Hemijska specifičnost u biološkoj evoluciji

Opšte je poznato da biološke evolucije dogodio nakon kemijske kada već odabrani osnovni molekula koja je omogućila da postoji primarni organizama - azotnih baza, i nukleinskih kiselina, aminokiselina, peptida i proteina, mono- oligo i polisaharide, masne kiseline, karotenoidi, Porfirin struktura, kompleksi ove molekule sa prelazni metali. Po procjenama G. Wald (1964) za postojanje protozoa dovoljno samo 29 molekula različitih hemijskih prirode. Kompleksa moguće provesti prijenos elektrona i protona u enzimskih sistema, koji riješio problem dobijanja energije za organski život. Hemijsku evoluciju je značilo da su procesi bira rad genetskog sistema koji se pokazao čitav živi svet ujedinjena. Ovi procesi predstavljaju ono što u modernoj biologiji naziva "centralnom dogma molekularne biologije" (DNK > RNK > protein).

Dakle, oko 4 milijarde. Years Ago formirana prva žive ćelije. biohemijske uniformnost ćelija živih bića je postignut. Su sadržavali sistemu matrice, skup katalizatora i koji ih okružuje membranu. Naravno, ovi žive ćelije su anaerobne termofilnih hemoterapiju heterotrofa, odnosno Oni su korišteni kao izvori energije i ugljen organske molekule okruženje.

Tada, kao i hlađenje planete, sa pojavom ćelija i autotrofni fotosinteze proces biološke evolucije postupno ubrzati. Faze procesa općenito opisan u brojnim djelima različitih autora. Međutim, važno je da saznate šta je glavni uzrok biološke evolucije, i šta biohemijski mehanizmi to sprovodi?

Kao pokretačka snaga evolucije je promjena okoline, najvažniji pokretač ovog procesa mora se priznati akumulacija kisika u atmosferi planete. Postepeno dolazi do promjene slabo oksidira uslovima na prvobitnoj atmosferi koja sada postoji. Ovaj proces je vrlo spor. koncentracije kisika dostigao 1% svoje trenutne sadržaja u atmosferi oko ,6-1000000000. pre nekoliko godina. 10% O₂ To akumulira u atmosferi ne ranije od 0,4 milijarde. Pre nekoliko godina.

Još jedan snažan faktor je biološka evolucija mijenja ionski sastav svijeta vode okeana. Primarni oceana sadrže pretežno K⁺ i Mg²⁺. Stoga se pojavila u hemijsku evoluciju proteina funkcija najbolje u takvom okruženju. Nadalje, struktura okeana promijenio kvantitativne prevlast Na⁺ i Ca²⁺. Stoga, kako bi se osiguralo normalno uvjetima funkcioniranja intracelularne proteina potreban mehanizam ograničavanja koncentracije jona u drugi par ćelija, dok ih održava u prvi par jona. Ovi mehanizmi postaju membrane Protonic, natrij i kalcijum pumpa. Oni pružaju vrlo visoku koncentraciju iona gradijent između citosolu i ekstracelularne tekućine. Na primjer, za Ca²⁺ Ovaj nagib može biti 1000 puta. Da bi se održala elektrolita i kalcija homeostaze u organizmu pojavio specifične signalnih molekula - hormoni, To je hemijski predstavljeni uglavnom ili peptide ili steroida. Osim toga, za komunikaciju s okolnim ćelijama međusobno i okoliš formirani su, zajedno sa pumpama, receptori. Važno je da se ovaj mehanizam može uključivati ​​kompleksa DNK i RNK molekula s lanca reakcija, uticaj uzbuđeni receptora, uz odgovarajuće promene u genu funkcije stroja. Takav mehanizam je vjerovatno da ispuni ulogu nepoznat metode prenosa informacija.

Prvi fosili prokariotskih fotosintetski plavo-zelene alge naći u škriljaca smokva dobi od oko 3,1 milijarde. godina. Prije nego što njihov izgled nije bilo kisika u atmosferi. Prvi aerobni heterotrofa pojavio mnogo kasnije. Kao što je iskustvo u atmosferi O₂ organizama potrebne zaštitne mehanizme metaboličkih i strukturne prilagodbe da neutralizira svoje otrovne akciju. Tu-eukariota sa brojnim organele koje imaju svoje membrane. Shodno tome, na razvoj aerobne kičmenjaka i krvnih sudova viših biljaka bilo je potrebno više od 1 milijarde dolara. Godine. pogled homo sapiens Činilo se prije 2 miliona eura. Godine da skali od dnevnih povijesti Zemlje točkića odgovara o posljednjih 30 sekundi.

Trenutno, postoji dosta filogenetskih šema različito predstavlja odnos između pojedinih grupa organizama i između glavnih svojti. U takvim konstrukcijama vodeći obavljaju morfološke karakteristike, kao što su prisutnost i strukture jezgra, diferencijaciju višećelijskih strukture, flagella struktura koja seksualno proces reprodukcije. Autori takvih krugova u osnovi ideja mono- ili polyphyletic svojti porijekla, primat flagelarnog ili amoeboid oblika stroeniya- različitim procjenama ideja simbiotski porijekla organela. U posljednjih nekoliko desetljeća, ovi konstrukti značajno povećao udio biohemijskih karakteristika. Takve presude nisu važni samo za razvoj teorije biološke evolucije, ali i da se utvrdi osnova za postojanje Bioneorganska i metabolizam živih bića, posebno sisara, a čovjek kao objekt medicine.

Sa ove tačke gledišta, najzanimljivije vidjeti veliku grupu biljaka ujedinjene zajedničkim nazivom "alge" (niže biljke koje žive u vodama i drugim vlažnim lokacijama, kao i na tlu). Trenutno alge proizvode od 1/2 do 9/10 (od strane različitih proračuna) u ukupnom iznosu od organske supstance i O₂ na planeti. Oni stvaraju moderne sliku Zemlje i njene atmosfere.

Video: Evolucija: Biološka evolucija

U sistemskom smislu ove grupe biljaka je izuzetno raznolika i to je tako jedinstven, do sada ne postoji jedinstvo u Algologija na njihov taksonomski status (Jug, Uittik, 1990). Oni imaju sličnosti sa svim poznatim kraljevstva dnevni stvari - od bakterija do viših biljaka, gljiva, životinja - to jest, da, kao da je na raskrsnici evolucije ovih kraljevstva. Sljedeći podaci u kemiju i biokemiju algi komparativnih (Barashkov 1963, 1972) pomoću klasifikacije predloženi RS Silva (1982).

Alge formirana prije skoro 1 milijardu godina u Proterozoika i Split tijekom evolucije (uglavnom u paleozoika, kambrijska - devon) Za više od deset velikih svojti.. Samo jedan odjel (dijatome) Odvojeno od nedavno - u mezozoika, prije oko 170 miliona godina (tijekom trijasa) .. Moglo bi se pomisliti da su preci drugih biljaka, gljiva i životinja su se pojavili u ranim paleozoika, i da je to podjela je zbog istih razloga, a izvršena je od strane sličan mehanizam (Sl. 1).

Video: 1. Kemijski sastav ćelije - (9. razred) - biologije, priprema za ispit i OGE 2017

Sl. 1. Pojava života oblika i shema filogenetskih odnosa algi na geološkoj vremenskoj skali

Komparativna biohemije algi pokazuje da su sve njihove vrste ( "divizije") se razlikuju po kemijskom sastavu, odnosno, Imaju kemijske specifičnosti. Ispostavilo se da su ove razlike da li je moguće stvoriti neku vrstu dihotomna ključ ( "hemijske odrednica") svojti (tabela. 1).

Tabela 1. "Kemijski odrednica" alge svojti

Za-Algologija stručnjaka u određivanju vrsta, to je skoro nije potrebno, kao što je obično dovoljno morfoloških znakova. Međutim, sama mogućnost takve "odrednica" je od velikog kognitivnih značaja: ispostavilo se da je evolucija kraljevstva i drugih svojti, sve do pojedinih vrsta, na osnovu specifične hemijske osobine.

Utvrđeno je da su ove karakteristike nisu NK i proteina kao što se može očekivati, i ugljenih hidrata materije, uključujući mukopolimery, glikoproteina i šećera glicerat i biliproteiny, karotenoida i porfirina pigmenata, sterole, i.e. tvari membrane i mobilni receptori, kao i pigmenti plastida strome. Drugim riječima, komponente strukture membrane i membranske receptore, pružajući im funkcioniše na molekularnom nivou. Može se pretpostaviti da je evolucija životinja i divljači u cjelini ovise o pojavi strukturnog proteina, formiranje i obavljanje više funkcija u stanične membrane - kolagena.

Da bi objasnili ovaj fenomen može biti u smislu genetike. Nukleinskih kiselina se sastoji od genetski kod ovo organizam. Međutim, to je utvrdio da iz informacija koje su sadržane u DNK zapravo provesti samo nekoliko procenata. U stvari, dio DNK u predstavnika različitih taksonomskih grupa živih bića razlikuje vrlo malo, to jest, ne može služiti kao taksonomski karakter.

Video: Mikhail Nikitin: "Istorija fotosinteze, ili koji je nebo plavo"

Implementacija genetskih informacija vrši se ovisno o uvjetima i karakteristikama organizma na okoliš zbog aktivnosti biološke membrane ćelija i plastids. da je dekodiranje nasljedne informacije koje je sastav i strukturu receptora, kao i svojstva membrane supstance (Kamshilov, 1979). Samo oni daju propusnost biološke membrane i transport hrane, energije i informacija. Definiranja uloge membrane u osiguravanju usmjerene komponente sinteze eukariotske ćelijske strukture prikazani, na primjer, znatan razlike u kemijskom sastavu citoplazmi i nuklearne membrane ćelije i njenih organela. sinteza poremećaja komponenti različitih organela pojavljuju pojedine bolesti.

Medicinski bioneorganika. GK ovca

Video: biološki sat