Клетка. Химический состав

Клетка

Появление эукариотической клетки является вторым по значимости (после зарождения самой жизни) событием биологической эволюции. Важнейшее отличие эукариотических организмов от прокариотических состоит в более совершенной системе регуляции генома (именно в этом смысл появления клеточного ядра: область активного метаболизма – цитоплазма – отделилась от области хранения, считывания, репликации генетической информации и, главное, регуляции транскрипции и посттранскрипционных модификаций РНК). Благодаря этому резко возросла приспособляемость одноклеточных организмов, их способность адаптироваться к меняющимся условиям БЕЗ внесения наследственных изменений в геном, т.е. оставаясь "самими собой". Рост приспособляемости, устойчивости живых систем – основной закон биологической эволюции. Именно благодаря возможности адаптироваться, т.е. изменяться в зависимости от внешних условий, эукариоты смогли стать многоклеточными: ведь в многоклеточном организме клетки с одним и тем же геномом, в зависимости от условий, образуют совершенно разные как по морфологии, так и по функции ткани.

Общепризнано, что эукариоты появились в результате симбиоза нескольких разновидностей прокариот (бактерий). По-видимому, митохондрии произошли от альфа-протеобактерий (аэробных эубактерий), пластиды – от цианобактерий, а основная клетка – цитоплазма – от какой-то архебактерии. Пока нет общепринятой теории возникновения ядра, цитоскелета, жгутиков. Очевидно, имеющиеся фактические данные пока недостаточны для того, чтобы отдать предпочтение какой-то одной из гипотез или выработать новую, которая устроила бы большинство ученых.

Вода, неорганические молекулы и мелкие органические молекулы (сахара, витамины и жирные кислоты) составляют 75-80% веса живой материи. Остальная часть приходится на макромолекулы (в том числе белки, ДНК и полисахариды).

Принципиальные различия между макромолекулами и основной частью мелких молекул. Крупные молекулы только синтезируются, а мелкие могут импортироваться, хотя многие мелкие органические молекулы тоже синтезируются.

Типы мелких молекул: строительный материал, источник энергии; регуляторные молекулы (гормоны).

Углеводы и липиды.

Макромолекулы. Эволюция макромолекул – эволюция жизни. Макромолекулы являются полимерами и образованы из мономеров посредством повторения однотипной реакции присоединения.

ДНК привлекает больше внимания широкой публики, нежели белки. Трехмерная модель строения ДНК была предложена James D. Watson and Francis H. C. Crick около 50 лет назад. Двойная спираль. По последним данным она не жесткая, а общепринятая модель представляет собой среднее состояние.

Каждая нить ДНК составлена лишь из 4-х нуклеотидов. ДНК – носитель и хранитель генетической информации, которую считывают белковые машины и используют для нужд клетки.

РНК. Центральная догма биологии – закодированная информация транскрибируется на информационной (матричной) (и/м)-РНК. Каждая молекула м-РНК несет информацию для синтеза одного белка. В последние годы накапливается все больше данных о том, что РНК является эволюционно более древней, и именно на РНК хранилась первая генетическая информация, а уже позднее эта функция перешла к ДНК.

Гипотеза РНК-мира, как предшественника современной жизни.

«Критическая» тройка типов макромолекул, - ДНК, РНК и белки. Механизмы считывания генетической информации и синтеза белка достаточно ясны в настоящее время. Предмет современных исследований – регуляция процесса, передача информации о том, какой именно белок нужен клетке и т.п.

Дата добавления: 2014-03-03; просмотров: 439; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!