Внешняя среда и развивающийся организм - Баранов В.С.
Скачать (прямая ссылка):
3 Bacillus с.егеиз,
4 Asotnhacter vlnelandi,
5 — KRcherichla coli,
6 — Cryptococcua Iauruitii,
7 - Rana tcinpururia
механизма era действия - дело будущего. Примечательно, однако, что переход экспоненциальной кривой в гиперболическую Начинается с нпжнего температурного порога развития гусениц шелкопряда.
Опыты е рибосомами шелкопряда позволяют увидеть в пашей проблеме еще один, несколько неожиданный аспект. Совпадение переломов на кривой электропроводности с верхней и нижней температурными границами нормального развития даже высокоорганизованных животных позволяет определять оптимальную зону их жизни простым измерением сопротивления рибосом. Для проверки этого положепия мы измерили электропроводность рибосом, выделенных из печени лягушки Rana lemporaria (рис. 12, /1). Переломы соответствуют 13п и 28° С. Найти в литературе данные по влиянию температуры на эмбриональное развитие этого вида оказалось неожиданно трудно. Из классической работы Гертвига (Hert wig, 1898) известно, что у травяной лягушки нижи ли граница эмбрионального развития, за которой скачком возрастает процент уродств и эмб-риогепез не идет до конца. — \?>с С. Верхняя граница, при которой все зародыши гибнут, не завершая развития, 28° С (рис. 12, /7). Совпадение представляется достаточно хорошим. Если это правило будет иметь не так много исключений, мы сможем, например, определять температурный оптимум развития зародышей какой-либо рыбы, не имея яиц. Речь идет фактически о создании новой отрасли биогеографии — субмолекулярнои биогео!рафии, объясняющей границы ареалов организмов электрическими свойствами их рибосом. Высокая корреляция между первыми критическими температурами развития и электропроводности рибосом (рис. 13) убеждает нас в необходимости проведения подобных работ.
Против подмеченной нами корреляции мо7Кпо выдвинуть возражение, которое сводится к тому, что кривую электропроводности лучше аппроксимировать параболой, а не ломаной прямой. Поэтому перелом на первой критической температуре устанавливается нами субъективно; на этом основании отрицается сам факт корреляции.
По этому поводу можно сказать следующее: разумеется, параболической кривой (например, интерполяционным полипомом) можпо описать с. любой степенью приближения любую эмпирическую кривую (ирп этом мы возводим ошибки опыта, случайные отклонения до ранга закономерностей) . Но чаще всего применение интерполяционного полинома свидетельствует по только о познании механизма закономерности, но и о нежелании его узнать. В нашем случае несостоятельность подобпого воз-
Рис. 14. Электропроводность рибосом (!) и се первая производная (2)
Л- кишечная палочка; Б — тутовый ше.шоприд. Пунктттрцые лкптги—грешицы зон оптимума раатштпя организмов
ражей ия можно показать несколькими способами, пз которых самый простой — анализ первой производпой lg v :/(1000/7’). На рис. 14, А показаны крива» электропроводности рибосом Е. coli и кривая первой производной о, определенная разностным методом (правая ордината). Случайные отклонения производной выравнепы методом скользящей средней (этот метод попользовался нами при анализе коэффициента термолабильности— Медников, 1968). Как видно из рис. 14, Ау {Ах практически стабильна до и после первой критической температуры, но повышается скачком в ее районе, а это значит, что функцию лучше аппроксимировать ломаной прямой. Совсем нпой вид имеет график первой нроилподной для гиперболического типа развития (рис. 14, Ь). Здесь Ду I Дя в зоне оптимума снижается с повышением температуры до нуля. В данном случае при анализе первой производной наблюдается четкая симбатиооть между тор-молабильностыо и электропроводностью.
Допустим, что по крайней мере основные черты процесса биосинтеза белков па рибосомах определяются электропроводностью последних. Можно выделить следующую рабочую гипотезу: существуют две главные функции рибосомы — обеспечить взаимодействие кодонов мРНК и антикодонов тРПК, а такжо катализировать образование пептидных связей. Вполне логично постулировать сопряженность птах функций. Смещение рибосомы с кодона па кодон возможно только после транслокации пеити-дил-тРНК с амнноацильиого на пептидпльный участок и связано с копформацпонным переходом, о котором можно судить по увеличению водородного обмена и снижению константы седиментации. Энергия для конформацпонпого перехода и смещения, скорее всего, возникает за счет распада макрозргической связи гуанозиптрифосфата и транспортируется без теплового рассеивания по полупроводниковой цени рРНК.
Такое предположение удовлетворительно объясняет активационный характер лимитирующего процесса, связь энергии активации с иуклеотид-пым составом рРНК и симбатность температурвых кривых роста клеток и темпового тока. В настоящее время мы затрудняемся истолковать совокупность полученных закономерностей как-пибудь иначе.
1.12. РИБОСОМА КАК ГЕТЕРОГЕННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Наша гипотеза встречает одпо серьезное затруднение... Согласно раз пинаемым в настоящей статье предположениям, К (температурная характеристика) развития и роста клеток расшифровывается так: это энергия активации КПЗ — рРНК большой субъединицы рибосомы. Ее можно выражать к кал/моль присоединенных к пептидам аминокислот или же в зП на рибосому. Она должна для Е. coli равняться 14,С—14,8 ккал/моль или же 0,G зВ. Измерения проводимости пленки сухих рибосом на постоянном токе дают величину почти вдвое большую 1,02 зВ.
