5.3 Пластический обмен в клетке в процессе фотосинтеза, хемо-

синтеза и биосинтеза белка

Структуры живых организмов непостоянны. Они разрушаются и об-

разуются заново. Процесс обновления осуществляется за счет потока ве-

щества.

Поток вещества характеризуется пластическим обменом в клетке:

1. Фотосинтез — это синтез органического вещества из неорганиче-

ских в хлоропластах с использованием солнечной энергии.

h

6СО₂ + 6Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

2. Хемосинтез. При хемосинтезе происходит преобразование энергии

окисления неорганических веществ в энергию химических связей органи-

ческих веществ. Энергия, которая выделяется при окислении соединений:

сероводорода (серные бактерии), аммиака (нитрифицирующие бактерии),

закиси железа (железобактерии), используется для восстановления двуоки-

си углерода до органических соединений.

3. Биосинтез белка. Процесс переноса информации о структуре белка

с и-РНК на синтезируемый полипептид называется трансляцией. Трансляция

происходит в цитоплазме на рибосоме и включает следующие процессы:

— активация аминокислоты специфическим ферментом — аминоацил

т-РНК-синтетазой, в присутствии АТФ с образованием аминоациладенила-

та (тройной комплекс);

— присоединение активированной аминокислоты к специфической т-РНК

с высвобождением аденозинмонофосфата (АМФ);

— связывание этого комплекса с рибосомами;

— включение аминокислот в белок с высвобождением т-РНК.

Рибосома контактирует в каждый момент только с небольшим участ-

ком и-РНК, возможно равным одному триплету (кодону). Рибосома дви-

жется по и-РНК кодон за кодоном. На и-РНК одновременно может быть

несколько рибосом, образующих полисому. В рибосому, движущуюся по

и-РНК, т-РНК поставляет активированные аминокислоты. Аминокислота

прикреплена к т-РНК, на изгибе средней петли последней имеется триплет,

получивший название антикодона. При совпадении антикодона т-РНК с

кодоном и-РНК, по принципу комплементарности, аминокислота включа-

ется в полипептидную цепь.

39

5.4 Поток информации в клетке

Каждой клетке, живому организму свойственен обмен информации.

На уровне клетки организм получает информацию о том, что происходит в

окружающей среде. Непрерывный поток информации поступает в орга-

низм и там перерабатывается, другой такой поток информации все время вы-

ходит из организма, служащего, в свою очередь, передатчиком. При гормо-

нальной связи химические сигналы в виде гормонов попадают в организм, но

только определенные клетки — мишени специфических органов способны

принять данный сигнал. Так, тиреотропный гормон гипофиза регулирует

функцию щитовидной железы. В нервной системе информационным пара-

метром служит число импульсов в единицу времени (частота импульсов).

Количество информации в том или ином сигнале измеряют в битах.

У человека максимальный поток информации, направленный, главным

образом, по зрительному анализатору внутрь, оценивается в 10⁸–10⁹бит/с, что

составляет 10⁹бит за 80 лет жизни (для сравнения: книга среднего объема

содержит около 10⁶бит). Для управления поведением человека, активно-

стью его физиологических функций необходим выходной (направление из

мозга) поток информации объемом 10⁷бит/с. Он обеспечивается подклю-

чением программ памяти.

Поток внутренней информации в организме осуществляется с помо-

щью коры головного мозга и желез внутренней секреции. Клетка воспри-

нимает поток внешней информации из межклеточной жидкости при по-

мощи рецепторов клеточной мембраны. Внутренняя информация содер-

жится в ДНК. В потоке внутренней информации принимает участие ядер-

ная и цитоплазматическая ДНК, РНК, ферменты. Поток информации обес-

печивает наследственную преемственность поколений.