Факторы, определяющие 3ю в живых системах

Сера — элемент главной подгруппы шестой группы периодической системы, первым числом которой является кислород. Кислород и сера весьма существенно отличны друг от друга и в физических состояниях и в химическом отношении. Кислород, по терминологии Менделеева, относится к типическим элементам, его валентные состояния ограничены возможностью образования двух единичных связей в соответствии с наличием у атома двух непарных электронов. Сера и последующие за ней элементы (селен и теллур) не имеют этих ограничений, их валентные состояния разнообразны. Сера в низших валентных состояниях входит в состав белков, образуя сульфидные мостики, наличие которых определяет наряду с другими факторами высшую пространственную организацию белковой молекулы в живом организме. Огромные количества соединений серы высшей валентности синтезируются и используются в химической промышленности. [c.89]

В основе процедуры выбора динамических переменных и параметров при моделировании поведения системы лежит временная иерархия процессов, а не их внутренняя специфика. В случае биосистем выбору помогают особенности последних. Природа как бы позаботилась о том, чтобы скорости отдельных клеточных событий сильно различались ферментативные реакции длятся секунды и минуты, синтез новых белков составляет десятки минут, самовоспроизведение клетки занимает много часов. Делению характеристик живой системы на переменные и постоянные (параметры) способствует также принцип "минимума" ("узкого места"). В цепи реакций общую скорость процесса определяет наиболее медленное звено. Варьирование скоростей быстрых стадий не отражается на длительности всего процесса - им управляет наиболее медленная стадия. В биологических объектах, где превалируют ферментативные реакции, отличащиеся насыщенностью и слабой обратимостью, прщщип "минимума" работает более эффективно, чем в простых химических системах. Разница в скоростях биохимических реакций даже на 20 % может оказаться лимитирующим фактором. В отсутствие этого принципа клетка должна была бы контролировать тысячи различных превращений и обеспечить надежность метаболизма было бы крайне сложно. В стационарных условиях следить за отдельными ключевыми реакциями, игнорируя множество других, очень выгодно. [c.100]

Указанные выше методы отнимают много времени, зависят от многочисленных факторов, свойственных биологическим системам, и позволяют измерять концентрации только живых микроорганизмов. Хотя быстрый фотоэлектрический метод счета аэрозольных частиц, появившийся в последние годы, не позволяет различать живые и мертвые клетки, но сочетая его с вышеприведенными методами, можно определить соотношение между жи-Ш=50-Ю выми и мертвыми организмами в аэрозоле и по- [c.354]

Химические процессы, лежащие в основе жизнедеятельности организмов, могут быть разделены на две группы процессы образования кислорода и органических соединений из диоксида углерода и воды за счет солнечной энергии, и обратные процессы образования диоксида углерода и воды с выделением энергии. Поэтому живые организмы можно определить как системы, способные восстанавливать свою энтропию за счет уменьшения энтропии окружающей среды. Важным фактором для существования живых систем является их кинетическая устойчивость. Будучи все термодинамически неустойчивыми, они перейдут в углекислый газ и воду, если система придет в состояние термодинамического равновесия. Жизненные процессы зависят от способности сдерживать эту термодинамическую тенденцию путем контроля за скоростью выделения требуемой энергии [1]. [c.569]

Геометрические параметры деформаций должны были бы распределяться при этом по различным возможным вариантам, т. е. вероятность типа, адекватного для дальнейшего определенного течения процесса, была бы чрезвычайно мала и определялась бы исключительно химической природой и энергетическими уровнями участвующих молекул. Но представление о факторе, регулирующем процессы деформации, равнозначно совершенно новой концепции молекулярных процессов в живых системах. Сущность такой нормировки мы можем рассматривать как установление более или менее стационарных преимущественных вероятностей возникновения деформаций, регионально, т. е. в зависимости от координат внутри клетки, различных по своим геометрическим параметрам . [c.103]

Микробы относятся к живым саморегулирующимся системам, восстанавливающим равновесие после какого-либо воздействия, если оно не было чрезмерно сильным и продолжительным. Если же воздействие действительно было сильным и продолжительным, то организм погибает или переходит в новое устойчивое (равновесное) состояние. Это может произойти, например, после воздействия мутагенных факторов и образования мутантов (см. выше первое преимущество микробных клеток). В этой связи необходимо отметить, что микроорганизмы легче приспосабливаются, или адаптируются к изменившимся условиям существования, чем растения и животные, хотя и среди микробов адаптивные возможности у видов-сапрофитов более выраженные, чем у видов-паразитов это связано с более широким набором ферментов у первых, нежели у вторых. Поскольку ферменты — это первичные метаболиты, то, в конечном итоге, их арсенал определяется генотипом. [c.377]

Имеются еще два свойства ферментов, которые при их успешном моделировании могли бы открыть новые возможности для техники и, в частности, для химической технологии. Первое из них—способность связываться в системы, действуя при этом строго согласованно. В этих системах имеется, как мы знаем, механизм регулирования, причем специфические вещества могут интенсивно влиять на их активность скорость процессов управляется за счет саморегулирования системы по типу обратной связи. Второе свойство, наглядно выявляемое в живой клетке, определяют словами динамичность структуры этих катализаторов. Здесь имеют в виду то, что они непрерывно распадаются и затем вновь возникают (клеточный биосинтез). Активность катализаторов, как это давно известно, часто повышается одновременно со снижением их устойчивости однако в технике это могло бы быть выгодным — лучше иметь непрочный катализатор, но очень быстро и точно выполняющий свои функции. В клетке, благодаря тонкой системе регулирования, после распада сразу возникнут новые порции фермента (катализатора) взамен разрушившихся, и таким образом система в целом будет вполне устойчивой и притом работающей наиболее эффективно. Любой фактор, уничтожающий фермент, может быть нейтрализован за счет процесса быстрого образования новых молекул катализатора. [c.331]

Большим преимуществом бесклеточных систем перед целыми клетками является доступность их отдельных компонентов для экспериментальных воздействий. Такие системы позволяют исследовать влияние различных экзогенных факторов на их функционирование (ионные условия, pH, ингибиторы и активаторы и т.п.). Кроме того, в бесклеточной системе можно легко заменять отдельные компоненты или непосредственно воздействовать на них в изолированном состоянии и затем по реакции системы познавать их функциональную значимость. Большинство результатов, полученных с помощью бесклеточных систем, невозможно было бы иметь при использовании живых клеток, так как последние при нарушении гомеостаза нередко гибнут. При этом бывает трудно определить, какой же компонент оказался критическим. К сожалению, перечисленные достоинства бесклеточных систем одновременно являются их слабым местом, поскольку после разрушения клеток безвозвратно исчезают те многочисленные взаимодействия между их компонентами, благодаря которым можно без труда отличить живую клетку от бесклеточного экстракта. [c.185]

Указанные выше методы отнимают много времени, зависят от многочисленных факторов, свойственных биологическим системам, и позволяют измерять концентрации только живых микроорганизмов. Хотя быстрый фотоэлектрический метод счета аэрозольных частиц, появившийся в последние годы, не позволяет различать живые и мертвые клетки, ио сочетая его с вышеприведенными методами, можно определить соотношение между жи-выми и мертвыми организмами в аэрозоле и последующие изменения в их жизнеспособности путем сравнения результатов фотоэлектрического и бисшогического счета. Ферри с сотрудниками показал, что этим путем можно получить ценную информацию о выживаемости бактерий в воздухе. [c.354]

Уолд (Wald, 1954) считает, что преобладание определенных элементов в живых системах не случайно, но закономерно определяется свойствами атомов этих элементов. Участие относительно небольшого числа элементов в образовании первичных клеток явилось главным фактором, наложившим химический отпечаток на биологическую эволюцию. [c.91]

Согласно его гипотезе, геном подразделяется на две части I) облигатную, постоянную (эквивалент наследственности в классической триаде), обеспечивающую консерватизм вида, его постоянство 2) факультативную (эквивалент наследственной изменчивости), представляющую собой совокупность ГПРЭ, которые обеспечивают пластичность генома, его направленное преобразование и тем самым определяют возможность эволюции. Фактором, стимулирующим (активирующим) изменения ФГ, является внешняя среда. Характер ее воздействия пока неясен. Близких взглядов придерживаются Ю. П. Алтухов и X. Карсон. Мне же представляется, что условия активации ФГ лежат не вне живой системы, но имманентны ей. Они представляют собой берговакий преформационный момент, развертывание программы исторического развития во времени, своеобразные эволюционные часы . Стрелки этих часов детерминируют ту фазу развития, когда преобразовывается ФГ и совершается эволюция. Если это предположение верно, то третий компонент триады Голубовского надлежит изменить, так что триада приобретает следующий вид [c.400]

Важно подчеркнуть, что в математике понятие устойчивости системы, выводимое из характера ее реакции на возмущающее воздействие, не адекватно таковому в биологии. В биологии под устойчивостью организма обычно понимают его свойство сохранить жизнеспособнос уь и оставить потомство после контакта с повреждающим фактором, т.е. для определения устойчивости живой системы надо контролировать реакцию на грубые нарушения, в то время как в математике при оценке устойчивости оперируют с малыми возмущающими систему воздействиями. Математической устойчивости ближе по смыслу понятие "чувствительности" биологического объекта, которую принято определять по реакции на небольшие тестовые нагрузки. Биологическому понятию "устойчивость", по-видимому, скорее соответствует "предел прочности" механической или какой-либо другой технической системы. Ш вот в радиобиологии принято называть радиоустойчивые организмы радионечувствительными такова традиция. [c.47]

Таким образом, принятые при математическом моделировании определения специфического (силового) и неспецифического (параметрического) переключения стационарных состояний биологической системы не соответствуют физиологическому пониманию специфических и неспецифических процессов. В математике эти понятия характеризуют направленость действия фактора, переключающего систему влияет ли он на ее переменные или параметры (постоянные). С позиции триггерного принципа регулирования живой системы, специфику поведения клетки определяет соотношение процессов, которые развиваются в ответ на возмущение, не выходящее за границу толерантной области. Неспецифической физиологической реакцией живой системы является сам акт ее переключения в новое устойчивое стационарное состояние. [c.113]

Описывая зависимость биологического эффекта от величины возмущающего фактора, мы отмечали, что форму дозовой криюй определяют мощность воздействия и время, через которое наблюдают его последействие. Так, выглядящая вначале ступенчатой кривая реагирования позже может трансформироваться в З-образную. Если альтерирующий агент настолько "сконцентрирован" (большая мощность), что сопротивление живой системы подавляется сразу, то дозовая кривая инактивации и гибели клеток приобретает экспоненциальный вид. Многообразие кривых реагирования определяют конкуренция процессов реализации и ликвидации первичшх нарушений, а также [c.121]

Первоначально явление стресса, или неспецифического адаптационного синдрома, рассматривали как универсальную реакцию организма на юздействие факторов различной природы, которая способствует переживанию неблагоприятной окружапцей ситуации. Однако теперь, когда говорят о стрессе, то как правило имеют в виду факт возникновения в живой системе чего-то "нехорошего". Появился даже неологизм "стрессустойчивость", для обеспечения которой, как считают, организм и клетка нуждаются в реализации энергетических и метаболических стресс-защитных механизмов. Стресс стал двуликим он и жизненно необходимая защитно-приспособительная реакция и в то же время - проявление нежелательных изменений в живой системе. Поэтому возникает необходимость определиться является ли стресс фазой адаптационного акта клетки, или, напротив, адаптационные изменения в ней направлены на защиту организма от стресса [c.128]

Еще одной принципиальной особенностью живой системы является то, что транспорт кислорода к клетке на всех его этапах, включая и диффузионный,—регулируемый процесс. Диффузия кислорода к клетке определяется прежде всего потребностями кислород — зависимых метаболических систем (регуляция на клеточном уровне). Главной среди них является система митохондриального окисления. Экспериментально установлено, что последний наиболее количественно значимый каскад напряжения кислорода находится на участке внеклеточная жидкость-митохондрии [155, 316]. В то же время потребности клетки в кислороде, а следовательно, и его перенос тесно связаны с функциональным состоднием организма. Об этом свидетельствует зависимость коэффициента диффузии кислорода не только от чисто физических факторов, таких, как температура и содержание воды в тканях, но и от типа ткани, особенностей структуры клеточной мембраны, и, наконец, самое главное, от функционального состояния ткани [12, 30,172, 257, 417, 525, 542, 596]. [c.17]

Эпюра давления в помещении будет иметь форму трапеции, верхнее основание которой р - есть некоторое избыточное давление воздуха, обусловленное целым рядом факторов теплонапряженностью помещения, числом приточных и вытяжных проемов и площадью их живого сечения, наличием и производительностью системы механической вентиляции. Статическое давление воздушного столба в помещении определяется произведением рнЯЯ . Таким образом, нижнее основание трапеции эпюры давлений есть сумма [c.942]

Проведена з[1ачительпая работа с целью выяснения влияния перекиси водорода на вещества или процессы, имеющие биологическое значение. Эти исследования сильно отличаются друг от друга по глубине и методу. В некоторых случаях пользовались заведомо модельными системами, что давало возможность четко определить условия, однако результаты в отнопгении живых систем иногда имели лишь сомнительную ценность. Другие работы проведены с органическими веществами или in vivo, а поэтому они ближе к естественным условиям, но результаты с точки зрения влияния побочных реакций и ферментов получились менее определенными. Часто для таких исследований выбирают бактериальные колонии, а в этой системе возможны неопределенности из-за колебаний концентрации перекиси водорода на различных стадиях роста, что может быть обусловлено различиями в парциальном давлении присутствующего кислорода [396] или действием фактора роста [397]. [c.354]

Разработка системы взаимосвязанных аналитич. показателей ос1К)вывается на группировке хоз. фактороп и отражающих их влияние экономич. показателей. Так, при аг[алн )е причин отклонений от плана по выпуску продукции используется группировка хоз. факторов в разрезе 3 простых моментов процесса труда (живого труда, средств труда и предметов труда). помощью группировок отбираются также прогрессив ные факты и определяется их влияние на работу предприятия. Так, при анализе производительности труда важно выявить результаты работы бригад коммунистич. труда и сопоставить эти данные со средними показа [c.47]

А. я думаю, было бы неправильно претендовать па столь широкое распространение нашей концепции хотя бы потому, что мы не можем обосновать эго экспериментальными данными. Можно надеяться, что в будущем исследователи займутся этим вопросом, располагая более глубокими знаниями об эволюционных процессах. По мере возрастания сложности систем при переходе 01 иротоклеток к первым живым клеткам и далее в ходе самых ранних стадий биологической эволюции возможности для дивергенции эволюционных процессов, по-видимому, возрастают. Одиако, как следует из теории биохимического предопределения, выбор путей развития, вернее границы, в пределах которых может протекать эволюция, будет в большой степени определяться присущими развивающимся организмам свойствами, как ранее 1 п зависел от свойств веществ, из которых эти системы возникали. Согласно современным представлениям, эволюционные процессы регулируются генетическими факторами, в свою очередь нpe l кa-зуемым образом реагирующими иа воздействие факторов окружающей срсды. [c.312]

Ч. Дарвин установил факторы эволюции организмов, свойственные особой форме движения материи — жизни. Биосфера (гидросфера, тропосфера и литосфера) как среда жизни представлена организмами— дискретными системами. Они пространственно отделены от окружающей среды, но взаимодействуют с внешними условиями по типу открытых систем. Стойкость таких систем, продолжительность их существования определяются постоянством превращения веществ, закономерным объединением синтеза и распада, которые в совокупности составляют у -ЖИВЫХ организмов биологический метаболизм (А. И. Оцарин).. [c.474]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология