Техника - молодёжи 1951-12, страница 30

с 48 нулями) «сестер» таких же молекул, отличных друг от друга лишь различным сочетанием в них аминокислот.

Если учесть к тому же, что белковая молекула состоит не из 50, а из сотен и даже тысяч молекул аминокислот, то количество могущих быть в природе соединений из существующих трех десятков аминокислот практически неисчислимо.

По форме аминокислота представляет собой молекулярную цепочку. Но сочетание свойств в ней необычайно. В этой молекуле-цепочке возле концевого атома углерода гирляндой присоединены: атом водорода, остаток органической кислоты (СООН), остаток щелочи (NJH,) и цепочка углеводородной молекулы. Кислотная и щелочная группы в каждой аминокислоте обеспечивают им легкий рост в крупные белковые молекулы. Что же касается цепочки углеводородной молекулы, имеющей различные атомные группы у каждого углеродного атома, то эти группы обусловливают богатое разнообразие свойств белковой молекулы и, в частности, способность притягивать или отталкивать молекулы воды.

Представьте себе, что такая белковая молекула появилась в первобытном океане. Одни части ее стремились к воде, другие — наоборот, это заставило мдлекулу изогнуться так, что «водолюбивые» части оказались наверху, а «неводолюбивые» повернулись внутрь, то-есть образовался как бы «клубок», обособившийся от окружающей среды в индивидуальное тело. Количество перешло в новое качество.

До этого одиночные молекулы аминокислот находились в растворе. Теперь они обособились от раствора, образовав самостоятельную «капельку», состоящую из прозрачного студенистого белкового вещества.

Эта «капелька» начинает новую жизнь. С наружной стороны она «защищена» от внешней среды притянутыми молекулами воды. Внутренняя часть ее приобретает возможность химически взаимодействовать своими активными группами с многочисленными веществами, которые в огромном количестве были растворены в воде первобытного океана. «Капелька» начинала или расти за счет присоединения молекул новых веществ, или разрушаться, если вновь присоединенные частички нарушали ее устойчивость.

«Капельки, — пишет академик А. И. Опарин в своей книге «Возникновение жизни-, — в которых синтез преобладал над распадом, не только должны были сохраняться, но и увеличиваться в объеме и весе — расти». «Судьба капельки, — по теории академика А. И. Опарина, — определилась уже не только общими условиями внешней среды, но и ее собственным внутренним специфическим физико-химическим строением».

Раз возникнув, усложненная материя под влиянием окружающей среды становилась все более и более чувствительной к изменениям и непрерывно развивалась.

Первые белковые молекулы обладали колоссальными возможностями химического взаимодействия с растворенными в воде океана веществами. Однако скорость этого химического взаимодействия была вначале очень небольшой. Ускорение отдельных реакций первоначально могло осуществляться лишь за счет каталитического действия находившихся в воде солей кальция, железа, меди и т. д. С течением времени совершенствовался, усложняясь, и каталитический аппарат белковой капельки.

Из года в год, из века в век с неумолимой четкостью и строгостью действовал естественный отбор. Из тысячелетия в тысячелетие в процессе эволюцион

ного развития материя становилась все более организованной, а признаки жизни становились все более определенными и четкими. Наконец появились настоящие, хотя и простейшие живые существа — родоначальники всего живого на Земле.

ХИМИЯ ЖИЗНИ

С усложнением архитектуры молекулы у органических соединений появляется все более и более интереснейших свойств. Так, например, через простые органические кислоты лежит путь к образованию аминокислот — этих простейших кирпичиков белковой молекулы, основного материала, из которого строятся живые клетки.

Стоит только в молекуле уксусной кислоты заменить один атом водорода частицей аммиака, как мы получаем новую, гак называемую аминоуксусную, кислоту — глицин. Глицин содержится в белках соединительной ткани и в кератине.

Таким же путем можно создать и другие аминокислоты из разных органических кислот.

Из пропионовой кислоты получается аланин, найденный в веществе натурального шелка.

Из капроновой — лайцин, выделенный из фиброина мышц, и т. д.

В растительном организме белки синтезируются из углеводородов через аминокислоты.

В организме животного такие белки при пищеварении распадаются на аминокислоты, разносятся кровью к соответствующим органам, и там из них образуются различные белковые вещества.

В живом организме господствуют химические процессы, приводящие к превращению малых молекул в большие.

В растительном организме из простых Сахаров — глюкозы — возникают молекулы крахмала и целлюлозы. А в животном организме из аминокислот образуются сложные молекулы белков. Так происходит удивительная «кристаллизация» живой материи.

Величина молекулы и форма ее играет огромную роль в живом организме. Молекулы, которые служат пищей, должны быть не очень велики и иметь шарообразную форму, что обеспечивает им легкую переносимость. Таковы, например, молекулы крахмала. Каждая из них насчитывает в своем составе лишь несколько десятков молекул глюкозы.

Белковые молекулы гемоглобина также имеют шарообразную форму. Это облегчает им передвижение и проницаемость.

Молекулы целлюлозы, из которых строится «тело» растений, имеют каждая около 2 000 молекул глюкозы.

В отличие от крахмала целлюлоза уже нерастворима в «эоде, и форма целлюлозных молекул ее нитевидная.

Белки также имеют нитевидную и шарообразную форму. Обычно это нерастворимые вещества, но одиночные молекулы витаминов и гормонов сильно изменяют их физические и химические свойства. Они увеличивают набухаемость и растворимость белков, чем регулируют процессы разрушения одних и создания новых белковых молекул в живом организме.

Поясним, как примеси одного вещества изменяют свойства другого. Молекулы стирола сравнительно легко срастаются г длинные молекулярные цепи; при этом растворимость нового вещества не теряется. Но стоит только к этим линейным молекулам добавить ничтожно малое количество дивинил бензола, как они свяжут нитевидные молекулы дивинил бензольными «мостиками» в трехмерные молекулы нового, уже не

КАР6ИА

Те же молекулы волы, попадая на Карбид кальция, порождали ацетилен, который через ряд последовательных реакций превращался в азотные проигводные углеводородов.

КАЛЬЦИЯ

28