Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
сделать стартовой добавить в избранное
Кефирный гриб на сайте www.za4et.net.ru

Промышленность и Производство Промышленность и Производство     Техника Техника

Ферменты и белки живой клетки – это молекулярные биологические автоматы с программным управлением

Брелок LED "Лампочка" классическая.
Брелок работает в двух автоматических режимах и горит в разных цветовых гаммах. Материал: металл, акрил. Для работы нужны 3 батарейки
131 руб
Раздел: Металлические брелоки
Горшок торфяной для цветов.
Рекомендуются для выращивания крупной рассады различных овощных и цветочных, а также для укоренения саженцев декоративных, плодовых и
7 руб
Раздел: Горшки, ящики для рассады
Ночник-проектор "Звездное небо и планеты", фиолетовый.
Оригинальный светильник - ночник - проектор. Корпус поворачивается от руки. Источник света: 1) Лампочка (от карманных фонариков) 2) Три
330 руб
Раздел: Ночники

Ферменты и белки живой клетки – это молекулярные биологические автоматы с программным управлением Калашников Юрий Яковлевич Аннотация Гены не могут напрямую контролировать и взаимосвязывать сложные биохимические процессы живой клетки. Поэтому они вынуждены кодировать и программировать структурное построение и функциональное поведение молекулярных управляющих средств, к которым, в первую очередь, относятся ферменты и другие клеточные белки. Каким же образом биологические функции могут быть запрограммированы в структурной организации белковых макромолекул? Этот вопрос, видимо, наиболее актуален в современной молекулярной биологии. Предлагая идеи “молекулярной биохимической логики и информатики”, автор в своей статье приводит и конкретные обоснования информационной концепции действия белков и ферментов, которые, как он утверждает, являются молекулярными биологическими автоматами или манипуляторами с программной биохимической логикой управления. Непревзойденная избирательность действия ферментов и других белков клетки является одной из самых жгучих и волнующих загадок современной биохимии и молекулярной биологии. С ней связаны поиск и нахождение новых подходов и путей к секретам управления обменом веществ и поведения биологических молекул в живых системах. Живая форма материи до сих пор остается одной из самых таинственных мировых проблем. Даже сегодня кажется невероятным, что в ничтожном пространстве одной клетки скрыты все основные характеристики живого, – стремление к четкой структурной и функциональной организации, неуемная жажда активности, размножения и распространения. Однако, несмотря на величайшее разнообразие и необычайную сложность живых форм, – все они имеют единую материальную элементную базу и дискретную молекулярную и клеточную организацию. Все живые клетки в своей основе имеют типовую молекулярно-биологическую систему управления и обладают генетической памятью с феноменальными информационными возможностями. А закономерности молекулярной биохимической логики и информатики, какими пользуются живые системы, по всей вероятности, и являются теми инструментами и механизмами, при помощи которых осуществляется не только структурная организация, но и управление биологической формой материи. Данная статья является продолжением весьма дискуссионной в биологии темы – “молекулярной информатики”, и посвящена информационным аспектам построения и функционального поведения белковых молекул, где попутно изложена и новая альтернативная концепция фермент-субстратных информационных взаимодействий. 1. Принципы и механизмы структурной организации белковых молекул. Программирование построения белковых молекул живой клетки, как известно, осуществляется универсальными клеточными аппаратными средствами транскрипции и трансляции, под руководством генетической информации. Логика структурного построения и функционального поведения белковых молекул определяется генами и природными свойствами стандартных био-логических элементов (аминокислот), которые входят в состав полипептидных цепей. А если учесть типовую дискретную организацию различных биологических молекул и структур, то в обобщенном виде можно сказать, – базовой основой организации биологической формы материи является генетическая информация и общий биохимический алфавит живой материи, который состоит более чем из 30 био-логических элементов (химических букв или символов) – нуклеотидов, аминокислот, простых сахаров, жирных кислот и других мономеров.

По меньшей мере, существует два информационных уровня организации белковых (и других) макромолекул. На первом уровне построения – осуществляется последовательное ковалентное соединение соответствующих аминокислот в длинные полипептидные цепи. Так производится позиционное размещение аминокислот в “линейных” цепях, а, следовательно, и декодирование различного рода сигналов, информационных сообщений, инструкций и команд управления, передаваемых генами. Так осуществляется и запись нужного алгоритма структурного преобразования цепи, то есть – программирование трёхмерной организации белковой макромолекулы. При этом, загруженные в “линейную” цепь алгоритмы, – это воплощенные в последовательности аминокислот правила молекулярной биохимической логики, по которым, занесенные в цепь данные воспринимаются как элементарные сигналы, подлежащие исполнению. Здесь под алгоритмом следует понимать последовательность операций, которые выполняются аминокислотами в составе полипептидной цепи, сначала во время конформационного преобразования, а затем, и во время функционального поведения белковой молекулы. Таким образом, программирование структур и функций белковых молекул в клеточной среде осуществляется с помощью унифицированной системы био-логических элементов – аминокислот, которые являются химическими буквами белкового алфавита. А прохождение этих процессов осуществляется соответствующими аппаратными средствами транскрипции и трансляции под руководством генетической информации. Это стало возможным, благодаря тому, что все типовые аминокислоты обладают удивительными природными характеристиками. Все двадцать стандартных аминокислот оказались наделёнными такими химическими и физическими качествами и свойствами, сочетание которых позволяет им, в составе белковых молекул, одновременно выполнять буквально различные био-логические функции и операции. А именно: 1) служить в качестве строительных блоков, с помощью которых осуществляется физическое построение белковых молекул; 2) выполнять роль натуральных информационных единиц – химических букв, с помощью которых записывается молекулярная информация; 3) служить в качестве элементарных единиц аминокислотного кода, с помощью которого сначала идёт преобразование, а впоследствии, – воплощение и реализация генетической информации; 4) быть программными элементам, с помощью которых строятся алгоритмы структурного преобразования, а затем и программа функционального поведения ферментов и других белковых молекул; 5) обуславливать потенциальную и свободную химическую энергию белков и т. д. Здесь мы отметили лишь некоторые из основных направлений применения белкового алфавита. Однако, и из этих примеров ясно, что аминокислотная система действительно обладает уникальными многофункциональными природными качествами и свойствами, которые имеют фундаментальное значение в организации белковых молекул и их функций в любых живых клетках. Важно отметить, что указанные качества и свойства аминокислот существуют всегда и одновременно, и поэтому они, по своей сути, являются разными характеристиками одной и той же элементной базы.

Только такое сочетание характеристик, позволяет аминокислотам обеспечивать в живой клетке и информационное построение белковых молекул, и программное управление их биологическими функциями. И всё это может осуществляться только на основе и за счет загруженной (аминокислотным кодом) в белковые макромолекулы структурной, программной и функциональной информации. Причем, каждая типовая аминокислота характеризуется наличием функциональных атомных групп (аминогруппы и карбоксильной группы), которые определяют её химические свойства и служат входными и выходными цепями, с помощью которых элементы могут ковалентно соединяться друг с другом в длинные полипептидные цепи. Кроме того, важно отметить, что каждая аминокислота имеет еще и свою, индивидуальную боковую атомную R-группу, которая в живой системе, как правило, используется в качестве – элементарного информационного химического сигнала! Поэтому, если в информационных технических системах наиболее широкое применение находят электрические сигналы, с переносчиком информации в виде импульсного тока или напряжения, то в молекулярно-биологических системах, в качестве элементарных сигналов, используются химические сигналы различных био-логических элементов общего алфавита – нуклеотидов, аминокислот, простых сахаров, жирных кислот и др., с переносчиком в виде их боковых атомных групп . Наглядный пример: сообщение в цепи ДНК или РНК кодируется в виде последовательности нуклеотидов, а носителями генетической информации являются азотистые основания – “боковые” атомные группы нуклеотидов. Соответственно, и в полипептидной цепи белка это сообщение записывается в виде последовательности аминокислот, где носителями информации являются их боковые R-группы. “Линейную” “структурную основу любого пептида составляет зигзагообразный остов, образованный атомами углерода и азота. Направленные вовне по отношению к остову боковые R-группы любых соседних аминокислотных остатков ориентированы в противоположные стороны. На одном конце в молекуле пептида находится свободная аминогруппа, а на другом конце – свободная карбоксильная группа” . Таким образом, ориентация соседних боковых атомных группировок в противоположные стороны позволяет полипептидной цепи в составе белка осуществлять сначала внутримолекулярные, а затем, и межмолекулярные информационные взаимодействия. Причем, если генетический код служит для переноса генетической программной информации на “линейную” структуру белка, то аминокислотный код является тем молекулярным кодом, с помощью которого осуществляется сначала преобразование, а затем, и, через деятельность белков, – воплощение и реализация генетической информации. Подробное изучение глобулярных и фибриллярных белков показало, что для каждого индивидуального белка характерна своя пространственная трёхмерная организация, которая зависит от его первичной структуры – то есть от информации, записанной линейным аминокислотным кодом. Заметим, что генетическим кодом кодируется только первичная – “линейная” структура полипептидной цепи. Однако “конкретная конфигурация (вторичная, третичная и четвертичная структуры) любого белка полностью определяется первичной структурой входящих в его состав полипептидных цепей и зависит от химических свойств боковых групп аминокислотных остатков” .

К ним в первую очередь относятся квазиразумные бактерии, назначение которых обеспечивать круговорот веществ в природе, участвуя в разложении погибших организмов. Долгое время, вплоть до начала ХХ века, большинство ученых считало, что устройство клетки предельно простое. Примером служила обыкновенная амеба. Однако, когда в глубины клетки устремил внимательный взгляд электронный микроскоп, когда в цитологию пришли новейшие методы анализа, стало ясно: устройство простейшей клетки так же сложно и непонятно, как и сама Вселенная. Ученые установили, что «одна единственная клетка содержит сведения, которые можно уложить лишь в несколько десятков тысяч томов Большой советской энциклопедии. То есть клетка, кроме всего прочего, и огромный биорезервуар информации» (23). По выражению немецкого ученого Роланда Глазера, конструкция биологических клеток «очень хорошо продумана». Кем? Ответ прост: белки, нуклеиновые кислоты, живые клетки и все биологические системы являются продуктом творческой деятельности интеллектуального Творца

1. Строение и состав живой клетки

2. Функции белков в организмах живых существ

3. Белки-ферменты

4. Молекулярные механизмы секреции инсулина и его действия на клетки

5. Биологические ритмы как способ существования живой материи

6. Молекулярно-генетический уровень живых структур
7. Роль живых организмов в биологическом круговороте
8. Автотрофные и гетеротрофные клетки. Фотосинтез, хемосинтез, биосинтез белков

9. Биологический эффект действия звука и вибрации на клетки и ткани организма

10. Клетка: структура, рост. Ферменты

11. Поиск и исследование внеземных форм жизни. Планетарный карантин, необходимый при этом

12. "Клетка"

13. Деление клетки. Митоз

14. Интерстициальные клетки Кэйждела

15. Определение активности ферментов

16. Различия между растительной и животной клеткой (11 класс) (Шпаргалка)

Медицинская карта истории развития ребенка, синяя, А5, по форме 112/У.
История развития ребенка — основной медицинский документ, который ведется на каждого ребенка от рождения и до 14 лет включительно. В этот
498 руб
Раздел: Бланки, книги учета
Фляга "S.Quire", 0,27 л, сталь, натуральная кожа, вставка черная.
Очень строгий, классический, элегантный подарок для мужчины. Металлическая фляга "S.Quire", выполнена из нержавеющей стали,
1013 руб
Раздел: Фляжки сувенирные
Спиннер "Артефакт", перламутровый.
Компактная стильная игрушка для взрослых и детей, предназначенная для вращения на пальцах. Состоит из подшипников, благодаря которым
465 руб
Раздел: Спиннеры

17. Синтез белка

18. Эволюция биологических механизмов запасания энергии

19. Все о клетке

20. Биологические особенности акул

21. Эукариотическая клетка

22. Ответы к государственным экзаменам для эколого-биологического факультета ПетрГУ
23. Функции белков в организме
24. Бактериальная система секреции белков первого типа

25. Белки

26. Биологическая роль гидролиза в процессах жизнедеятельности организма

27. Метамерия или сегментация в живой природе

28. Интересные сведения о белках

29. Этих дней не смолкнет слава!

30. Отречение Николая II. Как это было?

31. Бионика - наука изучающая строение живых существ для целей техники

32. Киберпанк жив или "исчезновение реальности"

Набор детской посуды "Собачка", 3 предмета.
Набор посуды детский "Собачка". В комплекте 3 предмета: - тарелка суповая диаметром 15 см, - тарелка обеденная диаметром 19
318 руб
Раздел: Наборы для кормления
Защитный детский бальзам от ветра и холода "Weleda" с календулой, 30 мл.
Защитный бальзам от ветра и холода с календулой Weleda разработан, чтобы уберечь нежную кожу ребенка от погодных воздействий. Он может
520 руб
Раздел: Крем детский
Универсальная вкладка для дорожных горшков (фиолетовый).
Вкладка для дорожных горшков подойдет для любого дорожного горшка, она хорошо ложится на сиденье, обеспечивая комфорт и удобство в
649 руб
Раздел: Прочие

33. В.Г. Распутин "Живи и помни"

34. Разработка вычислительного устройства, состоящего из двух взаимозаменяемых частей: операционного автомата и управляющего автомата

35. Калькулятор на VB - это легко!

36. Разработка управляющей части автомата для сложения двух чисел с плавающей запятой в дополнительном коде с помощью модели Мура

37. ПТЦА - Прикладная теория цифровых автоматов

38. Математическое моделирование биологических форм
39. Субинволюция матки (Эта патология является наиболее распространенной из всех послеродовых заболеваний у коров)
40. Лазер и его действие на живые ткани

41. Факторы неспецефической защиты - первая лекция: Перикиси, свободные радикалы. ПОЛ, ФНО, БОФ (белки острой фазы), нуклеазы, фибронектины, интерферон, лизоцим, катионные белки, NO, лектины

42. Влияние электромагнитных полей (ЭМП) на живые организмы

43. Дактилоскопирование живых лиц и трупов

44. Транспорт веществ через биологические мембраны

45. Ферменты

46. Белки, жиры и углеводы как источник энергии

47. Учение Вернадского о биосфере. Роль живого в биосфере

48. Alaska’s Wildlife: on the Verge of Extinction (Живая природа Штата Аляска на грани исчезновения)

Настольно-печатная игра "Пир горой!".
Мыши так разыгрались около холодильника, что тот упал и открылся. Значит, будет пир! Даже самые маленькие игроки легко справятся с простой
348 руб
Раздел: Классические игры
Увлекательная настольная игра "Турбосчет Форсаж".
Продолжение самой "хитовой" игры "Турбосчет", еще больше карт с условиями, еще больше "прокачиваем" устный
392 руб
Раздел: Математика, цифры, счет
Настольная игра "Имаджинариум".
Каждый игрок выбирает себе слона и набор карточек для голосования того же цвета, что и слон. Карточек для голосования семь. Вам пригодится
1750 руб
Раздел: Карточные игры

49. Человек как творческий экологический фактор. Основные направления и результаты антропогенных изменений в окружающей среде. Компенсационные механизмы и возможности среды в этих условиях

50. Учение В.И.Вернадского и других ученых о ноосфере и ее роли в развитии земной цивилизации; исторические истоки этого учения

51. Союз России и Белоруссии – это хорошо или плохо?

52. Биологические факторы формирования личности

53. Методичка для курсового проектирования по ПТЦА (прикладная теория цифровых автоматов)

54. Синтез управляющего автомата операции умножения младшими разрядами вперед со сдвигом множимого над числами в форме с фиксированной точкой в формате {1,8} для автомата Мура
55. Методы молекулярной спектрометрии в анализе объектов окружающей среды
56. Казахская полутонкорунная порода овец с кроссбредной шерстью (биологические особенности, продуктивность и селекция)

57. Термоядерный синтез для производства электроэнергии в России и проблемы этого проекта для общества

58. Движение - это жизнь и здоровье

59. Гипотеза как форма развития биологического знания

60. Биологическое и социальное в человеке

61. Соотношение социального и биологического в человеке

62. Химия. Белки

63. Высоко-молекулярные соединения

64. Характеристика белков

Мешок для обуви "Синий", 33х40 см.
Мешок для обуви. Размер: 33х40 см.
315 руб
Раздел: Сумки для обуви
Кондиционер для белья Cj Lion "Porinse Aroma Capsule", с ароматом розы, 2,1 л.
Кондиционер для белья Cj Lion "Porinse Aroma Capsule" наполнит ваши вещи нежным цветочным ароматом и надолго сохранит его на
346 руб
Раздел: Ополаскиватели, кондиционеры
Мозаика с прозрачным полем, 40 мм, 100 деталей.
Прозрачное поле + 5 картинок-шаблонов.
490 руб
Раздел: Пластмассовая

65. Белки

66. Биологическая роль гидролиза в процессах жизнедеятельности организма

67. Амилолитические ферменты и их применение в спиртовой промышленности.

68. Выяснение специфических факторов и качеств продуктов питания, влияющих на спрос этих продуктов у населения

69. Бизнес-план. Что это такое?

70. Кем управляются биологические системы
71. Накопители на гибких магнитных дисках: что это такое и способ производства
72. Барселона: живые скульптуры

73. Живое наследие

74. Сердечная недостаточность - это болезнь нашего времени (по произведениям А.Г. Алексина)

75. Кто и что сегодня читает и зачем им это нужно

76. Как вы понимаете выражение "талант человечности"? Какие герои Куприна наделены этим талантом?

77. Стихотворение Б.Л. Пастернака «Про эти стихи»

78. Живая душа в "темном царстве"

79. Деревня и город («живое» и «железное») в поэзии С. Есенина

80. "Эти деревья... укрывали нас от всего остального мира..."

Статуэтка "Маленькая леди", 10 см.
Материал: фарфор. Регулярно удалять пыль или мыть тёплой водой. Товар не подлежит обязательной сертификации.
462 руб
Раздел: Миниатюры
Бумага для принтера "Svetocopy", формат А3, 500 листов.
Офисная бумага для принтера и техники SvetoCopy А3 относится к категории качества C и является самой популярной в офисном классе,
558 руб
Раздел: Формата А3 и больше
Игра настольная развивающая "Лесные животные".
Обучающая игра пазл-липучка состоит из 8 игровых полей, заполняя которые, ребенок изучает названия диких животных, а также их повадки.
592 руб
Раздел: Сортеры, логические игрушки

81. «Век живи — век люби»

82. Боль человеческая (по повести В. Распутина «Живи и помни»)

83. Живые и мертвые души в творчестве Гоголя

84. Души "мертвые и живые" в поэме Н.В. Гоголя

85. Традиции Горького и Достоевского в социально-философской повести В. Распутина "Живи и помни"

86. Повесть Распутина живи и помни
87. Что за прелесть эти сказки
88. Это не фэнтези! (К вопросу о жанре произведений Дж. Р. Р. Толкина)

89. Газовые законы в живой природе и медицине

90. Стволовые клетки: этические проблемы

91. Что такое стволовые клетки

92. Что это такое - хронический тонзиллит

93. Донорские клетки против инсульта

94. Биологические ритмы

95. Темпы старения и биологический возраст

96. Строение оболочки клетки

Горшок дорожный и насадка на унитаз "HandyPotty" (лайм).
Дорожный горшок и насадка на унитаз HandyPotty помогут сделать путешествие еще комфортнее для малыша. Комбинированная модель сочетает в
1128 руб
Раздел: Сиденья
Пенал "Гонка", 19х11 см, 3 отделения.
Пенал предназначен для школьников 7-10 лет. Является важным помощником в учебе, ведь он решает задачу хранения ручек, карандашей и прочих
511 руб
Раздел: Без наполнения
Конструктор электронный "Знаток". 320 схем.
Набор электронных блоков и соединений, позволяющий конструировать электрические цепи без пайки. Описано 320 схем. Даже без помощи
2858 руб
Раздел: Инженерные, научно-технические

97. Биологические ритмы

98. Литература - Патофизиология (Повреждение клетки)

99. Повреждения грудной клетки


Поиск Рефератов на сайте za4eti.ru Вы студент, и у Вас нет времени на выполнение письменных работ (рефератов, курсовых и дипломов)? Мы сможем Вам в этом помочь. Возможно, Вам подойдет что-то из ПЕРЕЧНЯ ПРЕДМЕТОВ И ДИСЦИПЛИН, ПО КОТОРЫМ ВЫПОЛНЯЮТСЯ РЕФЕРАТЫ, КУРСОВЫЕ И ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ. 
Вы можете поискать нужную Вам работу в КОЛЛЕКЦИИ ГОТОВЫХ РЕФЕРАТОВ, КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ, выполненных преподавателями московских ВУЗов за период более чем 10-летней работы. Эти работы Вы можете бесплатно СКАЧАТЬ.