химический каталог




Общая биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

понятием об ее количестве, имеет ограниченное эвристическое значение в биологии.

Биологические процессы и, прежде всего, процессы развития имеют динамический, а не статистический характер. Биологические системы являются химическими машинами и должны описываться соответствующим образом. Наряду с количеством информации необходимо учитывать ее ценность.

ГЛАВА 3

МЕМБРАННЫЙ ТРАНСПОРТ

§ 3.1. МЕМБРАНЫ КЛЕТКИ

Неклеточные формы жизни не существуют на Земле. Вирусы и бактериофаги не могут рассматриваться как самостоятельно функционирующие открытые живые системы — из всех свойств живой клетки в них наличествует лишь способность передавать генетическую программу. Напротив, основные характеристики жизни присущи как одноклеточным организмам, так и подавляющему большинству типов специализированных клеток многоклеточных. Строение и функциональное поведение отдельных клеток, раскрытые цитологией, биохимией и биофизикой, настолько сложны и многообразны, что оказывается возможным сформулировать проблему поведения на клеточном уровне и указать некоторые пути развития новой области биологии— цитоэтологии [1]. Эта область посвящена изучению, прежде всего, направленных движений внутриклеточных компонентов и самих клеток. Сущность множества явлений, сюда относящихся, еще совершенно не познана.

Построение биологии начинается с изучения живой клетки. Переход от клеточного уровня биологической функциональности к организменному должен, по-видимому, потребовать меньшего объема новых идей и представлений, чем переход от молекулярного уровня к клеточному.

Современная биофизика еще никак не решает цитоэтологи-ческие проблемы. Напротив, она стремится максимально упростить рассмотрение клетки, пользуясь теоретическими и экспериментальными моделями, к которым применимы физические подходы.

Прежде всего нужно определить, в чем состоят и чем определяются важнейшие физические и физико-химические функции живой клетки. К ним следует отнести химический метаболизм и биосинтез, а также биоэнергетические явления — запасание энергии и ее преобразования при реализации электро- и механохимических процессов и регулируемого транспорта молекул и ионов.

В клетке синтезируется множество низко- и высокомолекулярных соединений, начиная с малых молекул различных орга§3.1. МЕМБРАНЫ КЛЕТКИ

нических веществ и кончая белками и нуклеиновыми кисло* тами. Все эти соединения закономерно возникают во времени и пространстве в результате сложной сети биохимических реакций, катализируемых ферментами, которые также синтезируются в клетке. Химические процессы, протекающие в открытой системе клетки, с одной стороны, потребляют свободную энергию, с другой — осуществляют ее запасание и воспроизводство. Клетка запасает химическую энергию (главным образом, в аде-нозинтрифосфорной кислоте, АТФ) и трансформирует ее в химическую, электрическую, осмотическую и механическую работу. Биосинтетическая и биоэнергетическая функции неразрывно связаны друг с другом; они могут реализоваться и реализуются только в открытой неравновесной системе. Соответственно эти функции сопряжены с транспортом вещества из окружающей среды в клетку и из клетки в окружающую среду.

Ясно, что для выполнения этих функций клетка как целое должна быть отделена от внешней среды полупроницаемой перегородкой. Каждая клетка окружена плазматической мембраной. Возникновение клеточной мембраны, по-видимому, явилось важным этапом в возникновении жизни — компартией-тализация, отделение внутриклеточного пространства от внешнего мира, определяла решительное ускорение добиологической и биологической эволюции (см. гл. 9).

С другой стороны, тонкая регуляция биосинтетических и биоэнергетических процессов в живой клетке осуществляется на основе пространственного разделения функциональных частей клетки, ее органоидов. Внутриклеточные мембраны служат для компартментализации внутреннего содержимого клетки.

Клеточные и внутриклеточные мембраны представляют собой динамические надмолекулярные системы, протяженность которых в двух измерениях значительно превосходит их толщину. В топологическом смысле можно условно трактовать мембрану как двумерную систему. Именно двумерные структуры, т. е. поверхности, разделяют трехмерную конденсированную систему на отдельные отсеки. Двумерная замкнутая, или везикулярная, система (например, полый шар) или трубчатая система топологически эквивалентны таким же системам, произвольным образом деформированным без нарушения сплошности. Трехмерные системы не обладают нужными свойствами, они лишены динамической гибкости.

Хотя толщина мембраны много меньше ее размеров в двух других измерениях, все механизмы, ответственные за биологическую функциональность мембраны, локализованы именно в ее толще. Протяженность биологической мембраны может быть макроскопической, ее толщина равна по порядку величины 100 А.

4 М. В. Волькенштейн

Основным источником информации о строении клеток и клеточных мембран (внешних и внутренних) является электронная микроскопия. Мембраны окружают клетку в цело

страница 35
< К СПИСКУ КНИГ > 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

Скачать книгу "Общая биофизика" (4.77Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ремонт моноколеса ips101
кинотеатр в загородном доме
билеты на спектакль moscowboys
обучение ремонту котлов термона обучение

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(26.07.2017)