Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
лежат одни и те же молекулярные механизмы, и этот факт свидетельствует о том, что не сохранилось никаких ископаемых молекул, которые моиш бы дать ключ к разгадке природы первых живых организмов.
Что касается исходного пробиотического бульона, то мы предполагаем, что он был чрезвычайно богатым, так как многие ключевые химические превращения, от которых зависела первобытная жизнь, должны были протекать в отсутствие каких бы то пи было белковых катализаторов. Но благодаря присутствию в бульоне мелких молекул с каталитическими свойствами даже в таких условиях большинство исходных биологических реакций могло идти со скоростями, совместимыми с состоянием живого. Такой нефермептативный катализ был бы, однако, в лучшем случае на 2—3 порядка мепее эффективным, чем катализ, осуществляемый в настоящее время достигшими высокой степени сложности белками-фермеитами. Поэтому надо думать, что первая живая форма, по всей видимости, росла гораздо медленнее, чем современная клетка.
Но когда ДНК приняла па себя обязанности кодирования специфических последовательностей аминокислот в ферментах, клетки получили возможность расти существенно быстрее, и тогда достаточно большая часть содержимого исходного органического бульона превратилась в клеточный материал Вероятно, вскоре после возникновения столь продуктивных живых форм уровень содержания в бульоне пробиотических пищевых молекул снизился до тех низких концентраций, которые и сегодня наблюдаются в океанической среде. Таким образом были созданы условия, способствовавшие не только развитию фотосинтетических систем, но также и эволюционным процессам, приводящим к появлению организмов, которые могли бы активно находить пищу, перейдя к гетеротрофному способу питания. Чтобы -это могло случиться, вначале должен был возникнуть организм такого размера, который позволил бы ему поглощать более мелкие организмы путем фагоцитоза — способом, похожим на питание существующих и в настоящее время амебоидных организмов.
КРУПНЫЕ КЛЫКИ ДОЛЖНЫ ОБЛАДАТЬ ОБШИРНЫМИ ВНУТРЕННИМИ МЕМБРАНАМИ
Наиболее яркой особенностью строения, отличающей эукариотов от прокариотов, помимо наличия ядра, является сильное развитие внутри клеток липидсодержащих мембран, вакуолей и других органелл. Если почти во всех прокариотах и встречается накое-то подобие виутренпих мембран (папример, мезосомы), то только в крупных, высокоспециализированных фотосинтезирующих бактериях и сипе-зелсных водорослях эти структуры становятся основной особеппостыо строения клетки. У эукариотов для формирования внутренних мембран используется гораздо больше липидов, чем для построения наружной поверхностной мембраны (плазматической мембраны). Такое необычайно выраженпое развитие внутренних мембран вовсе не является делом случая, а скорее представляет собой следствие относительного увеличения размера эукариотической клетки. Даже самая мелкая из всех эукариотических клеток в 5—10 раз крупнее мелкой неспециализированной бактерии типа Е. coli. Это означает, что эукариотичоскне клетки характеризуются существенно меньшими величинами отношения массы к площади наружной поверхности, чем клетки прокариотов. Поэтому если считать, что жизненно важные процессы должны протекать па мембранах, то возникновение клеток все большего размера должпо было зависеть от их способности ко все более интенсивному формированию внутренних мембранных пузырьков.
Например, и фотосинтез, и окислительное фосфорилирование требуют пространственного разделения многих ключевых промежуточных
соединений, что осуществляется при помощи полупроницаемых мембран. Это приводит не только к окружению хлоропластов и митохондрий мембранами» но и к появлению на поверхности органолл обоих типов обширных впячивании, существенно увеличивающих площадь мембранной поверхности. Точно так же развитие ядерной мембраны может иметь отношение к еще ие до конца понятной связи между молекулами ДНК и клеточными мембранами По мере увеличения объема клетки прикрепление ДНК к клеточным мембранам могло быть заменено связыванием ДНК с бочее близко расположенными ядерпыми мембранами.
УКЛАДКА ЛИПИДОВ В ДВОЙНЫЕ СЛОИ
Большинство молекул липидов, обнаруживаемых в составе биологических мембран, содержат «голову» в виде фосфатных групп, соединенную с длинным углеводородным «хвостом» (фосфолипиды). Известно четыре основных вида фосфолипидов, участвующих в построении мембран у эукариотов: фосфатидилсерин, фосфатидилэтаиоламин, фосфатидилхолин и сфинго-миелин (рис. 16-1). Они всегда упакованы в двойной слой толщинои 70 А, причем заряженные фосфатные группы голов располагаются снаружи. Вследствие такой упорядоченной укладки все гидрофобпые углеводород-
H-N-H©
н-с-н
н-с-н
о=р-о Qj
С-О V*
СНа СН2
СН0 CHj
СИ* fH,
сн,
С*©
CHj-N-CMa
Н-6-Н
