Жизнь способ существования белковых тел

Жизнь как существование белковых тел.

«Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней средой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и сама жизнь, что приводит к разложению белка» Ф. Энгельс «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот» В.М. Волькенштейн.

Все свойства живого организма: все это связано с функцией белков

-структурная организация ,

-обмен веществ,

-рост,

-развитие,

-способность извлекать и преобразовывать энергию,

-реактивность и способность к сохранению структурной и функциональной целостности,

-активное независимое передвижение в пространстве,

-самовоспроизводство себе подобных,

-возможность анализа и познания окружающей действительности

Трудно переоценить роль белков в нашем организме. Они образуют и восстанавливают ткани мускулатуры, костей, кожи, волос, крови. Их назвали протеинами (в переводе с греч. — первый), т. к. белки являются основой каждого органа, каждой клетки. Все белки построены из аминокислот. Из 20 распространенных в природе аминокислот большинство способно вновь синтезироваться в организме. Однако 8 аминокислот, без которых не могут быть построены собственно белки, человек обязательно должен получать с пищей из продуктов животного и растительного происхождения. Этотриптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин. Детям необходим также гистидин. Если любая из этих аминокислот не поступает в организм, то неизбежны серьезные нарушения здоровья.

Наиболее полноценны белки животного происхождения: молока и молочных продуктов, мяса, рыбы, яиц, и особенно кальмаров, т.к. их аминокислотный состав близок среднему аминокислотному составу организма человека. Растительные белки в качественном отношении являются менее полезными, но правильным соотношением в питании растительных продуктов можно добиться оптимального сочетания незаменимых аминокислот. Наиболее ценные аминокислоты содержатся в сое, фасоли, гречихе, картофеле, рисе, ржаном хлебе. Особенно полезно в вегетарианстве сочетание бобовых и круп с овощами. Биологическая ценность белков изменчива, зависит от методов кулинарной обработки, продукта, условий производства, хранения, наличия в нем токсических веществ. Для организма человека вредно как недостаточное, так и избыточное поступление белка. На недостаток белка особенно остро реагируют дети, наступает задержк а, иногда и полная остановка роста, ребенок худеет, становится вялым, могут появляться отеки, воспаление кожных покровов и т. д.

У взрослого снижается работоспособность, страдает иммунная система. Избыточное потребление белков приводит к нервным расстройствам, ухудшает работу печени, почек.

Химические связи и структура белковых молекл.

Первичная струрктура

Пептидная связь – связь между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой аминокислоты.

Сер-Гли-Тир-Ала-Лей

Вторичная структура — цепочка закручена в спираль (белки называют фибриллярными)это комбинация:

-α-спиралей

-β-складок

-β-поворотов

— неупорядоченных участков молекулы

Образование этих структур происходит за счет образования водородных связей между атомами О и Н пептидной связи. Радикалы аминокислот в спирали смотрят НАРУЖУ.

Третичная структура

Третичная структура – имеет вид клубка или глобулы (белки называют глобулярными),расположение всех атомов, из которых состоит белок, в пространстве. В образовании третичной структуры играют роль несколько типов взаимодействий:-Гидрофобные-Ионные (между положительно и отрицательно зараженными частями молекулы)-Водородные связи-Ковалентные связи(цистиновые мостики, которые образуются между двумя остатками цистеина).

Некоторые полипептидные цепи содержат участки которые имеют подобную аминокислотную последовательность (повторы) – домены. Домены возникли в процессе эволюции вследствие удвоения генов с дальнейшими изменениями структуры белков. Эти участки могут выполнять разные функции в одном и том же белке. Доменную структуру имеют некоторые ферменты и все иммуноглобулины.Домены – участки молекулы белка, которые могут сохранять характерную для них трехмерную структуру даже после отделения от всей остальной молекулы.

Домены:

-Сворачиваются самостоятельно

-Один и тот же домен может встречаться в разных белках (белках, которые выполняют разную функцию)

-Белки часто состоят из нескольких доменов

Четвертичная структура

Четвертичная структура – когда белок состоит более чем из одной полипептидной цепи. Каждая из полипептидных цепей имеет свою третичную структуру и называется в этом случае субъединицей.

Наследственные энзимопатии.

В результате этих исследований выяснилось, что имеется свыше 60 наследственных заболеваний, при которых наблюдается расстройство метаболизма, вызванное нарушением ферментативной активности энзимов. Наиболее демонстративны нарушения обмена аминокислот и, в частности, ароматических фенилаланина и тирозина. Путь их превращения может быть блокирован в 4 различных пунктах вследствие недостаточной ферментативной активности различных энзимов.

В соответствии с блокадой метаболизма у детей развиваются следующие заболевания: фенилкетонурия (фенилпировиноградная олигофрения); оксифенилурия (тирозиноз); алькаптонурия; альбинизм. Нарушения метаболизма ароматических аминокислот объясняются отсутствием или значительным снижением ферментативной активности определенных энзимов вследствие повреждения соответствующих генов. С этой точки зрения эти заболевания могут быть отнесены к наследственным генопатиям.

Фенилаланин представляет собой неизменимую аминокислоту, которая является достаточно важным ферментом человеческого организма. Сразу же отметим, что фенилаланину не свойственно синтезироваться в человеческом организме из каких-либо аминокислот. Получается, что данный компонент попадает в организм каждого человека совместно с различными продуктами питания. Определенная часть данного фермента принимает неотъемлемое участие в синтезе построения белков. Другая же его часть, причем наибольшая по своему объему, превращается под воздействием фенилаланингидроксилазы в тирозин. Тирозин в свою очередь является так называемым строительным материалом для весьма разнообразных биологически активных веществ. В случае если в организме отмечается значительное снижение активности данного фермента, детский организм тут же начинает ощущать его недостаток. Помимо этого бездействующий фермент начинает накапливаться в больших количествах не только в тканях, но еще и в органах, при этом оказывая весьма негативное влияние на всю центральную нервную систему. В результате, на лицо серьезные нарушения со стороны психического развития. Чрезмерное количество фенилаланина, вне всякого сомнения, сказывается и на работе почек. Теперь им уже не удается своевременно реабсорбировать все имеющиеся ферменты. Так как в состав мочи входит компонент под названием фенилкетон, отсюда и название данного заболевания – фенилкетонурия.

Жизнь — основное понятие биологии — активная форма существования материи, в некотором смысле высшая по сравнению с её физической и химической формами существования; совокупность физических и химических процессов, протекающих в клетке, позволяющих осуществлять обмен веществ и её деление (вне клетки жизнь не существует, вирусы проявляют свойства живой материи только после переноса генетического материала в клетку). Приспосабливаясь к окружающей среде, живая клетка формирует всё многообразие живых организмов. Основной атрибут живой материи — генетическая информация, используемая для репликации.

На текущий момент нет единого мнения относительно понятия жизни, однако учёные в целом признают, что биологическое проявление жизни характеризуется:

Организацией (высокоупорядоченное строение),

  • метаболизмом (получение энергии из окружающей среды и использование её на поддержание и усиление своей упорядоченности),
  • ростом (способность к развитию), адаптацией.
  • реакцией на раздражители,
  • воспроизводством (все живое размножается),
  • информация, необходимая каждому живому организму, расщепляется в нем, содержится в хромосомах и генах, и передается от каждого индивидуума потомкам.

Фридрих Энгельс дал следующее определение: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причём с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».

Здесь содержится 4 утверждения

  1. Жизнь — способ существования белковых тел.
  2. Для этого способа существенен постоянный обмен веществ.
  3. Обмен веществ необходим для этого способа существования белковых тел. 4. В отсутствие обмена веществ происходит разложение белка.

Отсюда следует вывод: белок всегда разрушается при отсутствии обмена веществ. Какой белок подразумевается? Скорее всего белок, специфический для данного организма. Ясно, что в организме белки постоянно разрушаются и ресинтезируются, постоянным остаётся протеом. Гибель организма приводит к остановке ресинтеза его белков, а те, что остались используются для синтеза белка других организмов.

Нельзя было бы сказать, что жизнь при этом не прекращается, поскольку только организмы являются белковыми телами, а совокупность организмов — не тело.

Обычно говорят о том, что живые организмы состоят не только из белка. В принципе, уточнение «белковое» — не самое существенное. И вместо «белковое» можно было бы, возможно, поставить любое слово. Однако, если из первого пункта убрать слово «белковый» и ничем его не заменить, объём понятия «жизнь» может существенно расшириться. Само слово «белковый» должно было ограничить объём понятия жизнь уже известными формами жизни и отсечь те объекты, которые также могли бы «использовать» обмен веществ для поддержания своего существования, но не могли бы при этом считаться живыми.

Ничего не сказано о границах обмена веществ. В определении сказано, что на неорганические тела обмен веществ действует разрушительно.

И отличие жизни именно в том, что для них обмен веществ — условие жизни. Но известно, что обмен веществ (и энергией) только в определённых пределах полезен, а более интенсивный также разрушителен для органических, как и для неорганических. Таким образом, определение нуждается в уточнении о том, что только определённая интенсивность обмена веществ годится для жизни. Можно возразить, что то, что количество переходит в качество, также подразумевается. Однако это означает также, что при определённой интенсивности обмен веществ неорганические тела превратятся в живые. Скажем, если их нагреть, бросить им какие-нибудь реактивы. Однако, известно, что в ранней истории Земли такие условия были. Неизвестно, какое число различных химических соединений тогда возникло. Одни вещества постоянно превращались в другие, при этом в целом этот бульон не разрушался: чему там разрушаться. Но лишь немногие дали начало жизни. Поэтому сама по себе интенсивность обмена веществ не переходит в качество. Не любые вещества, как бы они активно ни реагировали, могут превратиться в основу жизни. Фактически точно из определения видно одно. Живым является то, существование чего поддерживается определённым обменом веществ.

В определение Энгельса попадают, вероятно, все живые существа (кроме вирусов, хотя их трудно куда-то отнести), но не только. Определение неполное и слишком широкое, и в то же время слишком узкое (ограничивается химический состав).

Российский ученый М. В. Волькенштейн дал новое определение понятию жизнь: «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот».

Согласно взглядам одного из основоположников танатологии М. Биша, жизнь — это совокупность явлений, сопротивляющихся смерти.

С точки зрения второго начала термодинамики, жизнь — это процесс или система, вектор развития которой противоположен по направлению остальным, «неживым» объектам вселенной, и направлен на уменьшение собственной энтропии.

По Озангеру и Моровицу: «Жизнь есть свойство материи, приводящее к сопряженной циркуляции биоэлементов в водной среде, движимая, в конечном счете, энергией солнечного излучения по пути увеличения сложности».

Существуют также кибернетические определения жизни. По определению А. А. Ляпунова, жизнь — это «высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состояниями отдельных молекул».

Существует и физиологическое определение жизни, данное в 1929 году А. Ф. Самойловым, которое не было великим учёным до конца исследовано:

«Жизнь — это замкнутый круг рефлекторной деятельности». Разрыв данного круга в любом его месте (состояние «комы») означает резкое ограничение параметров жизни или даже отсутствие жизни. Сейчас можно несколько расширить данное понятие и указать причины, от которых зависит данный «замкнутый круг». А именно: состояние внешней среды, «власти воли» индивидуума, внутренних вегетативных начал организма, неподвластных «власти воли».

Согласно официальному определению NASA, выработанному в 1994 году и применяющемуся в задачах поиска жизни во Вселенной, жизнь — «самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции».

Как говорил Фридрих Энгельс, «жизнь является ничем иным, как способом существования белковых тел». Природное предназначение белков — обеспечивать развитие живых существ.

Для молодого человека они важны как движущая сила для деления клеток и укрепления тканей. В пожилом возрасте они работают на восстановление старых клеток. Процесс регенерации для пожилых людей напрямую определяется наличием белка в питании.

Как пополнить запасы

Поддержать их выработку могут полезные продукты, в которых содержится большое количество белков.

К ним относятся:

  1. красное мясо;
  2. яйца;
  3. кисломолочные продукты;
  4. жирная рыба;
  5. бобовые продукты.

Большое количество содержится в красной и черной икре. Она особенно показана людям, страдающим мышечной дистрофией.

Попадая в желудок, белки окисляются. При этом выделяется достаточно большое количество энергии: 16,7 кДж (4 ккал). При недостатке поступления пищи начинается белковое голодание. Организм интенсивно использует для выработки энергии природный белок, подтачивая и иссушая естественные силы.

Поддержать себя можно при помощи специальных коктейлей и протеиновых смесей. В них белок содержится в количестве 90% и более. Это простейший способ обеспечить мышечные ткани строительным материалом и насытить организм энергией. Если вам нужна такая смесь — заказывайте на сайте!

Поступивший внутрь белок расщепляются до аминокислот в желудочном тракте. А его всасывание осуществляется уже в кишечнике. Например, казеин в желудочном тракте трансформируется в творожную консистенцию. Он всасывается медленно, гарантируя поступление в организм аминокислот вплоть до 8 часов.

Если же белковую смесь принимать на ночь, то можно добиться сдерживания катаболических процессов, поскольку концентрация аминокислот будет поддерживаться и во время сна.

Добавить комментарий

Закрыть меню