Техника - молодёжи 1958-05, страница 19

В процесс* эволюции ноацерватиые капли превращались во все более сложны* системы. Сперва образовывались системы, способны* и длительному существованию в условиях постоянного взаимодействия с внешней средой. Затем — системы, которые могли не только длительно существовать, но и увеличивать свою массу га счет веществ окружающей среды, то есть расти. Потом возникали системы и более динамичные, то есть со все увеличивающимися скоростями совершающихся а них реакций. Наноиец происходил «отбор» тех из них. в иоторых реакции распада и синтеза согласовались между собою таи, что возникали стационарные, постоянно повторяющиеся цепи и циилы. Возникла способность и самовоспроизведению, харантериая для живых существ.

Бертон создал гидродинамическую модель отирытых систем, и ноторым принадлежат и живые организмы, наглядно демонстрирующую обмен веществ между органнчеснимн телами и внешней средой. Несмотря на то, что вода из сосуда с постоянным уровнем А (из «внешней среды») непрерывно поступает а сосуды Б и В (в «отнрытую систему»), при определенных уровняк а Б и В система будет стационарной (аналогично стационарным концентрациям реагирующих веществ в хнмичесии отнрытой системе). Сосуд г является слиеом (то есть, опять «внешней средой»). Д — кимограф, записывающий через поплааон уровень соды а сосуде В.

при смешивании различных белков между собой происходит нарушение равно-мерности этого распределения, и белковые вещества пегко выделяются из раствора, концентрируясь в определенных точках пространства а виде так называемых коацерватных капель. Механизм выделения белковых, липоидных и других веществ а виде коацерватных капель в настоящее время хорошо изучен, и мы легко можем наблюдать его . экспериментально.

Белковая коацерватная капля может взаимодействовать с окружающей внешней средой. В нее, как показано опытом, могут поступить вещества иа окружающего растворителя; они даже могут взаимодействовать с веществами самой капли. Таким образом, в ней может происходить синтез новых сложных веществ.

Но наряду с этим процессом синтеза новообразования можно наблюдать и обратный процесс распада веществ коацерватной капли.

В экспериментальных условиях процессы синтеза и процессы распада идут с очень малой скоростью. В настоящее •ремя под моим руководством осуществлен ряд исследований, где в коацер-ватную каплю включались различного рода катализаторы (ферменты), убыстряющие течение тех или иных процессов.

Однако скорости их течения могут быть очень разными. В одной капле могут быстрее идти процессы созидания, • другой — процессы разрушения.

Соотношение этих скоростей очень важно для самого существования дайной коацерватной капли. Легко можно понять, что если процессы разрушения идут скорее, чем процессы созидания, то такое образование является динамически неустойчивым, оно может временно существовать, но через какой-то промежуток времени обязательно распадется и исчезнет. Наоборот, если процессы созидания идут скорее, чем процессы разрушения, то такое образованна является динамически устойчивым, то есть оно может существовать неограниченно долго.

Вернемся теперь к водам первородного океана, где были растворены разнообразные органические вещества, и в частности белковоподобные вещества. Так как условия для образования коацерватов очень просты, то здесь обязатепьно должны были образоваться и коацерватные кепли.

Попробуем мысленно проследить за судьбой какой-либо отдельной коацерватной капли. Вспомним, что она плавала не просто в воде, а в растворе органических и неорганических веществ. Она улавливала эти вещества, н в ней шли разнообразные химические процессы. Допустим, что процессы распада в той капле, судьбу которой мы хотим проследить, шли скорее, чем процессы синтеза. Просуществовав некоторое время, она распадалась. Такого рода форма организации оказалась динамически неустойчивой, и она в данных условиях внешней среды исчезла. Возможность дальнейшего существования получили только динамически устойчивые капли, то асть те, где процессы синтеза преобладали, шли скорее, чем процессы распада. Такого рода капли росли и увеличивались в объеме и весе. Мало того, капля не может все время расти как непрерывное целое. Такая капля в результате ряда причин распадается на дочерние капли. Представим себе, что возникли две такие дочерние капли. Вначале они были сходны с породившей их каплей — ведь они были частями этой капли. Но, отделившись друг от друга, каждая капля пошла своей дорогой: в каждой стали происходить свои изменения, свои превращения. В результате этого они стали изменяться, изменилось и соотношение синтеза и распада, и повторилась прежняя история.

Таким образом, а процессе разрастания организованной материи возникла новая закономерность, которой мы не находим в физике, но которая очень характерна для биологических объектов. Возник естественный отбор коацерватных капель. Обладающие неудачной организацией капли постоянно уннчтожвлись, сметались с лица земли, а вновь появляющиеся капли получали преимущество в своем развитии в зависимости от степени их динамической устойчивости, от скорости их роста.

Рассмотренный процесс привел к тому, что коацерватные капли делались все более совершенными, все более приспособленными к внешним условиям, все более динамически устойчивыми. В конечном итоге они превратились уже а такого рода системы, где степень согласованности между распадом и синтезом, между ассимиляцией и диссимиляцией, сделалась совершенной, что характерно для той формы движения материи, которую мы называем жизнью.

Лауреат Нобе гевской премии профессор Л. Полит (США), посвятивший ряд трудов интереснейшей проблеме строения белков к природе сил, действующих при биологических процессах.

катализатор мог ускорять весьма различные процессы». В современной биологической литературе идут большие споры о роли нуклеиновых кислот в процессе биологического синтеза белка. С несомненностью выяснено, что для синтеза белков необходимо наличие нуклеиновых кислот. Вместе с тем сам синтез нуклеиновых кислот, так же как и биосинтез других соединений протоплазмы, осуществляется при помощи сложного ферментного аппарата, то есть в конечном счете прн участии высоко специфических белков. Об втом свидетельствуют опыты французского биохимика Марианны Грюиберг-Манаго, в которых она выделила иа мккроор-

Преаидент Международною союза биохимиков профессор М. Флоркен (Бельгия), много работающий в области постепенною совершенствования обмена веществ в процессе развития жизни.

ганивмов фермент, катализирующий синтез иэ отдельных иуклеотидов вещества, близкого к рибонуклеиновой кислоте. Профессор А. Н. Белозерский иа основании своих опытов приходит к выводу о том, что рибонуклеиновая кислота (РНК) связана, по-видимому, с более общими проявлениями жизнедеятельности и возникла на более раннем втапе, а де-аокенрибонуклеииовая кислота (ДНК) свяваиа с проявлением более уэкнх функций и появилась иа значительно более позднем втапе развития организма.

15