Проектный Колледж: Биологические науки и история изучения жизни в биологии с 19в до наших дней. Заметки на полях при чтении С.Э.Шноля и др. биофизиков нашего времени. - Проектный Колледж

Перейти к содержимому

-----
Как понимать определение «жизнь есть свойство существования белковых тел»?
В 19 веке жизнь определяли как свойство особого вещества – клеточной протоплазмы. Отсюда развитие методик фракционирования протоплазмы с целью выделения универсального носителя совокупности свойств – «протеина».
Протеин – философское обозначение единицы живого вещества. Белок – химический класс веществ. В результате ложной гомологии между протеином и белком, вопрос о «сущности жизни» стали сводить к изучению свойств белка.
Т.к. химический состав белка оказался тривиален, стали рассматривать жизнь как следствие особого физического состояния (биофизика). Применение законов равновесной ТД к живому показало, что живое имеет особые свойства, т.е. не подчиняется закону возрастания энтропии (хаотичности). Жизнь стали рассматривать как устойчивое неравновесное состояние молекул. Доказательство верности исходного принципа означало бы доказательство следствий (свойств и проявлений жизни).
Прямое отношение к изучению вопроса отличия живого от не живого имеют: ТД необратимых процессов, теория информации, физика и физхимия супрамолекулярных систем, биофизика и биохимия (преобразование энергии в организме - биоэнергетика, биофотоника).
Что является причиной неравновесности не живых систем? Это кинетические барьеры, препятствующие выполнению начал ТД равновесных процессов.
Что является причиной неравновесности живых систем? Постоянное возобновление ТД потенциала и постоянное удаление от состояния равновесия.
Принцип неравновесности Бауэра основан на ТД сопряжённых процессов и механизмах обратных связей в сложных процессах.
Основы биологической ТД заложены в работах Г.Калькара и Ф.Липмана 1939-1941гг. Ключевая роль обратных связей в биохимических и биологических процессах признана в 40-х г.г. 20 века под влиянием исследований Н.Виннера и создания кибернетики.
Что же такое «протеин»? По Бауэру «протеин» должен обладать свойством устойчивого неравновесия. Что на современном уровне знаний в биологических системах соответствует принципу устойчивого равновесия?
Как соотносятся эти системы с Бауэровской идеализацией «протеин»?
Биохимия. Переход свободной энергии катаболизма в энергию фосфатных связей с последующим использованием энергии в анаболизме. Постулируется первичность фосфатных связей в качестве энергетической молекулы. Но АТФ не может быть тем «протеином», о котором говорил Бауэр, т.к. свойства живого не ограничиваются возможностями распада-синтеза фосфатных связей. Более того, остаётся вопрос, как АТФ, обладая энергией связи в 8 ккал/моль, может являться аккумулятором свободной энергии в клетке?
Квантовая биофизика. В метаболизме важнейшие процессы идут через образования ЭВС (электронно-возбуждённых состояний) в результате автоокисления белково-липидных комплексов. Функционирование ЭВС в тканях животных замаскировано отсутствием у ферментов групп излучателей с высоким квантовым выходом и высоким КПД использования энергии ЭВС в метаболических реакциях (однако сверхслабое свечение живых клеток, тканей, органов известно давно). В качестве доказательства - открытие Б.Чансом (1968) ЭВС у всех ферментов дыхательной цепи живых функционирующих митохондрий. Одна молекула АТФ запускает в фосфолипопротеинах СРО с образованием ЭВС с энергией 85 ккал/моль, что соразмерно энергии образования пептидной связи (60-90 ккал/моль).(Журавлёв А.И. «Двухуровневая биоэнергетика животных» лекции по квантовой биофизики М2006 стр.125).
При этом нужно отметить, нативные белки и нуклеиновые кислоты не излучают, т.е. не теряют ЭВС за счёт выделения энергии в виде излучения. «Биополимеры отобраны в процессе эволюции на этапе абиогенного синтеза как системы, активно поглощающие энергию солнечного излучения и переходящие в ЭВС, не теряющие энергию через излучение и с максимальной эффективностью трансформирующие её для движения и биосинтеза» (А.И.Журавлёв, квантовая биофизика стр.82. М2006).
Мне кажется, что фосфолипопротеины ближе к идеализации «протеин» по Бауэру, однако вопрос: на сколько эта система работает iv vitro, как и iv vivo? Т.к. нативные белки не излучают, а после выделения и лиофилизации начинают светить в растворах, значит Бауэровское «…все и только живые…» в данном случае сохраняется.
Мембранология, биофизика мембран. Постоянство состава, гомеостаз клетки, её обособленность от среды. Ионные насосы (калий-натриевый), работают энергозависимо (нужна затравка в виде АТФ с последующим появлением ЭВС белков мембраны). В результате работы ионного насоса возникает электрохимический потенциал. Это свойство проявляется только в живых клетках. Т.е. свойство устойчивого неравновесного распределения концентрации ионов есть свойство живого. Но это не Бауэровский «протеин», если не брать во внимание наличие ЭВС в вистеме ионных каналов.
Биохимический ферментный катализ. При избыточной концентрации субстратов молекулы фермента находятся в устойчивом, постоянно возобновляемом состоянии (ч.сл. принципа устойчивого неравновесия по Бауэру), однако подобное равновесие лишено биологической специфичности.
Осталось немного - подумать, как изложенные факты позволяют подойти к пониманию «что такое жизнь». :)
0
 

0 комментариев к записи

Trackbacks для записи [ Trackback URL ]

Для данной записи нет trackbacks.

Ссылки

Июль 2020

П В С Ч П С В
  1234 5
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  

0 пользователей просматривает

0 Гости
0 пользователей
0 скрытых пользователей

Добавить запись

Чтобы добавить запись в блог, нажмите на ссылку ниже: http://1314.ru/forum...logid=3

Поиск по блогу