Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Гудвин Б. -> "Временная организация клетки. Динамическая теория внутриклеточных регуляторных процессов" -> 8

Временная организация клетки. Динамическая теория внутриклеточных регуляторных процессов - Гудвин Б.

Гудвин Б. Временная организация клетки. Динамическая теория внутриклеточных регуляторных процессов — Москва, 1966. — 251 c.
Скачать (прямая ссылка): vremennayaorganizaciyakletki1966.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 85 >> Следующая

молекул и макромолекул, участвующие в регуляции, образуют
саморегулирующийся замкнутый причинный контур. Согласно современной
теории, этот замкнутый контур, управляющий генетической деятельностью
клетки, состоит из следующих видов молекул: дезоксирибонуклеиновой
кислоты (ДНК), информационной рибонуклеиновой кислоты (яг-РНК), белка
(обычно фермента) и метаболита. Основными звеньями цепи являются синтез
яг-РНК на информационно гомологичной ДНК, синтез гомологичного белка на
яг-РНК, метаболическое превращение, катализируемое соответствующим белком
(ферментом), и, наконец, репрессия синтеза яг-РНК на соответствующем
локусе ДНК метаболитом, образующимся в результате каталитического
действия фёрмента. Таков скелет теории, которая будет более полно
обсуждаться в гл. 3 и 4. Будут рассмотрены также и другие замкнутые
контуры управления, определяющие актив-
26
ГЛАВА. 1
ность макромолекул на разных уровнях организации клетки.
Открытие этих молекулярных регуляторных механизмов имеет колоссальное
значение для понимания деятельности клетки и должно быть положено в
основу любой теории, описывающей ее организацию. Однако чисто
качественное описание механизмов, которые на наш взгляд составляют основу
регуляторной системы клетки, ничего не дает для понимания динамических
свойств системы, т. е. кинетики синтеза микромолекул. Необходимо, таким
образом, создать соответствующую динамическую теорию на базе общих
принципов биохимической кинетики, а также свойств систем с обратной
связью. Такая теория по необходимости будет весьма приближенной, но как
раз здесь уместно высказать второе соображение, обнадеживающее
исследователя, пытающегося создать хотя бы грубую модель деятельности
клетки.
Возможно, что динамические уравнения, описывающие кинетику биохимических
управляющих систем в клетке, могут быть использованы как основа для
создания статистической механики регуляторных процессов в клетке. В этом
случае макроскопические, или «термодинамические», характеристики, которые
можно получить на основе этой статистической механики, будут описывать
весьма общие свойства поведения клетки. Даже если динамические уравнения
являются только грубой аппроксимацией реальной биохимической динамики
клетки, они могут тем не менее дать важную информацию о
«термодинамических» свойствах этой системы. Последнее вытекает из природы
статистической механики, которая элиминирует большинство микроскопических
деталей, усредняя их, и сохраняет только основные динамические
характеристики. Таким образом, несмотря на неполноту современных знаний о
молекулярной организации клетки, мы можем все же получить некоторое
представление о макроскопических величинах, которые должны быть включены
в общее описание поведения клетки. На этой основе можно предложить
соответствующие экспериментальные процедуры для наблюдения за этими
макроскопическими величинами и управления ими. Однако очевидно, что между
существенными динамическими характеристиками кинетической
ВВЕДЕНИЕ
27
модели и реальной системы должно существовать фундаментальное
качественное подобие. Только в этом случае из статистической механики и
термодинамики могут быть получены осмысленные выводы, полезные для
исследования поведения клетки как целого. Тестом для проверки указанного
фундаментального подобия смогут служить основанные на такой теории
предсказания результатов экспериментов, и анализ расхождений между
предсказанием и наблюдением покажет, является ли построенная модель
совершенно ошибочной или она по существу правильна, но нуждается в
модификации. Обнадеживающее свойство программы, использующей методы
статистической механики, состоит в том, что она дает возможность
использовать общие характеристики кинетической модели вместо
специфических, микроскопических свойств. В гл. 4 мы выведем системы
уравнений, описывающие определенный тип динамической регуляторной
системы, структура которой согласуется с современными данными о регуляции
биохимических процессов, а в гл. 5 построим статистическую механику,
базирующуюся на этих уравнениях. Затем будут выведены некоторые
«термодинамические» характеристики этой системы, и в гл. 8 будут
предложены некоторые эксперименты на реальных клетках, которые можно было
бы использовать для проверки теории.
Здесь мы переходим к третьему аспекту современной ситуации в биологии,
благоприятствующему попытке создания такой теории поведения клетки,
которая бы занимала в биологии положение, подобное положению
термодинамики в физике. Недавно возникла новая область биологических
исследований, в которой возможны точные наблюдения и измерения реакции
целой, живой клетки на различные воздействия. Речь идет об исследовании
биологических часов, или, более общо, об исследовании механизмов отсчета
времени в биологических системах. Как известно, сложные биохимические
процессы, лежащие в основе структуры и функции клетки и организма,
происходят не одновременно и их скорости непостоянны. Все эти процессы
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 85 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed