Жизнь клетки

Жизнь клетки невозможна без энергии, и в ее отсутствие клетка подобна неработающей машине. По способности усваивать и преобразовывать энергию все живые организмы делятся на фототрофов, живущих за счет лучистой энергии, и хемотрофов, существующих за счет энергии химических реакций. В обоих случаях усвоение и преобразование энергии осуществляют ферменты, именно они превращают энергию химических реакций в тепло, движение, транспорт веществ в клетках и тканях, передачу нервных импульсов, превращение химической энергии в световую или звуковую. [c.72]

Клеточный эффект — результат реакций, протекающих в клетке растворителя вслед за химической реакцией. В жидкости и твердом теле каждая молекула и продукты ее превращения окружены молекулами растворителя и некоторое время (время жизни клетки) находятся рядом, если это активные частицы (атомы, радикалы, ион-радикалы), то они вступают в клетке во взаимодействие. [c.11]

Несмотря на то что нуклеиновые кислоты были открыты еще в 1865 г. и долгое время привлекали внимание многих исследователей, их роль в жизни клетки оставалась совершенно неясной. На их фундаментальное значение в процессах жизни указывало, во-первых, их присутствие в составе пе только растительных п животных клеток, но и бактерий и вирусов и, во-вторых, их локализация в клетках, изученная гистохимическими методами. Однако сущность их роли оставалась загадкой до тех пор, пока не обнаружили, что вещество, ответственное за трансформацию пневмококков, является полинуклеотидом [1, 3, 10, 13, 14]. [c.299]

Исследования в этом направлении производятся во многих лабораториях, но выводы приходится делать с большой осторожностью. Между степенью концентрирования элемента и его биологической функцией нет прямой и простой связи. Надо иметь в виду, что тяжелые металлы и металлы, образующие катионы с большим зарядом (алюминий), могут захватываться в течение жизни клетки и задерживаться в ней в силу того, что они прочно соединяются с белками. [c.359]

С уменьшением вязкости активные радикалы оказываются на большем расстоянии друг от друга, и вероятность реализации благоприятной для протекания реакции ориентации радикалов за время жизни клетки уменьшается. Следовательно, величина ф уменьшается, а величина е растет. [c.203]

Другой тип гигантских биологических молекул — белки в зависимости от своей природы они выполняют одну из двух следующих функций действуют в качестве катализаторов химических реакций, за счет которых поддерживается жизнь клетки, и являются строительным материалом для мышечных волокон, превращая химическую энергию аденозинтрифосфата (АТФ) в механическую энергию мышечного сокращения. Это дает организму возможность перекачивать кровь, усваивать пищу и передвигаться. Важную роль играют белки и как природные защитные материалы, из молекул которых построены кожа, мех, перья, предохраняющие животных от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Издавна пользуется этими белковыми материалами и человек. [c.65]

Жизнедеятельность клетки и есть существование мембран. Возможно, именно с появлением мембран связано возникновение жизни. Состав мембран постоянно обновляется у белков в течение 2-6 дней, липидов - в течение 1-2 дней. Но несмотря на непрерывное обновление мембранных компонентов, их структурная организация в течение жизни клетки остается постоянной. [c.108]

Необходимо иметь в виду, что в молоке при превращении молочного сахара в молочную кислоту мы имеем не свободные ферменты, 41 живые клетки дрожжей и бактерий, что ферменты тесно связаны с клеткой и процессы совершаются в живом организме. Они связаны - с жизнью клетки, с ее ростом, размножением и потреблением нужной для ее существования энергии. Необходимо иметь в виду, что прекращение жизни бактерий и дрожжей еще не останавливает процесса, так как он катализируется ферментами этих организмов можно ввести яды и убить микроорганизмы распад сахара и прекращение его в молочную кислоту от этого не остановится для прекращения процесса требуется не только убить микроорганизмы, но и разрушить ферменты. [c.59]

В стационарной фазе жизни клетки ее ДНК в плотно упакованных хромосомах почти недоступна для внешних повреждающих воздействий. Напротив, при делении клеток (митозе) хромосомы развернуты, ДНК почти обнажена и в таком состоянии уязвима для повреждающего воздействия внешних факторов (химические агенты, облучение и т.п.). Это значит, что агенты, способные вызывать повреждения ДНК, особенно активны по отношению к клеткам быстро пролиферирующих тканей, а это прежде всего ткани опухолей (и ткани кроветворных органов). Химиотерапия опухолей рассматриваемого типа [c.517]

Единственный возможный в жизни клетки путь к этому следует видеть в неполном прохождении реакций второго и высшего порядка между двумя оптически нечистыми веществами. Обозначим буквами А и В два соединения, реагирующие друг с другом с образованием соединения АВ. Вещества А и В должны быть оптически активными, но не оптически чистыми, и пусть Аг и Вг преобладают над их антиподами. Мы прерываем реакцию [c.137]

На дальнейшее развитие биохимии РНК большое влияние оказали успехи цитологии. В связи с этим обсуждению роли РНК в жизни клетки необходимо предпослать краткий очерк некоторых современных представлений о строении цитоплазмы. [c.125]

Поскольку имеются веские доводы в пользу того, что ДНК в процессе жизни клетки либо совсем не распадается, либо распадается в незначительной степени, вызывает удивление тот факт, что ДНК-аза в высоких концентрациях широко распространена в тканях животных. Особенно интересно следующее наблюдение при незлокачественном росте (плацента или регенерирующая печень крысы) очень усиливается активность дезоксирибонуклеазы, в то время как при злокачественном росте она не меняется [20-22]. [c.321]

Как уже указывалось на стр. 222, живые организмы работают не по принципу тепловой машины. Напомним, что коэффициент полезного действия тепловой машины может быть достаточно высок лишь при наличии большого перепада температур в работающем механизме машины. Такой перепад температур абсолютно несовместим с сохранением жизни клетки. Таким образом, необходимо признать, что энергия, освободившаяся при тканевом дыхании в форме теплоты, не может уже быть использована для выполнения физиологической работы. [c.248]

Оболочка принимает активное участие в жизни клетки, пропуская необходимые вещества лишь доопределенном количестве и задерживая ненужные. [c.257]

III. ЛОГИКА ЖИЗНИ КЛЕТКИ [c.8]

Главную долю (до 90%) РЖ составляет так называемая рибосомальная РНК, которая находится в рибосомах, разбросанных по всей протоплазме клетки. Она участвует в синтезе белка, прочно связана с ним и отделяется от белка с большим трудом. Именно здесь в рибосомах происходит ситез белка. Он идет с очень большой скоростью и за минуту одна клетка синтезирует несколько тысяч новых молекул белка. Человеческий ум глубоко проник в тайны биосинтеза белка в клетке, получил сведения об основах механизма, синтеза белка, о тех неблагоприятных последствиях жизни клетки, к которым приводит нарущение природных правил синтеза белка. Однако до полного познания структурно-энергетического механизма этого важнейшего природного процесса еще далеко. Основные открытия впереди. [c.734]

Функция ядра состоит не только в производстве рибосом и информационной РНК, но также в репликации вещества наследственности.Такая репликация ДНК необходима для клеточного деления благодаря ей каждая дочерняя клетка обеспечивается полным набором генетической информации, т. е. информации о том, как делать все те ферменты, которые необходимы в жизни клетки (фиг. 1). [c.9]

Цель настоящей главы состояла в том, чтобы ознакомить читателя с функциями и значением митохондрий в жизни клетки. Что касается материала по сравнительному изучению митохондрий, то он изложен в этой главе далеко не полностью. Несомненно, путем сравнения структуры и функций митохондрий множества различных типов, встречающихся в царстве аэробных организмов, многое можно узнать [c.73]

Вполне очевидно, что для понимания механизмов, управляющих обменом, совершенно необходимо изучить как субклеточные структуры, так и те изменения, которые эти структуры претерпевают на протяжении жизни клетки. [c.490]

III. Логика жизни клетки................................................8 [c.618]

Современная органическая химия может с гордостью заявить о своей способности синтезировать неизвестные Природе соединения огромной сложности и об обладании набором разнообразнейших методов, позволяющих выполнять почти любые химические трансформации. Такое заявление надежно подкрепляется множеством вьщающихся достижений органического синтеза последних десятилетий. Тем не менее, впечатление от таких мажорных аккордов немедленно тускнеет при сопоставлении с работой химических механизмов даже простейшей живой клетки. Тысячи соединений (и просп,1Х, и исключительно сложных) синтезируются ферментами в любой момент жизни клетки при обычных (физиологических) условиях в воде, в узком интервале значений pH, без применения высоких температур и давлений и без помоши наших суперактивных реагентов типа сверхкислот, сверхсилькых оснований, щелочных металлов, галогенов, литийорганических соединений и т. п.. В любой клетке непрерывно осуществляются многостадийные синтезы огромного разнообразия органических соединений, необходимых для поддержания ее жизни. Все эти синтезы выполняются за считанные минуты с количественными выходами и строго регао- и стереоспецифично Это означает, что все наиболее трудные проблемы стратегии и тактики органического синтеза уже давно решены на химических комбинатах , оперирующих в любой живой системе. Такое высочайшее совершенство биосинтеза невольно вызывает у химиков смеш анные чувства и восхищения, и подавленности от сравнения своих скромных возможностей с достижениями Природы, [c.476]

К сожалению, о природе ферментов, играющих столь ответственную роль, известно гораздо меньше, чем о результатах их действий, хотя для жизни клетки они имеют ничуть не меньшее значение, чем РНК и ДНК. ДНК, представляющая собой двойную спиралеобразную молекулу, состоит из очень большого числа звеньев — дезоксирибонуклеотидов. В полимерной цепи чередуются звенья четырех сортов (четыре нуклеотида) адениловый (А), гуаниловый (Г), цитидиловый (Ц) и тимидиловый (Т) в РНК встречаются те же звенья, только вместо Т надо поместить в цепь [c.188]

Очень важно понять, что для функционирования аппарата, подготовляющего возмущенные по заданному типу функции, нужны обе стороны и среда с ее набором воздействий (даже гравитационные воздействия сказываются на состоянии организма), и организм, причем организм вне среды (без воздействий) в общем случае существовать не может, а среда, по-видимому, в каких-то неизвестных условиях обязательно должна создать организм. Потоки разнообразной природы, идущие извне, и внутренние потоки, характерные для жизни клетки, постоянно создают неравновесные функции. Смысл работы восстанавливающего аппарата в том и заключается, что системы, имеющие нужную и возмущенную (неравновесную) функцию, все время создаются вновь, тогда как изменившиеся функции претерпевают дальнейшее изменение и доходят до классического равновесия или приближаются к нему. Продукты жизнедеятельности организмов, как правило, характеризуются равновесными или близкими к ним функциями. Это жидкие, твердые или газообразные вещества, структура которых значительно проще структуры организма. [c.62]

Очень важные функции в жизни клетки выполняет водород. [c.9]

Потребовалось очень много труда, пока не были, наконец, найдены средства, позволившие сблизить взгляды физико-химиков. изучавших молекулу, и биологов, исследовавших клетку как мельчайший объект. Биологи (цитологи) открыли новые типы частиц, гораздо меньшие по размерам, чем сама клетка (орга-неллы), а биохимики добрались до смысла тех реакций, которые в них протекали. Сравнительно недавно появился термин исследования на молекулярном уровне , это означает изучение химической стороны таких важнейших явлений в жизни клетки, как синтез белка, клеточное деление, усвоение пищи и др. Громадный успех сопутствовал вторжению физико-химических методов в биологию рентгеноструктурный анализ, хроматография, спектроскопические методы ЭПР, ЯМР и другие стали надежными средствами проверки теоретических взглядов. Удалось раскрыть структуру молекул белков, выяснить роль нуклеиновых кислот в синтезе белка, изучить активные группы ферментов и т. п. [c.157]

Стерины — бесцветные, большей частью кристаллизующиеся тела, хорошо растворимые в органических растворителях и плохо— в воде. В свободном состоянии редко встречаются, чаще в виде сложных эфиров, стеридов и глюкозидов (в растениях). Структура и роль их в жизни клетки полностью еще не выяснены, и это представляет важную биологическую проблему. [c.33]

Белки составляют основу биомембран, важнейшей составной части клетки и клеточных компонентов. Они играют ключевую роль в жизни клетки, составляя как бы материальную основу ее химической деятельности. Исключительное свойство белка — самоорганизация структуры, т. е. его способность самопроизвольно создавать определенную, свойственную только данному белку пространственную структуру. По существу, вся деятельность организма (развитие, движение, выполнение им его функций и миигие другое) связано с белковыми веществами. Без белков невозможно представить себе жизнь. [c.9]

Основным признаком эукариотической клетки является наличие ядра, содержащего преобладающую часть клеточной ДНК. Эта ДНК существует в виде многокомпонентного комплекса с большим набором белков, называемого храма-тином. Обычно ядро содержит несколько огромных двуспиральных молекул ДНК, каждая из которых состоит из десятков или даже нескольких сотен миллионов нуклеотидов. На определенных стадиях, предшествующих клеточному делению, хроматин конденсируется и в световой микроскоп можно наблюдать характерные структуры. Эти структуры называют хромосомами-, они были обнаружены задолго до того, как ученые узнали, что ДНК является важнейшим переносчиком наследственной информации. В конце XIX в. было открыто, что число хромосом удваивается с образованием пар идентичных хромосом непосредственно перед делением клетки. Таким образом, Томас Морган постулировал, что хромосомы являются основными структурами, отвечающими за наследственность. Хромосомная теория наследственности яъляеггся одной из основных теорий генетики — биологической дисциплины, изучающей наследственность живых организмов. Общепризнано, что хромосомы не образуются de novo при конденсации хроматина, а существуют в виде определенных органелл во все время жизни клетки, правда в довольно диффузной форме. [c.24]

Ядро эукариот. В грибных клетках содержатся оформленные ядра, окруженные двухслойной пористой нуклеомембраной, имеющей связь с эндоплазматическим ретикулумом и цитоплазматической мембраной. Хромосомы, погруженные в ядерную основу, мало различимы. Митотический аппарат клетки не обнаруживается в интерфазный период жизни клетки. В настоящее время установлено, что в каждой хромосоме содержится лишь одна молекула ДНК. Расчетный молекулярный вес последней, например, на хромосому Sa hammy es erevisiae должен составлять в среднем 610 D. [c.46]

Исходя из модели ДНК Уотсон и Крик выдвинули гипотезу, согласно которой, две нити ДНК расходятся (в определенный период жизни клетки) и каждая из них индуцирует синтез себе комплементарной нити [126]. Однако вначале было неясным, становится ли молекула ДНК действительно деспирализованной (полуконсервативный способ репликации) или она остается в виде исходной спирали (консервативный способ репликации ДНК), а, возможно, молекула ДНК расщепляется на фрагменты, которые затем копируются (дисперсивный метод репликации). [c.93]

Представление об изменчивости и наследственности бактерий нельзя составить без знания некоторых положений молекулярной генетики прокариотической клетки. В основе процессов приспособления микробных культур к изменяюшимся экологическим условиям лежат изменчивость и наследственность, являющиеся разделами генетики бактерий. При изложении цитологии бактериальной клетки уже рассматривалась структура ДНК и РНК и их роль в жизни клетки. Характерное строение ДНК сохраняется у каждого вида и передается потомству из поколения в поколение, как и другие признаки. ДНК бактерий представляет собой двунитчатую спираль, замыкающуюся в кольцо. Кольчатая нить ДНК бактерий, расположенная в ну-клеоиде, не содержит белка. Такое кольцо ДНК соответствует хромосоме эукариотической клетки. Известно, что в хромосоме эукариотических клеток, кроме ДНК, всегда содержится белковый компонент. Отсюда следует, что понятие хромосомы у эукариотов несколько отлично от понятия хромосомы бактерий. Нить ДНК, представляющая собой хромосому бактерий, разумеется, у разных видов различается. Сахарофосфатный компонент ДНК у всех видов бактерий одинаков расположение азотистых оснований и их комбинация, напротив, различаются у разных видов. [c.102]

Измерение внутриклеточных концентраций метаболитов. Измерение концентраций промежуточных продуктов метаболизма в живой клетке сопряжено с большими экспериментальными трудностями. Поскольку клеточные ферменты катализируют быстро протекающие метаболические превращения, одна из обычных проблем при всяком экспериментальном вмешательстве в жизнь клетки связана с тем, что данные, полученные путем измерений, отражают не физиологические, а равновей1ые концентрации метаболитов. Поэтому любая экспериментальная методика будет надежной лишь в том случае, если с ее помощью удастся мгновенно подавить все ферментативные реакции в интактной ткани и тем самым предотвратить дальнейшие превращения промежуточных продуктов метаболизма. Этой цели можно достичь путем быстрого сжатия ткани между большими алюминиевыми пластинами, охлажденными жидким азотом ( —190°С) такой прием носит название фиксация замораживанием . После замораживания, мгновенно подавляющего действие ферментов, ткань растирают в порошок и ферменты инактивируют путем осаждения хлорной кислотой. Осадок удаляют центрифугированием, а прозрачную надосадочную жидкость анализируют на содержание в ней метаболитов с помощью специфических ферментативных тестов. Истинную концентрацию данного метаболита в клетке определяют расчетным путем, учитывая общее содержание воды в ткани и данные измерений объема внеклеточного пространства, В табл. 1 приведены кажущиеся внутриклеточные концентрации субстратов и продуктов реакции фосфорилирования фруктозо-6-фосфата, катализируемой фер- [c.474]

Прямым результатом применения всех этих методов было значительное обогащение наших сведений о нуклеиновых кислотах. Сейчас мы знаем кое-что о строении ДНК и РНК (гл. IV и V) и о сложных процессах их синтеза (гл. XI и XII) и распада (гл. XV), мы все больше узнаем о роли нуклеиновых кислот в жизни клетки (гл. XIII и XIV). [c.13]

Мы рассмотрим теперь регуляцию биосинтеза белка как в качественно , так и в количественном аспекте. Иными с i вами, i uj попытаемся ответить иа вопрос, какие факторы определяют, сколько именно данного белка должно синтезироваться в тот или иной момент жизни клетки. При рассмотрении этого вопроса нам придется ограничиться в основном данными, касаюи],ими-ся бактериальных систем, поскольку факторы, регулирующие синтез белка, изучались преимущественно на этих системах. [c.532]

Механизм, который может помочь в объяснении радиочувствительности, заключается в физико-химической передаче реакционной способности от молекул, первоначально затрагиваемых излучением, к некоторым чувствительным молекулам, деструкцию которых можно рассматривать как биологический первичный акт ( передача энергии или непрямое действие). Биологические материалы состоят преимущественно из воды, хотя в некоторых частях организмов содержание воды невелико. Поэтому основной начальный акт радиолиза должен заключаться в разложении воды на свободные радикалы. Эти радикалы будут реагировать с ближайшими органическими молекулами, превращая их в свободные радикалы. Вероятно, эти радикалы в свою очередь высоко реакционноспособны, и реакция должна продолжаться до тех пор, пока не образуются свободные радикалы, столь устойчивые, что они дальше не могут реагировать, или пока два свободных радикала не встретятся и не превратятся в стабильные молекулы путем димеризации или диспропорционирования. Реакции этого типа происходят в химических системах и уже обсуждались (см. например, стр. 77, 206 и 268). Подобная передача реакционной способности может осуществляться и другими путями. Например, в упорядоченной системе больших молекул должны существовать благоприятные условия не только для свободнорадикальных реакций, но также и для других типов передачи, включающих передачу положительного заряда, передачу электрона и передачу возбуждения, а действие излучения может легко концентрироваться на специфических веществах. Все эти типы передачи представляются чрезвычайно вероятными, и при нормальной жизни клетки подобные передачи, по-видимому, действительно происходят все время. Возможно, что влияние излучения на изменение некоторых видов активности клетки в процессе облуче-чения обусловлено таким механизмом. Однако не ясно, отличаются ли процессы передачи при действии излучения от нормальных процессов настолько, чтобы производить заметное устойчивое повреждение. [c.291]

Все органеллы в той или иной мере обнаруживают изменения формы и состава в течение жизни клетки, но ни в одном случае не наблюдается столь точно предопределенного и полного морфогенеза, как в случае клеточной оболочки. В действительности характерный внешний вид, присущий важнейшим анатомическим частям растения, возникающим непосредственно из меристемы, mohiho отнести за счет дифференцировки клеточной оболочки. Дифференцировка клеточной оболочки составляет важнейшее различие между животными и растениями. Хотя дифференцировка клеток свойственна в полной мере и животным, у них нет истинной клеточной оболочки, которая оказывала бы влияние на дифференцировку. [c.85]

Пусть среднее время от момента деления материнской клетки до деления дочерней клетки есть Тд. Это есть время жизни клетки. После первого деления из каждой клетки мы получим две, после второго деления 2-2 = 22, после третьего мы получим 2-2-2 = 2 клеток и т. д. Таким образом, через I поколений из каждой клетки мы получаем клеток. Обозначим время от момента, когда в сийтеме имелось о клеток, до момента, когда их стало п, через t. Пусть за это время произошло I делений. Тогда = /трЦ-е, где е То- Отсюда при больших I имеем / = [c.315]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология