Казалось бы, палочкам фосфолипидов достаточно расположиться так, чтобы их фосфорная группа была обращена к воде, окружающей клетку, а липидная — внутрь клетки, к ее протоплазме, и все — мембрана готова. Но беда в том, что протоплазма тоже содержит воду. Именно поэтому реальные мембраны сделаны не из одного, а из двух слоев фосфолипидов — это позволяет повернуть фосфорные группы каждого слоя в сторону наружной и внутренней воды, а липиды упрятать внутрь, повернув их друг к другу. Поскольку все эти палочки связаны друг с другом довольно слабыми химическими связями, они могут смещаться относительно друг друга, в итоге такая конструкция сохраняет гибкость и подвижность.
На самом деле мембраны живых клеток имеют более сложное строение, потому что в них существуют поры, образованные молекулами специальных белков, на их поверхности торчат рецепторы, получающие сигналы от других клеток и молекул. Воссоздать всю эту сложность биологи пока не могут, как не могут они пока воссоздать и весь тот сложный набор генетических молекул и белков, который находится внутри нынешних живых клеток. Поэтому они работают с упрощенными моделями, или протоклетками. Важный шаг в создании таких протоклеток сделал американский биолог Джек Шостак. Ему удалось показать, что молекулы некоторых жирных кислот способны сами собой собираться в двуслойные пустые оболочки, обладающие способностью довольно долго расти и делиться (то есть размножаться). Известно, что такие жирные кислоты легко образуются даже в тех химических условиях, которые существовали на ранней Земле, когда еще никаких «живых молекул» не было, так что пустые оболочки вполне могли возникнуть тогда сами собой, независимо от возникновения «живых молекул». Шостак показал также, что определенный вид РНК-молекулы, так называемый рибозим, помещенный в такую оболочку, сохраняет способность сам себя расщеплять, то есть остается химически активным. Эта простейшая комбинация жировой оболочки и РНК-молекулы и является той протоклеткой, с помощью которой биологи пытаются приблизиться к пониманию процесса рождения первых живых клеток.
Существует еще несколько сценариев спонтанного образования пустых оболочек. Не так давно одна из сотрудниц Шостака, американка Ирена Чен, сумела экспериментально подтвердить правдоподобность всех этих сценариев. Общим для них является предположение, что первые «живые молекулы» активно соединялись с первыми, спонтанно образовавшимися пустыми оболочками. Но что могло понудить их к этому? Понятно, что это могло быть счастливой случайностью (например, одна из «живых молекул» случайно приобрела мутацию, благодаря которой стала производить какой-то белок, способствовавший ее соединению с пустой оболочкой), а могло быть продиктовано взаимной выгодой (например, выигрывалась какая-то энергия или увеличивалась устойчивость системы в целом).
