26. Становление биохимической формы.
Предбиол. ф.имеет хар-р системы, которая может сохранять свою структуру только взависимости от термодинамического равновесия. Большая часть в-ва геох.формы находиться в установленных состояниях. В биох.форме основная доля в-ва находиться не в энергетической яме. Эта система сохраняется, т.к. в ней происходять реакции для поддержания обмена в-в. Концепция самоорганизации говорит о том, что к сампроизволным усложнению способны лишь открытые системы. Проблема сводиться к задаче – построить какую-то модель такой хим. системы, которая м/бы самопроизвольно усложняться. Открытой м/б лишь надмолекулярная структура.
Некоторые модели.
Котизер
Система м/расти, увеличиваться, делиться механически. Минус: не является открытой системой. Это надмолекулярный комплекс молекул.
2. Модель каталитического гиперцикла Эйгена.
Гл. функция биох.ф. - самовоспроизведение, оно связано с определенным взаимо-действием Б и НК, требующих определенного согласования АМК в Б и нуклеинов в НК. Если есть нуклеотидная последовательность J и белок Е => м/у устанавливается соответствие. Репл-я и обр-е полипептидов требует, чтобы в системе находились активные нуклеотиды и АМК. Не предполагает хим.процессов, которые обес.бы самовоспроизведение => модели, не включая в себя обесп. Е – неполные.
Эволюция представляет изменение уч-ов (J и Е). Мутантная система способствует к самовоспроизведению. Родит. и мут.система м/вступает в конкуренцию за активный мономер => накапливаются эл-тысамовоспроизводящихся пар. Отбор в направлении скорости самовоспроизводства. Преимущество б/иметь более сложные потому, что не так быстро воспроизводятся.
Рис.
Если в паре отн-я коопер-е, то они сохр. в системе. Такая система воз-на. Эта система не м/избежать мутации --> они усложняют систему – гиперцикл. J3 мутант-> встр-ся-> усложнение, если отношения как на рис. -> пара встр-ся. Т.о. открытые системы ч/з случайные мутации д/усложняться. Минус: Система является открытой, но не создает в себе механизмов снабжения Е. Это функция внеш. системы - информационный ящик Эйгена. Он является открытой системой, но ф-я открытости – ф-я внеш. по отн. к гиперциклу. В эту систему подаются акт-е Е-ки АМК и нуклеинов, и удается дезакт., внутри с-з.
Рис.
М/ли регулировать скорость потока мономеров? Кол-во мол-л в системе м/поддерживаться постоянно – постоянство общей орагнизации -> регуляция кат-ти потока мономеров м/доб. пост-ве полимеров – конкуренция за мономеры. Эволюция гиперцикла предполагает обр-е прообраза клет. стр-я – компарт-я. В ячейках – набор макромолекул.
3. Руденко. Элементарные открытые каталитические системы.(ЭОКС)
рис
В рез-те самоорг. и саморазвития в ней м/возникать связи по типу гиперцикла. Система обладает естественной спосбностью к эволюции. Открытые кат.сис.- кат-р, взятый вместе с исх. соединениями, промежуточными и конечными продуктами некоторые кат-х реакций.
Кат-р – конститутная сфера. 1-каталит. Сфера.
Кат-р находиться в среде с сырьем для базовых реакции -> кат-з
Кат-ры входе р-ции => изменение механизма баз.реакции. Эволюция, если изменения КАТ затрагивают его активность.
кат-е св-ва исчезают
случайно увелич. активность
случайно уменьшают активность
Эволюция происходит в богатых случаями среде. Эволюционные изменения кат-р претерпевает в момент кат-ого акта. Эвол-я возможна, если базисная реакция имеет положительное сродство с выделяемой Е. Е м/соверш. А в конститут. Сфере. Изменения не д/касаться температуры и концентрации в-в.Каждое эволюционное изменение случайно. Гл.параметр – кат.активность(кол-во совершенных актов в ед. времени) от нее зависит мощность базисных реакции (кол-во Е/t).
Саморазвитие: баз. реак.- А по изм. КАТ --> причина эволюции. Они вызывают элементарные изменения и являются фактором их эволюции => f-e таких систем – увел. активности и увел. мощности базовых реакции. М/ли говорить что эта эволюция направлена к живому? Кальвин: 1) одна и та же реакция м/иметь разные КАТ.
2) Эти соединения м/находиться в генетической связи.
Этапы и ступени саморазвития: Есть пределы, которые рассматриваются как единственная возможность продолжения эволюции.
Вероятностные. Эв-я – перебор вар-ов с достижением эффективного.
Кинетические. Осущ. внешними условиями.
а) t: Скорость баз. реакий не м/б больше скорости диф. Притока в системе сырья. Скорость диф. pависит от t.
б) Концентрация: Лимит конц. в-в базис. р-ций, которые не м/обеспечить рост акт. м.
3. Экологическая. Заполняют всю систему, дефицит исх. соединений => голод и скученность => переход на другой источник питания.