Электромагнитные поля в биосфере - Красногорская Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
результате каталитического синтеза на поверхности оптичеоки активного
кварца, фотохимического синтеза под действием циркулярно поляризованного
овета и т.д. /57. Однако поскольку такой "абсолютный" асимметрический
синтез идет, как правило, лишь в специальных условиях и приводит к
накоплению лишь ничтожных избытков зеркальных изомеров, в конце концов
утвердилась точка зрения, согласно которой образование избытка одних из
двух возможных зеркально симметричных форм биологически важных молекул
было все же делом чистого случая /57, несмотря на отмеченную выше
слабость такой гипотезы. Шесте с тем, объясняя механизм распространения
первично возникшей асимметрии, современные авторы оовершенно справедливо
подчеркивают, что этот процесс может быть понят лишь с позиций
неравновесной, необратимой термодинамики, поскольку все биологические
события происходят не в изолированных, а в открытых сиотемах и связаны с
обменом веществом и энергией с внешней средой.
В последнее время стали делаться попытки объяснить возникновение
молекулярной асимметрии в живой природе не случайностью, а
закономерностью, что, казалось бы, однозначно решает все парадоксальные
проблемы. А именно, высказываются предположения, что вклад не сохраняющих
четность нейтральных токов в электромагнитные взаимодействия может
приводить к расщеплению энергетических состояний знантиомеров /jlj, то
есть к их превращению в подлинно различные (т.н. диастереомерные)
вещества; как бы ни было мало подобное различие, за миллионы лет эволюции
оно, в принципе, могло привести к "отбраковке" энергетичеоки невыгодных
форм молекул. Но хотя такая точка зрения и кажется привлекательной, она
тоже таит в себе скрытый парадокс: в этом случае получается, что
стационарное нарушение зеркальной симметрии может происходить в
'Термодинамически изолированной системе. В связи с этим представляется
187
совершенно обоснованным мнение /87, что решение проблемы возникновения
молекулярной асимметрии в живой природе связано о решением
фундаментальных проблем современной физики.
Все указанные выше явные и скрытые противоречия полностью снимаются, если
вновь обратиться к первоначальной гипотезе Пастера о внеземном
происхождении агента, ответственного за возникновение молекулярной
асимметрии в живой природе; при этом, конечно, возникает ряд новых
серьезных вопросов,' однако ответы на них могут носить уже конструктивный
характер. Например, такой подход дает возможность по-новому взглянуть на
функциональную роль асимметрии биологических структур.
Универсальный регуляторный механизм, свойственный всем живым организмам,
заключается в управлении биологическими функциями биополимеров путем
воздействия на их конформацию - пространственную укладку макро-
молекулярной цепи. Причем в реализации этого механизма значительную роль
играет стереоспецифичность взаимодействий, то есть пространственное
соответствие конфигураций взаимодействующих молекул. '
Так, фермент способен катализировать лишь превращения определенных
зеркальных изомеров и совершенно неактивен по отношению к их зеркальным
двойникам. Вместе с тем малейшее нарушение конформации фермента
(происходящее, например, при взаимодействии с метаболитом-регулятором)
проявляется в резком изменении его каталитичеокой активности; такой
регуляторный механизм, называемый аллостерическим, позволяет
автоматически согласовывать между собой скорости многочисленных
биохимических превращений. Естественно, что любое внешнее воздействие на
конформацию биополимера тоже должно проявляться в изменении уровня
метаболизма.
Как было показано ранее /87" такое воздействие на конформацию и функцию
биополимеров могут, в принципе, оказывать аоимметричные электромагнитные
поля, способные индуцировать асимметрический синтез. Дело в том, что
асимметрическому синтезу предшествует асимметричное искаже -ние геометрии
реагирующих молекул; если же, как в случае биополимеров, асимметричные
звенья образуют длинную цепь (например, молекулы ферментов состоят из
сотен, а молекулы нуклеиновых кислот - из миллионов асимметричных
звеньев), то малые искажения каждого звена должны привести уже к
значительному искажению геометрии всей макромолекулы,, то есть к
изменению ее конформации и, как следствие, функции. Такой регуляторный
механизм предложено называть экзостерическим; грубые оценки показывают,
что благодаря такому механизму биоэффективными могут быть даже очень
слабые асимметричные электромагнитные поля.
Если асимметричные (хиральные) поля космофизйческого происхождения
действительно способны оказывать влияние на уровень метаболизма живых
существ по универсальной схеме "конформация-функция", то асимметрия
(хиральность) биологических структур может предоставлять живым организмам
не только кинетические преимущества в сравнении с организмами,
построенными на рацемической, симметричной основе, но и преимущества,
обусловленные возникновением особого универсального канала связи с 188
