Временная организация клеток

Гудвин Б. Временная организация клетки. — М. Мир, 1966. [c.366]

Б. Гудвин. Временная организация клетки. Изд-во Мир , 1966. [c.126]

В следующих главах мы сосредоточим внимание сначала на химической природе биологически важных веществ в связи с теми их свойствами, которые обусловили кодирование и отбор процессов с участием этих молекул, а затем перейдем к особенностям их каталитических функций. Характерные черты белков и липидов оказались имеющими непосредственное отношение к образованию надмолекулярных структур, а эти последние в свою очередь обусловили пространственную и временную организацию клетки. Поэтому после описания элементов, из которых построены основные органеллы клетки, необходимо рассмотреть ферментные процессы и формы регулирования. Проблема регулирования на высшем уровне— это проблема работы нервной сети и мозга, т. е. наиболее совершенных кодовых механизмов. [c.137]

Мы уже говорили о принципиальном значении явления синхронизации для пространственно-временной организации в живой клетке и в многоклеточном организме. Синхронизация играет важную роль и в самоорганизации популяций как простейших организмов, так и высших видов живых существ. Сейчас нельзя указать [c.203]

В соответствии с современными взглядами к бактериям относятся все организмы, имеющие прокариотный тип организации клетки. Это дало основание отнести группу синезеленых водорослей к бактериям, которые получили название цианобактерий. К настоящему времени выделено более 300 видов чистых культур этих микроорганизмов, относящихся более чем к 20 родам. [c.212]

Система противодымной защиты должна обеспечивать неза-дымление путей эвакуации в течение времени, достаточного для удаления людей. Каждый объект должен иметь надежные средства извещения или сигнализации о пожаре в его начальной стадии. Для организации тушения пожара и безопасности людей, участвующих в его ликвидации, на объектах необходимо предусматривать технические средства (лестничные клетки, защищенные лифты, наружные пожарные лестницы, аварийные люки и т. п.), которые должны сохранять свои функции в течение расчетного времени, требуемого для тушения пожара. [c.19]

Важность теории устойчивости подчеркивалась в целом ряде исследований, относящихся к биологии, экономике и социологии. Например, у Вейсса [197] Рассматривая клетку как совокупность множества различных частей, можно обнаружить закономерность, которая проявляется в том, что поведение системы как целого (всей популяции) бесконечно менее изменчиво во времени, чем поведение ее частей . Это утверждение так же хорошо приложимо к клетке, как и к человеческому обществу. Несмотря на свойство устойчивости, изменение переменных может привести к новой форме организации. Во всех этих случаях мы имеем ситуации, которые соответствуют гораздо более неравновесным условиям, чем условия, изучаемые классической термодинамикой. Какой бы объект мы ни рассматривали, клетку или общество, каждый взаимодействует со своей средой, и обмен энергией и веществом является существен-ным элементом самого его существования. [c.17]

Изучение клеточной организации и попытки установить связь между структурой и функцией на различных иерархических уровнях — от простых молекул до макромолекул и таких агрегатов, как мембраны или частицы, до субклеточных единиц и, наконец, клеток — все это составляет одну из самых увлекательных и перспективных областей исследования в современной биологии. Для биохимика и цитолога выяснение химического значения различных сложных структурных элементов, обнаруженных в клетке, важно не только само по себе оно является необходимой ступенью любого исследования, направленного на то, чтобы понять, как происходит синтез, распад и взаимодействие этих элементов. Мы начинаем догадываться, что именно в этих сложных структурах скрыт секрет механизмов, с помощью которых осуществляется регуляция клеточных процессов как в пространстве, так и во времени. Этот секрет, возможно, заключается, по крайней мере отчасти, в том, что различные клеточные компоненты — главным образом ферменты, а также их субстраты и модификаторы (активаторы и ингибиторы) — находятся в разных отсеках клетки и потому не всегда доступны друг для друга. Из сказанного вытекает два вывода, подтвержденных в последнее время многочисленными экспериментальными данными 1) в клетке существует четкое распределение некоторых ключевых компонентов, особенно ферментов они локализуются в (или на) определенных клеточных структурах, представляющих собой микроскопические внутриклеточные органы, так называемых органеллах 2) эти структуры, а вместе с ними и соответствующие клеточные компоненты можно выделить с помощью подходящих мягких методов разрушения клеток (гомогенизация) и последующего фракционирования. [c.239]

Так как устойчивость регулируемой системы характеризуется изменением некоторых параметров (которые мы считаем определяющими данную систему) в определенных пределах, то фактически в любой момент в системе идет какой-либо процесс, который затем ограничивается регулятором и сменяется противоположным процессом. Система в сущности качается около положений равновесия, свойственного ее подсистемам и регуляторам. Поэтому устойчивое состояние всей системы отвечает множеству наборов значений параметров в указанных пределах. Насколько можно судить, увеличение числа параметров (повышение степени биологической организации) не связано прямо с величиной интервала допустимых значений и в силу этого повышение уровня организации расширяет число значений, совместимых с существованием системы, если учитывать все параметры. В связи с этим надо обратить внимание на огромную роль именно динамических структур. Если структура возникает и распадается, т. е. характеризуется известным временем жизни, то она наилучшим образом выполняет свои важнейшие функции регулирующего элемента сложной системы. Этот вывод следует из того, что ни одна из структур, ни одно вещество не может возникнуть сразу в абсолютно устойчивом состоянии и проявлять только те свойства, которые требуются для выполнения обязанностей регулятора. Через тот или иной промежуток времени скажутся неконтролируемые системой процессы в самом регуляторе, и регулятор выйдет из строя. Чем короче время его жизни, тем меньше проявится индивидуальных свойств из числа тех, которые не требуются для регулирования и могут нарушить его ход. Таким образом, принцип независимости от материала неразрывно связан с представлением о жизни как об эволюционном процессе в саморегулируемых динамических структурах. Чем быстрее идет обмен в клетках, тем меньше шансов, что нерегулируемые процессы в ее структурах подточат слаженно работающий агрегат клеточных механизмов и понизят ранг всей системы, т. е. разрушат клетку. [c.32]

Так как биологические машины действительно заслуживают названия машин, настолько тонко и сложно они организованы, то речь, следовательно, идет о самопроизвольном образовании надмолекулярных механизмов, построенных так, что и в каждой их надмолекулярной части нет молекулярного хаоса. Порядок можно обнаружить и в чередовании аминокислотных остатков в белковых молекулах, и в расположении этих молекул в органеллах клетки, и в правильном размещении самих клеток. Порядок царствует и во временной последовательности включения тех или иных ферментных процессов, и в строгом соответствии строения реагирующих молекул, и в передаче наследственных признаков при репликации клетки и т. п. Попытаемся понять, каким образом, в силу какого закона в открытых системах наряду с естественной хаотизацией части среды и диссипацией энергии возникает сам собой динамический механизм, поражающий совершенством своей организации [c.75]

Ю. Ж. Медведев [7] в своей интересной книге Моле-кулярно-генетические механизмы развития совершенно правильно заметил, что молекулярно-генетическая память клетки... есть управляющая система развития , т. е. те специфические особенности, которые заложены в РНК и ДНК, проявляют себя не только в поддержании надлежащих функций клетки, но и управляют всем процессом развития биологической системы. Этот процесс есть развертывание во времени кодовых систем управления, заложенных в ДНК и РНК. Важнейшая особенность организации вырастающих из первичных нуклеиновых матриц заключается в том, что в любой структуре, образующейся из исходных матриц, параметрические процессы не могут подавить кодовой системы регулирования. Если бы программа, заложенная в матрицах, содержала какой-либо просчет и на некоторой стадии развития вдруг обнаружилась бы возможность появления, например, мощных потоков энергии или массы, не поддающихся управлению, вся система была бы разрушена и все пришлось начинать сначала . Вероятно, бесчисленные пробы с неудачным концом и были ценой, которую природа платила в течение миллиардов лет за [c.155]

В свете современных представлений о метаболизме в растительной клетке местом действия физиологически активных веществ могут быть а) ферменты и ферментные системы б) белки, липиды, нуклеиновые кислоты, участвующие в молекулярной организации структур цитоплазмы и ядра в) информационные и транспортные рибонуклеиновые кислоты г) дезоксирибонуклеиновая кислота. Надо полагать, что эффект, или глубина , воздействия зависит от того, на что и в какой мере влияет то или иное физиологически активное вещество. В одних случаях это действие ограничивается лишь временным изменением интенсивности каких-либо ферментативных реакций, в других — [c.5]

Кинетика биологических процессов изучает поведение во времени самых разнообразных процессов, присущих различным уровням организации живой материи биохимические превращения в клетке, генерацию электрического потенциала на биологических мембранах, биологические ритмы, процессы накопления биомассы или размножении вида, взаимодействия популяций живых организмов в биоценозах. [c.16]

Позиционные значения, приобретаемые клетками в процессе пространственной организации зародыша, выражаются адгезионными свойствами их поверхности, а также их внутренним химизмом. Клетки одного тит стремятся взаимодействовать между собой и отделяются от иных, отличающихся от них клеток таким образом происходит стабилизация пространственной организации и обеспечивается способность клеток к спонтанной сортировке при их искусственном смешивании. Изменение характера адгезионных свойств лежит в основе морфогенетических процессов, таких, как гаструляция, нейруляция и формирование сомитов. Поскольку характер позиционных значений данного класса клеток проявляется через изменение свойств клеточной поверхности, он может управлять миграцией других популяций эмбриональных клеток в процессе сборки сложных тканей или органов. Вероятно, у позвоночных клетки соединительной ткани являются первичными носителями позиционной информации. Клетки соединительной ткани дермального слоя кожи способны контролировать региональную специализацию эпидермиса, формирующего перья и чешуи. Сходным образом клетки соединительной ткани конечности контролируют и координируют образование структур, формируемых популяциями мигрирующих клеток, к числу которых относятся мышечные клетки (производные сомитов), аксоны нервных клеток (от центральной нервной системы и периферических ганглиев) и пигментные клетки (производные нервного гребня). Несмотря на то что к настоящему времени идентифицированы многие молекулы клеточной адгезии общего назначения, а также показано, что некоторые из них выполняют в этих процессах центральную роль, молекулярные механизмы, направляющие миграцию клеток по определенным маршрутам к строго определенным местам назначения в конечностях, до сих пор неизвестны. [c.142]

ЦПМ является основным барьером, обеспечивающим избирательное поступление в клетку и выход из нее разнообразных веществ и ионов Осуществляется это с помощью разных механизмов мембранного транспорта. Молекулы воды, некоторых газов (таких, как О2, Н2, N2) и углеводородов, концентрации которых во внешней среде выше, чем в клетке, проходят через ЦПМ внутрь клетки посредством пассивной диффузии. Движущей силой этого процесса служит градиент концентрации вещества по обе стороны мембраны. Основным соединением, поступающим в клетку и покидающим ее таким путем, является вода. Движение воды через мембрану, подчиняющееся законам пассивной диффузии, привело к выводу о существовании в мембране пор. Эти поры пока что не удалось увидеть в электронный микроскоп, но некоторые данные о них были получены косвенными методами. Расчетным путем установлено, что поры должны быть очень мелкими и занимать небольшую часть поверхности ЦПМ. Высказывается предположение, что они не являются стабильными структурными образованиями, а возникают в результате временных перестроек молекулярной организации мембраны. [c.43]

Обычно утверждают, что при воспроизведении клеток отбор неизбежен и оказывается эффективным. Между тем, как станет ясно из дальнейших глав, молекулярные системы хромосом и другие клеточные органеллы по большей части были созданы задолго до того, как клетка приобрела соответствующую организацию и начала размножаться, причем эти системы развивались по совершенно определенным каналам, направляемые какими-то уже существовавшими к тому времени отдельными процессами эволюции. Эти каналы были жестко заданы на заре атомных и молекулярных взаимодействий и были зафиксированы задолго до того, как клетка и организм начали взаимодействовать с той или иной конкретной средой. [c.22]

Гудвин Б. 1966. Временнйя организация клетки. Динамическая теория внутриклеточных процессов. М., Мир . [c.222]

В настоящее время все большее число исследователей склоняются к мысли о том, что нарушение проницаемости мембран может служить ведущей причиной интерфазной гибели клеток. Одна из наиболее ранних гипотез такого рода принадлежит Баку и Александеру (1955). По мнению этих авторов, вследствие радиационного поражения клеточных мембран происходит высвобождение ферментов из мест специфической локализации, что и приводит к гибели клетки. В пользу гипотезы высвобождения ферментов свидетельствует индуцированный радиацией переход ДНКазы П из лизосом в цитоплазму, переход лактатдегидрогена-зы и глицеральдегид-З-фосфатдегидрогеназы из ядра в цитоплазму, выход из митохондрий каталазы и АТФазы. Все эти изменения локализации ферментов отмечены в ранние сроки после облучения, однако их роль в интерфазной гибели все еще не установлена. В работах А. Г. Пасынского указывается на ведущую роль радиационного нарушения проницаемости внутриклеточных мембран в изменении стационарного состояния клетки, в пространственной и временной организации обменных процессов. [c.141]

Таким образом, циркадианные системы многоклеточных организмов должны быть основаны на иерархическом захватывании осцилляторов, а временная организация жизнедеятельности зависит не только от свойств отдельных колебате-лей, но и от их взаимосвязей (Pittendrigh, 1960). Скорее всего, центральным регулятором, передающим информацию из внешнего мира к соответствующим клеткам, является гипоталамус представляющий собой, с одной стороны, нервную ткань, свя занную со всеми отделами нервной системы, а с другой - эн докринную железу, выделяющую гормоны, которые регули руют деятельность гипофиза. Последний в свою очередь пред ставляет собой железу-регулятор различных отделов эндо кринной системы. Эпифиз как особая эндокринная железа оказывает влияние на гипоталамус, в частности изменяет его чувствительность к действию гормонов. И все же главное значение в регуляции внутренней среды принадлежит гипоталамусу. Кажется, нет ни одной функции, в регуляции которой не участвует гипоталамус, но главные из них две - приспособление организма к условиям внешней среды и поддержание постоянства внутренней среды. [c.22]

Таким образом, в связи с проблемой временной организации контроля генной активности, и в частности мак-ромолекулярных взаимодействий между вирусом и клет-кой-хозяином, возникают два вопроса. Во-первых, нет ли аналогии между переходом мРНК из глии в нейрон внедрением генома РНК-вируса в клетку Во-вторых,, проникает ли мРНК глии только в такую естественным образом синхронизированную клетку, какой является нейрон, находящийся в фазе Gi [c.24]

Важнейшие функции клетки (биосинтетическая и биоэнергетическая) заключаются в метаболизме и биосинтезе, в процессах запасания энергии и ее преобразования в работу. Они неразрывно связаны и могут протекать только в открытой термодинамической системе, которой и является клетка. Реализация этих функций в клетке сопряжена с трансмембранными движениями веществ, ионов и электронов как внутри клетки, так и с обменом веществами между клеткой и внеклеточной средой. Компартментация клетки мембранными структурами обеспечивает пространственно-временную организацию ее органоидов, надмолекулярных и молекулярных комплексов. Это обеспечивает строго согласованное в пространстве и во времени протекание огромного числа (вряд ли его можно выразить конкретно) биохимических и физико-химических процессов в чрезвычайно ограниченном объеме клетки. [c.41]

Последние легко разрушаются, так как их энергия всего в несколько раз превышает энергию кюлекул при комнатной температуре, но столь же быстро восстанавливаются. Поэтому механический каркас растительной клетки является динамическим образованием. Помимо выполнения опорной функции клеточный скелет влияет на пространственную и временную организацию метаболизма. Сигналы от поверхности клетки, где локализованы различные бежовые рецепторы, через цитоскелет транслируются в геном (Blssele et al., 1982,, S ott, 1984). [c.18]

Вопрос о положении цианобактерий (синезеленых водорослей) в системе живого мира имеет долгую и противоречивую историю. В течение длительного времени они рассматривались как одна из групп низших растений, поэтому и систематика осуществлялась в соответствии с правилами Международного кодекса ботанической номенклатуры. И только в 60-х гг. XX в., когда было установлено четкое различие между прокариотным и эукариотным типами клеточной организации и на основании этого К. ван Нилем и Р. Стейниером сформулировано определение бактерий как организмов, имеющих прокариотное строение клетки, встал вопрос [c.307]

Принцип организации всей этой сложной и многочисленной совокупности нервных соединений, по-видимому, очень прост, хотя точная информация о нем отсутствует. Представляется верным, что чем больше используется какой-либо набор соединений, тем больше вероятность прохождения импульса именно по этим соединениям, а не по одному из боковых соединений. Эго явление называют научением. Более того, длительный перерыв в возбуждении какой-либо нервной клетки приводит к ее атрофии [387]. Мы появляемся на свет с определенными уже установившимися цепями нервных соединений. Например, не случайно, что при нормальном развитии возбуждения сетчатки попадают в затылочную долю. Ребенок учится за счет этих предуготовленных соединений реагировать на свет, движение, форму, на сам факт наличия объектов, оказавшихся в поле зрения, и на цвет (примерно в том же порядке, как здесь перечислено). В ходе процесса научения в затылочной части мозга формируются типичные, характерные соединения. В тот же период времени случайные движения ребенка сменяются координированными движениями. Всякий раз, когда затылочная доля бывает разрушена, этот нормальный ход развития нарушается и эта координация утрачивается. Человек, получивший огнестрельную рану в затылок, обычно не выживает. Но даже если он выживет, состояние его зрения окажется хуже, чем у ребенка. В процессе медленного выздоровления в конечном счете ветеран может отличать сначала свет от темноты, зетем бесформенные движения и, наконец, как форму, так и движение [536]. Однако он не может придать какого-либо значения этим формам и движениям в его поле зрения. Ветеран-инвалид не может интерпретировать их как объекты, протянуть руку, чтоб взять их, и не может сказать, какие движения совершаются частями его собственного тела. После мучительных месяцев переобучения его могут выписать из госпиталя в состоянии, когда он опять способен идентифицировать объекты и следить за собой. Считают, что для этого ему приходится использовать некоторые из боковых соединений, обычно находящихся в резерве. Описывался возврат к более или менее приближенно удовлетворитель-ному нормальному зрению, включая цветовое. Способность интер- [c.36]

В клетке РНК представлены тремя хорошо известными видами рибосомальной (р-РНК), транспортной (т-РНК) и ин- фopмaциoннoй (м-РНК). Первая участвует в молекулярной организации рибосом. Молекулы второй находятся в свободном состоянии в водной фазе протоплазмы, но во время синтеза белка они временно связываются в комплексе рибосома — м-РНК. Последняя, как полагают, связана одновременно с комплексом рибосом, образуя полисому, или покрыта белковой оболочкой и представляет собой информосому по А. С. Спирину [c.164]

Биологическая эволюция. Переход от неживой органической материи к живой клетке потребовал длительного времени (от 3,1 до 4,5 млрд. лет). Появившиеся клеточные организмы получили, очевидно, столь большое селективное преимущество, что все предшествуюпще формы организации оказались вытесненными. Поскольку доклеточные формы жизни (если они существовали) не сохранились даже в ископаемом виде, переход от неживого к живому представляется нам чрезвычайно быстрым. [c.519]

Возможно, читатель будет удивлен, узнав, что безоговорочное признание клетки функциональной единицей высших (эукариотических, хромосомных) организмов — событие сравнительно недавнее, относящееся лишь к 1839 г., т. е. к тому времени, когда ботаник Шлейден и зоолог Шванн независимо друг от друга разработали свою плеточную теорию. Следующее важное открытие в этой области было сделано в 1859 г., когда Вирхов показал, что все клетки происходят только от других, ранее существовавших клеток. С тех пор ведутся многочисленные микроскопические исследования, в которых структура всевозможных животных и растительных клеток тщательно изучается. Разрешающая способность микроскопов за это время чрезвычайно сильно возросла сначала исследования велись только с помощью светового микроскопа теперь используются электронные микроскопы. На основании этих исследований возникло представление о клетке как о чрезвычайно с гожном образовании. Если раньше мы различали в клетке только мембрану, капельку цитоплазмы, окруженную этой мембраной, и взвешенное в цитоплазме ядро, содержащее хроматин, то теперь мы знаем, что клетка состоит из лшожества разнообразных взаимосвязанных элементов, обладающих весьма сложной структурой и организацией. Эти элементы могут варьировать у разных организмов, в разных тканях и в разных типах клеток. Однако во всей этой сложной картине можно уловить определенный порядок хотя в действите.льности и не существует такого образования, как типичная клетка, почти всем клеткам, по-видимому, свойственны некоторые общие черты. Можно указать некоторые общие субклеточные структуры, которые, очевидно, являются гомологичными в морфологическом, топологическом, а возможно, и в функциональном отношении во всех клетках независимо от их происхождения. Попробуем теперь охарактеризовать некую типичную животную клетку, пользуясь электронной микрофотографией, приведенной на фиг. 76, и схемой фиг. 77. Такая клетка со средним диаметром около 20 мк (2-10 А) и объемом 5000 мк представляет собой чрезвычайно мелкий объект, поскольку максимальное разрешение, достигаемое с помощью электронного микроскопа, лежит в пределах 5—10 А. [c.240]

Нетрудно найти примеры таких зон, когда речь идет о человеке и об изменении окружающего мира, отмечающем его целеустремленную деятельность. Даже модели мозга типа счетных машин обладают в глазах их творцов этой особенностью, создавая вокруг себя зону организации . Вполне очевидно, что различные формы высшей интеллектуальной деятельности характеризуются громадной способностью к созданию зон организации. Образование в результате действия организационного потенциала зоны организации облегчает живым клеткам формирование их собственной структуры из менее организованных материалов. Все механизмы клетки, действие которых направлено на саморепродукцию или развитие, функционируют так, что на каждом этапе всей последовательности реакций организационная работа минимальна. Синтез белка осуществляется только тогда, когда и пространственные и энергетические условия таковы, что ферментному аппарату остается лишь замыкать цепочки аминокислот. Следовательно, весь этот сложнейший механизм возник и усовершенствовался для того , чтобы поддерживать уровень своей организации за счет минимальной организационной работы. На языке термодинамики это и должно было бы означать, что аппараты клетки стремятся приблизиться к стационарному состоянию с минимальной продукцией энтропии за единицу времени, но организационная работа явно не имеет простого термодинамического эквивалента. [c.11]

Наиболее характерным примером прокариотической клетки может служить бактериальная клетка. Изучением ультраструктурной организации бактериальной клетки занимались многие ученые, однако до настоящего времени нет четкого представления о строении бактериальной клетки в связи с очень малыми размерами объекта исследования, сложностью препаративных методов дифференциации отдельных клеточных структур и отсутствием единогч методического подхода к пртгтрнттш этой проблемы. Поэтому можно говорить только о гипотетической схеме ее организации. [c.30]

Включения и запасные вещества. Прокариоты характеризуются сравнительно простой внутриклеточной организацией и не содержат автономных органелл, хотя многие бактерии имеют включения. Среди них в первую очередь следует отметить различного рода мембранные пузырьки, образованные в результате инвагинаций ЦПМ. Общей структурой, встречающейся как у грамположительных, так и у грамотрицательных организмов, является мезосома (см. рис. 14). Это инвагинация ЦПМ в форме везикул, трубочек или ламелл. Точные функции ее до настоящего времени неясны. Считается, что она может играть роль в делении клетки, образуя септу, а затем и поперечную перегородку, а также служить местом прикрепления микробной хромосомы, участвуя в репликации и последующем расхождении дочерних клеток. Мезосо-мы могут также принимать участие в процессах секреции. Однако некоторые исследователи считают, что мезосома — это артефакт, возникающий при фиксации клеток для электронной микроскопии. [c.33]

Другим направлением исследовательской работы Института биохимии является работа о роли окислительно-восстановительных ферментов в живой клетке. Вопросом об окислительно-восстановительных процессах и катализаторах, которыми они управляются, я занимаюсь уже несколько десятков лет. Когда 15 лет назад А. И. Опарин вступил в сотрудничество со мной, он занялся изучением этих процессов. В течение всего времени, которое прошло с тех пор, он не терял эти явления из вида при исследовании роли пигментов в процессе дыхания. Когда у нас в Союзе стало развиваться производство чая из чайного листа, А. И. Опарин в контакте с Институтом чайного хозяйства и со всеми заинтересованными организациями поставил ряд работ частью иа местах, частью в пределах Института. Содержание этих работ изложено в статье А. И. Опарина. Я укажу здесь только на то, что в основном чайное производство покоится на окислительных процессах. Поэтому предшествующее углубленное исследование этих процессов позволило Опарину разобраться в весьма сложной картине тех явлений, которые имеют место при производстве чая. В результате этих работ были установлены определенные методы механической обработки чахшого листа. Надо сказать, что вопрос о технологических процессах в этой отрасли производства изучен чрезвычайно слабо. За границей, в капиталистических странах, эти процессы не вышли еще из стадии примитивной техники. [c.136]

Защита живых систем от ионизирующей радиации впервые показана Patt и Ba q на мышах. Потом этот эффект обнаружили на всех уровнях биологической организации. Биологические данные согласуются с гипотезой, что химическая защита осуществляется на стадии первичного химического повреждения. Это значит, что защитное вещество увеличивает дозу, необходимую для достижения такого уровня радиационно-химических изменений, который нужен для инъицирования длинной цепи событий, приводящих к наблюдаемым биологическим конечным эффектам. Во влажных системах, таких, как растущие клетки, первичное химическое повреждение завершается в течение долей секунды после поглощения энергии. В относительно сухих системах (например, в семенах и в головках спермиев рыбы) стерические факторы предотвращают быстрое взаимодействие свободных радикалов и химические изменения, составляющие первичное повреждение, могут остаться незавершенными в течение достаточно длительного периода времени. Этс [c.293]

Наиболее подходящим объектом для изучения генетических свойств ДНК считаются бактерии (кишечная палочка Е. oli) и бактериальные вирусы, или бактериофаги (бактериофаг Т2), что в первую очередь обусловлено их быстрым воспроизведением. Так, от одной бактериальной клейки в течение сравнительно короткою времени можно получить колонию, содержащую 10 — 10 дочерних клеток. Безусловно, имеет значение также простота биологической организации бактерий и вирусов, причем строение вирусов несравнимо более примитивно. Вирусы не являются клетками, так как не имеют ядра и протоплазмы и в сущности представляют собой молекулярные комплексы белка и нуклеиновых кислот. При этом фаги содержат ДНК, в то время как другие вирусы — РНК (например, вирус табачной мозаики) В отличие от бактерий и более сложных организмов вирусы не способны к жизни вне клетки размножаясь только внутри клеток, они являются их паразитами. [c.473]

Накопленный к настоящему времени офомный фактический материал по строению и свойствам биополимеров в условиях живой клетки позволяет говорить о еще более высоких уровнях пространственной организации белковых молекул. Так, некоторые белки способны к образованию поли- или мультиферментных комплексов (например, пируватдегидроге-назный комплекс ферментов), протяженных структур (белковые оболочки бактериофагов) и надмолекулярных комплексов, функционирующих как единое целое (например, компоненты дыхательной цепи митохондрий). [c.70]

Микротрубочки образуются путем полимеризации молекул тубулина, после чего эти молекулы гидролизуют прочно связанный с ними GTP (этот процесс несколько отстает от полимеризации) Микротрубочки растут меОленно, нестабильны и склонны к взрывообразной, катастрофической деполимеризации однако они могут стабилизироваться при ассоциации с другими структурами, которые прикрывают ( кэпируют ) их концы. Центры организации микротрубочек такие как центросомы, все время инициируют образование новых микротрубочек, которые растут в случайных направлениях. Любая микротрубочка, которая натолкнется на какую-либо структуру, способную кэпировать свободный плюс-конец этой микротрубочки, будет избирательно стабилизирована, тогда как другие со временем деполимеризуются. Полагают, что именно этот процесс в основном опреОеляет полярность и расположение систем микротрубочек в клетке. [c.313]

Таким образом, множество вопросов, касающихся межклеточных взаимодействий лишь поставлено чем больше углубляются нами знания о специальных биофизических и биохимических функциях различных компонентов клетки, тем очевиднее становится исключительная важность организации биосистемы как целого и взаимодействие клеток и клеточных ассоциаций. Эти координированные во времени и в пространстве межклеточные взаимодействия обусловливают динамические регуляторные и адаптивные свойства биологических систем. ]УГежклеточные взаимодействия принимают участие в регуляции биосинтетических возможностей клетки, активируя или ингибируя метаболические реакции, в процессе которых образуются продукты, необходимые не самой синтезирующей клетке, а клеткам других удаленных от нее частей организма. Изучение биологической роли и конкретных механизмов различных типов межклеточных взаимодействий, как одного из уровней передачи информации в живых системах приближает нас к раскрытию, моделированию и даже коррекции многих явлений и особенностей живых организмов. [c.8]

Общая черта исследований различных биосистем, отражающая природу их субординационной структурной организации, заключается в том, что во всех случаях изучение объекта представляет собой последовательный ступенчатый процесс познания, развитие которого ориентировано от более сложной биосистемы к менее сложной. Здесь и ниже имеется в виду не перечень открытий в их временной последовательности, а каузальный, т.е. причиннообусловленный процесс познания, что не всегда совпадает. Другая черта, также являющаяся общей, состоит в том, что изучение биосистемы любого уровня организации начинается с анализа ее внешней формы и строения, т.е. морфологии. В случае скелетной мышцы сначала было выяснено, что она состоит из пучка мышечных волокон, а каждое волокно представляет собой огромную многоядерную клетку. Эти данные сами по себе еще ничего не говорят о мышечном сокращении, тем более его механизме. Однако последующая редукция системы и изучение морфологии составных частей волокна привели к обнаружению миофибрилл и открытию у них способности сокращаться в присутствии АТР. Стало очевидно, что миофибриллы, составляющие около двух третей массы волокна, являются сократительными элементами клеток мышечной мускулатуры. Почему сокращается сама миофибрилла, осталось пока неясно, но была объяснена причина сокращения мышечного волокна. Морфологическое изучение миофибриллы идентифицировало ее сократительную единицу - саркомер. Сам факт его обнаружения хотя и не прояснил природу сокращения, тем не менее, дал первую информацию о физиологии миофибриллы и детализировал представления о мышечном сокращении на более высоких уровнях волокна и скелетной мускулатуры. Вскоре стало известно, что сокращение саркомера есть результат скольжения толстых филаментов относительно тонких при сохранении длин тех и других. Морфологическое изучение саркомер вызвало появление первой физиологической модели мышечного сокращения (модели скользящих нитей). Она дала трактовку механизму сокращения саркомера, миофибриллы, волокна и скелетной мышцы, но не могла объяснить причину скольжения филаментов. [c.132]

Если заполнить клетки нашего экрана случайно выбранными двоичными значениями, а затем позволить этой конфигурации эволюционировать по правилу LIFE, то мы увидим сложное переплетение структуры и движения (гл. 3) с различными уровнями организации. Если вместо LIFE мы проследим некоторую обратимую во времени эволюцию, то неизменно обнаружим, что на каждом шаге система выглядит такой же случайной, как и вначале на физическом языке, энтропия не будет уменьшаться (но может - и в общем случае будет - увеличиваться, пока не станет настолько большой, насколько это возможно). [c.164]

Рис. 19.7. Синаптические процессы в клетках симпатического ганглия лягушки. А — D потенциалы, возникающие в клетке симпатического гаиглия в ответ на электрическое раздражение преганглионарных волокон (внутриклеточная запись). Обратите внимание на увеличение масштаба времени от А к D. (Jan et al., 1979.) Справа — схема синаптической организации симпатического ганглия. Структуры, ответственные за тот или иной потенциал (А, В, С или D), отмечены соответствующими буквами. По Libet, а также Shepherd (1979), с изменениями.]

Таким образом, метаболизм клетки включает многочисленные физические и химические реакции, объединенные в пространстве и во времени в единое упорядоченное целое. Большую роль в этом играют высокоэффективные механизмы регуляции, молекулярная ультраструктура клетки и пространственная организация (компартмеитация) в виде микроскопических и суб-микросконических отсеков с локализовайными в них определенными ферментными системами, в которых реализуются соответствующие нути обмена веществ и энергии. [c.90]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология