Разумная жизнь во Вселенной
Шрифт:
Не менее важен азот (N). Без него нельзя образовать белки живых тканей. Установлено, что некоторые бактерии могут усваивать атмосферный азот. Но это не является основным источником азота для растений. Они получают азот из солей аммония и других имеющихся в почве растворимых неорганических соединений азота, которые входят в жизненный цикл. Сера (S) йод (I) ив определенной мере другие неметаллы, например хлор (Cl), фтор (F), кремний (Si) и бор (B), а также некоторые металлы, в том числе и столь редкие, как ванадий (V) и ниобий (Nb), являются жизненно важными для некоторых специальных процессов и тканей. Тем не менее их количество в составе живого вещества незначительно.
Вернемся к рассмотрению углеводов, обобщенная формула которых имеет вид Cm(H2O)n. Глюкоза — это сахар, у которого m = n = 6 (гексоза). Она является наиболее универсальным источником энергии, которая высвобождается в органических системах в процессах окисления или брожения.
Рибоза тоже является сахаром, у которого m = n = 5 (пен-тоза).
высшие парафины, содержат цепочки СН, преобразуются
путем реакций со спиртом (глицерином) в жиры. Жиры являются сложными эфирами.
Перечисленные выше органические вещества служат пищей и содержат в себе запас энергии. Что касается самой жизни, то она сосредоточена в белках и нуклеиновых кислотах.
Белки — это полимеры аминокислотных остатков, в сущности, они являются поликонденсатами аминокислот. Процесс поликонденсации является особым видом полимеризации. В результате этого процесса молекулы одного рода соединяются друг с другом с выделением простой молекулы. Чаще всего такой молекулой является молекула воды.
Аминокислота получается из органической кислоты, когда один из ее атомов водорода замещается аминогруппой.
Глицин является простейшей из аминокислот. Всего же аминокислот 26. Глицин образуется из уксусной кислоты при замещении атома водорода Н группой NH2. Другие аминокислоты содержат более длинные цепочки СН2. В них некоторые атомы замещены по-разному. Однако все они на одном конце имеют группу NH2, а на другом конце они имеют гидроксильную группу СООН. Аминокислота взаимодействует с водой, точнее, она растворяется в воде. При этом NH2 превращается в отрицательно заряженный ион NH2–. Это характеризует основание. Карбоксильная группа дает положительно заряженный ион водорода, то есть протон Н+. Это и является признаком органической кислоты. Из сказанного выше следует, что аминокислота с одного конца проявляет свойства основания, а с другого — свойства кислоты. Одинаковые или разные две молекулы аминокислоты могут объединяться друг с другом в реакции нейтрализации. Этот процесс подобен процессу соединения кислоты и основания, в результате которого появляются соль и молекула воды. Образованная при этом молекула тоже является аминокислотой с аминогруппой на одном конце и карбоксильной группой — на другом. Это значит, что описанный процесс мог бы продолжаться почти бесконечно. Но он обрывается из-за того, что очень большие полимеры становятся неустойчивыми при обычных температурах и давлении.
Когда организмом усваивается белок, то происходит обратная реакция, которая называется гидролизом. В результате этой реакции выделяется молекула воды, а молекулы первоначальных кислот, соединенные пептидной связью, разрываются и становятся самостоятельными. Но затем они снова соединяются, но в этом случае они образуют уже другие белки, в которых нуждается организм. Такое соединение молекул аминокислот может быть вызвано, например, увеличением давления.
Роль белков в живом организме известна. Они составляют основную часть цитоплазмы клеток. Некоторые из белков, которые называют ферментами, являются растворимыми. Они способствуют усвоению организмом других веществ. Ферменты участвуют в реакциях, но сами в конце концов восстанавливаются. Так, гормоны, которые регулируют скорость протекания жизненных процессов (это рост, содержание сахара в крови, метаболизм и др.), тоже являются белками. Но еще более важными для организма являются нуклеиновые кислоты. В них входит сахар — пентоза (рибоза или дезоксирибоза). Кислота называется рибонуклеиновой (РНК) или дезоксирибонуклеиновой (ДНК).
Сахар может участвовать в процессах нейтрализации и с кислотой, и с основанием, потому что в молекуле сахара имеются Н и ОН, которые способны реагировать как с кислотой, так и с основанием.
В ДНК имеются, как правило, четыре основания. Это два пурина (аденин и гуанин) и два пиримидина (цитозин и
Рис. 2. Модель небольшой части молекулы ДНК, построенная Уилкинсом
тимин). Правда, сообщалось, что в ДНК находили и более четырех оснований. Травы содержат 5-ме-тил-цитозин. У бактерий и фагов в ДНК имеются другие основания. В РНК тимин заменен ура-цилом.
ДНК сосредоточена в ядре клетки. Там же содержится около одной десятой РНК, которая находится в клетке. Остальные девять десятых РНК клетки находятся в цитоплазме.
Что собой представляют нуклеиновые кислоты по своей структуре? Это пентозофосфатная цепочка с присоединенными сбоку
Пространственная структура ДНК и РНК особая. Каждая из молекул скручена в две спирали (знаменитая «двойная спираль»). Эти спирали имеют несколько тысяч витков. Они соединены между собой водородными мостиками, как это показано на рисунке 2. Это чем-то напоминает винтовую лестницу. Порядок расположения атомов в ДНК и РНК уникален для каждого организма и для каждой пары хромосом организма. Что касается многочисленных организмов, то их ДНК, находящаяся в немногих хромосомах, содержит полный план строения индивидуума для его развития из одной-единственной клетки. Ученые полагают, что меняется только порядок нуклеотидов. Из этого делается вывод, что генеральный план строительства будущего организма записан своего рода четырехбуквенным кодом. Правда, при этом упорно не учитывается (или даже отрицается) роль полевых структур организма. О роли этих структур мы писали в книгах «Бог, душа, бессмертие» и «Тайна мирового разума». Но надо отдать должное ученым, что при этом они сознают сложность данной проблемы.
«Основные элементы жизни очень просты и имеют химическую природу. Но процессы размножения, индивидуального роста и эволюции видов столь запутанны и сложны, что их чисто механическая интерпретация почти невозможна. В этих процессах, по-видимому, участвуют воля и цель, какой бы смысл ни вкладывался в эти понятия», — говорится в одном из научных трудов. Одними ДНК с их химической трактовкой все объяснить принципиально нельзя. Предлагается ввести понятие психической субстанции, которая количественными соотношениями была бы связана с энергией и веществом, то есть с физическим миром. На самом деле все и проще, и сложнее. Проще в том смысле, что не только индивидуум, но и вся Вселенная создавалась по предварительно заданному плану. Сложнее потому, что надо рассматривать не психическую субстанцию отдельного индивидуума, а информационно-биологическое поле Вселенной и поля (формы-голограммы) каждого индивидуума. Важно понять связь между ними, связь информационно-биологического поля с полем каждого индивидуума через его подсознание. Только рассматривая всю Вселенную как замкнутую единую систему, мы можем правильно решать проблемы, касающиеся отдельных элементов этой системы, в частности, отдельных индивидуумов. Тогда не придется придумывать искусственных схем вроде той, в которой «молекула ДНК может быть простейшим физическим аппаратом, вырабатывающим психическую субстанцию или реагирующим на нее, то есть действующим как миниатюрный мозг». Именно такие рассуждения уводят ученых в сторону от истины. Мы тут только добавим, что мысль нельзя связывать только с мозгом. Она тоже имеет полевую структуру, процесс мышления пространственно не ограничивается пределами мозга и даже всего тела человека.
Спиральная структура характерна не только для нуклеиновых кислот. Ею обладают и многие белки. Любопытно, что и белки не столько просты и бесхитростны. Их свойства и функции определяются не только химическим составом, но и их пространственной конфигурацией (как изогнуты и закручены их молекулы). Полипептидные цепочки обычно не являются прямыми. Правда, некоторые простые белки в растворе могут раскручиваться. Чаще всего они или свернуты в шарики, или же образуют открытые спирали, которые скреплены водородными или иными мостиками. Например, белок животной соединительной ткани коллаген состоит из длинных волокон, которые закручены в спиральные витки. Это создает упругость конструкции (но не только). Так, тонкая прозрачная пленка, которая покрывает тело дождевого червя и защищает его от высыхания (кутикула), состоит из переплетенных волокон коллагена, которые напоминают (если их разглядывать под электронным микроскопом) хлопчатобумажную ткань. Похожие структуры образует и мышечный белок миозин. В ответ на электрические импульсы он сокращается. Такой белок очень универсален. Жгутики, при помощи которых передвигаются некоторые простейшие и мужские половые клетки, могут состоять только из одной молекулы такого белка. ДНК, которая находится в хромосоме, существует там не в виде одиночного волокна, а имеет форму двух цепочек, которые являются зеркальным отображением одна другой. Они обе закручены в двойную спираль и соединены между собой водородными связями. В сущности, за исключением бактериальных клеток ДНК полностью сосредоточена в хромосомах ядра клеток. Там она находится в соединении с белком.
Что собой представляет хромосома? Это нитевидное тельце, свернутое в спираль. Но эта спираль способна распрямляться и, более того, — принимать различные формы. Хромосома может принимать форму прямой линии, она может принимать форму V. В определенных условиях она сплетается с другими хромосомами в рыхлый клубок.
Хромосомы в обычной клетке существуют парами. Это состояние специалисты назвали диплоидным набором («ди» значит «два»). Если хромосомы непарны, это называют гаплоидным набором, который встречается редко. У каждого вида число хромосом вполне определенное. Так, например, у человека имеется 46 хромосом. При этом все живые клетки в организме содержат одно и то же число одинаковых хромосом. Это не зависит от формы и размеров тела. Каждая из этих хромосом только немногим сложнее единичной крупной молекулы.