Некоторые протеины - универсальны
Коротко о главном: В некоторых видах организмов некоторые протеины взаимозаменяются такими же по функции, но из других видов. А теперь я поясню что я имею в виду.
Начнем с того, что могут не знать некоторые читатели. Живые организмы состоят из нескольких типичных соединений. Это белки (протеины), жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и малые молекулы. В зависимости от условий, эти химические соединения могут выполнять разные функции, но как правило они делают вот что. Жиры - основной строительный материал клеток, как например цех завода построен из кирпичей. Углеводы - запас энергии, выполняют ту же функцию, что и бензин на заводе. Нуклеиновые кислоты - это носители информации в клетке. По аналогии с заводом - это чертежи и главный инженер :). Малые молекулы играют роль индикаторов, заготовок, продуктов реакций и прочее. Ну а протеины - основные механизмы клеток, главная производственная мощность. На заводе это станки и рабочие.
Так вот, если взять, скажем, с автомобильного завода сверлильный станок, и поместить его в мебельный завод, то станок будет продолжать работать и выдавать продукцию, нужную мебельному заводу. Точно так же можно взять белок из одного организма (скажем, водоросли), поместить его в другой организм (например, какое-нибудь дерево), и при этом есть вероятность, что дерево выживет. Я, конечно, говорю очень приближенно, там еще куча деталей, но суть понятна.
Этот факт конечно знали давно, но я об этом узнал недавно, в ходе эксперимента.
Мы пытались воссоздать в колбешке условия, которые существуют в клетках водорослей, когда те производят водород. Система такая. Есть комплекс белков - фотосистема-1 (photosystem-I), которая поглощает свет и при этом создает на двух своих сторонах разность потенциалов (это значит, что если к фотосистеме-1 приложить щупы вольтметра с разных сторон, то вольтметр покажет напряжение). Отрицательный заряд она передает другому белку - ферредоксину, а тот, в свою очередь, передает этот заряд белку, производящему водород - гидрогеназе. Мы используем фотосистему-1, выделенную из листьев гороха. Ферредоксин мы пробовали из разных организмов: из того же гороха, из цианобактерий и искусственно синтезированный с помощью генно-модифицированных бактерий. Гидрогеназу взяли из одноклеточных водорослей. Так вот, Если смешать это все вместе, и посветить, то гидрогеназа будет выделять водород! И это не смотря на то, что три белка взяты из совершенно разных организмов! Если бы хоть один компонент не работал, реакции бы не происходило.
Причина, я думаю, простая. Фотосинтез возник очень давно, в одих из первых появившихся на Земле организмах. Очевидно, процесс фотосинтеза еще тогда максимально оптимизировался, и в дальнейшем практически не эволюционировал: новые виды просто использовали старую систему. Эволюция, как видно, тоже использует принцип "Не чини то, что работает".
Начнем с того, что могут не знать некоторые читатели. Живые организмы состоят из нескольких типичных соединений. Это белки (протеины), жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и малые молекулы. В зависимости от условий, эти химические соединения могут выполнять разные функции, но как правило они делают вот что. Жиры - основной строительный материал клеток, как например цех завода построен из кирпичей. Углеводы - запас энергии, выполняют ту же функцию, что и бензин на заводе. Нуклеиновые кислоты - это носители информации в клетке. По аналогии с заводом - это чертежи и главный инженер :). Малые молекулы играют роль индикаторов, заготовок, продуктов реакций и прочее. Ну а протеины - основные механизмы клеток, главная производственная мощность. На заводе это станки и рабочие.
Так вот, если взять, скажем, с автомобильного завода сверлильный станок, и поместить его в мебельный завод, то станок будет продолжать работать и выдавать продукцию, нужную мебельному заводу. Точно так же можно взять белок из одного организма (скажем, водоросли), поместить его в другой организм (например, какое-нибудь дерево), и при этом есть вероятность, что дерево выживет. Я, конечно, говорю очень приближенно, там еще куча деталей, но суть понятна.
Этот факт конечно знали давно, но я об этом узнал недавно, в ходе эксперимента.
Мы пытались воссоздать в колбешке условия, которые существуют в клетках водорослей, когда те производят водород. Система такая. Есть комплекс белков - фотосистема-1 (photosystem-I), которая поглощает свет и при этом создает на двух своих сторонах разность потенциалов (это значит, что если к фотосистеме-1 приложить щупы вольтметра с разных сторон, то вольтметр покажет напряжение). Отрицательный заряд она передает другому белку - ферредоксину, а тот, в свою очередь, передает этот заряд белку, производящему водород - гидрогеназе. Мы используем фотосистему-1, выделенную из листьев гороха. Ферредоксин мы пробовали из разных организмов: из того же гороха, из цианобактерий и искусственно синтезированный с помощью генно-модифицированных бактерий. Гидрогеназу взяли из одноклеточных водорослей. Так вот, Если смешать это все вместе, и посветить, то гидрогеназа будет выделять водород! И это не смотря на то, что три белка взяты из совершенно разных организмов! Если бы хоть один компонент не работал, реакции бы не происходило.
Причина, я думаю, простая. Фотосинтез возник очень давно, в одих из первых появившихся на Земле организмах. Очевидно, процесс фотосинтеза еще тогда максимально оптимизировался, и в дальнейшем практически не эволюционировал: новые виды просто использовали старую систему. Эволюция, как видно, тоже использует принцип "Не чини то, что работает".