АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Самовоспроизводящиеся молекулы

Читайте также:
  1. Молекулы иммунной системы
  2. Небелковые антигены загружаются на не-HLA-антигенпредстав- ляющие молекулы CD1.
  3. Средняя энергия молекулы
  4. Столкновение молекул. Эффективное сечение молекулы. Число столкновений молекулы в единицу времени. Длина свободного пробега молекулы.
  5. Структурные элементы макромолекулы.
  6. Химический состав, строение молекулы воды.
  7. Цепная полимеризация – это полимеризация, в ходе которой многократно повторяется процесс присоединения молекул мономера к активному центру растущей макромолекулы.
  8. Число степеней свободы молекулы это
  9. Число степеней свободы молекулы.
  10. Чужеродные молекулы меняют плотность воды

Способность размножаться, скорее всего, потребовалась на достаточно раннем этапе химической добиологической эволюции. Дело в том, что при синтезе органики без участия организмов обычно образуется слишком пестрая смесь самых разнообразных веществ. Это препятствует соединению подобных друг другу молекул (амино­кислот) в полимерную макромолекулу (белок). Поэтому механизм самовоспроизводства был необходим для выделения в первоначальном «бульоне» некоторых преобладающих разновидностей молекул.

Способностью к самовоспроизводству обладают не только биологические, но также физические и химические системы. Например, рост кристалла — это процесс постоянного воспроизводства определенного расположения атомов на растущей грани кристалла. В химии известны автокаталитические реакции, в которых продукт реакции одновременно является ее катализатором: каждая новая молекула продукта ускоряет синтез таких же молекул. Поэтому нет ничего противоречащего законам природы в предположении, что на определенном этапе предбиологические структуры приобрели способность к авторепликации (само­вос­про­из­вод­ству) и благодаря этому размножились в большом числе копий. Наиболее вероятный механизм авторепликации — матричная сборка, когда каждый участок исходной большой молекулы-полимера имеет химическое сродство к малым молекулам-мономерам, похожим на него самого. В результате, когда все участки полимерной молекулы захватят из окружающего раствора по подходящему мономеру, из связанных молекул-мономеров формируется новая макромолекула, которая подобна исходной, как форма штампованной детали — штамповочной матрице.

Как только появляется способность к самовоспроизводству, практически сразу возникает естественный отбор. Количество «стро­и­тель­ного материала» — мономеров — в окружающем растворе ограничено, поэтому преимущество получают и размножаются в больших количествах те макромолекулы, которые эффективнее захватывают мономеры и быстрее строят из них свою новую копию. Естественным образом возникают и мутации: из-за неидеальной избирательности химического связывания мономер, присоединившийся к данному участку макромолекулы, может и не быть его точной копией, а быть просто похожим. При этом синтезируемая ма­кромолекула будет немного отличаться от исходной матрицы.



В 60-х годах XX века общую теорию химической эволюции как саморазвития каталитических систем предложил А. П. Ру­ден­ко. Основной закон химической эволюции, сформулированный Руденко, утверждает, что с наибольшей скоростью и вероятностью происходят те эволюционные изменения катализатора, которые приводят к максимальному увеличению его активности.

В 70-х годах нобелевский лауреат М. Эйген построил математическую теорию самоорганизации макромолекул. Он рассмотрел систему, в которой происходит полимеризация мономеров и обратный распад полимеров. Система открыта, то есть в нее постоянно поступает свежий и выводится отработанный мономерный материал. Далее, предполагается, что в системе происходит авторепликация полимеров. Наконец, авторепликация происходит со сбоями, то есть кроме каждого «чистого» вида полимеров, в системе возникают его разновидности — мутанты.

Общие выводы, вытекающие из проведенного Эйгеном математического анализа, таковы. По прошествии некоторого времени в системе, вне зависимости от ее первоначального состава, остается лишь один из возможных видов полимеров, размножающийся быстрее всего, плюс его мутантные формы. При изменении параметров внешней среды равновесие между основным видом и мутантами смещается: преимущество получает та форма, которая лучше отвечает новым условиям. Она становится новым «основным видом», который также сопровождается мутантными вариациями, причем и такими, которых ранее в системе практически не было. Очевидно, это является эквивалентом эволюционного процесса.


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 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 |


Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)