12О ЧЕЛОВЕКЕ ЧЕЛОВЕК — ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МИРА Необычайно сложен мир ... |
НЕПРЕРЫВНОЕ ОБНОВЛЕНИЕ Кроме общности строения, клетки живого организма имеют и общие функциональные особенности. Прежде всего они обладают способностью к использованию и превращению энергии. Кроме того, в живой клетке из более простых веществ происходит синтез (образование) сложных молекул. Эти молекулы крупны и настолько своеобразны, что, встретив их где-нибудь в природе, мы всегда можем быть уверены в их «живом» происхождении. К таким крупным молекулам относятся белки. Образование белка из более простых соединений происходит только в клетке и регулируется находящимися в ней двумя очень сложными, изученными лишь в последнее время веществами. Это дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК) кислоты. ДНК в основном находится в ядре клетки, а РНК содержится и в ядре, и в особых включениях цитоплазмы, называемых рибосомами. В них и происходит синтез белка, т. е. они являются фабриками белка в клетке.
Белки очень разнообразны. В зависимости от клетки, где они образовались, белки отли-
Электронный микроскоп. 35 YGORn8KUf/X4pcc+1IcDmlpa/9l=
чаются друг от друга размерами и формой молекул, химическими и физическими свойствами. Но вместе с тем все они построены по одному и тому же объединяющему их принципу. Их сложные молекулы состоят из простых молекул аминокислот, соединенных в определенном порядке в длинные цепочки. Вот этот-то порядок присоединения и распределения аминокислот в молекуле белка зависит от ДНК и РНК. ДНК служит как бы программой, по которой определяется порядок и количество присоединяемых аминокислот, а РНК — основой для построения белковой молекулы. Кроме того, РНК отвечает еще за доставку аминокислот к непрерывно растущей цепочке белковой молекулы. Растет эта цепочка очень быстро. Молекула белка, состоящая из 150—200 аминокислот, строится за 1,5—2 минуты. Весь процесс синтеза белка можно сравните с работой архитектора и инженера-строителя при постройке дома. Архитектор (ДНК) создает план, инженер (РНК) претворяет его в жизнь.
Открытие значения этих веществ в синтезе белка создает реальные возможности искусственного получения белковой молекулы. В лабораториях учеными уже получены наиболее простые белковые молекулы. Можно безошибочно предсказать, что уже в нашем веке человечество сможет искусственно получать белок.
В состав клетки, кроме ДНК, РНК и аминокислот, входят жировые вещества, углеводы, вода и растворенные в ней минеральные соли. Соотношения всех этих веществ в клетке по сравнению с общим ее весом в среднем примерно такие: вода составляет 80—85%, белки— 7 —10%, жировые вещества — 1—2%, углеводы — 1—2%, минеральные соли —1 —1,5%. Все эти вещества активно участвуют в жизненных процессах, происходящих в клетке.
В нашем организме непрерывно происходят два процесса: образование и обновление клеток и их разрушение. Эти внешне противоположные состояния — две стороны обмена веществ в организме. Процесс усвоения веществ, поступающих в организм извне, и образование из них живого вещества клеток называется ассимиляцией; а процесс распада, разрушения веществ и связанного с ним освобождения энергии — диссимиляцией. Они едины и неразрывны, но в течение жизни меняется их соотношение и интенсивность. В детстве и юности, когда идет усиленный рост организма, преобладает ассимиляция, а в старости, наоборот, распад — диссимиляция. Интенсивность этих процессов зависит от состояния организма. Так, во время работы или тяжелой физической нагрузки обмен веществ усиливается, а в покое он ослабевает. Ослабевает обмен веществ и при понижении температуры тела. Ученые заметили это, когда стали изучать зимнюю спячку у сурков, хомяков, сусликов, ежей и других зимнеспящих животных. Зимой, когда трудно раздобыть пищу, эти животные впадают в состояние оцепенения, перестают есть, температура их тела значительно снижается. При этом резко замедляются дыхание и сердцебиение, падает уровень всех других жизненно важных физиологических процессов, направленных на поддержание обмена веществ.
Обмен веществ значительно замедляется и у человека, если искусственно понизить температуру его тела. Это свойство в последние годы широко используется при операциях на сердце и крупных сосудах (см. стр. 194) .
Мы пока рассматривали только одну сторону обмена веществ — обновление и построе-
36 ние клеток. Но человек живет, двигается, занимается умственным и физическим трудом, и вся его деятельность неразрывно связана с расходом энергии. Даже если он находится в полном покое, происходит затрата энергии на работу сердца, дыхательных мышц, внутренних органов и т. п. Следовательно, другая сторона обмена веществ — это освобождение энергии и ее использование.
ОБЩИЙ ЗАКОН ПРИРОДЫ Закон сохранения вещества и движения впервые сформулировал М. В. Ломоносов. Суть этого закона заключается в том, что материя и энергия не зарождаются и не пропадают, а только видоизменяются. |
