И они не разделимы. Спорить об их первенстве
это все равно , что спорить о том, что было первым курица, или яйцо.
Уже в яйцеклетке заложен весь белковый аппарат необходимый для запуска
разделений яйца для создания живого организма. Известно, что некоторые
изменения в биохимии ферментов способны наследоваться. То есть, например,
изменись состав сахара в клетке и это приведет к тому, что у всех последующих
клеток состав сахара будет измененным. Итак, две основные составляющие
предстали перед нами, ДНК и сложный белковый аппарат. Если с ДНК все
ясно - она статична сама по себе, это просто молекула, то с белками
уже сложнее. Отдельный белок тоже можно рассматривать как нечто статичное,
но уже множество белков это сложная машина, включающая множество превращений
и взаимодействий. Рассматривая такие взаимодействия затрагивающие ДНК,
она сразу же теряет свою статичность.
Неделимость всего, что составляет отдельную клетку
Вся эта армия молекул порождает различные другие части этой сложной
машины: углеводы, сахара, РНК и это все неделимое уже составляет живую
клетку.
Протеомика - наука о белках и их взаимодействий.
Наше понимание живого мира идет по этой же схеме от самого глубокого
к самому поверхностному. Вообще это удивительная парадоксальная черта
науки. Сначала изучается то, что запрятано так, что и не достанешь.
А уж потом что вроде бы кажется проще. Видимо, для человека сложным
является не глубина запрятанных загадок, а их многочисленность. Полностью
расшифрованной последовательностью нуклеотидов ДНК какого-нибудь вида
сегодня уже никого не удивишь. Второй этап это многообразие белков,
которые она дает. С этим вроде бы то же не возникает проблем. Великолепная
простота и изящество природы позволила понять, как из ДНК получаются
белки. Следующий этап связать все их многообразие в единую схему. И
здесь природа показала удивительную простоту. Ограниченный набор механизмов
изменений в белках и их взаимодействий может дать понять всю сложность
явлений, в которые они входят. Но пока лишь понять. Должно пройти время,
накопиться материал, прежде чем появиться возможность двигаться дальше.
Элемент-форма-сеть.
Очевидно, что многообразие сложных молекул и их взаимодействий создает
форму, а совокупность их размеров создает размер
и они задаются уже размерами и формой самих молекул. Очевидно так же
что раз в живой клетке все биохимические процессы происходят постоянно,
то форма и размер не могут быть постоянными. Хотя эта
черта может быть характерна и для неживого вещества.
Так как все сложные молекулы в клетке всегда сохраняют связь друг с
другом, следовательно, форма неделима. Связь всех составляющих
осуществляется через белки-посредники. В том числе
и с внешним миром (например, родопсин воспринимающий энергию света),
что чрезвычайно важно для жизни. Таким образом, элементы составляют
сложную сеть.
По каким законам построена эта сеть? По общим для жизни законам. Все
необходимо, для того чтобы выжить, чтобы противостоять
внешним условиям. Какие внешние условия существуют? Окружающие молекулы,
свет, механические воздействия, температура. Окружающие молекулы составляют
самую значимую часть внешних условий. В применении к отдельной клетке
(в одноклеточном организме) можно сказать, что это условие не зависит
от нее, оно есть и все. В глобальном масштабе так говорить нельзя, потому
что организмы изменяют среду, но мы можем этот вариант не рассматривать.
Получается, что именно разнообразие внешних молекул создает отправную
точку или начало сети.
Все в форме имеет обратную связь с внешними условиями
для регуляции процессов. Принцип обратной связи имеет
величайший биологический смысл. Все что включается должно выключаться,
и наоборот.
Все это необходимо не только для того чтобы выжить, но и для того, чтобы
размножиться.
Как же устроена эта сложная сеть? Для начала необходимо учесть структуру
составляющих ее элементов.
В настоящее время это представляется возможным. ДНК состоит из четырех
нуклеотидов, все разнообразие белков укладывается в двадцать аминокислот,
сахара состоят из набора схожих по структуре моносахаридов. Все эти
отдельные составляющие построены из небольшого числа разных атомов и
обладают известными химическими свойствами, и они достаточно константны
для предсказания поведения сложных молекул. Необходимо заметить, что
до сих пор остается невозможным предсказание формы белковой молекулы
исходя из известного аминокислотного состава, хотя определение третичной
структуры белка возможно рентгеноструктурным анализом. Но и предсказанная
третичная структура двух взаимодействующих белков не дает возможность
предсказать их взаимодействия. Все это, однако, не так уж безнадежно.
Химические модификации - вот основа регуляции и основа
обратной связи. Ограниченное количество химических групп присоединенных,
например, к белку меняет его конформацию и свойства. Из всего вышесказанного
вытекает простейшая схема регуляции.
Таких схем с обратной регуляцией можно придумать много, но невозможно выдумать таких в которых все белки выполняли бы одну функцию. Должен быть хотя бы один, который выполняет хотя бы две функции. Такое свойство становиться возможным благодаря удивительному закону доменного строения белков. Различные части белковых молекул выполняют специфические функции. Комбинируя различные модули, как конструктор, природа создала удивительно разнообразные наборы белков. Существование таких модулей упрощает понимание устройства не только самих белков, но и ДНК. Именно разгадка функций различных доменов и их всевозможных комбинаций, составляющих сами белки приведет к пониманию того, что мы привыкли незадумываясь называть формой.
Suvar
05.09.05
|
