5437. Аква инкогнита: как вода нарушает правила жидкостей и ставит науку в тупик
Если бы свойства воды были иными, жизнь оказалась бы невозможной
Что мы представляем, когда слышим слово «жидкость»? Наверняка воду. Однако она не обычная, а аномальная жидкость, нарушающая многие закономерности, присущие другим жидкостям. Если бы не это обстоятельство, мир был бысовершенно другим.
( Read more... )
Однако в лабораторной практике, посвященной изучению внутриклеточных биохимических процессов, оперируют, как правило, водными растворами реагентов по традиции, унаследованной от общей химии. Здесь бытуют такие понятия, как концентрация, растворимость, pH и тому подобные параметры, выработанные в свое время применительно к водным растворам. Клеточный транспорт по-прежнему рассматривается как процесс переноса комплекса молекул через водную среду. Но такой воды, которая присутствует в пробирке (где господствуют законы диффузии и беспорядочного теплового движения молекул, где все тяжелое самопроизвольно оседает, а легкое всплывает на поверхность и т.д.) в живой клетке на самом деле нет.
Текстурально (лат. texo - тку. сплетаю) иммобилизованная внутриклеточная среда по своим физическим свойствам радикально отличается от водных растворов молекулярных соединений, о которых написаны все учебники по биохимии. В ней значительно нарушено соотношение сил в сравнении с тем, что наблюдается в пробирке. В частности, гравитация мало ощутима (и это очень важно для жизни, в противном случае внутриклеточные структуры неизбежно и постоянно осаждались бы из раствора, что накладывало бы существенные и трудно преодолимые ограничения на возможность ее существования и эволюции).
А не происходит это потому, что все внутриклеточные элементы, субъединицы и агрегаты (даже те их них, которые традиционно считаются водорастворимыми) не плавают свободно в жидкости, как это имеет место в экспериментальных водных растворах полимеров, а преимущественно закреплены на нитях цитоскелета (они буквально застряли в его сетях). Что не может не сказаться самым существенным образом не только на их подвижности и положении в пространстве, но и на самих реакционных способностях.
Более того, структурные соединения в клетке не диффундируют свободно к пункту назначения, а принудительно (на поводке, на привязи) доставляются точно по адресу (в нужное время и в нужное место). Транспортировку осуществляют специальные моторные белки, например, миозины и кинезины. Используя энергию АТФ, они передвигаются вместе с прикрепленным к ним грузом по транспортным нитям: актиновым филаментам и микротрубочкам соответственно. И такие канатные дороги пронизывают вдоль и поперек всю клетку.
Наконец, следует учитывать и то важное обстоятельство, что в цитоплазме очень мало повторностей биологических молекул определенного вида, тогда как все выводы классической химии приобретают смысл и вероятностное значение только на фоне больших чисел.
А коли так, реальная химия клетки весьма далека от той, что излагается в университетских курсах. Это нечто принципиально иное. Это во многом еще не понятая нами химия текстурально иммобилизованных макромолекулярных соединений, несомненно, представляющая одно из специфических (атрибутивных), но не получивших соответствующего их значимости научного понимания, качеств жизни.
Reply
Leave a comment