Регулирование химических процессов в клетке и в организме

Глава X РЕГУЛИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В КЛЕТКЕ Й В ОРГАНИЗМЕ [c.141]

Так, важнейшим механизмом регулирования является механизм, связывающий концентрации АТФ и АДФ и неорганического фосфата. АТФ расходуется на покрытие всех энергетических затрат организма и клетки мышечная работа, осмотическая работа, химические процессы, например синтез белка, образование фосфатов глюкозы и фруктозы, окисление НАД-Н требуют АТФ и являются источником образования АДФ и Ф. [c.186]

Одна из самых сложных проблем молекулярной биологии — проблема регулирования количества синтезируемого фермента.Известно, что химические реакции в организме тонко сбалансированы и существует много механизмов автоматического регулирования, с помощью которых поддерживается кинетика различных метаболических процессов в соответствии с потребностями клетки в данный момент времени. Существуют механизмы автоматического регулирования на уровне самих ферментативных процессов. В них участвуют ферментативные активаторы и ингибиторы, а, кроме того, немаловажную роль играют явления нро-ницаемости и активного транспорта сквозь мембраны. Этот вид регулирования рассмотрен выше. Здесь же мы имеем в виду разобрать другую сторону вопроса. Речь пойдет о синтезе клеткой ферментов. [c.479]

Другая сторона вопроса заключается в малой (относительно) прочности химических фрагментов клеток, извлекаемых из нее после разрушения клеточной оболочки. В этом нет ничего удивительного структуры динамические по своему существу вовсе и не должны быть прочными в статических условиях. Субклеточные структуры — митохондрии — самообновляются за короткий срок, составляющий приблизительно 10 суток. Высшие структуры белков (четвертичная, третичная) разрушаются легче, чем первичная цепь распад белковой части ферментов типа металлопротеидов совершается легче, чем разрушение гема, и т. п. Возможно, что это связано с их функциями, однако несомненно, что на всех уровнях развития биологические структуры не являются статическими. Вопрос этот сложен, но один из его аспектов сейчас более или менее ясен. Дело в том, что динамические структуры — детище минимум двух противоположных процессов —и выключение одного из них приводит к разрушению и самой структуры. Старая истина о необходимости упражнений (т. е. нагрузок) для поддержания жизнедеятельности любого органа выражает именно эту закономерность. Успехи космической медицины недавно принесли очень яркую иллюстрацию того же правила. Снятие гравитационной нагрузки вызывает вымывание кальция из организма, т. е. процесс постепенного рассасывания костяка даже эта, казалось бы столь прочная конструкция, в действительности является динамической структурой, связанной с регулированием положения организма в гравитационном поле. Динамические структуры не обязательно связаны с регулированием. Фонтан несомненно представляет собой динамическую структуру и его форма зависит от соотношения сил давления в струе воды и гравитационного поля, однако форма в этом случае не управляет потоком. Структура не имеет обратных связей со средой и не является аналогом клетки. Пламя костра в большей степени напоминает о том, что характерно для жизни и недаром еще Гераклит утверждал, что жизнь есть вечно живой огонь. Пламя создает диффузионный поток в окружающей среде, поток усиливает горение, но слишком энергичное вторжение масс холодного воздуха задерживает горение, т. е. здесь налицо признаки обратной связи, а следовательно, и авторегулирования. Для формирования устойчивой структуры и аппарата регулирования важно, чтобы возникающая динамическая структура могла влиять на потоки, ее порождающие. Статистическая интерпретация этого утверждения связана с допущением, что функции распределения [c.173]

Для правильной работы большого числа звеньев биологических машин необходимо не только соблюдать последовательность включения отдельных химических механизмов — процессов гликолиза, цикла Кребса, ферментов дыхательной цепи и т. д., но и расположить в пространстве все соответствующие химические аппараты так, чтобы продукт, полученный в одном из них, легко попадал в следующий. Без этого невозможен слаженный ход химических машин и, конечно, невозможно и четкое регулирование их действия. Отсюда следует, что клетка — это не просто сосуд, где беспорядочно, как в растворе, рассеяны ферменты, субстраты, гормоны и т. д. Клетка действительно напоминает механизм, назначение которого поддерживать свое существование и обеспечивать устойчивость организма в целом. В биологической клетке, как и во всякой машине, детали размещены строго определенным образом клетка имеет структурно химическую организацию. Исходя из общих соображений, относящихся к характерным особенностям жизни, попробуем выяснить, какие же процессы О бя-зательно должны протекать в клетке и в каком порядке они должны сочетаться. [c.156]

Пытаясь выяснить возможную химическую природу этого вещества-регулятора, мы должны будем использовать уже полученные. нами сведения о механизмах регулирования биений ундулоподии Вряд ли в качестве регулятора можно использовать АТФ-рецептор сам потребляет чужую АТФ, поставляемую специализированными биохимическими системами, но им может быть какой-либо регулятор АТФ-азной активности. Опираясь на знания биохимии современных организмов, мы должны были бы поручить эту роль ионам кальция. Диффузия по трубке ионов кальция или связывающих их веществ могла бы служить хорошим способом управления биения ресничек. Правдоподобность такого способа регуляции двигательной активности следует из многих данных о работе различных аппаратов движения. Именно так регулируется сокращение стебелька сувойки. Изменение концентрации ионов кальция регулирует работу мышц всех видов — недаром роли кальция в биологических процессах посвящаются специальные книги (см., например, [64]). Примем пока, что внутри одной клетки регуляторные импульсы от рецепторов передаются двигательным органеллам по специальным трубам в виде порций ионов кальция или веществ, изменяющих состояние кальция в ундулоподиях. [c.201]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология