Функции молекулярных био-логических элементов - Молекулярная элементная база живой формы материи
Заметим, что все биохимические элементы живых систем являются многофункциональными элементами. Благодаря своим уникальным природным свойствам, они играют фундаментальную роль буквально в различных биологических процессах - структурных, физико-химических, энергетических, функциональных и информационных.
Во-первых, - все био-логические элементы различных систем (нуклеотиды, аминокислоты, простые сахара, жирные кислоты и др.) являются теми универсальными и унифицированными стандартными "строительными блоками", при помощи которых во всех живых клетках осуществляется физическое построение любых других, более крупных биологических молекул и структур (нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, липидов и т. д.). Образовавшиеся при этом большие макромолекулы приобретают достаточную структурную жесткость и получают способность к выполнению определенных биологических функций. Однако это достигается уже за счет других удивительных свойств молекулярных элементов.
Во-вторых, - типовой стандартный набор био-логических элементов представляет собой ничто иное, как тот общий молекулярный алфавит живой формы материи, с помощью которого во время биосинтеза макромолекул ведется непрерывная запись информации в их молекулярные цепи. А отдельные элементы, при этом, играют роль различных химических букв или символов, с помощью которых во время записи идет физико-химическое воплощение молекулярной биологической информации. Поэтому, если их рассматривать с информационной точки зрения, то можно отметить, - все биохимические элементы в живой системе являются информационными био-логическими единицами (элементарными сигналами), реализующими основные функции молекулярной биохимической логики и информатики. Входя в состав биомолекул, они определяют не только их нативную конформацию, но и весь широкий спектр их функциональной и информационной деятельности. При помощи различных биохимических букв и символов строится молекулярная аппаратная система клетки, то есть таким способом в ее структуры и макромолекулы записывается биологическая информация. Ясно, что информационная концепция построения и функционального поведения биомолекул может базироваться только на специфических свойствах и правилах применения таких биохимических единиц.
В-третьих, - хранение, передача, преобразование и реализация генетической информации в клетке осуществляются только на основе и с помощью различных систем (алфавитов) био-логических элементов, представляющих собой общий алфавит живой формы матери. А отдельные буквы и символы каждого алфавита являются теми элементами, при помощи которых осуществляется кодирование и преобразование различных видов и форм молекулярной биологической информации.
Причем, каждая система биохимических элементов характеризуется своим способом кодирования, видом и формой представления информации. Поэтому при решении различных биологических задач живая клетка пользуется различными молекулярными кодами, видами и формами информации. Молекулярным кодированием в живой системе можно назвать процесс представления данных последовательностью химических букв или символов. Информация в клетке передается в форме молекулярного кода, основу которого составляет определенный набор химических букв или символов. При этом, закодированная последовательность букв или символов любого сообщения, как правило, передается не однократно, а с многократным повторением, что ведет к повышению помехоустойчивости информационной системы.
С кодированием связано одно из замечательных свойств живой клетки - возможность хранить, передавать и обрабатывать генетические сообщения. Информация в живой системе может преобразовываться с помощью биологических кодов и алфавитов из одного ее молекулярного вида в другой, из одной ее молекулярной формы (линейной, химической) в другую (пространственную, стереохимическую).
К примеру, информация, представленная генетическим кодом в виде молекул иРНК, транслируется в информацию полипептидных цепей, которая записывается уже другим кодом - аминокислотным и поэтому имеет совершенно другой молекулярный вид. А линейная информация, записанная в форме полипептидных цепей, преобразуется в трехмерную информацию белковых молекул, то есть в совершенно другую молекулярную форму (пространственную, стереохимическую).
В-четвертых, - нуклеотиды, аминокислоты, простые сахара и жирные кислоты, как известно, играют существенную роль также и в энергетическом обмене живой клетки.
В-пятых, - мы еще не отметили, возможно, наиболее важное назначение элементной базы. Все био-логические элементы оказались наделенными такими химическими и физическими качествами и свойствами, сочетание которых позволяет им функционировать не только в качестве строительных блоков или химических букв и символов, но еще и служить теми программными элементами, с помощью которых строятся различные алгоритмы программного поведения биологическх молекул. То есть все элементы в составе биологических молекул могут взаимодействовать друг с другом и с молекулами воды по особым специфическим принципам и правилам, которые вполне можно назвать закономерностями молекулярной биохимической логики. Вследствие этого они "автоматически" становятся теми программными элементами, при помощи которых сначала строится алгоритм конформационного преобразования, а затем и программа функционального поведения отдельной биологической молекулы. Под алгоритмом следует понимать последовательность операций, которые выполняются био-логическими элементами в составе молекулярной цепи, сначала во время конформационного преобразования, а затем и во время функционального поведения биомолекулы. Таким образом, программирование функций биологических молекул и структур в клеточной среде также осуществляется с помощью элементной базы и генетической информации.
Важно отметить, что все указанные качества и свойства био-логических элементов существуют всегда и одновременно и поэтому они, по своей сути, являются разными характеристиками одной и той же элементной базы. Только такое сочетание характеристик позволяет био-логическим элементам обеспечивать в живой клетке и информационное построение различных молекул и структур, и программное управление их биологическими функциями. Причем, естественно, что разные системы (алфавиты) элементов имеют свое специфическое назначение - структурное, информационное, программное и функциональное. К примеру, все био-логические элементы каждой системы применяются в качестве типовых строительных блоков, поэтому каждый из элементов имеет свою специфическую форму, структуру и конфигурацию, предназначенную для построения своего класса биологических молекул. Если же их рассматривать как программные элементы, то одни из них, - нуклеотиды, в основном служат для записи, хранения и передачи программной информации, а другие - аминокислоты, простые сахара и др., благодаря своим уникальным свойствам, служат для реализации программной информации.
В итоге мы приходим к заключению, что любая химическая буква (или символ), входящая в состав биомолекулы, является тождественным эквивалентом такой био-логической единицы, которая выполняет роль и типового структурного строительного блока, и элементарного информационного сигнала, и программного и функционального элемента. Сама же биологическая функция возникает путем активации всей совокупности качеств и свойств био-логических элементов, входящих в состав биологических молекул. Поэтому программная, информационная и функциональная деятельность биологических молекул в клетке осуществляется благодаря применению таких био-логических единиц. Причем, активация биологических молекул возникает только на основе их информационного взаимодействия друг с другом. Однако, эта тема уже для другой статьи.
Важно отметить, что указанные качества и свойства стали неотделимыми спутниками всех типовых био-логических элементов, они являются разными сторонами одной и той же молекулярной базы. А сочетание разных характеристик молекулярных элементов оказалось идеально приспособленным для выполнения различных биологических функций в живых клетках. Вводя понятие био-логических элементов, следует иметь в виду не только закономерную взаимосвязь между различными их свойствами, но и одну из главных сторон элементов - информационный аспект их применения. Он непременно должен учитываться при изучении и исследовании живой материи. Мы отметили лишь основные направления использования различных биохимических элементов. Ясно, что элементная база живых молекулярных систем действительно обладает удивительными многофункциональными природными качествами и свойствами, которые имеют фундаментальное значение в различных биологических, в том числе, и информационных процессах.
Похожие статьи
-
Системы биологических (биохимических) элементов - Молекулярная элементная база живой формы материи
Известно, что построение и функционирование сложных информационных устройств базируется на применении типовых унифицированных узлов и элементов. К...
-
Аннотация - Молекулярная элементная база живой формы материи
Молекулярная элементная база живой формы материи состоит из небольшого числа молекулярных мономеров - нуклеотидов, аминокислот, жирных кислот, простых...
-
Особенности молекулярной информации - Секреты молекулярной информации
Функционирование любых сложно организованных систем, как технических, так и биологических, невозможно без соответствующей информации, процессов ее...
-
Секреты молекулярной информации - Секреты молекулярной информации
Перед живой клеткой не возникает проблемы, как передать информацию и, главное, какие материальные средства использовать при строительстве своих...
-
Характеристики информации - Секреты молекулярной информации
Молекулярная биологическая информация мало чем отличается от других видов кодируемой информации. Ясно, что она выделяется чрезвычайно высокой плотностью...
-
Биохимическое единство живой природы - Целостность организмов
Принцип биохимического единства - одна из немногих догм, признаваемых в нашем веке. Согласно этому принципу, все живые существа, обитающие на Земле, в...
-
Примеры модификационной изменчивости, Мутационная изменчивость - Формы изменчивости живых организмов
У человека:увеличение уровня эритроцитов при подъеме в горы; увеличение пигментации кожи при интенсивном воздействии ультрафиолетовых лучей; развитие...
-
Память человека и аналогия в информатике
К информационному толкованию "жизненной силы" наиболее приблизились виталисты, которых нещадно критиковали те, кто позже объявил генетику и кибернетику...
-
Современное представление о сущности живого - Сущность живого и проблема его происхождения
На основании вышесказанного, возможно такое определение жизни: "Живое - дискретные, молекулярные, термодинамические открытые системы или комплексы...
-
Введение - Сущность живого и проблема его происхождения
Жизнь - одна из форм бытия и одна из высших форм движения. Однако при всей очевидности, казалось бы, и наглядности феномена жизни познание сущности...
-
Концепция биохимической эволюции (гипотеза А. И. Опарина) - Развитие понятия "жизнь"
Александр Иванович Опарин был не просто автором концепции физико-химической реконструкции зарождения жизни на Земле, а основоположником целого...
-
Вывод - Чарльз Дарвин о формах и причинах изменчивости
Каждый из рассмотренных разделов раскрывает сущность понятий как: изменчивость, ее причины и классификации, модификационная изменчивость. Как уже...
-
Введение, Понятие "Биологическая мембрана" - Функции биологических мембран. Ионные каналы мембран
Тема моего сегодняшнего реферата "Функции биологических мембран. Ионные каналы мембран". Тема очень увлекательная и в то же время познавательная. Ведь,...
-
В конце Х1Х в. великий русский естествоиспытатель В. В. Докучаев своими исследованиями чернозема и других почв Русской долины и Кавказа установил, что...
-
Общее представление - Гипотеза происхождения живого вещества
Что такое жизнь? Каждая наука выдвигает свою гипотезу. Материалистическая философия о жизни высказывается так: Жизнь - это особая форма движения материи....
-
Молекулярная и генетическая организация плазмид - Молекулярная и генетическая организация плазмид
Генетическая организация разных плазмид отличается большим разнообразием, так как среди плазмид, на основе их функциональной специфичности, различают...
-
Заключение - Сущность живого и проблема его происхождения
Имеем ли мы логическое право на признание коренного различия между живым и неживым? Есть ли в окружающей нас природе такие факты, которые убеждают нас в...
-
Введение - Клетка как элементарная живая система
Клетка - Элементарная живая система. Она обладает всеми признаками живого организма: растет, размножается, обменивается с окружающей средой веществами и...
-
Литература - Секреты молекулярной информации
1. Вернер Гитт. Информация: третья фундаментальная величина. Интернет. Ю. Я. Калашников. Статьи, посвященные "молекулярной информатике": 2. Молекулярная...
-
Плазматическая мембрана., Функции плазмалеммы. - Строение клетки. Биологические мембраны
Плазматическая мембрана занимает особое положение, так как ограничивает клетку снаружи и непосредственно связана с внеклеточной средой. Она имеет толщину...
-
Сущность живого, его основные признаки - Развитие понятия "жизнь"
Понятие жизнь совпадает с предметом биологии как целостной научной системы (био-логия - наука о живом). Многие ученые склоняются к мысли о том, что...
-
Значение афферентных импульсов - Координации функции организма
Значение афферентных импульсов. Афферентные импульсы не только первое звено каждого рефлекса. Их значение гораздо больше. Они -- необходимое условие...
-
История познания людьми ММ в данной статье специально изложена так, чтобы получить ответ на самый главный и актуальный вопрос начала XXI века. Это вопрос...
-
Изменчивость с точки зрения Ламарка и Дарвина - Чарльз Дарвин о формах и причинах изменчивости
Первая попытка построить целостную концепцию развития органического мира была предпринята французским естествоиспытателем Ж. Б. Ламарком. В своем труде...
-
Экспериментальные данные за последнее время, как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности...
-
Биосфера, являясь глобальной экосистемой (экосферой), как и любая экосистема, состоит из абиотической и биотической части. Абиотическая часть...
-
Онтогенетическая изменчивость - Формы изменчивости живых организмов
Генные , или Точковые , Мутации -- результат изменения нуклеотидной последовательности в молекуле ДНК. Возникшее изменение последовательности нуклеотидов...
-
Кровь. Функции крови - Кровь. Плазма. Форменные элементы крови
Кровь представляет собой жидкость (жидкая ткань мезодермального происхождения), красного цвета, слабощелочной реакции, солоноватого вкуса с удельным...
-
Характеристика модификационной изменчивости - Формы изменчивости живых организмов
-обратимость -- изменения исчезают при смене специфических условий окружающей среды, спровоцировавших их -групповой характер -изменения в фенотипе не...
-
Механизм модификационной изменчивости - Формы изменчивости живых организмов
Модификационная изменчивость -- это результат не изменений генотипа, а его реакции на условия окружающей среды. При модификационной изменчивости...
-
Собственно саморегуляция представляет собой такой вариант управления, при котором отклонение какой-либо физиологической функции или характеристик...
-
Интерактомика, Эукариотические интерактомы - Применение интерактомики
Интерактомика - это дисциплина объединяющая биоинформатику и биологию, которая занимается изучением взаимодействий и последствий этих взаимодействий...
-
Благодаря постоянному и беспорядочному броуновскому движению молекул воды [4] две идентичные по всем параметрам биомолекулы (БМ) способны не только...
-
Молекулярная основа устойчивости клеток к вирусам. - Строгие постулаты Коха
Хотя устойчивость, индуциорованная интерфероном, защищает клетки от самых различных ДНК РНК-вирусов, степень защиты от разных вирусов неодинакова. Кроме...
-
Классификации основных форм поведения - Поведение животных
Поведение животных бесконечно разнообразно по своим формам, проявлениям и механизмам. В настоящее время накоплен большой материал, который характеризует...
-
Выделяют три основные функции гормонов: - Гуморальная регуляция организма в онтогенезе
Обеспечение развития организма; Обеспечение приспособительных изменений в деятельности клеток, тканей, органов и организма в целом в зависимости от...
-
К основным объектам изучения анатомии домашних животных относятся домашние млекопитающие: 1) лошадь домашняя (equus caballus); 2) крупный рогатый скот...
-
Нарушение основных функции почек - Особенности функционирования почек человека
Нарушение клубочковой фильтрации. Сущность процесса фильтрации состоит с переходе части воды со всеми растворенными в ней неорганическими и органическими...
-
Введение - Гипотеза происхождения живого вещества
Основные признаки живого. Каждый организм представляет собой совокупность упорядоченно взаимодействующих структур, образующих единое целое, т. е....
-
Химический состав клетки - Клетка как элементарная живая система
В клетках обнаружено около 60 элементов периодической системы Менделеева, встречающихся и в неживой природе. Это одно из доказательств общности живой и...
Функции молекулярных био-логических элементов - Молекулярная элементная база живой формы материи