Az esszencia és az élet szubsztrátuma
Az egyetemes módszertani megközelítés az élet lényegének megértéséhez a jelen pillanatban az, hogy megértsük az életet mint folyamatot, amelynek végeredménye az önmegújulás, amely önreprodukcióban nyilvánul meg. Minden élőlény csak az élőlényből származik, és minden szervezet, amely az életben rejlik, csak egy hasonló szervezetből származik. Ennek következtében az élet lényege az önreprodukcióban rejlik, amely a fizikai és kémiai jelenségek összehangolásán alapul, és amelyet a genetikai információ generációról generációra történő átadása biztosít. Ez az információ biztosítja az élőlények önreprodukcióját és önszabályozását. Éppen ezért az élet az anyag reprodukcióval összefüggő, minőségi szempontból különleges formája. Az élet jelenségei az anyag mozgásának formája, a legmagasabb a lét fizikai és kémiai formáihoz képest.
Az élőlény ugyanazon kémiai elemekből épül fel, mint a nem élő (oxigén, hidrogén, szén, nitrogén, kén, foszfor, nátrium, kálium, kalcium és más elemek). A sejtekben szerves vegyületek formájában vannak. Az élő lét szervezete és formája azonban olyan sajátosságokkal rendelkezik, amelyek megkülönböztetik az élő dolgokat az élettelen természetektől.
Az élet szubsztrátjaként a nukleinsavak (DNS és RNS) és a fehérjék vonzzák a figyelmet. A nukleinsavak olyan összetett kémiai vegyületek, amelyek szén, oxigén, hidrogén, nitrogén és foszfor tartalmát tartalmazzák. A DNS a sejtek genetikai anyaga, meghatározza a gének kémiai specifitását. A DNS ellenőrzése alatt a fehérjék szintézise, amelyben az RNS érintett.
A fehérjék összetett kémiai vegyületek, amelyek szén-, oxigén-, hidrogén-, nitrogén-, kén- és foszfort tartalmaznak. A fehérjék molekuláit nagy méret jellemzi, rendkívüli változat, amelyet a különböző rendű polipeptidláncokban összekapcsolt aminosavak alkotnak. A legtöbb sejtes fehérje enzim. A sejtek strukturális összetevői is. Mindegyik sejt több száz különböző fehérjét tartalmaz, és az egyik típusú vagy másik sejtben olyan fehérjék tartoznak, amelyek egyedülállóak. Ezért az egyes típusú sejtek tartalmát egy bizonyos fehérje-összetétel jellemzi.
Sem a nukleinsavak, sem a fehérjék az élet szubsztrátjai. Jelenleg úgy gondolják, hogy az élet szubsztrátuma nukleoproteinek. Ezek az állatok és növények sejtjeinek és citoplazmájának részét képezik. Ezek közül kromatin (kromoszómák) és riboszómák vannak kialakítva. Az egész szerves világban megtalálhatók - a vírusoktól az emberektől. Meg lehet mondani, hogy nincs olyan élő rendszer, amely nem tartalmaz nukleoproteineket. Fontos azonban hangsúlyozni, hogy a nukleoproteinek az élet szubsztrátja csak akkor, ha ott vannak a sejtben, működnek és kölcsönhatásba lépnek ott. A sejteken kívül (a sejtekből történő izolálás után) ezek a szokásos kémiai vegyületek. Következésképpen az élet elsősorban a nukleinsavak és a fehérjék kölcsönhatásának függvénye, és az élet abban rejlik, hogy egy reprodukáló molekuláris rendszert tartalmaz a nukleinsavak és fehérjék reprodukciójára szolgáló mechanizmus formájában.
Ellentétben élő megkülönböztetni fogalmát „halott”, amely úgy definiálható ha létezett több olyan szervezetekre, amelyek elvesztették mechanizmusa nukleinsavak szintézisét és fehérjék, azaz. E. Az a képesség, hogy a molekuláris lejátszás. Például a "halott" mészkő, amely egykor élő szervezetek maradványaiból származik.
Végül meg kell különböztetni a "nem élő", vagyis az anyag azon részét, amely szervetlen (abiotikus) eredetű, és semmilyen módon nem kapcsolódik az élő szervezetekkel való kialakulásához és struktúrájához. Például a "mészkő" mészkő, amely szervetlen vulkáni mészkő betétekből áll. Az élettelen anyag, ellentétben az élettel, képtelen támogatni strukturális szervezeteit és külső energia felhasználását ilyen célokra.
Az élet szubsztanciájával foglalkozó molekulák megvitatásakor meg kell jegyezni, hogy időben és térben folyamatos átalakulásnak vannak kitéve. Elég azt mondani, hogy az enzimek rendkívül rövid idő alatt képesek bármely szubsztrátot reakciótermékké alakítani. Ennélfogva a nukleoproteinek mint az élet szubsztrátumának meghatározása azt jelenti, hogy ez utóbbi nagyon mobil rendszer.
Mind az élő, mind a nem élõk olyan molekulákból épülnek fel, amelyek eredetileg nem élõk. Mindazonáltal az élõ élesen különbözik az élettelenektõl. Ennek a mélyreható különbségnek az okait az élők tulajdonságai határozzák meg, és az élő rendszerek molekuláit biomolekuláknak nevezik.
Az élethez számos tulajdonság jellemző, amelyek együttesen "megélik" az élő életet. Az ilyen tulajdonságok önálló replikáció, specificitás szervezettségét, szabályosságát a szerkezet, az integritás, és diszkrétség, növekedés és fejlődés, és az energia-anyagcsere, öröklődés és a variabilitás, ingerlékenység, a mozgás, belső szabályozása, specificitás kapcsolat a környezettel.
Másolás (reprodukció). Ez a tulajdonság a legfontosabb a többiek között. Figyelemre méltó jellemző, hogy ezeknek vagy más organizmusoknak az önreprodukciója számtalan generációban megismétlődik, és az önreprodukcióra vonatkozó genetikai információ DNS-molekulákban van kódolva. Az a helyzet, hogy "minden élőlény csak az élőből származik" azt jelenti, hogy az élet csak egyszer merült fel, és azóta csak az élő élte életet. Molekuláris szinten az önreprodukció a mátrix DNS-szintézise alapján történik, amely a fehérjék szintézisét programozza, amelyek meghatározzák a mikroorganizmusok specificitását. Más szinteken különféle formák és mechanizmusok jellemzik, beleértve a speciális szexuális sejtek (férfiak és nők) kialakulását. Az önreprodukció legfontosabb jelentése abban a tényben rejlik, hogy támogatja a fajok létezését, meghatározza az anyag mozgásának biológiai formájának sajátosságait.
A szervezet sajátosságai. Jellemzője minden olyan szervezetnek, amelynek eredményeként bizonyos formájúak és méretűek. A szervezeti egység (struktúra és funkció) a sejt. Ezenkívül a sejteket specifikusan szövetekké alakítják, az utóbbiakat a szervekbe és a szervekbe a szervrendszerekbe. A szervezetek nem véletlenszerűen szétszóródnak az űrben. Speciálisan a lakosság körében szervezik őket, és a populációkat kifejezetten biocenózisokká szervezik. Az utóbbiak abiotikus faktorokkal együtt biogeocenosisokat (ökológiai rendszereket) alkotnak, amelyek a bioszféra elemi egységei.
A szerkezet rendtartása. Az élet számára nemcsak a kémiai vegyületek komplexitása, amelyekből épül fel, hanem a molekuláris szinten történő rendelés is, ami molekuláris és supramolekuláris struktúrák kialakulásához vezet. A rendszerváltozás a molekulák rendellenes mozgásából az élő legfontosabb tulajdonsága, molekuláris szinten nyilvánul meg. Az űrtartalom rendben van a megrendelés időben. Ellentétben az élettelen tárgyakkal, az élet rendezett struktúrája a külső környezetnek köszönhető. Ebben a környezetben csökken a megrendelés szintje.
Integritás (folytonosság) és diszkrétség (diszkontinuitás). Az élet holisztikus és ugyanakkor diszkrét mind a szerkezet, mind a funkció szempontjából. Például az élet szubsztrátuma szerves, mert nukleoproteinekből áll, de ugyanakkor diszkrét, mivel nukleinsavból és fehérjéből áll. A nukleinsavak és a fehérjék szerves vegyületek, de diszkrétek is, nukleotidokból és aminosavakból állnak. A DNS-molekulák replikációja folyamatos folyamat, de diszkrét a térben és az időben, mert különböző genetikai struktúrákat és enzimeket foglal magában. A folyamat át a genetikai információ is folyamatos, de diszkrét, azaz a. K. tagja transzkripciós és transzlációs, ami miatt néhány különbség közöttük meghatározzák diszkontinuitás megvalósítása genetikai információ térben és időben. A sejtek mitózisa is folyamatos, és egyidejűleg megszakad. Bármely szervezet szerves rendszer, de különálló egységekből áll - sejtekből, szövetekből, szervekből, szervrendszerekből. A szerves világ is szerves része, mert bizonyos szervezetek létezése másoktól függ, de ugyanakkor diszkrét, különálló organizmusokból áll.
Növekedés és fejlődés. A szervezet növekedése a test tömegének növelésével történik a sejtek méretének és számának növekedése miatt. Ez a sejtek differenciálódása, a szerkezet és a funkciók szövődménye is megjelenik. Az ontogenitás folyamatában a genotípus és a környezet interakciója következtében jelei vannak. A filogénséget egy gigantikus organizmusfajta megjelenése kíséri, egy szerves célszerűség. A növekedési és fejlődési folyamatok genetikai kontroll és neuro-humorális szabályozás hatálya alá tartoznak.
Metabolizmus és energia. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően biztosítják az organizmusok belső környezetét és az organizmusoknak a környezethez való kapcsolódását, ami a szervezetek élettartamának fenntartásának feltétele. Az élő sejtek energiát kapnak (abszorbeálnak) a környezetből, fényenergia formájában. A jövőben a kémiai energia átalakul a cellákban, hogy sok munkát végezzen. Különösen, a kémiai munka a szintézis szerkezeti sejtalkotók, ozmotikus munka biztosítja a közlekedést a különböző anyagok a sejtekbe, és a kimenetre őket a nem kívánt anyagok, és a mechanikai munka nyújtó izom-összehúzódást és a mozgás organizmusok. A nem élõ tárgyakban, például a gépekben a kémiai energia csak belsõ égésû motorok esetén mechanikusvá alakul.
Így a sejt egy izotermikus rendszer. Az asszimiláció (anabolizmus) és a disszimiláció (katabolizmus) között folyik a dialektikus egység, amelyet folyamatosságuk és viszonosságuk jellemez. Például a sejtek szénhidrátok, zsírok és fehérjék folyamatos átalakulása kölcsönös. A szénhidrátok, zsírok és fehérjék sejtjei által felszívódó potenciális energiát kinetikus energiává és hővé alakítják, miután ezeket a vegyületeket átalakítják. A sejtek figyelemre méltó jellemzője, hogy enzimeket tartalmaznak. Mivel katalizátorok azok a reakció gyorsítására, a szintézis és lebomlás egy millió alkalommal, míg ezzel ellentétben a szerves reakciók alkalmazásával végzik katalizátorok mesterséges (in vitro), enzimes reakciókat a sejtek nélkül a melléktermékek képződése.
Az élő sejtekben a környezetből származó energia felhalmozódik ATP (adenozin-monofoszfát) formájában. A terminális foszfátcsoport elvesztése, mely akkor következik be, amikor az energiát átviszik más molekulákra, az ATP átalakul ADP-ként (adenozin-difoszfát). A fotoszintézis vagy a kémiai energia következtében az ADP ismét bekerülhet az ATP-be, azaz a kémiai energia fő hordozójává válhat. Az élettelen rendszerek ilyen jellegzetességei hiányoznak.
Az anyagok és energiák cseréje a sejtekben a megsemmisített struktúrák helyreállításához (helyettesítéséhez), a szervezetek növekedéséhez és fejlődéséhez vezet.
Örökség és változékonyság. Az öröklés anyagi folytonosságot biztosít a szülők és az utódok között, a szervezetek nemzedékei között, ami viszont biztosítja az élet folytonosságát és fenntarthatóságát. A nemzedékek anyagi folytonosságának és az élet folytonosságának alapja a szülőknek a gének utódaiba való átvitele, amelynek DNS-ben kódolják a fehérjék szerkezetére és tulajdonságaira vonatkozó genetikai információt. A genetikai információ egyik jellemzője a szélsőséges stabilitása.
A változékonyság összefügg az olyan jellemzők megjelenésével, amelyek különböznek az eredetiekétől, és a genetikai struktúrákban bekövetkezett változások határozzák meg. Az öröklés és a változékonyság teremt anyagot a szervezetek fejlődéséhez.
Ingerlékenység. Az élő és a külső ingerek reakciója az élõ anyag jellegzetes reflexiójának megnyilvánulása. A test vagy annak szerv reakcióját okozó tényezőket irritálónak nevezik. Fényt, közepes hőmérsékletet, hangot, elektromos áramot, mechanikai hatásokat, élelmiszereket, gázokat, mérgeket stb.
Az idegrendszerből (protozoa és növények) mentes organizmusokban az ingerlékenység tropizmus, taxis és nasti formájában jelenik meg. Az idegrendszeri szervezetekben az ingerlékenység reflex aktivitás formájában jelenik meg. Az állatok esetében a külső világ észlelése az első jelrendszeren keresztül valósul meg, míg az emberben a történelmi fejlődés folyamatában egy második jelrendszer is kialakul. Az ingerlékenység miatt az organizmusok kiegyensúlyozottak a környezetével. Szelektíven reagálva a környezeti tényezőkre, a szervezetek "tisztázzák" a környezethez való viszonyukat, ami a környezet és a szervezet egységét eredményezi.
Mozgalom. Minden élő lény képes mozgatni. Sok egysejtű organizmus speciális organoidokkal mozog. A sejtek képesek továbbá multicelluláris organizmusokra (leukociták, vándorló kötőszöveti sejtek stb.), Valamint néhány sejtes organella. A motorreakció tökéletességét a többsejtű állati organizmusok izommozgásában érik el, amely az izmok összehúzódásából áll.
Belső szabályozás. A sejtekben zajló folyamatok szabályozottak. Molekuláris szinten szabályozó mechanizmusok léteznek fordított kémiai reakciók formájában, amelyek alapja az enzimek reakciói, amelyek biztosítják a szabályozási folyamatok záródását a szintézis-bomlás-reszintézis rendszer segítségével. A fehérjék, köztük az enzimek szintézisét az elnyomás, indukció és pozitív kontroll mechanizmusai szabályozzák. Éppen ellenkezőleg, az enzimek aktivitásának szabályozása magában a visszacsatolás elvén alapul, amely a végtermék gátlását jelenti. A szabályozás az enzimek kémiai módosításával is ismert. A kémiai szabályozásra szolgáló hormonok részt vesznek a sejtaktivitás szabályozásában.
Az expozíció fizikai vagy kémiai tényezői által okozott DNS-molekulák károsodását egy vagy több enzimatikus mechanizmussal lehet helyreállítani, amely önszabályozás. Ez biztosítja a gének szabályozását, és ezzel biztosítja a genetikai anyag és az abban kódolt genetikai információ stabilitását.
A környezethez fűződő kapcsolatok sajátosságai. A szervezetek egy bizonyos környezetben élnek, ami számukra a szabad energiaforrás és az építőanyag forrása. Termodinamikai koncepciók keretében minden élő rendszer ("szervezet") egy "nyitott" rendszer, amely lehetővé teszi az energia és az anyag cseréjét egy olyan környezetben, amelyben más szervezetek léteznek és abiotikus tényezők működnek. Következésképpen, az organizmusok egymással nem csak egymással kölcsönöznek, hanem olyan környezetben is, amelyből az élethez szükséges mindent megkapnak. A szervezetek megtalálják a környezetet, vagy alkalmazkodnak hozzá. Formái adaptív válaszok fiziológiai homeosztázis (képességét, hogy ellenálljon a környezeti tényezők szervezetekre) és fejlesztési homeosztázis (képes módosítani egyedi organizmusok reakciót, miközben az összes többi tulajdonságok). Az adaptív reakciókat a reakció sebessége határozza meg, amely genetikailag meghatározható, és határai vannak. Organizmusok között és a környezet közötti élő és élettelen természet, van egy egység, amely az a tény, hogy az organizmusok függ a közeg, és a tápközeget miatt változott tevékenységi organizmusok. Az organizmusok létfontosságú aktivitásának eredménye a szabad oxigén és a Föld talajborítása, a szén, a tőzeg, az olaj stb. Kialakulása.
Összefoglalva az élõk tulajdonságairól szóló információkat, azt a következtetést vonhatjuk le, hogy a sejtek olyan nyitott izotermikus rendszerek, amelyek képesek az önszervezõdésre, a belsõ szabályozásra és az önreprodukcióra. Ezekben a rendszerekben a szintézis és a dekompozíció számos reakcióját hajtják végre, amelyeket magukban a sejtekben szintetizált enzimek katalizálnak.
A fent felsorolt tulajdonságok csak az élettől függenek. Ezen tulajdonságok egy része az élettelen természetű testek vizsgálatában is megtalálható, ám az utóbbiakban teljesen más jellemzők jellemzik őket. Például a telített sóoldatban lévő kristályok "növekedhetnek". Ez a növekedés azonban nem rendelkezik az élõk növekedésével járó minõségi és kvantitatív jellemzõkkel. Az élőlényt jellemző tulajdonságok között dialektikus egység jelenik meg, amely az egész szerves világban az idő és a térségben nyilvánul meg, az élet szervezésének minden szintjén.