5.3.4. Изучение молекулярных основ обмена веществ
Существует два основных типа обмена веществ (метаболизма):
Катаболизм или диссимиляция - процесс расщепления сложных органических соединений, сопровождающийся выделением химической энергии при разрыве химических связей. Эта энергия запасается в фосфатных связях АТФ.
Анаболизм или ассимиляция - разветвленная система процессов биосинтеза сложных молекул с расходованием энергии АТФ.
Эти типы метаболизма к настоящему времени полностью расшифрованы. Не последнюю роль сыграла при этом фундаментальная для всего естествознания идея единства состава и механизмов функционирования живой природы независимо от уровня организации представляющих ее структур. Эта идея получила название концепции биохимического единства и возникла еще во второй половине прошлого века, но получила свое распространение благодаря голландским микробиологам А.Клюйверу и Г. Донкеру в 1926г.
В настоящее время накоплен богатый фактический материал о том, каким образом осуществляется регулировка метаболизма в клетках. Изучается специфика биокатализа (ферментативного катализа) и разрабатываются теоретические механизмы действия различных ферментов. Открыты так называемые аллостерические ферменты, в которых имеется два центра связывания с молекулами: один - связывающий и распознающий исходный субстрат, т.е. вещество, вступающее в данную реакцию, а другой -распознающий конечный и промежуточный продукты реакции. Второй центр, связываясь с продуктом реакции, изменяет свою конформацию (пространствен'ную структуру), что влияет на скорость биокатализа. Поэтому эти ферменты называют еще иначе: регулирующие ферменты или эффекторы.
Еще один способ регуляции биохимических процессов в живой клетке был обнаружен при исследовании механизмов передачи ионов через клеточную мембрану в 60-е годы. Оказалось, что часть химических веществ переносится через мембрану клетки в направлении противоположном естественному. Т.е. получается так, что молекулы ряда веществ устремляются не в то место, где их немного, а наоборот, - против их концентрационного потенциала. Клетка как бы "накапливает" такие молекулы. Такой вид "транспорта" называется активным и осуществляется за счет использования энергии расщепления фосфатных связей АТФ.
Невозможно перечислить все достижения в области исследования регуляции метаболизма клеток. Эта область постоянно развивается и радует нас новыми научными открытиями,
каждое из которых не перестает удивлять совершенством механизмов регуляции процессов обмена веществ, осуществляемых на макромолекулярном уровне.
- 1. Содержание понятия «естествознание» 2
- 1.2. Природа как единый объект исследования естествознания
- 1.3. Тенденции развития современного естествознания
- 1.4. Математика - универсальный язык точного естествознания
- 1.5. Составные части современного естествознания
- 2. Этапы развития естествознания (физики)
- 2.1. Попытка научной систематизации картины мира. Естественно-научная революция Аристотеля
- 2.2. Архимед и геометрия Евклида
- 2.3. Гелиоцентрическая система мира Коперника. Вторая естественно-научная революция
- 2.4. Кеплер и его законы движения планет
- 2.5. Закон всемирного тяготения Ньютона
- 2.7. Рождение науки об электричестве.
- 2.8. Создание теории электромагнитного поля Максвеллом
- 2.9. Специальная теория относительности Эйнштейна
- 2.10. Создание квантовой механики.
- 2.11. Теория гравитационного поля Эйнштейна.
- 2.12. Космические модели вселенной. Третья естественно-научная революция
- 2.13. Элементарные частицы и силы в природе
- 1. Химия в естествознании. Периодический закон и периодическая система химических элементов д.И.Менделеева
- 2. Основная проблема химии как науки
- Уровни развития химических знаний Развитие химии до начала XVII в. Натурфилософия и ремесленная химия
- 3.1. Первый этап развития химии - XVII в. Учение о составе веществ
- 3.2.Второй этап развития химии как науки - XIX в. Структурная химия
- 3.3. Третий этап развития химии как науки - первая половина XX в.
- 3.4. Четвертый этап развития химии как науки - вторая половина XX в. Эволюционная химия
- Эволюционные проблемы химии
- 1.Традиционная или натуралистическая биология. Биологическая система классификации растений Линнея
- 2. Физико-химическая биология
- 3. Эволюционная биология. Теория эволюции ч. Дарвина
- 4. Формы и уровни жизни
- 5. Молекулярно-генетический уровень
- 5.1. Происхождение жизни
- 5.2. Современное развитие эволюционной теории ч. Дарвина.
- 5.3. Изучение молекулярных основ воспроизводства жизни и процессов
- 5.3.1. Законы генетики Менделя. Открытие генетической роли нуклеиновых кислот
- 5.3.2. Открытие молекулярных механизмов генетической репродукции и биосинтеза белка
- 5.3.3. Открытие молекулярно-генетических механизмов изменчивости
- 5.3.4. Изучение молекулярных основ обмена веществ
- 5.4. Онтогенетический уровень
- 5.4.1. Открытие клетки английским натуралистом Гуком.
- 5.4.2. Деление всего живого мира на прокариоты и эукариоты
- 5.4.3. Функционирование на онтогенетическом уровне
- 5.5. Популяционно-биоценотический уровень
- 5.6. Биосферный уровень
- 5.6.1. Учение в. И. Вернадского о биосфере
- 5.6.2. Многообразие живых организмов - основа организации и устойчивости биосферы
- 5.6.3. Понятие ноосферы. Неизбежность перехода биосферы в ноосферу
- 5.6.4. Рациональное использование природных ресурсов и охрана биосферы