Молекулы ферментов расположены на мембранах митохондрий и
эндоплазматической сети в том порядке, в котором идут реакции.
В клетке имеются около тысячи ферментов, с помощью которых протекают два
типа реакций: синтеза и расщепления. Основным (созидающим) типом реакций
следует считать реакции синтеза, в процессе которых образуются сложные
молекулярные соединения, заполняющие в качестве фщ. единиц фн. ячейки
подсистемных структур клетки. Так, на замену каждой отфункционировавшей
молекулы белка, покинувшей ту или иную фн. ячейку, на освободившееся место
поступает новая молекула белка, по структуре и химическому составу, а
следовательно и своим фн. свойствам, полностью адекватная предыдущей фщ.
единице. Это означает, что вновь синтезированная фщ. единица способна (или
должна быть способна) принять полноценное участие в любом из характерных для
данной фн. ячейки алгоритмов.
Синтезирование фщ. единиц осуществляется с помощью функционирования
специальных подсистем клетки на основе кодированной генозаписи ДНК. Имеющие
при этом место флуктуационные отклонения в случае их положительного эффекта
обратной связью фиксируются в генозаписи и служат целям дальнейшего
совершенствования данной системной структуры. При отрицательном эффекте от
вновь синтезированной фщ. единицы нарушается выполнение части фн. алгоритмов
и, в случае, если система не в состоянии это элиминировать, ненадлежащее
функционирование соответствующей подсистемы в конечном итоге может привести к
разрушению структуры данной клетки в целом. Таким путем организационное
устройство клетки позволяет ей поддерживать постоянное наличие соответствующих
фщ. единиц в фн. ячейках своих подсистем, что сохраняет ее структуру и чем
обеспечивается способность клетки выполнять алгоритмы фн. ячеек систем более
высокого порядка, куда она входит в качестве фщ. макроединицы. Все реакции
биосинтеза (реакции ассимиляции) идут согласно общей теории систем с
поглощением энергии движения в пространстве, которая, как бы увязая в
структуре системы клетки, преобразуется в энергию связи между ее фн. ячейками.
Другой тип реакций - реакции расщепления - происходит с одновременным
уменьшением энергии связи, преобразующейся в энергию движения. При реакциях
диссимиляции фщ. единицы подсистем клетки, являющиеся системными образованиями
более низкого порядка, отфункционировав, распадаются на фщ. единицы своего
подуровня, готовые при необходимости вступить в новые синтезирующие реакции с
целью формирования новых структур - фщ. единиц более высокого организационного
уровня. Оба типа реакций тесно взаимосвязаны и представляют собой единый
процесс, направленный на заполнение фн. ячеек структуры клетки дееспособными
соответствующими фщ. единицами, что в итоге обеспечивает поддержание на
должном уровне фн. свойств клетки, как единого целого.
Одним из основных и сложнейших типов синтезирующих реакций является
биосинтез белков, протекающий в клетке постоянно в течение всего периода
времени ее существования. В процессе функционирования клетки часть ее белков,
принявших участие в каталитических реакциях, постепенно денатурируется, их
структура, а следовательно и функции, нарушаются и они удаляются из своих фн.
ячеек, а затем и из самой клетки. Их место в фн. ячейках занимают вновь
синтезированные белковые молекулы, по своим фн. свойствам полностью идентичные
освободившим им место фщ. единицам. Учитывая, что существует великое множество
типов белковых молекул, механизм их синтезирования, совершенствовавшийся в
течение долгого времени, в конечном итоге превратился в специализированную
подсистему клетки с четким перечнем алгоритмов функционирования.
Программа синтеза белков, то есть информация об их структуре, записанная и
хранящаяся в ДНК, направляется в рибосомы с помощью информационных РНК
(и-РНК), синтезирующихся на ДНК и точно копирующих ее структуру. Каждой
аминокислоте соответствует участок цепи ДНК из трех рядом стоящих нуклеотидов:
А-Ц-А (цистеин), Т-Т-Т (лизин), А-А-Ц (лейцин) и т.д. Число возможных
комбинаций из 4-х нуклеотидов по 3 равно 64, хотя используемых аминокислот
всего 20. Последовательность нуклеотидов и-РНК в точности повторяет
последовательность нуклеотидов одной из цепей генозаписи, при этом с каждого
гена можно снять любое число копий РНК. Переписывание информации на и-РНК, то
есть процесс "транскрипции", происходит при одновременном синтезировании
и-РНК, которое осуществляется с помощью принципа комплементарности. В
результате образующаяся цепочка и-РНК по составу и последовательности своих
нуклеотидов представляет собой точную копию состава и последовательности
нуклеотидов одной из цепей ДНК. Молекулы и-РНК направляются затем к рибосомам,
куда поступают также и аминокислоты, доставляемые извне клетки в уже готовом
виде. Аминокислоты попадают на рибосому в сопровождении транспортных РНК
(т-РНК), состоящих в среднем из 70 - 80 нуклеотидных звеньев, в 4 - 7 местах
комплементарных друг другу. К одному из концов т-РНК присоединяется
аминокислота, а в верхушке изгиба находится триплет нуклеотидов, который
соответствует по коду данной аминокислоте. На каждую аминокислоту имеется своя
т-РНК, то есть их также 20 разновидностей.
Синтез белков и нуклеиновых кислот происходит на основе реакций матричного
синтеза.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84