Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
случае могло бы происходить по достижении некоторого критического
размера, когда клетка уже не в состоянии сохранять интактпость за счет
сил поверхностного натяжения. В результате клетка должна разделиться на
меньшие единицы, каждая из которых имеет необходимые для ее
функционирования компоненты (например, катализаторы и мембраны).
Вероятно, уникальным свойством живых систем служит изменчивость в
совокупности с воспроизведением. Сущность процесса биологической эволюции
состоит в том, что сохраняются те организмы, которые случайно приобрели
черты, повышающие их
РАЗВИТИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ И ДИНАМИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ 265
выживание. Точно так же эволюция протобиологических систем могла зависеть
от случайного приобретения тех или иных полезных признаков, например
подходящих катализаторов. Эти благоприобретенные вещественные
преимущества могли затем передаваться потомству посредством только что
описанных механизмов. На основе данных о важнейшей организующей роли,
которую играют в клетке нуклеиновые кислоты, сфэрмировалось убеждение,
будто ни одна система не может обладать биодинамическими свойствами, если
она не содержит полимеров, управляющих 'ее функциями [41. Однако имеются
многочисленные факты, свидетельствующие о том, что наличие нуклеиновых
кислот вовсе не обязательно. Например, упорядоченные биологически важные
пептиду в гипотетических примитивных условиях первобытной Земли могли
образовываться в отсутствие нуклеиновых кислот [51. Предполагаемые в этом
случае процессы развития напоминают дарвиновскую эволюцию живых
организмов, зависящую от случайных мутаций генотипов; однако между ними
имеется и существенное отличие, которое заключается в том, что первичные
изменения затрагивают физико-химические свойства систем. Изменения на
этой предполагаемой «донуклеиновой» стадии могли происходить путем
случайного возникновения механизмов и реакций, повышающих вероятность
выживания. Таким образом, примитивная эволюция не обязательно должна была
протекать в присутствии нуклеиновых кислот.
В поисках тех главных критериев, на основе которых мы можем считать ту
или иную систему живой, мы обнаруживаем, что при соответствующем подборе
реагентов и катализаторов каждую биологическую функцию можно моделировать
in vitro. Однако в этих условиях реакция часто менее эффективна и
протекает с меньшей скоростью, чем in vivo. Было показано, например, что
скорость клеточного дыхания практически не поддается измерению в системах
in vitro с участием ферментов, находящихся в растворе, в отличие от того,
что имеет место in vivo, когда ферменты находятся в упорядоченном
полутвердом состоянии в митохондриальной мембране [61. Точно так же
известно, что коллоидные свойства живой протоплазмы (их мы подробно
обсудим позже) способствуют усилению каталитической активности благодаря
гетерогенному характеру системы, в которой происходит адсорбция и
ориентация реагирующих молекул [71. Изменения коллоидных свойств клеток
могут непосредственно влиять на ферментативную активность [8, 91. Смеси
клеточных компонентов in vitro всегда лишены многих свойств, ( присущих
интактной клетке.
Нет ничего сверхъестественного в тех способах, какими клетка способна
организовывать изолированные реакции в единое упорядоченное целое. Эга
координация, несомненно, управляется обычными химическими и физическими
законами. Поэтому при
266
ГЛАВА VI
решении вопроса о том, является ли дачная система живой или неживой,
крайне существенным (но не единственным) критерием служит наличие у иее
свойств, допускающих организацию протекающих в ней реакций в единое
динамическое целое. В этом смысле сложная машина, скажем штамповочный
пресс, не может быть названа живой, так как она не использует для своего
существования и сохранения вырабатываемые ею материалы (в разбираемом
случае это будут металлические листы). Не отвечает таким требованиям даже
машина, в которой запрограммировано само восстановление и
самовоспроизведение, поскольку она не в состоянии улучшить свою
конструкцию за счет селективного отбора из внешней среды тех или иных
факторов, повышающих эффективность се работы. Она не способна также к
самосборке из составных частей без управляющего воздействия другой
запрограммированной машины или человека.
Из того, о чем мы уже говорили ранее и о чем еще будет речь впереди,
следует, что развитие первичных биологических свойств есть выражение
присущей самим образующимся соединениям тенденции и в соответствующих
условиях, по-видимому, неизбежно. В таком случае основная проблема
состоит в поисках тех предбиологических механизмов, которые
способствовали объединению дотоле изолированных реакций в
координированную систему — эволюционирующий организм. Истинность
некоторых положений, выдвинутых в связи с этим вопросом, должна быть
проверена экспериментально.
Биологическая активность простых соединений
Прежде всего необходимо исследовать биологическую активность тех
