Реклама
Книги по философии
Игорь Кондрашин
Диалектика Материи
(страница 23)
Как известно, у разных клеток обнаруживается сходство не только в строении, но и в химическом составе, что указывает на то, что их происхождение было подчинено единым законам Развития Материи. Среднее содержание химических элементов в клетках таково (в %):
|
|
Из 104 элементов периодической системы Менделеева в клетках обнаружено более 60. Атомы кислорода, углерода, водорода и азота заполняют 98% фн. ячеек клеточных подсистем. 1,9% предоставлены атомам калия, серы, фосфора, хлора, магния, натрия, кальция и железа. Менее 0,1% фн. ячеек занято прочими веществами (микроэлементами). Различные сочетания указанных элементов дают несколько типов внутриклеточных подсистемных образований, которые каждая клетка включает в свои фн. ячейки в качестве фщ. единиц в следующих пропорциях (в %):
|
|
|||||||||||||||||||
Все указанные вещества, сами сложные в структурном отношении, не нагромождены в клетке вместе в хаотическом беспорядке, а в качестве фщ. единиц заполняют расположенные в строго определенном порядке предназначенные для каждого из них фн. ячейки ее единой структуры. Функционируя, они проделывают свои четко определенные микродвижения внутри микрообъема пространства клетки, регулируемые соответствующими внутриклеточными алгоритмами, при этом существует безусловная связь этих движений в пространстве как с абсолютным, так и с относительным течением времени. Каждое из веществ клетки в качестве фщ. единицы несет строго определенную функцональную нагрузку и имеет свои, регламентируемые соответствующими алгоритмами, периоды функционирования. Все их разнообразное сочетание представляет собой единый тонко отрегулированный клеточный механизм.
К наиболее простым структурным внутриклеточным образованиям относятся углеводы, жиры, липоиды. Фн. ячейки их структур заполняют, в основном, атомы углерода, водорода и кислорода. Функция углеводов наиболее проста. Распадаясь на CO2 и воду с выделением из 1 грамма 4,2 ккал энергии, они обеспечивают основной массой этих фщ. единиц соответствующие фн. ячейки структуры клеток.
Роль жировых соединений более сложна. Они придают клеткам гидрофобные (водоотталкивающие) свойства, являются теплоизоляторами. В случае необходимости, они, как и углеводы, являются источником аккумулированной энергии, расщепляясь до CO2 и H2O. Расщепление 1 грамма жира дает 9,3 ккал.
Еще более сложными структурными образованиями являются белки. Помимо углерода, водорода и кислорода в фн. ячейках их структур имеются также атомы азота, серы и других веществ. Белки являются макромолекулами, объединяющими десятки, сотни тысяч атомов. (Так, если молекулярная масса бензола равна 78, то белка яйца - 36.000, белка мышц - 1.500.000 и т.д.).
Системная организация белков имеет свои особенности. Входящие в них атомы заполняют предназначенные для них фн. ячейки не по одному, а целыми аминокислотными блоками, имеющими устойчивый характер внутрисистемной связи. Всего таких фщ. единиц - блоков 20. Все они имеют различную системную структуру и выполняют различные функции. Поэтому образование белков носит поэтапный характер. Вначале образуются аминокислоты, которые посредством пептидных связей соединяются в белковые цепи с выделением воды. В среднем каждая белковая цепь содержит до 200 - 300 аминокислотных блоков в различных сочетаниях. Достаточно в цепи заменить один тип аминокислоты на другой, как вся структура данного белка, а с ней и его функциональные свойства, меняются. Структура белковой цепи аминокислотных блоков имеет форму глобул, что придает длинным цепям белка компактный вид и мобильность при пространственном перемещении. В укладке полипептидной цепи нет ничего случайного или хаотичного, каждому белку присущ определенный, всегда постоянный характер укладки. Иными словами, структура каждого белка имеет строго определенное пространственное расположение ее фн. ячеек, которые заполняются строго соответствующими им фщ. единицами - аминокислотными блоками. При этом каждая структура белка, будучи фщ. единицей в системе более высокого порядка и занимая в ней соответствующую ей фн. ячейку, выполняет там свою, присущую только ей, функцию. Как правило, белковые структуры являются активнейшими реагентами химических реакций, постоянно протекающих внутри клетки, и поэтому наиболее велика их роль в качестве катализаторов этих реакций. Почти каждая химическая реакция в клетке катализируется своим особым белком - ферментом, каталитическая активность которого определяется небольшим участком - его активным центром (сочетанием аминокислотных радикалов). Структура активного центра фермента и структура субстрата точно соответствуют один другому. Они подходят друг к другу как ключ к замку. Благодаря наличию структурного соответствия между активным центром фермента и субстратом они могут тесно сблизиться между собой, что и обеспечивает возможность реакции между ними.
К другим важным внутриклеточным образованиям следует отнести нуклеиновые
кислоты: дезоксирибонуклеиновую - ДНК и рибонуклеиновую - РНК. Их основная
функция состоит в обеспечении процесса синтеза белков клетки. Длина молекулы
ДНК в сотни и тысячи раз больше самой крупной белковой молекулы и может достигать
нескольких десятков и сотен микрометров, в то время как длина самой крупной
белковой молекулы не превышает 0,1 мкм. Ширина двойной спирали ДНК всего 20
.
Молекулярная масса составляет десятки и даже сотни миллионов. Каждая цепь ДНК
- полимер, мономерами которого являются молекулы четырех типов нуклеотидов.
Иными словами, ДНК - это полинуклеотид, в цепи которого в строго определенном
и для каждой ДНК всегда постоянном порядке следуют нуклеотиды, являющиеся таким
образом фщ. единицами в структуре фн. ячеек ДНК. Поэтому, если хотя бы в одной
из фн. ячеек будет помещена иная фщ. единица - нуклеотид, фн. свойства всей
структуры изменятся. В каждой цепи ДНК (средний мол. вес 10 млн.) содержится
до 30 тыс. нуклеотидов (мол. вес 345), вследствие чего количество изомеров (при
4 типах нуклеотидов) очень велико.
Благодаря принципу комплементарности, лежащему в основе построения двойной спирали ДНК, молекула ДНК способна к удвоению. Во время этого процесса две цепи разъединяются, образуя при этом две двойные цепи фн. ячеек, у которых лишь один ряд заполнен фщ. единицами, а другой становится свободным. На следующем этапе неассоциированные нуклеотиды из околосистемной среды заполняют соответствующие им свободные фн. ячейки в обеих спиралях. В результате редупликации вместо одной молекулы ДНК возникает две такого же точно нуклеотидного состава, как и первоначальная. Одна цепь в каждой вновь образовавшейся молекуле ДНК остается от первоначальной молекулы, другая синтезируется вновь. Таким путем вместе со структурой происходит передача фн. свойств ДНК от материнской клетки к дочерней.
Графически это выглядит следующим образом:
Молекулы РНК также являются полимерами, как и ДНК, но в отличие от них имеют одну спираль фн. ячеек, а не две. РНК выполняет в клетке ряд функций, в том числе
