Возникновение молекулярной гипотезы

ВОЗНИКНОВЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ГИПОТЕЗЫ [c.149]

Подводя итоги, отметим, что центральная догма молекулярной биологии, сформулированная Криком, позволяет четко определить структуру взаимоотношений между информационными макромолекулами в биологических системах. Наследственная информация, закодированная в ДНК, передается молекулам РНК и затем через стадию трансляции выражается в структуре белковых молекул. В определенных условиях, например при инфекции некоторыми вирусами, этот общий для всех клеток путь переноса информации может несколько видоизмениться. Так, при вирусной инфекции информация может передаваться от молекул родительской РНК к дочерним молекулам РНК или от молекул РНК к ДНК. Наследственная информация, закодированная в нуклеотидной последовательности, переводится в аминокислотные последовательности белков. По всей вероятности, этот этап переноса информации, включающий стадию трансляции, не является обратимым. Белковые молекулы представляют своего рода ловушку в потоке генетической информации. Эволюционное развитие этой системы должно было завершиться на заре истории возникновения жизни на Земле. Вопрос о том, как конкретно могла протекать эта эволюция, дает прекрасную почву для различного рода теорий и гипотез. К сожалению, проверка какой-либо из таких гипотез сопряжена с необычайными трудностями. [c.62]

Материал настоящего раздела посвящен общей характеристике прокариотных организмов (в основном эубактерий), отличающихся морфологическим и особенно физиологическим разнообразием. В основе морфологического разнообразия лежат различия в размерах и форме отдельных клеток, способах их деления, природе и наборе цитоплазматических включений, строении клеточной стенки и структур, локализованных снаружи от нее, наличии и типе дифференцированных форм, образующихся в процессе жизненного цикла. Всем этим вопросам посвящены главы 4 и 5. В главах 6 — 9 представлена общая картина физиологического разнообразия прокариот, складывающегося из различий в механизмах получения энергии и источниках питания, разного отношения к молекулярному кислороду и другим факторам внешней среды, прежде всего свету, температуре, кислотности среды. В главе 10 обсуждаются генетические механизмы, приведшие в процессе эволюции к структурно-физиологическому разнообразию прокариот. Глава II, посвященная проблемам систематики и описанию основных групп прокариот, иллюстрирует на конкретных примерах материал, представленный в предыдущих главах. Завершает раздел глава 12, в которой излагается наиболее общепринятая гипотеза происхождения жизни на Земле, приведшая к возникновению первичной клетки, и имеющийся в настоящее время экспериментальный материал, подтверждающий эту гипотезу. [c.24]

Все эти результаты легли в основу довольно спекулятивной теории, согласно которой молекулярные колебания одоранта вызывают специфический резонанс в обонятельных рецепторах, приводящий к возникновению упомянутых выше электрических импульсов. Сторонники этой гипотезы показали, что четверо из шести подвергнутых испытанию смогли различить запахи обычного нафталина (частота в ИК-спектре 363 и 183 см" ) и полностью дейте-рированного нафталина (частота в ИК-спектре 331 и 169 см 1). Кроме того, в большинстве случаев невозможно различить по запаху оптические антиподы. Можно считать, что эти результаты подтверждают колебательную теорию, поскольку формы, являющиеся зеркальным изображением друг друга, имеют одинаковые дипольные моменты и колебательные частоты. [c.210]

До сих пор мы предполагали, что оба рассмотренных нами процесса — процессы полимеризации. Однако нельзя без доказательств отбросить и другое предположение только второй процесс —полимеризация, а первый — возникновение каталитической активности поверхности иод действием излучения, заполненная же поверхность катализатора — это часть его поверхности, которая приобрела каталитические свойства. Если указанная гипотеза соответствует действительности, то средний молекулярный вес полимера при небольших временах должен зависеть от t, согласно уравнениям (12)—(15). Если же верна первая гипотеза, то при небольших временах полимер будет образовываться в основном по первому механизму и средний молекулярный вес не будет зависеть от времени согласно уравнению (8). Таким образом, измерения среднего молекулярного веса позволят сделать выбор в пользу первой или второй гипотезы. [c.77]

В настоящее время существуют две гипотезы, объясняющие такие особенности сигнала ЭПР в полимерах с сопряженными связя.мн. Первая гипотеза основана на том, что в полимере всегда имеется небольшая доля молекул с высоким молекулярным весом, в которых электроны легко переходят в возбужденное состояние, и что такие макромолекулы в специфических условиях полимеризации стабилизуются в виде устойчивых бирадикалов (типа углеводорода Шленка). Второй, более общей гипотезой является предположение о возникновении в структуре поли.мера отдельных центров типа комплексов с переносом заряда (стр. 286). Роль донора и акцептора в таких центрах могут играть различные макромолекулы, отличающиеся своим сродством к электрону, или в случае полимеров с полярными группами—различные части одной макромолекулы. [c.294]

Простое перечисление трудностей, которые возникают при изучении структуры студней, еше раз свидетельствует о необходимости дифференцированного подхода к студнеобразным системам. По-видимому, ничто так не тормозит развитие представлений о студнях, как попытки найти единственную гипотезу о механизме возникновения и соответственно о структуре различных студней. Одна из таких попыток связана с распространенными представлениями о едином типе строения всех студней как о молекулярно-сетчатых системах, узловые связи в которых обусловлены лишь обычными межмолекулярны-ми взаимодействиями (диполь-дипольные взаимодействия, водородные связи, гидрофобные взаимодействия и т. п.). [c.253]

При обсуждении работы Дэвиса и Аккермана нужно отметить, что а -винная кислота в той оптической форме, которая распространена в природе, получена под действием правого компонента циркулярно-поляризованного света, присутствующего в небольшом избытке в рассеянном солнечном свете на поверхности земли, о чем упоминалось выше ° . Факт синтеза -винной кислоты является еще одним подтверждением гипотезы о возникновении оптической асимметрии молекулярной составляющей протоплазмы живых организмов под действием циркулярно-поляризованного света - > [c.166]

Молекулярные часы эволюции и мутации. Как уже отмечалось, существование эволюционных часов можно объяснить в том случае, если накопление мутаций зависит от времени и не зависит от вида организма и если замены фиксируются в результате случайных процессов. Из разд. 5.1.3 мы узнали, что частоты возникновения некоторых мутаций человека для мужских половых клеток выше, чем для женских, что частоты возникновения ряда мутаций увеличиваются с возрастом отцов и что многие мутации, вероятно, связаны с репликацией ДНК. Существование сильных различий в продолжительности поколений разных животных делает гипотезу о простой зависимости накопления мутаций от времени весьма маловероятной. [c.25]

Предположение о том, что большая часть (если не вся) молекулярной изменчивости в природных популяциях селективно нейтральна, к сожалению, привело к широкому употреблению терминов нейтральная мутационная теория и нейтралисты для описания теории и ее защитников (см. почти любую дискуссию по проблеме генетической гетерозиготности начиная с 1968 г.). Но эти термины лишь подчеркивают совсем не то, что надо, и затемняют как логику позиции, так и историческую связь этой теории с позицией классической гипотезы. Никто не настаивает на том, что почти все мутации нейтральны или что эволюция протекает без естественного отбора, главным образом путем случайного закрепления нейтральных мутаций. Оба эти утверждения явно неверны и совершенно чужды духу предлагаемых объяснений. Напротив, мы настаиваем, что многие мутации испытывают действие естественного отбора, но почти все эти мутации вредны и элиминируются из популяции. Второй распространенный класс представлен группой нейтральных мутаций, и именно по этим мутациям будет обнаружено расщепление, если использовать тонкие физико-химические методы. Кроме того, рассматриваемая теория допускает существование редких благоприятных мутаций, которые закрепляются естественным отбором, поскольку адаптивная эволюция все же происходит. Но предполагается, что это событие случается редко. Наконец, эта теория допускает также возникновение время от времени гетерозисных мутаций, но они составляют незначительную часть всех локусов генома. [c.202]

С возникновением и развитием мезофазы формирование состава и молекулярной структуры КМ происходит за счет термохимических превращений в объемах газопаровой и конденсированных изотропных и жидкокристаллической фаз (гомогенный процесс) и на границах раздела этих фаз (гетерогенный процесс). Однако и в этом случае КМ представляет собой объединение множеств органических соединений, развивающееся в направлении накопления углерода за счет образования полициюшческих конденс1фованных ароматических молекулярных структур. Поэтому вопрос о составе и молекулярном строении КМ на этом и последующих этапах формирования нефтяного углерода приобретает особое значение, поскольку именно на стадии мезофазных превращений формируется надмолекулярная структура высокотемпературных форм нефтяного углерода [100]. Однако молекулярная структура нефтяного углерода в рассматриваемом аспекте изучена слабо, преимущественно методами, дающими информацию о среднестатистической молекуле или молекулярноструктурной единице, относящейся ко всей массе объекта исследования, базируясь на известных гипотезах о молекулярной структуре углеродных материалов [35,36,40,93,116]. [c.40]

Вывод о возможности самоорганизации материи в условиях сильной неравновесности имеет большое мировоззренческое значение, поскольку выявляет путь, по которому законы природы приводят к появлению определенного порядка в неупорядоченных системах и затем к усложнению и развитию образовавшихся упорядоченных структур. М.Эйген в 60—70-е годы показал, что в сложных сильнонеравновесных системах с особыми каталитическими свойствами их некоторых элементов возможно возникновение процесса записи информации в виде некоторого молекулярного кода, с помощью которого становится возможным самовоспроизведение этих каталитических структур. Таким образом, нелинейная неравновесная термодинамика стала в настоящее время неотъемлемым элементом физико-химического обоснования всех гипотез о путях возникновения и эволюции жизни. [c.350]

Прогресс в объяснении возиикиовеиия сладкого вкуса на молекулярном уровне связан с использованием гипотезы Шелленбергера. Дальнейший прогресс в объяснении и предсказании появления сладкого вкуса у химических веществ требует объединения химического и биологического подходов, ибо невозможно ограничиваться и опираться только на сенсорные, субъективные ощущения и тесты [65]. Актуальной задачей исследований в этой области является разработка общей теории возникновения вкусовых ощущений, что позволит предсказать структуру сладких веществ и будет способствовать созданию эффективных препаратов, ие угрожающих здоровью человека. [c.26]

Схематическое изображение такой вторичной структуры для УДФ-глюкозы дано на рис. 8. Построение молекулярных моделей показывает возможность возникновения такой конформации при существовании определенного соответствия между структурой гетероциклического ядра и структурой остатка моносахарида в нуклеозиддифосфатсахаре. При образовании вторичной структуры нуклеозиддифосфатсахара гетероциклическое ядро действует как матрица, определяющая преимущественную конформацию остатка моносахарида и доступность его различных функциональных групп для взаимодействия с ферментом. Это и обусловливает,, в конечном итоге, специфичность биохимических реакций внутри каждой из групп природных нуклеозиддифосфатсахаров. Согласно выдвинутой гипотезе гидроксильные группы у Са и Сд моносахаридного остатка участвуют в образовании водородных связей с гетероциклическим ядром нуклеозиддифосфатсахара, так что биохимические реакции протекают только по С4 или по Сб остатка моносахарида. При реакциях перехода от моно- [c.386]

В противоречие с ранними исследованиями [185], было установлено, что в присутствии воздуха радиационная деструкция ПММА замедляется [195, 199]. Для объяснения этого факта были высказаны различные предположения, связывающие действие кислорода или с образованием перекисных связей между первоначально образующимися при разрыве главных цепей фрагментами макромолекул [199], или с возникновением — независимо от реакций деструкции — перекисных поперечных связей [195], или с захватом молекулами кислорода электронов с образованием молекулярных ионов 00 и снижением вследствие этого скорости деструктивных процессов, протекающих с участием электронов [200]. Hi)HMepHO аналогичный механизм, связанный с захватом электронов, был предложен для объяснения конкурирующей роли кислорода при облучении ПММА, содержащего различные красители [201]. Наличие в облученном на воздухе ПММА групп, распад которых ускоряется в присутствии следов /прет-бутилкатехина, гидрохинона и диме-тиланилина и которые придают полимеру способность инициировать полимеризацию винильных соединений, в известной мере подтверждает гипотезы, приписывающие основную роль в рассматриваемом явлении наличию перекисей [193, 194, 196, 199]. При соприкосновении с воздухом ПММА, предварительно облученного в вакууме, наблюдается наложение асимм(зтричного спектра электронного парамагнитного резонанса, обусловленного перекисным радикалом, на симметричный спектр ЭПР исходного радикала, состоящий из пяти линий (плюс четыре плеча) [202]. Из спектров ЭПР было найдено, что скорость гибели радикалов, непосредственно образовавшихся под пучком, так же как и вторичных перекисных радикалов, подчиняется кинетическим уравнениям второго порядка. Механизм реакции, по которой перекисные радикалы могут образовать перекисные поперечные связи, предположение о существовании которых было высказано, неясен. Недавно была исследована кинетика снижения молекулярного веса облученного ПММА в период последействия и обсуждены некоторые возможные механизмы этого процесса [203]. [c.102]

Но специально поставленные с целью выяснения механиз.ма этой реакции опыты показали, что ни одно из выше приведенных предположений не оправдывается, С одной стороны, было показано, что двузамещенные разветвленные ацетилены оказываются достаточно стойкими в условиях реакции и изомеризации их в аллены не происходит с другой стороны, выяснилось, что после длительного нагревания специально полученного алленового хлорида с ма1нийорганическим соединением никакой углеводородной фракции не образуется, что говорит против гипотезы возникновения алленового углеводорода вследствие предварительной изомеризации исходного ацетиленового хлорида. Очевидно, образование наряду с ацетиленовыми углеводородами углеводородов алленового строения происходит одновременно и независимо, в результате молекулярной перегруппировки в момент реакции, и изученное взаимодействие представляет собой также пример реакции с перенесением реакционного центра. [c.61]

Случай АН (рост предела с ростом температуры) отвечает отрицательной энергии активации цепной деструкции напряженных макромолекул и скорее может быть истолкован поэтому на основе гипотезы заготовок . Возможен, правда, и вариант нредэкспоненциального уменьшения Р с ростом температуры за счет появления побочного стока энергии возбуждения напряженных полимерных цепочек без их деструкции. Некоторое развитие гипотезы Каргина — Кабанова — Паписова может дать объяснение и уменьшению молекулярного веса полимера с ростом дозы излучения. Рост Цапряженных полимерных цепочек происходит, согласно этой концепции, до какого-либо дефекта кристаллической решетки. Поэтому молекулярный вес полимера может падать за счет возникновения радиационных дефектов или создания дефектов при самом образовании макромолекул в структуре мономера, а также вследствие частичной гибели напряженных цепочек (например, при наличии частичного отжига их в ходе облучения). [c.11]

В 1962 г. Р. Платцман [19] предложил следующую гипотезу возникновения части молекулярного водорода. По его мнению, недовозбужденные электроны (их кинетическая энергия меньше или равна 6,5 эв) взаимодействуют с водой, образуя Н [c.15]

В основе представления о связи между положением благородных газов в периодичеокой таблице и их способностью 1К образованию молекул лежит гипотеза об эффекте одновременной электрон-электронной корреляции. В настоящем рассмотрении этот эффект — сравнительно малое возмущение в многоэлектрояной системе, но в большинстве молекулярных проблем простые некоррелированные картины одноэлектронных орбит (получаемые из обычных методов валентных связей или молекулярных орбит) являются адекватными для качественного понимания процесса возникновения связи. В соединениях благородных газов это обстоятельство является sine qua non (непременным условием) образования молекулы. [c.416]

Вторичная структура ДНК — молекулярная архитектура ДНК. На основании рентгеноструктурных исследований Астбэри, Франклин и Гослинга и особенно Уилкинса, а также данных о химическом строении ДНК Уотсон и Крик в 1953 г. выдвинули гипотезу о том, что молекула ДНК построена из двух полинуклеотидных цепей, закрученных вправо вокруг оДной и той же оси в двойную спираль, удерживаемую водородными связями между комплементарными парами азотистых оснований. Анализ всевозможных вариантов возникновения водородных связей между парами азотистых оснований показал наибольшую вероятность образования комплементарных пар [c.41]

Молекулярная биология является одной из наиболее стремительно развивающихся наук. В настоящее время основные проблемы генетического кодирования и биосинтеза белка весьма интенсивно и с успехом решаются на бактериальных и вирусных объектах. Начались поиски принципиально новых, можно сказать, стратегических проблем. Намечаются две проблемы, которые выдвигаются биологией на передний план. Первая — это механизм клеточной дифференцировки. Вторая — это механизм нервной деятельности и память. Для перехода к этим проблемам необходимы новые идеи, новое научное мировоззрение, которое в свою очередь может возникнуть в процессе работы в контакте с морфологами, цитологами, эмбриологами, физиологами и т. п., владеющими всем запасо.м знаний по клеточной дифференциров-ке или по нервной деятельности. Молекулярная биология пока еще дает малый непосредственный выход в практику. На основании ее данных может быть интерпретирован лишь ряд фактов (в том числе практически значимых) в области бактериальных и вирусных мутаций, в понимании сущности некоторых вирусных инфекций, а также ряде наследственных заболеваний человека. Многие ученые считают, что возникновение злокачественного роста клеток связано с нарушением регуляции процесса биосинтеза белка. Познание этого важнейшего жизненного явления даст медикам более совершенные способы нормализации биосинтеза белка, а следовательно, и рациональные методы лечения многих заболеваний. В основе иммунитета лежит биосинтез белка и соответственно образование специфических антител (белков). Если овладеть по-настоящему процессом синтеза белка и научиться им управлять, то можно было бы повысить эффективность действия иммунизирующих веществ и тем самым повысить устойчивость организма к различным инфекционным заболеваниям. В настоящее время выдвинут ряд рабочих гипотез и теорий, которые еще требуют доказательств, но они освещают путь для дальнейших творческих исканий. [c.295]

Менделевский метод генетического анализа-поясчет числа особей каждого класса в потомстве, полученном от определенного типа скрещивания,-по-прежнему широко используется. Фактически до возникновения в 50-х годах молекулярной генетики этот метод оставался единственным методом генетического анализа. Кроме разработки замечательной методологии научная гениальность Менделя проявилась в его способности сформулировать теорию, объясняющую данные экспериментов, и поставить эксперименты, подтверждающие эту теорию. Хотя концепция Менделя была представлена, строго говоря, в качестве гипотезы, в действительности это была завершенная теория. Время показало ее фундаментальную полноту и правильность. [c.40]

История мутационно-соматической гипотезы возникновения рака. Наследственные синдромы с повышенной хромосомной нестабильностью и дефектами репликации и репарации ДНК можно рассматривать в качестве модели для изучения молекулярных механизмов соматической мутации и образования опухоли. Гипотеза о том, что рак может быть обусловлен соматической мутацией, появилась гораздо раньше работ, посвященных изучению этой проблемы. Еще фон Ханземан (1890) [1475] на основании результатов собственных исследований митоза постулировал, что клетка [c.207]

Краткая характеристика проблемы. Вопрос о причинах хиральности биомолекул, то есть существования в надмолекулярных структурах лишь одной из двух возможных стереоконфигураций элементов, например Ь-аминокислот в белках или Ь-са-харов в полисахаридах и нуклеиновых кислотах, относится к числу нерешенных современной наукой [13, 26, 124]. Значение хиральности молекул для биоструктур сводят к таким факторам как упрощение процессов молекулярного узнавания, инструктирования информационных молекул, обеспечения однозначности протекания химических реакций [13]. Благодаря хиральности создается большая прочность конструкции полимеров, например, образование а-спиралей и р-структур из полипептидов, а также возможность возникновения кооперативных эффектов. Проблема происхождения хиральности имеет два аспекта установления казуального, причинного фактора, приведшего к хиральности элементов структур, и выяснение причины предпочтения того или иного знака хиральности. Что касается первого аспекта, то большая часть существующих подходов, обобщенных в работах [13, 26, 124], сводится к следующим типам объяснений гипотезы о космическом происхождении хиральности воздействие гиротропических минералов одного знака циркулярная поляризация солнечного света, нарушение чет-10СТИ в слабых взаимодействиях и ряд других. На второй вопрос обычно отвечают, что это связано со случайной флуктуа- [c.116]

Выявление нами подобных фибрилл в склере при выраженной близорукости, возникновение которой связано с семейной предрасположенностью, позволило высказать гипотезу о том, что у этих больных имеется локальная недостаточность проколлаген-пептидазы или другие молекулярные дефекты коллагена. Это приводит к недостаточности межмолекулярного скрепления и несовершенному фибриллогенезу в склере, вследствие чего коллагеновые образования оказываются нестойкими даже к физиологическому механическому напряжению. Следствием этого являются описанные выше изменения в фибриллярной и волокнистой структуре и патологическое растяжение склеры. Возможно, аналогичный генез имеет варикозное расширение вен и многие другие случаи слабости соединительной ткани. Этот вопрос заслуживает, безусловно, дальнейшего изучения. [c.130]