Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Гусев М.В. -> "Микробиология" -> 89

Микробиология - Гусев М.В.

Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология: Учебник — M.: Изд-во Моск ун-та, 1985. — 376 c.
Скачать (прямая ссылка): mikrobiologiya.pdf
Предыдущая << 1 .. 83 84 85 86 87 88 < 89 > 90 91 92 93 94 95 .. 192 >> Следующая

Интенсивные исследования по изучению коацерватных капель как модели доклеточной организации были проведены А. И. Опариным с сотрудниками. Обычно коацерватные капли получают, сливая растворы противоположно заряженных коллоидов, например желатины и гуммиарабика, гистона и РНК, гистона и желатины и т. д. При смешивании исходно гомогенных растворов каждого компонента образуются сферические частицы. Концентрация полимеров в частице на один-два порядка выше, чем в окружающем растворе. Коацерватные капли отделены от раствора четко выраженной поверхностью, способны избирательно поглощать из среды некоторые вещества, такие, как аминокислоты, сахара, мононуклеотиды, и выделять в среду продукты протекающих в них реакций.
Один из наиболее интересных опытов с коацерватными каплями состоял в том, что в коацерваты, образованные из гистона и гуммиарабика, вводили фермент фосфорилазу, а затем эти капли помещали в раствор глюкозо-1-фосфата. Коацерватные капли поглощали из раствора тлюкозо-1-фосфат, и в них осуществлялось ферментативное превращение глюкозо-1-фосфата в крахмал, за счет скопления которого увеличивались размеры капли. Если в коацерватные капли вводить два фермента (фосфорилазу и ?-амилазу), то в них имеет место последовательное ферментативное превращение глюкозо-1-фосфата в

170

глюкозо-1-фосфат

мальтоза
Рис. 54. Синтез и гидролиз крахмала в коацерватной капле: Ф1 — фосфорилаза; Ф2 — ?-амилаза (по Опарину, 1976)
крахмал и крахмала в мальтозу, которая диффундирует из капли в раствор (рис. 54). Из приведенного примера наглядно видно, что коацерватные капли являются хорошей моделью открытой системы. Они способны поглощать :из окружающей среды вещества и энергию, преобразовывать их в продукты синтеза или распада; продукты синтеза входят в состав капли, обеспечивая ее рост, а продукты распада выделяются в среду. Скорости ферментативных реакций в коацерват-ных каплях существенно выше, чем в гомогенных растворах. Особенно четко различие в скоростях проявляется при сочетании действия двух ферментов. Опыты с коацерватами показали важность надмолекулярной структурной организации в живых системах и, в частности,, ее значение для функционирования клеточных катализаторов.
На модели коацерватных капель была показана связь между уровнем внутренней организации капель и их способностью к росту. Оказалось, что в одинаковых условиях капли, обладающие более совершенной экспериментально созданной внутренней организацией, растут быстрее, чем капли, внутренняя организация которых менее совершенна. Для последних характерны также меньшая стабильность и более быстрый распад. Естественно, что дальнейшая судьба обоих типов коацерватных капель неодинакова. Очевидно преимущество коацерватов, обладающих большей стабильностью в условиях окружающей среды и более длительным временем существования. В этом можно видеть проявление новой закономерности, возникшей на этапе образования и развития пространственно обособленных открытых систем (протоклеток). Этот этап можно рассматривать как переходный от химической эволюции к биологической, и соответственно возникшая закономерность может быть определена как п р е д б и о л о г и-ческий естественный отбор (по А. И. Опарину).
Новые пространственно обособленные системы с определенным уровнем структурной организации приобрели и новые свойства, отсутствующие у образующих их органических соединений. Эти свойства (зачатки метаболизма, способность к самоподдержанию структуры и росту) присущи более высокому уровню организации материи, поэтому их можно рассматривать как зачатки тех свойств, дальнейшее развитие которых в совокупности привело к возникновению живых организмов.
171

Эволюция протоклетки на пути возникновения первичной клетки
Из всей совокупности процессов, приведших к появлению первичной живой клетки, мы остановимся только на двух, с нашей точки зрения основных: возникновении и эволюции каталитической активности и появлении матричного синтеза.
Возникновение и эволюция каталитической активности
Как можно видеть из изложенного выше, уже пространственно обособленные открытые системы обладали примитивным метаболизмом в том смысле, что их структурная организация создавала благоприятные условия для протекания определенной последовательности биохимических реакций. Одни из продуктов этих реакций ассимилировались протоклеткой, другие выделялись в среду. Как следствие этого происходило увеличение объема и массы протоклеток, приводящее к их последующему дроблению («делению») и образованию дочерних протоклеток. Возникшие дочерние протоклелки, вероятно, до известной степени сохраняли специфичность своего взаимодействия с внешней средой, поглощая из нее определенные компоненты и подвергая их превращениям также в определенном направлении. Если в ряду поколений протоклеток сохранялось относительное постоянство их свойств, его можно !рассматривать как формирование способности закреплять («наследовать») определенные признаки. Находясь под постоянным давлением пред биологического естественного отбора, протоклетки эволюционировали в сторону совершенствования своих метаболических способностей, т. е. определенными преимуществами обладали те протоклетки, «метаболический аппарат» которых был более приспособлен к условиям внешней среды, приводил к более активному обмену с ней, а отсюда и к более интенсивному разрастанию популяции определенного типа протоклеток.
Предыдущая << 1 .. 83 84 85 86 87 88 < 89 > 90 91 92 93 94 95 .. 192 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed