dust and a note oncarbon isotopes. // In: Comets in the post-Halley era, Vol.2 (eds. R. Newburn, M. Neubaver, and J. Rahe). Kluwer Academic Publishers, 1991. -P. 1075-1092.

172. Joyce G. F., Schwartz A. W., Miller S. L., Orgel L. The case for an ancestrialgenetic system involving simple analogues of the nucleotides // PNAS. -1987.-V. 84.-P. 4398-4402.

173. Kasamatsu Т., Kaneko Т., Saito Т., Kobayashi K., Formation of organiccompounds in simulated interstellar media with high energy particles // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1997. - V. 70, N 5. - P. 1021-1026.

174. Keefe A. D., Miller S. L. Are polyphosphates or phosphate esters prebioticreagent? // J. Mol. Evol. 1995. - V. 41. - P. 693-702.

175. Keller M., Blochl E., Wachtershauser C., Stetter К. O. Formation of amidebonds without a condensation agent and implication for origin of life // Nature. 1994. - V. 368. - P. 836-838.

176. Khare B. N., Sagan C. Red clouds in reducing atmospheres // Icarus. 1973.1. V. 20.-P. 311-321.

177. Khenokh M. A., Nikolaeva M. V., Kuzicheva E. A. Abiogenic synthesis ofnucleosides // Studia biophys. 1971. - V. 28, N 1. - P. 23-34.

178. Kim S. Т., Sancar A. Effect of base, penthose, and phosphodiester backbonestructures on binding and repair of pyrimidine dimers by Escherichia coly DNAphotolyase // Biochemistry. 1991. - V. 30, N 35. - P. 8623-8630.

179. Kissel J., Krueger F. R. The organic component in dust from comet Halley asmeasured by the PUMA mass spectrometer on board Vega 1 // Nature. -1987.-V. 326.-P. 755-760.

180. Kland M. J., Johnson L. A. A kinetic study of ultraviolet decomposition ofbiochemical derivatives of nucleic acids. I. Purines // JACS. 1957. - V. 79. -P. 6187-6192.

181. Kobayashi K., Kaneko Т., Saito T. Characterization of complex organiccompounds formed in simulated planetary atmospheres by the action of high energy particles //Adv. Space Res. 1999. - V. 24. - P. 461-464.

182. Kobayashi K., Kaneko Т., Saito Т., Oshima T. Amino acid formation in gasmixtures by high energy particle irradiation // Orig. Life Evol. Biosphere. -1998.-V. 28.-P. 155-165.

183. Kobayashi K., Kasamatsu Т., Kaneko Т., Koike J., Oshima Т., Saito Т., Yamamoto

184. Т., Yanagawa H. Formation of amino acid precursors in cometary ice environments by cosmic radiation //Adv. Space Res. 1995. - V. 16, N 2. - P. 21-26.

185. Kobayashi К., Tsuchiya М., Oshima Т., Yanagawa H. Abiotic formation ofamino acids and imidazole by proton irradiation of simulated primitive earth atmospheres // Orig. Life Evol. Biosphere. 1990. - V. 20. - P. 99-106.

186. Kortenkamp S. J., Dermott S. F. Accretion of interplanetary dust particles bythe Earth // Icarus. 1998. - V. 135, N 2. - P. 469-495.

187. Krishnamurthy R. V., Epstein S., Cronin J., Pizzarello S., Yuen G. U. Isotopicand molecular analyses of hydrocarbons and monocarboxylic acids of the Murchison meteorite // Geochim. Cosmochim. Acta. 1992. - V. 56. - P. 4045-4058.

188. Krueger F. R., Kissel J. The chemical composition of the dust of comet Р/

189. Halley as measured by "Puma"' on board Vega-1 // Naturwissenschaften. -1987.-V. 74.-P. 312-316.

190. Kumar S., Sharma N. D., Jeremy R., Davies R. J. H., Phillips D. W.,

191. McCloske J. A. The isolation and characterization of a new type of dimeric adenine photoproduct in UV-irradiated deoxyadenylates // Nucl. Acid Res. -1987.-V. 15, N3.-P. 1199-1216.

192. Kumar S., Joshi, P. C., Sharma N. D., Bose N. K., Davies R. J. H., Takeda N.,

193. McCloske J. A. Adenine photodimerization in deoxyadenilat sequences — elucidation of the mechanism through structural studies of a major D (АРА) photoproduct // Nucl. Acid Res. 1991. - V. 19, N 11. - P. 2841-2847.

194. Kuzicheva E. A., Simakov M. B. Abiogenic synthesis of nucleotides inconditions of space flight of the biosputnik "BION-11" //Adv. Space Res. -1999. V. 23, N 2. - P. 387-391.

195. Kuzicheva E. A., Simakov M. В., Malko I. L., Dodonova N. Y., Gontareva N.

196. B. Role of vacuum ultraviolet (VUV) radiation in abiogenic synthesis of adenine nucleotides // Adv. Space Res. 1996. - V. 18, N 12. - P. 65-68.

197. Kvenvolden K., Lawless J. G., Perking K., Peterson E., Flores J.,

198. Ponnamperuma C., Evidence for extraterrestrial amino acids and hydrocarbons in the Murchison meteorite // Nature. 1970. - V. 228. - P. 923929.

199. Kvenvolden K. A., et al., Nonprotein amino acids in the Murchison meteorite /

200. PNAS. 1971. - V. 68. - P. 486-490.

201. Lacy J. H., Baas F., Allamandola L. J., van de Bult С. E. P., Persson S. E.,

202. McGregor P. J., Lonsdale C. J., Geballe T. R. 4.6 micron absorption features due to solid phase CO and cyano group molecules toward compact infrared sources // Astrophys. J., Part 1. 1984. - V. 276. - P. 533-543.

203. Langfinger D., Sonntag C. Gamma-radiolysis of 2'-deoxyguanosine. Thestructure of the malondialdehydelike product // Zeitschrift fur Naturforschung. 1985. - V. 40C. - P. 446-448.

204. Lederberg J. Exobiology: Approaches to life beyond the Earth // Science.1960.-V. 132.-P. 393-400.

205. Lerner N. R., Peterson E., Chang S. The Strecker synthesis as a source ofamino acids in carbonaceous chondrites: Deuterium retention during synthesis // Geochim. Cosmochim. Acta. 1993. - V. 57, N 19. - P. 47134723.

206. Levy M., Miller S. L. The stability of the RNA bases: Implications for theorigin of life // PNAS. 1998. - V. 95, N 14. - P. 7933-7938.

207. Lohrmann R., Orgel L. Urea-inorganic phosphate mixtures as prebioticphosphorylating agents // Science. 1971. - V. 171. - P. 490-494.

208. Love S. G., Brownlee D. E. A direct measurement of the terrestrial massaccretion rate of cosmic dust // Science. 1993. - V. 262, N 5133. - P. 550553.

209. Macia E., Hernandez M. V., Oro J. Primary sources of phosphorus andphosphates in chemical evolution // Orig. Life Evol. Biosphere. 1997. - V. 27. - P. 459-480.

210. Maher K. A., Stevenson D. J. Impact frustration on the origin of life // Nature.- 1988.-V. 331.-P. 612-614.

211. Maurette M. Carbonaceous micrometeorites and the origin of life // Orig. Life

212. Evol. Biosphere. 1998 (a). - V 28. - P. 385-412.

213. Maurette M. Micrometeorites. // In: The molecular origins of life: assemblingpieces of the puzzle (ed. A. Brack). Cambridge University Press, 1998 (b). -P. 385-412.

214. Maurette M., Brack A., Kurat G., Perreau M., Engrand C. Weremicrometeorites a source of prebiotic molecules on the early Earth? // Adv. Space Res. 1995. - V. 15, N 3. - P. 113-126.

215. Maurette M., Duprat J., Engrand C., Gounelle M., Kurat G., Matrajt G.,

216. Toppani A. Accretion of neon, organics, C02, nitrogen and water from large interplanetary dust particles on the early Earth // Planet. Space Sci. 2000. -V. 48,N11.-P. 1117-1137.

217. Mautner M. N., Sinaj S. Water-extractable and exchangeable phosphates in

218. Martian and carbonaceous chondrite meteorites and in planetary soil analogues // Geochim. Cosmochim. Acta. 2002. - V. 66, N 17. - P. 3161-3174.

219. McDonnell J. A. M., Lamy P. L., Pankiewicz G. S. Physical properties ofcometary dust. // In: Comets in the post-Halley era, Vol.2 (eds. R. Newburn, M. Neubaver, and J. Rahe). Kluwer Academy Press, 1991. P. 1043-4073.

220. McKay D. S., Borucki W. J. Organic synthesis in experimental impact shocks

221. Science. 1997. - V. 276, N 5311. - P. 390-392.

222. McKay D. S., Marinova M. M. The physics, biology, and environmental ethicof making Mars habitable //Astrobiology. 2001. - V. 1, N 1. - P. 89-110.

223. McLaren A., Sugar D. Photochemistry of proteins and nucleic acids.

224. Pergamon Press, 1964. 449 pp.

225. Mehringer D. M., Snyder L. E., Miao Y. Detection and confirmation ofinterstellar acetic acid // Astrophys. J. 1997. - V. 480. - P. L71-L74.

226. Miller S. L. A production of amino acids under possible primitive Earthconditions // Science. 1953. - V. 117. - P. 528-29.

227. Miller S. L. A production of some organic compounds under possibleprimitive Earth conditions //JACS. 1955. -V. 77. -P. 2351- 2361.

228. Miller S. L. The endogenous synthesis of organic compounds. // In: Themolecular origins of life: Assembling pieces of the puzzle (ed. A. Brack). Cambridge University Press, 1998. P. 59-85.

229. Miller S. L., Orgel L. The origins of life on the Earth. Prentic-Hall Inc., 1974. 229p.

230. Miller S. L., Perris M. Synthesis of pyrophosphate under primitive Earthconditions // Nature. 1964. - V. 204. - P. 1248-1250.

231. Miller S. L., Urey H. C. Organic compound synthesis on the primitive Earth //

232. Science. 1959. - V. 130. - P. 245-251.

233. Miyakawa S., Murasawa K., Kobayashi K., Sawaoka A.B. Cytosine and uracilsynthesis by quenching with high-temperature plasma // JACS. 1999. - V. 121,N36.-P. 8144-8145.

234. Miyakawa S., Murasawa K., Kobayashi K., Sawaoka A.B. Abiotic synthesisof guanine with high-temperature plasma // Orig. Life Evol. Biosphere. 2000. - V. 30, N 6. - P. 557-566.

235. Mizutani H., Mukuni H., Takahashi M., Noda H. Study on photochemicalreaction of HCN and its polymer products relating to primary chemical evolution//Orig. Life. 1975. -V. 6. -P. 512-525.

236. Mojzsis S. J., Arrhenius G., Mccleesan K. D., Harrison Т. M., Nutman A. P.,

237. Friend C. R. L. Evidence for life on Earth before 3.8 billion years ago // Nature. 1996. - V. 384. - P. 55-59.

238. Morrison D. The NASA Astrobiology program // Astrobiology. 2001. - V. 1,1. N1.-P. 3-15.

239. Mumma M. J. Organics in comets. // In Astronomical and Biochemical Originsand the Search for Life in the Universe (eds. С. B. Cosmovici, S. Bowger, and D. Werthimer). Bologna: Editrice Compositori, 1997. P. 121-142.

240. Nagy B. Carbonaceous Meteorites. Elsevier, 1975. 425 pp.

241. Nicolet M. Solar spectral irradiances and their diversity between 120 and 900nm. // Planet. Space Sci. 1989. - V. 37. - P. 1249-1289.

242. Nielsen P. E. Peptide nucleic acid (PNA): A model structure for the primordialgenetic material? // Orig. Life Evol. Biosphere. 1993. - V. 23, N 5/6. - P. 323327.

243. Oberbeck V. R., Fogleman A. Impacts and the origin of life //Nature. -1989.1. V. 339,N6224.-P. 434.

244. Oberbeck V. R., McKay C. P., Scattergood T. W., Carle G. C., Valentin J. R.

245. The role of cometary particle coalescence in chemical evolution // Orig. Life Evol. Biosphere. 1989. - V. 19. - P. 39-55.

246. Olson E. S. Amino acids from coal gasofication? //Nature. -1992. -V. 357. P. 202.

247. Oro J. Organic matter and origin of life in the Solar system. // In:

248. Bioastronomy'99: Anew era in bioastronomy (eds. G. A. Lemarchand and K. J. Meech). Sheridan Books, 2000. P. 285-299.

249. Oro J., Mills Т. Chemical evolution of primitive Solar system bodies // Adv.

250. Space Res. 1989. - V. 9. - P. 105-120.

251. Paecht-Horowitz M., Eirich F. R. The polimerization of amino acid adenylateson sodium montmorillonite with preadsorbed peptides // Orig. Life Evol. Biosphere. 1988. - V. 18. - P. 359-387.

252. Peltzer E. Т., Bada J. L., Schlesinger G., Miller S. L. The chemical conditionon the parent body of the Murchison meteorite: Some conclusions based on amino-, hydroxy- and dicarboxylic acids //Adv. Space Res. 1984. - V. 4. -P. 69-74.

253. Pendleton Y., Sandford S. A., Allamandola L. J., Tielens A. G. G. M., Sellgren

254. K. Near-infrared absorption spectroscopy of interstellar hydrocarbon grains / / Astrophys. J. 1994. - V. 427. - P. 683-696.

255. Pitsch S., Wendeborn S., Jaun В., Eschenmoser A. Why pentose- and nothexose nucleic acids? // Helv. Chim. Acta. 1993. - V. 76. - P. 2161-2183.

256. Pizzarello S., Cronin J. R. Non-racemic amino acids in the Murray and

257. Murchison meteorites // Geochim. Cosmochim. Acta. 2000. - V. 64, N 2. -P. 329-338.

258. Podolak M., Prialnik D. 26Al and liquid water environments in comets. // In:

259. Comets and the Origins and Evolution of Life (eds. P. J. Thomas, C. F. Chyba, and C. P. McKay). Berlin: Springer, 1996. P. 259-272.

260. Ponnamperuma C., Shimoyama A., Friebele E. Clay and the origin of life //

261. Orig. Life Evol. Biosphere. 1982. - V. 12. - P. 9-40.

262. Pullman В. Electronic factors in biochemical evolution. // In: Exobiology, (ed.

263. C. Ponnamperuma). North-Holland, Amsterdam, 1972. P. 136-169.

264. Pullman A., Pullman B. The quantum theory of purines. // In: The Purines —

265. Theory and Experiment. Vol. 4 (eds. E. D. Bergmann and B. Pullman). The Israel Academy of Sciences, 1972. P. 1-65.

266. Radicati-Di-Brozolo F., Bunch Т. E., Chang S. Laser microprobe study ofcarbon in interplanetary dust particles // Orig. Life Evol. Biosphere. -1986. -V. 16.-P. 236-237.

267. Rao M., Odom D. G., Oro J. Clays in prebiological chemistry // J. Mol. Evol.1980.-V. 15.-P. 317-331.

268. Reimann R., Zubay G. Nucleoside phosphorylation: a feasible step in theprebiotic pathway to RNA// Orig. Life Evol. Biosphere. 1999. - V. 29. - P. 229-247.

269. Rosing M. T. l3C-Depleted carbon microparticles in >3700 Ma sea-florsedimentary rocks from West Greenland // Science. 1999. - V 283, N 5402. - P. 674-676.

270. Roy A. C., Powers J. V. Chemical evolution and the origin of life, cumulativekeyword subject index 1970-1986 // Orig. Life. 1990. - V. 20. - P. 425-456.

271. Sagstuen E. Radiation damage to nucleosides and nucleotides. I. An ESRstudy of uridine-5'-phosphate 2Na+ single crystals // Radiat. Res. 1980. - V. 81.-P. 188-199.

272. Sandford S. A., Allamandola L. J., Tielens A. G. G. M., Sellgren K., Tapia M.,

273. Pendleton Y. The interstellar C-H stretching band near 3.4 |j.m: Constraints on the composition of organic material in the diffuse interstellar medium // Astrophys. J. 1991. - V. 371. - P. 607-620.

274. Sandstrom A. D. Cosmic Ray Physics. North-Holland Publ.Co., 1965. 520pp.

275. Schidlowski M. A. 3,800-million-year isotopic record of life from carbon insedimentary rocks // Nature. 1988. - V. 333, N 6171. - P. 313-318.

276. Schlesinger G., Miller S. L. Prebiotic synthesis oin atmospheres containing

277. CH4, CO and C02//Amino Acids. 1983. - V. 19. - P. 376-380.

278. Schopf J. W. Microfossils of the early Archean Apex chert: New evidence ofthe antiquity of life // Science. 1993. - V. 260. - P. 640-646.

279. Schwartz A. Prebiotic phosphorylation — nucleotide synthesis with apatite И

280. Biochim. Biophys. Acta. 1972. - V. 281. - P. 477-480.

281. Schwartz A. W. Macromolecular chirality and the origin of life // Current Biol.- 1994.-V. 4.-P. 758-760.

282. Schwartz A. W., Van der Veen M., Bisseling Т., Chittenden G. J. F. Prebioticnucleotide synthesis—demonstration of a geology plausible pathway // Orig. Life. 1975.- V. 6. -P. 163-168.

283. Schwartz A. W. Speculation on the RNA precursor problem // J. Theor. Biol.1997 (a). V. 187. - P. 523-527.

284. Schwartz A. W. Prebiotic phosphorus chemistry reconsidered // Orig. Life

285. Evol. Biosphere. 1997 (b). - V. 27. - P. 505-512.

286. Seeker J., Lepock J., Wesson P. Damage due to ultraviolet and ionizingradiation during the ejection of shielded micro-organisms from the vicinity of 1M main sequence and red giant stars // Astrophys. Space Sci. 1994. - V. 219.-P. 1-28.

287. Sevilla M. D., Becker D., Yan M., Summerfield S. R. Relative abundance ofprimary ion radicals in gamma-irradiated DNA: cytosine vs thymine anions and guanine vs adenine cations // J. Phys. Chem. 1991. - V. 95. - P. 3409-3415.

288. Shapiro R. Prebiotic ribose synthesis: a critical analysis // Orig. Life Evol.

289. Biosphere. 1988. - V. 18. - P. 71-85.

290. Shapiro R. Prebiotic cytosine synthesis: A critical analysis and implication forthe origin of life // PNAS. 1999. - V. 96, N 8. - P. 4396-4401.

291. Shimoyama A. Complex organics in meteorites // Adv. Space Res. 1997. - V.19,N7.-P. 1045-1052.

292. Shimoyama A., Hagishita S., Harada K. Search for nucleic acid bases incarbonaceous chondrites fron Antarctica // Geochem. J. 1990. - V. 24. - P. 343-348.

293. Shimoyama A., Ogasawara R. Dipeptides and diketopiperazines in the

294. Yamato-791198 and Murchison carbonaceous chondrites // Orig. Life Evol. Biosphere. 2002. - V. 32, N 4. - P. 165-179.

295. Shaw A. A., Cadet J. Formation of Cyclopyrimidine via the direct effects ofgamma-radiation of pyrimidine nucleosides // Int. J. Radiat. Res. 1988. - V. 54, N 6. - P. 987-997.

296. Shaw A. A., Voiturie J, Cadet J., Gregoli S., Symons M. C. R. Identification ofthe products resulting from the direct effects of gamma-raduation on thymidine // J. Chem. Soc. -1988. V P2, N 7. - P. 1303-1307.

297. Shock E. L., Shulte M. D. Summary and implications of the reported aminoacid concentrations in the Murchison meteorite // Geochim. Cosmochim. Acta. 1990.-V. 54,N 11.-P. 3159-3173.

298. Simakov M. В., Kuzicheva E. A., Dodonova N. Y., Antropov A. E. Formationof oligopeptides on the surface of small bodies in solar system by cosmic radiation //Adv. Space Res. 1997 (a). - V. 19, N 7. - P. 1063-1066.

299. Simakov M. В., Kuzicheva E. A., Malko I. L. Abiogenic synthesis ofpyrimidine nucleotides in solid state by vacuum ultraviolet radiation // Adv. Space Res. 1997 (b). - V. 19, N 7. - P. 1059-1062.

300. Simakov M. В., Kuzicheva E. A., Malko I. L. Dodonova N. Y., Abiogenicsynthesis of oligopeptides in solid state under action of vacuum ultraviolet light (100-200 nm) //Adv. Space Res. 1996. - V. 18, N 12. - P. 61-64.

301. Smith J., Hertogen J. An extraterrestrial event at the Cretaceous-Tertiaryboundary //Nature. 1980. - V. 285. - P. 198-200.

302. Snyder L. E. The search for interstellar glycine // Orig. Life Evol. Biosphere.1997.-V. 27.-P. 115-133.

303. Snyder L. E., Lovas, F. J., Hollis J. M., Friedel D. N., Jewell, P. R., Remijan

304. A., Ilyushin V. V., Alekseev E.A., Dyubko S. F. A rigorous attempt to verify interstellar glycine //Astrophys. J. 2005. - V. 619. - P. 914-930.

305. Sowerby S. J., Heckl W. M., Petersen G. B. Chiral symmetry breaking duringthe self-assembly of monolayers from achiral purine molecules // J. Mol. Evol. 1996. - V. 43. - P. 419-424.

306. Stoks P., Schwartz A. W. Uracil in carbonaceous meteorites // Nature. 1979.-V. 282.-P. 709-710.

307. Stoks P., Schwartz A. W. Nitrogen-heterocyclic compounds in meteorites:

308. Significance and mechanism of formation // Geochim. Cosmochim. Acta. -1981. V. 45, N 4. - P. 563-569.

309. Stoks P., Schwartz A. W. Basic nitrogen-heterocyclic compounds in the

310. Murchison meteorite // Geochim. Cosmochim. Acta. 1982. - V. 46. - P. 309-315.

311. Strazzulla G., Johnson R. E. Irradiation effects on comets and cometarydebris. // In: Comets in the Post-Halley Era (eds. J. Newburn, M. Neugebauer, and J. Rahe). Kluwer, 1991. P. 243-275.

312. Strazzulla G., Palumbo M.E. Evolution of icy surfaces: an experimentalapproach // Planet. Space Sci. 1998. - V. 46. - P. 1339-1348.

313. Stribling R., Miller S. L. Energy yelds for hydrogen cyanide and formaldehydesynthesis: The HCN and amino acid concentrations in the primitive ocean // Orig. Life Evol. Biosphere. 1987. - V. 17. - P. 261-273.

314. Thomas K. L., Blanford G. E., Keller L. P., Klock W., McKay D. S. Carbonabundance and silicate mineralogy of anhydrous interplanetary dust particles / / Geochim. Cosmochim. Acta. 1993. - V. 57. - P. 1551-1566.

315. Turner B. L. Recent progress in astrochemistry // Space Sci. Rev. 1989. - V.57.-P. 235-237.

316. Turner B. L., Belly J. Detection of interstellar PN: the first identifiedphosphorus compound in the interstellar medium // Astrophys. J. 1987. - V. 321. - P. L75-L79.

317. Van der Velden W., Schwartz A. W. Search for purines and pyrimidines in the

318. Murchison meteorite // Geochim.Cosmochim. Acta. 1977. - V. 41. - P. 961-968.

319. Van Dishoeck E. F., Blake G. A., Draine В. Т., Lunine J. I. The chemicalevolution of protostellar and protoplanetary matter. // In: Protostars and Planet. Ill (eds. E. H. Levy and J. I. Lunine). Tucson: University Arizona Press, 1993.-P. 163-241.

320. Von Sonntag C., Hagen U., Schon-Bopp A., Schulte-Frolinde D. Radiationinduced strand breaks in DNA: Chemical and enzimatic analysis of end groups and mechanistic aspects // Adv. Radiat. Biol. 1981. - V. 9. - P. 109142.

321. Walker J. C. G. Carbon dioxide on the early Earth // Orig. Life Evol.

322. Biosphere. 1985. - V. 15. - P. 117-127.

323. Walters C., Kotra R. K., Ponnamperuma C. Dipeptides in the Murchison and

324. Yamato meteorites //Abs. ACS Mtg. 1983. - P. 186.

325. Wang K., Pan X., Wu J.-I., wang W. Enhancement of the photolysis of nucleicacid monomers by phosphates // Photochem. Photobiol. 1997. - V. 65, N 4. - P. 656-659.

326. Wang К., Chai Z., Pan X. Enhanced photolysis of nucleic acid monomers bypyrophosphate in the simulated primitive soup // Orig. Life Evol. Biosphere. -1999.-V. 29.-P. 261-272.

327. Wang S. Y. Pyrimidine bimolecular photoproducts. // In: Photochemistry and

328. Photobiology of Nucleic Acids, Vol. 1 (ed. S. Y. Wang). NY: Academic Press, 1976. P. 295-356.

329. Watson W. D. Interstellar molecule reaction // Rev. Mod. Phys. 1976. - V. 48.-P. 513-552.

330. Weaver S. L. W., Blake G. A. 1,3-Dihydroxyacetone in Sagittarius B2(N-LMH):

331. The first interstellar ketose //Astrophys.J. 2005. - V. 624. - P. L33-L36.

332. Weber P., Greenberg J. M. Can spores survive in interstellar space? // Nature.1985. V. 316, N 6027. - P. 403-407.

333. Weintraub D. A., Tegler S. C., Kastner J. H., Rettig T. Infrared spectroscopyand imaging polarimetry of the disk around the T Tauri star RNO 91 // Astrophys. J. 1994. - V. 423. - P. 674.

334. Westheimer F. H. Why Nature chose phosphates? // Science. 1987. V. 235.1. P. 1173-1178.

335. Whittet D. С. B. Planetary and Interstellar Processes Relevant to the Origins of1.fe. Kluwer Academic Publishers, 1997. 316 pp.

336. Wilkening L. L. Carbonaceous chondrites materiual in solar-system //

337. Naturwiss. 1978. - V. 65, N 2. - P. 73-79.

338. Wittung P., Nielsen P. E., Buchard O., Edholm M., Norden B. DNA-likedouble helix formed by peptide nucleic acid // Nature. 1994. - V. 368. - P. 561-563.

339. Yamagata Y., Wanatabe H., Saito M., Namba T. Volcanic production ofpolyphosphates and its relevance to prebiotic cevolution //Nature. 1991. -V. 352.-P. 516-519.

340. Yuasa S., Flory D., Basile В., Oro J. Abiotic synthesis of purines and otherheterocyclic compounds by the action of electrical discharges // J. Mol. Evol. 1984.-V. 21, N1.-P. 76-80.

341. Zhao M., Bada J. L. Extraterrestrial amino acids in Cretaceous/Tertiaryboundary sediments at Stens Klint, Denmark // Nature. 1989. - V. 339, N 6224.-P. 463-465.

342. Ziuris L. M. Detection of interstellar PN: the first phosphorus-bearing speciesobserved in molecular clouds //Astrophys. J. 1987. - V. 321. - P. L81-L85.