|
ГЛАВА II. ОБЩЕБИОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ
МОЛЕКУЛЯРНОГО УРОВНЯ ЖИЗНИ
§ 3. МОЛЕКУЛЯРНЫЙ УРОВЕНЬ ЖИЗНИ И ЕГО СВОЙСТВА
Живые организмы, являясь целостной системой, состоят из системы
органов. Органы, в свою очередь, из тканей, а ткани – из клеток. Поэтому
клетка является универсальной структурой и функциональной единицей
живого. Все жизненные процессы, происходящие в клетках и их органои-
дах, основаны на взаимодействии органических соединений.
На рис. 2 показана роль органических молекулярных соединений в
жизненных процессах клеток, тканей, органов, системы органов и всего
организма. Органические молекулярные соединения стали причиной по-
явления всего живого на земле, став основой, из которой впоследствии
появились, в результате развития, клетки, ткани, органы, организмы, по-
пуляции, виды, биогеоценоз и биосфера.
Изучая биологические молекулы – органические вещества: углеводы,
липиды, белки и нуклеиновые кислоты, можно понять сущность молеку-
лярного уровня жизни.
Биологические соединения молекулярного уровня (углеводы, белки,
нуклеиновые кислоты, липиды) принимают участие в росте, развитии,
сохранении при передаче генетической информации от поколения к по-
колению, круговороте веществ и энергии.
При изучении живых организмов, в первую очередь, нужно рассматри-
вать органические соединения, реакции и физико-химические процессы
между ними. Только через выяснение молекулярных механизмов процес-
сов жизнедеятельности клетки, можно подойти к пониманию сущностных
свойств живого.
13
Рис.2.
Жизненный процесс клетки.
Следует подчеркнуть, что
знание структуры и свойств
макромолекул, изучение их
в условиях лаборатории не
дают понимания свойств жиз-
ни. Выделенные из клетки
макромолекулы
характери-
зуются лишь физическими и
химическими свойствами, но
теряют качества живого. Су-
ществует множество биологи-
ческих молекул: ДНК, РНК,
АТФ, белки, углеводы, липи-
ды и другие соединения. Они
способны создавать крупные
молекулярные комплексы, ко-
торые выполняют определен-
ные специфические функции.
Высокомолекулярные органи-
ческие вещества – полимеры,
синтезированы из взаимосвязанных компонентов – мономеров. Например,
аминокислоты являются мономерами белков. Аминокислоты связывают-
ся между собой пептидными связями, образуя белки, последовательность
аминокислот определяется генетической информацией закодированной в
молекуле и-РНК. Первичная структура закручивается, образуя спираль,
т.е. вторичную структуру. Витки спирали связаны между собой водород-
ными связями. В свою очередь, спираль скручивается в клубок, образуя
третичную структуру, которая поддерживается дисульфидными ионными
и гидрофобными связями. Так образуются молекулы, способные выпол-
нять различные функции (ферменты, гормоны).
Также и в других природных полимерах мономеры соединяются в
определенном порядке и представляют собой особые системы, состоя-
щие из взаимосвязанных компонентов. Они представляют собой цельную
молекулу, выполняющую определенную функцию (нуклеиновая кислота,
белок).
Во всех органических соединениях одним из основных элементов вы-
ступает углерод. Благодаря его уникальным физико-химическим свойствам
образуются разнообразные сложные молекулы органических соединений.
Аминокислота
ДНК
Белок
Мембрана
Хлоро-
пласт
Хлоропласт
Митохондрия
Митохондрия
Ядро
Вакуоль
Ядро
Клеточная
мембрана
Клеточная
стенка
Хромосома
Нуклеотид
14
Уникальность макромолекул – в специфике их биологических функ-
ций. Например, молекулы нуклеиновых кислот являются носителями ге-
нетического кода и участвуют в передаче генетической информации от
поколения к поколению. Молекулы липидов являются основными компо-
нентами, участвующими в строительстве биологических мембран и всех
внутриклеточных структур. Молекулы белков служат катализаторами и
регуляторами всевозможных химических реакций в клетке. Углеводы
образуются в процессе фотосинтеза, в результате превращения солнечной
энергии в химическую, и являются первичной основой для построения
других биомолекул. Задачи, выполняемые биологическими молекулами в
клетках, определяются строением, физико-химическими и биохимически-
ми свойствами молекул.
Do'stlaringiz bilan baham: |
