Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Брода Э. -> "Эволюция биоэнергетических процессов" -> 22

Эволюция биоэнергетических процессов - Брода Э.

Брода Э. Эволюция биоэнергетических процессов — М.: Издательство «МИР», 1978. — 304 c.
Скачать (прямая ссылка): broda-e-voljucija-bioe-nergeticheskih-processov1978.djvu
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 129 >> Следующая

О современном синтезе белков, управляемом нуклеиновыми кислотами, мы уже вкратце говорили (2, Б). Сейчас хорошо известно, что отдельные аминокислоты «кодируются» триплетами нуклеотидов. Например, триплет УЦГ (ура-цил-цитозин-гуанин) в мРНК обеспечивает включение в белковую цепь молекулы серина. В последние годы генетический код был полностью расшифрован, т. е. было определено, включение какой аминокислоты кодирует каждый из 64 возможных триплетов [351, 1270, 2041]. Насколько известно, этот код универсален для всех организмов.
Возникает вопрос, на чем основано соответствие между каждым триплетом и его аминокислотой, в каждом случае воплощающееся через довольно сложную систему, включающую ферменты и транспортную РНК. Основано ли оно на специфическом предпочтении, сродстве или облегчении реакций (т. е. детерминировано химически) или это случайное соответствие (закрепившаяся навсегда случайность)? В последнем случае определенная генетическая система, связывающая определенный триплет оснований с определенной аминокислотой, выжила потому, что оказалась эффективной в каких-то других отношениях. Этот вопрос до сих пор не )ешен. Идеи о происхождении генетического кода развивали ?ич [1536], Везе [2016, 2018, 2019], Крик [423], Оргель 1365, 1366], Фокс [625], Джукс [939]), Миллер и Оргель '1270], а также Диллон [481]!. По мнению Оргеля, код всегда должен был быть триплетным; переход от другого типа кода к триплетному потребовал бы невозможной полной перестройки (Рич возражает против этого вывода; [1536]).
Для того чтобы успешно функционировать, синтезиро* ванные информационные макромолекулы должны принимать правильную пространственную конфигурацию. Например, молекулы ферментов действуют как катализаторы только в том случае, если они имеют необходимую «третичную» струк-
58
Глава 5
туру. Более того, должны комбинироваться в пространстве разные типы молекул, образуя «четвертичные» структуры (многие ферменты) или надмолекулярные образования, например мембраны или рибосомы. Как известно, некоторые ферменты и органеллы (рибосомы) в соответствующих условиях собираются спонтанно. В таком случае нет необходимости, чтобы в геноме содержалась дополнительная информация для этого процесса («самосборка»). Но, исходя из общих соображений, считают, что такое положение могло существовать не всегда [600, 1066].
г. некоторые соображения по поводу самоорганизации
Совершенно другой подход к проблемам возникновения эобионтов использовал Эйген [541, 542, 1670];. Его цель — создание физико-химической теории отбора в популяции макромолекул и выяснение кинетических принципов самоорганизации. Соображения Эйгена можно изложить в такой форме, что они будут соответствовать принципам необратимой термодинамики, разработанным Пригожином и Глансдорфом [1472].
Сначала рассматривается в высшей степени упрощенная и чисто гипотетическая система, в которой полимеры могут расти путем репликации, потребляя мономеры. Предполагается, что среда может поддерживать рост, в частности обеспечен запас энергии. Но вместе с тем возникающие молекулы опять деполимеризуются с определенной вероятностью на единицу времени.
Если в системе содержится несколько типов мономеров, например несколько нуклеотидов, то в составе индивидуальной цепи может быть закодирована определенная информация («информационный полимер»). Состав задается последовательностью мономеров. Примем теперь, что цепи с разным составом образуются и распадаются с различными скоростями. Поэтому если между цепями происходит конкуренция за мономеры, то наиболее приспособленный тип цепей имеет больше шансов сохраниться. Но самые приспособленные из существующих цепей могут быть побеждены еще более приспособленными, возникающими в результате случайных мутаций, т. е. при неправильной репликации. В конце концов информация создается в результате «самоорганизации». В обычной теории информации информация только передается и ее количество в лучшем случае не уменьшается.
При этом цепям с разным составом можно приписать разные цены. Концепция цены — характерная черта этих сооб-
Эобионты и организмы
59
ражений. Цена представляет собой разность между скоростью образования, умноженной на степень правильности, и скоростью разрушения.
Достоинства комбинированной системы, содержащей и нуклеиновые кислоты и белки, совершенно ясны, по крайней мере теперь, когда она уже существует. Расчеты типа расчета Эйгена можно расширить, включив случай двустороннего увеличения приспособленности в системах, содержащих оба типа известных информационных макромолекул. Конечно, наличие и РНК и ДНК в нашем реальном мире —это еще одно осложнение. По-видимому, никто не пытался рассчитать или испытать другие возможные информационные системы, которые состояли бы из макромолекул совершенно иного строения.
Если коацерваты и микросферы были исследованы всесторонне, причем эти исследования основывались главным образом на эмпирическом подходе, то эйгеновский подход до сих пор остался в основном теоретическим. Но к нему имеют отношение независимо проведенные эксперименты Спи-гелмана [1274, 1769]. В них изучалось размножение РНК вирусного происхождения, для которой не требуется ДНК, в растворенной системе, содержащей нуклеотиды в качестве строительных блоков, фермента репликазы, которая кодируется этой РНК у Е. coli, и некоторые другие компоненты. Показано, что при этом происходит отбор сильно измененных молекул РНК, по-видимому особенно приспособленных для данной среды.
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 129 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed