Наука и техника Наука и техника - Биологическая информация
  23.10.2018 г.  
Главная arrow Живое arrow Белковые структуры arrow Биологическая информация
Главное меню
Главная
Новости
Блог
Ссылки
Контакты
Поиск
Карта сайта
Философия
Сознание
Материализм
Лингво
Эволюция
Кибернетика
Био
Эмоции
Живое
Психика
Биологическая информация
Рейтинг: / 1
ХудшаяЛучшая 
29.07.2010 г.
Биологическая информация как свойство макромолекул нуклеиновых кислот
Различная последовательность нуклеотидных остатков в макромолекуле нуклеиновой кислоты определяет ее уникальную первичную структуру. Благодаря полимерному строению и высокому молекулярному весу этих соединений число индивидуальных, специфических и своеобразных молекул нуклеиновых кислот может быть практически бесконечным.
Если запись биологической информации в белках - полимерах, построенных из остатков 20 аминокислот, можно образно сравнить с языком, в основе которого имеется азбука из 20 букв, то строение нуклеиновых кислот написано четырехбуквенным алфавитом. Однако этих 4 букв при многократном повторении их достаточно, чтобы выразить самое сложное понятие, передать и сохранить самую сложную информацию.
Малейшие химические изменения в молекуле нуклеиновой кислоты нарушают этот уникальный порядок и могут исказить смысл записанной информации. Однако в некоторых случаях даже довольно значительные изменения в молекуле нуклеиновой кислоты, подобно тому как и в строении белков, мало отражаются на биологической функции. Можно представить себе, что если написана длинная телеграмма, то выпадение даже нескольких слов или искажение их иногда может не нарушить основного смысла, который был вложен в это послание. Но бывает и так, что замена одной буквы или даже запятой коренным образом изменяет смысл информации, она становится полностью искаженной. Подобно этому те или иные химические изменения или повреждения молекулярной структуры биологического полимера могут в большей или меньшей мере отразиться на его биологической функции.
Биологическая информация, содержащаяся в нуклеиновых кислотах, может передаваться от одних молекул нуклеиновых кислот к другим при помощи своеобразного способа, как бы переписывания («транскрипции») этой информации. В этом случае местам тех или иных нуклеотидов соответствуют комплементарные им нуклеотиды, переписывающие четырехбуквенным алфавитом смысл, записанный на данной макромолекуле нуклеиновой кислоты, на другую, вновь строящуюся молекулу нуклеинового полимера.
При передаче этой информации на белок в процессе формирования из аминокислот полипептидной цепочки происходит уже более сложный процесс перевода с четырехбуквенного алфавита на 20-буквенный алфавит («трансляция»), благодаря которому белки получают определенную структуру с уникальной последовательностью аминокислот, соответствующей информации, записанной на молекуле нуклеиновой кислоты, служившей как бы матрицей для образования данной белковой структуры.
Молекулы нуклеиновых кислот, переходя к потомству, сохраняют наследственную информацию, воплощаемую далее в новых организмах. Внутри данного организма они управляют процессом обмена веществ, передавая эту информацию при помощи транскрипции и трансляции, осуществляющейся в сложном механизме биосинтеза белков. Уникальные белковые молекулы, синтезирующиеся в определенной последовательности, проявляя свою функцию, и выражают тот шифр, который записан на макромолекулах нуклеиновых, кислот.
Открытие информационных макромолекул и прежде неизвестного способа передачи наследственной информации, регуляции обмена и т. п. явилось важнейшим достижением современной биологической науки. Как во всяком новом достижении, в нем много неясного и таинственного, что послужило поводом для ряда идеалистических построений. Однако информация, записанная и передаваемая материальными молекулами биологических полимеров, лежащих в основе жизни, является столь же важным основным свойством живого, как и обмен веществ. Это свойство выработалось и усовершенствовалось в процессе эволюции и принадлежит особо организованной биологической материи.
Эти новые открытия в биологии выросли теперь в новую, особенно быстро развивающуюся область науки, получившую название молекулярной биологии. Предметом молекулярной биологии являются внутренние механизмы биологических щроцессов, связанные с реакциями и свойствами биологически важных высокомолекулярных соединений, прежде всего белков и нуклеиновых кислот и их комплексов, образующих ультраструктуры клеток. Поэтому, решая биологические проблемы, молекулярная биология широко применяет экспериментальные методы и теоретические выкладки молекулярной физики, а также физической и органической химии.
В вопросах изучения структуры и функций белков, нуклеиновых кислот и других биополимеров, механизмов регуляции обмена веществ, механизмов ферментативного катализа и т. п. молекулярная биология развивает соответствующие разделы биологической химии и биофизики. В исследовании тонких механизмов наследственности и развития, организации и взаимодействия клеточных структур, жизнедеятельности микроорганизмов и вирусов область молекулярной биологии охватывает многие направления таких биологических наук, как генетика, микробиология, вирусология, цитология и эмбриология.
Молекулярная биология изучает биологические процессы, протекающие на уровне молекул, и свойства живых структур, начиная от структур молекулярных до структур организмов, и сопоставляет их с тонким строением, химическими или физико-химическими свойствами специфических молекул, лежащих в основе живого. Молекулярная биология, таким образом, устанавливает связь между сложной структурой биополимеров и их функцией, соединяя в одно целое физическую, химическую и биологическую формы движения этой особо организованной живой материи.
Свойства макромолекул биополимеров, а именно их чрезвычайная чувствительность к составу окружающей среды и способность реагировать на малейшие ее изменения, хранение и передача сложнейшей биологической информации обусловливают жизненные функции биологических структур и поэтому не могут быть поняты в отрыве от них. Эти свойства совершенно уникальны и в своих главных чертах не находят аналогии среди веществ, представляющих предмет классической органической или физической химии. Функции этих биополимеров, таким образом, перерастают пределы химии и физики и могут изучаться только в комплексе с биологией. Вместе с тем именно благодаря широкому применению физических и химических методов молекулярная биология проникла в глубокую сущность и скрытые механизмы биологических процессов, позволила подойти к самым основам того, что определяет биологическую форму движения материи. Именно благодаря развитию этой области мы можем теперь на точных научных основах говорить о молекулярно-биологических структурах, их функциях, способах передачи информации, основах регуляции обмена веществ. Область эта стремительно развивается, и самые существенные открытия еще впереди. Однако огромный прогресс, достигнутый за последние годы, уже дает возможность, пользуясь точными данными, рассматривать строение, функции и превращение биологических макромолекул, образующих живую материю. Этот новый материал служит также прочной основой для философско-теоретических обобщений.
 

Добавить комментарий

« Пред.   След. »
Техника
Техтворчество
Машины
Курьезы
История техники
Непознанное
НЛО
   
designed by sportmam