Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
li Я
нон „С
он он
вать жизнедеятельность имоппо с этой организацией. Отсюда иногда делали вывод, что безнадежно даже и пытаться понять все химические взаимодействия, протекающие в клетке. Чаще, однако, приходили к другому заключению: утверждали, что сущность жизни мы сможем понять лишь после того, как будут открыты какие-то повью законы природы, не мемее важные, чем, например, закон о клеточном строении организмов или об эволюции всего живого. Однако все эти полумистические рассуждения
33
никогда не вели к серьезным экспериментам, да и вообще не поддавались проверке просто в силу крайней своей неопределенности. Лишь биохимики и физики сумели добиться определенных успехов, так как они упорно п терпеливо искали новые подходы для изучения все более и более сложных биологических структур. Но и тут до триумфа было еще очень далеко. Химики и биологи часто вели свои поиски в совершеппо разных направлениях и нередко оказывались даже во враждебных лагерях Некоторые биологи утверждали, что химия вообще по самой своей природе не в состоянии дать настоящий ответ на главные вопросы биологии. Где-ю в подсознании биолога всегда гнездилась мысль, а может быть, правильнее сказать, надежда, что мир живых существ отделен от унылого и бездушного мира химических лабораторий чем-то большим, нежели простое различие в размерах или в степени сложности.
КОНЦЕПЦИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
Как только химики-оргапики научились идентифицировать некоторые соединения, из которых построена клетка, стало ясно, что молекулы питательных веществ, попав в организм, подвергаются в пем весьма радикальным превращениям. Ни один вид пищи не содержит всех тех различных молекул, которые присутствуют в клетке. Более того, в некоторых случаях практически все органические молекулы, присутствующие в организме, синтезируются в нем самом. Чтобы убедиться в этом, достаточно проследить за клетками, растущими на питательной среде определенного состава, например за дрожжевыми клетками, длн которых единственным источником углерода служит глюкоза. Попав в клетку, глюкоза претерпевает ряд химических превращений, в результате которых образуются различные вещества, необходимые для построения новых структурных компонентов клетки. Обычно такие превращения включают не один, а несколько этапов, и на каждом .этапе возникает свой особый промежуточный продукт. Эти промежуточные продукты часто не несут в клетке никаких специальных функций; опи не более как звенья в цени синтеза какого-нибудь необходимого структурного компонента, например аминокислоты.
Всю совокупность различных химических реакций, протекающих в клетке, называют клеточным обменом или клеточным метаболизмом. Разные типы молекул, участвующие в этих реакциях, объединяют общим термином метаболиты. Под промежуточным обменом понимают те химические реакции, в результате которых молекулы различных питательных веществ превращаются в «строительные блоки» клетки.
ВЫСВОБОЖДЕНИЕ ЭНЕРГИИ В РЕАКЦИЯХ ОКИСЛЕНИЯ — ВОССТАНОВЛЕНИЯ
В середине XIX в. было выяснено, что только часть пищи, поглощаемой животными или бактериями, превращается в новые строительные блоки клетки; все остальное сжигается, т. е. окисляется кислородом до С02 и воды с выделением энергии. Приблизительно в то же время стало ясно, что в зеленых растениях происходят обратные процессы. В общем виде это можно изобразить так:
Дыхание (у растений и животных)'
C6HJ206 (глюкоза) + 602—>-6С02 + 6П20 + Энергия (в форме тепла). (2-1)
Фотосинтез (только у растений):
6С03 + 6Н20 + Энергия (солнечная радиация)-> СеН^Оц (глюкоза)+ 00,.
К летка подчиняется законам химии Таблица 2 2 Важные функциональные группы биологических молекул
Группа
Пример с седин* ния
Биологическое значение
II
I
-С — II Метил
I
II
Метилъная группа аланина
Нерастворима в воде; не образует водородных связей
— ОТТ Гидроксил
н н
Н—С—С—(-ОН | Этанол
н н
Растворима в воде; образует водородные связи
О
/
-С Карбоксил \ о-
Уксусная кислота
Обычно заряжена
О О
— С
—с
ч \ он о-
+П+
Xt ¦ f;о 111111 акцептор водородных «.вязен
Н
/
-N Аминогруппа
\
Н
ч т
с—с-I
° и
Часто заряжена
—nh?+h*t^ кп-у
Образует водородные синаи
О
II
Р —0“ Фосфатная 0~
С=0 Карбоннл
/
Н
I
N — Н Аыпдная
/
-С
ПируЕат
Н СН2 о
11—N1 I -с
н н Чо
Аспарагин
Всегда заряжена отрицательно, образует водородные связи с водой, поэтому хорошо растворима
