Динамическое состояние живого организм

ДИНАМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ЖИВОГО ОРГАНИЗМА [c.357]

Что значит динамическое состояние живых организмов [c.358]

Обмен белков занимает особое место в многообразных превращениях веществ, характерных для всех живых организмов. Выполняя ряд уникальных функций, свойственных живой материи, белки определяют не только микро- и макроструктуру отдельных субклеточных образований, специфику организации клеток, органов и целостного организма (пластическая функция), но и в значительной степени динамическое состояние между организмом и окружающей его средой. Белковый обмен строго специфичен, направлен и настроен, обеспечивая непрерывность воспроизводства и обновления белков организма. В течение всей жизнедеятельности в организме постоянно и с высокой скоростью совершаются два противоположных процесса распад, расщепление органических макромолекул и надмолекулярных структур и синтез этих соединений. Эти процессы обеспечивают катаболические реакции и создание сложной структурной организации живого из хаоса веществ окружающей среды, причем ведущую роль в последнем случае играют именно белки. Все остальные виды обмена подчинены этой глобальной задаче живого—самовоспроизведению себе подобных путем программированного синтеза специфических белков. Для осуществления этого используются энергия обмена углеводов и липидов, строительный материал в виде углеродных остатков аминокислот, промежуточных продуктов метаболизма углеводов и др. [c.409]

Система человек — окружающая среда находится в состоянии динамического равновесия, при котором поддерживается экологически сбалансированное состояние природной среды, при котором живые организмы, в том числе человек, взаимодействуют друг с другом и окружающей их абиотической (неживой) средой без нарушения этого равновесия. [c.12]

Следующая стадия развития включает образование макромоле-кулярных структур, наделенных обратными связями. Эти организации несомненно возникли из первичных мембран, обладавших вместе с фиксированными на них катализаторами, структурной и функциональной упорядоченностью. К сожалению, в настоящее время мы не располагаем сведениями, достаточными для исчерпывающего описания этой стадии. Исследование кодовых механизмов, действующих в биологических системах, вероятно, откроет в этой области новые перспективы. Именно здесь встречается поразительное явление, которое можно было бы назвать передачей и распространением состояний. Оно обнаруживается не только в процессах репликации и репродукции, но и в тех высших формах взаимодействия биологических систем, которые уже не имеют энергетической природы, но тем не менее способны оказать решающее влияние на судьбы и поведение живых организмов (язык, письменность и т. п.). Мы полагаем, что последовательное применение кодовых принципов позволит уловить логические связи этого явления с общими законами эволюции динамических структур. ЛИТЕРАТУРА [c.8]

Таким образом, скорость распада одних питательных веществ и биосинтеза других прежде всего определяется физиологическим состоянием и потребностями организма в энергии и метаболитах. Благодаря динамичности и координации метаболической активности обеспечивается макро- и микроскопическое постоянство всех форм живого. Выяснение фундаментальных проблем структуры и функций отдельных биомолекул может служить основой для раскрытия как молекулярных механизмов химических процессов, лежащих в основе состава и функций отдельных клеток и целостного организма, так и процессов, обеспечивающих биологическую индивидуальность живых организмов. Любые нарушения этого динамического статуса организма сопровождаются развитием патологии, тяжесть и продолжительность которой будут определяться степенью повреждения структуры и функций отдельных молекулярных и надмолекулярных компонентов клеток. [c.550]

Жизнь представляет собой тонкое динамическое равновесие между рядом синтезов и распадов, осуществляемых в открытой системе. Особенностью живых организмов является ускорение химических реакций при помощи таких катализаторов, которые создаются самими организмами. Эти катализаторы получили название ферментов (энзимов) и представляют собой белковые молекулы. Некоторые из ферментов — весьма стабильные и растворимые соединения и сравнительно легко поддаются выделению и очистке. В принципе выделение и очистка ферментов совершаются при помощи методов, которые используются в белковой химии, но ферменты выгодно отличаются от других белков тем, что они обнаруживают свое присутствие способностью катализировать определенные реакции. Это свойство дает возможность обнаружить фермент даже при его ничтожном содержании в материале. В настоящее время получено в кристаллическом виде или в состоянии высокой очистки свыше 140 ферментов. [c.202]

Подобная проблема возникает и в связи с равновесием систем. Вообще можно сказать, что биологические системы являются стационарными системами, так как живые организмы находятся в динамическом равновесии с окружающей средой. Однако их равновесие как в открытых, так и в закрытых системах никогда не является термодинамическим, поскольку поддержание его требует непрерывного рассеяния энергии. Для промежуточных стадий в химических цепных реакциях состояние стационарности также может существовать в отсутствие термодинамического равновесия (метод Боденштейна). В то же время в закрытых биохимических системах условия стационарности часто не выполняются (даже для элементарных стадий). [c.220]

Теснейшая связь, существующая между живыми организмами и окружающей их средой, приводит к тому, что составные части клеток и тканей находятся в особом, динамическом, состоянии. Любое вещество в составе организма не может находиться в нем в стабильном состоянии. Органические веп ества в клетках и тканях подвергаются распаду и одновременно с этим происходит их синтез за счет веществ, поступающих в организм извне, с пищей. Единство процессов ассимиляции и диссимиляции, лежащее в основе процесса обмена веществ, предопределяет постоянное обновление в клетках и тканях их составных частей. [c.573]

В живых организмах макромолекулы постоянно синтезируются заново и распадаются динамическое состояние этих процессов получило название обмена веществ и энергии. [c.29]

Здесь необходимо остановиться на одном принципиально важном моменте. Состояние покоя живых организмов — всегда динамическое в отличие от статического состояния неживых систем. Это означает, что в покоящихся организмах концентрации большинства молекул поддерживаются не статически, а динамически, т. е. процессы распада органических соединений и компенсирующие их биосинтетические процессы продолжаются и в состоянии кажущегося покоя. [c.92]

Эти данные приводят меня к постулату асимметрия порождает функцию, а симметрия создает форму. Другими словами если данная система в состоянии симметрии порождает некую форму, то та же система в условиях асимметрии порождает функцию (рис. 4.1). Надо заметить, что в природе нет идеальных форм и совершенной симметрии. Есть только приближения к геометрически строгим формам, существующим лишь в нашем воображении. Нет ни цветка с четырьмя одинаковыми лепестками, ни насекомого с шестью идентичными ножками, ни кристалла с идеально правильными гранями. Ни одно дерево не растет строго по прямой и никто не видел фрукта абсолютно сферической формы. Почему форма и симметрия существуют лишь в приближенном виде Дело в том, что жизнь и существование вообще суть динамические процессы, в которых всегда проявляется функция. Форма и функция — это два полюса неизменно противоречивого состояния. Его симметрия постоянно нарушается, возникающая асимметрия так же постоянно преодолевается с возвращением к симметричным условиям. Плодами этого изначального и постоянного противоречия являются вещества, минералы и живые организмы. [c.112]

В динамической модели живой системы отмирание клетки является переходом последней в новое устойчивое (мертвое) состояние. Поэтому "потенциальный" рельеф активности живой системы в области условий, изменяющихся от нормальных до несовместимых с жизнедеятельностью системы имеет три ямки, разделенные двумя барьерами. Нахождение шарика в первой ямке - это нормальное состояние, переход во вторую - стресс, а после попадания в третью - "мертвую" шарик остается в ней навечно. Для некоторых организмов на "потенциальной" плоскости необходимо предусмотреть еще одну ямку, в которую система может обратимо переходить из "стресс-ямки". Это состояние соответствует нахождению системы в анабиозе. На обсуждаемый в научной литературе вопрос гибель клетки это постепенный процесс или он подчиняется принципу "все или ничего", исходя из выше изложенного, надо ответить - отмирание клетки - это триггерный (кооперативный) переход. Возросшая чувствительность (утрата устойчивости) клеток на терминальной стадии существования, по-видимому, способствует ускоренному отмиранию тех из них, которые оказались необратимо поврежденными. [c.122]

При переходе от молекулярных систем к надмолекулярным структурам живых клеток и организмов мы встречаемся со специфическими проблемами физики конденсированных сред. Биологические мембраны, сократительные системы, любые клеточные структуры имеют высоко специализированное гетерогенное строение. Во всех функциональных надмолекулярных структурах определяющую роль играют белки, взаимодействующие с другими органическими молекулами (например, с липидами в мембранах) и с различными ионами, начиная с малых ионов щелочных и щелочноземельных металлов. В гетерогенных надмолекулярных системах реализуется специальное динамическое поведение, ответственное в конечном счете за важнейшие явления жизнедеятельности. Это поведение определяется особым состоянием биологических надмолекулярных систем. Мембраны имеют жидкое или жидкокристаллическое строение, белки плавают в липидном море . Сократительные белковые системы, ответственные за превращение химической энергии (запасенной преимущественно в АТФ) в механическую работу, т. е. системы механохимические, построены из различных фибриллярных белков, взаимодействующих друг с другом. Естественно, что внутримолекулярная и молекулярная подвижность, т. е. конформацион-ные движения, играют главную роль в динамике надмолекулярных структур. В конечном счете электронно-конформационные или ионно-конформационные взаимодействия лежат в основе всей клеточной динамики. [c.611]

Книга состоит из трех частей. В первой части книги изложены наиболее общие принципы термодинамики они обладают ограниченными прогностическими возможностями во всем, что касается биогенеза. Во второй части обсуждаются проблемы, относящиеся к системе организм — среда, и роль динамических структур. Динамичность биологических систем столь же важна для понимания смысла законов, объединяющих живой и неживой мир, как и существование стационарных состояний атома для квантовой механики. Именно динамичность позволяет обнаружить тенденцию к развитию кодовых отно-щений между средой и организмом и между частями организма. Иллюстрации кодовых процессов конкретным биохимическим и биофизическим материалом посвящена третья часть книги. [c.3]

Основная задача биохимии — объяснить, как функционируют живые системы с точки зрения процессов, протекающих в клетках. Все клетки в организме находятся в состоянии динамической активности и подвергаются действию внутренних и внешних факторов, которые в свою очередь также постоянно изменяются. В процессе жизнедеятельности любая отдельно взятая клетка взаимодействует с другими клетками, находящимися как в непосредственной близости от нее (межклеточные взаимодействия), так и на некотором расстоянии (гормональные эффекты). Функционирование органеллы внутри клетки также в значительной степени зависит от активности других органелл и окружающей цитоплазмы. Ясно поэтому, что нельзя достаточно полно изучить живую клетку, если делать это в отрыве от целого организма. [c.17]

Процессы, протекающие в биологических объектах, принадлежат к так называемым открытым системам, в которых происходит постоянный обмен веществ и энергии с внешней средой. Обмен веществ в открытых системах обеспечивает непрерывное поступление и удаление различных метаболитов. В результате этого в живом организме многие реакции не достигают стадии динамического равновесия, как это происходит в замкнутых системах, например in vitro , а протекают непрерывно, находясь в состоянии стабильного превалирования прямых реакций. [c.115]

Вместе с тем многие ученые полагают, что должны существовагь некие положения общего характера типа законов термодинамики, применимые к стационарному состоянию — своего рода динамическому равновесию , характерному для живых организмов. Термодинамика [c.232]

Значение полимерных систем с жидкокристаллическим порядком определяется их присутствием в живых организмах и применением для изготовления сверхвысокопрочных синтетических волокон. Как полагает Мишра [6], многие характерные особенности живого организма, такие, как специфичность, асимметрия, динамическая перестройка, ритмичность, контроль и связь в молекулярных доменах и эволюция, могут быть приписаны жидкокристаллическому состоянию. Флуктуации 1В структуре этих систем являются следствием потребления массы, момента или электромагнитных полей. Таким образом, знание реологии биологических систем с жидкокристаллическим порядком может оказаться полезным в [c.253]

Ф. Б. Штрауб сделал крайне интересные наблюдения, показывающие, что между скоростью размножения бактерий и скоростью обмена белков имеется связь. Белки быстро размножающихся бактерий обмениваются медленнее, а белки бактерий, которые размножаются в медленном темпе, обмениваются с большой скоростью. Это значит, что для поддержания всей популяции в целом в стабильном состоянии можно либо быстро заменять белки, тогда устойчивым будет каждый организм, либо быстро заменять одни организмы другими, тогда уже нет необходимости заботиться о сохранении каждого белка в наилучшем динамическом состоянии. При ремонте любой машины можно вместо смены мелких деталей разом заменить целый узел по-видимому, и в природе это один из реальных путей стабилизации всевозможных форм живых систем. [c.95]

К пуринсодерл<ащим веществам относятся нуклеиновые кислоты и ряд нуклеотидов—веществ, играющих особенно важную роль в живых организмах. Вопрос о динамическом состоянии этих веществ представляет большой интерес. [c.577]

Это равновесие устанавливается, таким образом, биогенным процессом для кислорода и угольной кислоты. Но тот же процесс появляется последнее время и для третьей господствующей части тропосферы — для азота. Азот на нашей планете в главной своей массе находится в самородном состоянии в виде газа N2. Он входит как важнейшая составная часть в состав живых организмов, в сложные химические соединения их тел, белки и продукты их изменения, в промежуточные свободные соединения, нитраты и нитриты, в подавляющей части биогенного происхождения в океанической воде и в водах суши. Это все динамические равновесия. Местами эти соединения — нитраты — на суше образуют значительные скопления, быстро исчезающие там, где развивается хлорофильная жизнь, т. е. там, где достаточно тепла и влаги. Но в сухих пустын- [c.202]

В этом свете надо рассматривать и исключения. Понятно, что у таких примитивных организмов, как бактерии, динамические состояния, связанные с анаболизмом и катаболизмом, развиты довольно плохо, а активный транспорт хорощо выражен. Главное для бактерий —питание и размножение, а не выживание отдельной особи. Для млекопитающего было бы бессмысленным расточительством поддерживать гемоглобин или казеин (белки, расходуемые или выводимые из тела) в динамическом состоянии. В случае ДНК динамическое состояние было бы даже опасным ведь задача ДНК как раз и состоит в том, чтобы оставаться в безопасности и неизменности, а не подвергаться риску. Но в целом динамические состояния оказались полезными. Мы не знаем организма, который бы обходился без них, и вместе с тем динамические состояния никогда не наблюдались нигде, кроме живой клетки. Сложные механизмы, необходимые для их поддержания и требующие тонкого контроля, могли развиться в эволюции только постепенно, за долгое время, в результате проб и ошибок. Эволюция транспорта Через мембраны рассматривается в работе Тостесона [1866]. [c.23]

В монофафии рассматриваются структура и механизм действия гемсо-держащих белков, а также топография их активных центров. Показано участие гемина в каталитическом процессе гемсодержащих белков. Приводятся данные по строению и механизму действия пероксидазы в реакциях оксидазного и пероксидазного окисления субстратов. Показана функциональная роль фермента в биологических системах, а также возможности его использования в аналитических исследованиях. Приводятся результаты исследований авторов, раскрывающие особенности протекания перокси-дазных реакций с участием медленно и быстро окисляемых субстратов, а также роль индолил-З-уксусной кислоты в этих реакциях.Обсуждаются механизмы пероксидазных реакций индивидуального и совместного окисления фенотиазинов и влияние строфантина О на кинетику их окисления. Установлена роль функционально важных групп активного центра пероксидазы, участвующих в катализе. Показано влияние моно- и олигосахаридов на каталитические свойства и стабильность пероксидазы. Представлена динамическая модель активного центра пероксидазы. Рассмотрено действие антиоксидантной системы растений и животных. Показаны условия протекания перекисного окисления липидов в живых организмах и роль пероксидазы в действии антиоксидантной системы растений. Изучено влияние малых доз ультрафиолетового облучения семян на состояние антиоксидантной системы, прорастающих зерновок пшеницы. [c.2]

Динамические структуры, с которыми мы встречаемых ся в биологии, обладают механизмами обратных связей, обеспечивающими стабильность форм жизни, и механиз-мами самовоспроизведения. Этим они существенно выде-V. ляются из всех систем, которые так или иначе изменяют- ся во времени. Живые системы иллюстрируют самим N. фaктoм своего существования драматическую борьбу между энтропией и организацией. Любой организм, в котором перестали действовать механизмы обратных связей, обречен на гибель и разложение с другой стороны, мощь этих механизмов в их исправном состоянии гарантирует поддержание уровня диспропорционирования энтропии, который необходим для жизни . [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология