Химическа специфичност в биологичната еволюция

Общопризнато е, че биологичната еволюция се проведе след химически когато вече са били избрани основната молекула, която се оставя да съществува първичните организми - азотни бази и нуклеинови киселини, аминокиселини, пептиди и протеини, моно- олиго- и полизахариди, мастни киселини, каротеноиди, порфирин структури, комплекси тези молекули с преходни метали. По оценки G. Wald (1964) за наличието на достатъчно само 29 молекули с различна химическа природа протозои. Комплексообразуването възможно да се приложат на прехвърляне на електрони и протони в ензимните системи, които решават проблема с получаването на енергия за органичен живот. Химическа еволюция означава, че процесите са избрани от експлоатация на генетични системи, които се оказаха на цялата дневна света обединени. Тези процеси представляват това, което в съвременната биология се нарича "централната догма на молекулярната биология" (ДНК > РНК > протеин).

По този начин, на около 4 милиарда. Преди години формират първите живи клетки. е постигнато биохимична еднаквост на клетките на живите същества. Те съдържа матрична система, набор от катализатори и заобикалящата ги мембрана. Естествено, тези живи клетки са анаеробно термофилни химио- и heterotrophs, т.е. Те се използват като източници на енергия и въглеродни органични молекули околната среда.

След това, като охлаждането на планетата, с появата на клетки и аВтотрофична фотосинтеза процес биологичната еволюция постепенно ускори. Етапи на процеса като цяло, описани в многобройни произведения на различни автори. Въпреки това, важно е да се разбере какво е основната причина за биологичната еволюция, и това, което биохимична механизми това на практика?

Тъй като движеща сила на еволюцията е да се промени в околната среда, най-важният двигател на този процес трябва да се признае натрупване кислород в атмосферата на планетата. Постепенно има промяна слабо окисляване условия на изначалната атмосфера, която вече съществува. Този процес е много бавен. Концентрацията на кислород достига 1% от сегашното си съдържание в атмосферата на около 0.6-1 млрд. преди години. 10% О₂ Тя се натрупва в атмосферата не по-рано от 0,4 млрд. Преди години.

Друг мощен фактор е биологичната еволюция промяна на йонния състав на водата в океана на световната. Основно океан съдържа предимно K⁺ и Mg²⁺. Затова се яви в химическата еволюция на протеин функция най-добре в такава среда. Освен това структурата на океана промени количествен преобладаването на Na⁺ и Ca²⁺. Следователно, за да се гарантира нормалното функциониране условията на вътреклетъчни протеини, необходими механизъм за ограничаване на концентрацията на йони на втората двойка клетки, докато поддържането им в първата двойка йони. Тези механизми стават мембрана протонната, натрий и калций помпа. Те осигуряват много висока йонна градиент концентрация между цитозол и екстрацелуларната течност. Например, за Ca²⁺ Този градиент може да бъде 1000 пъти. За да се поддържа електролит и калциевата хомеостаза в организма се появи специфични сигнализиращи молекули - хормони, Той е химически представена главно или пептиди или стероиди. В допълнение, за комуникация с околните клетки с всеки друг и околната среда са формирани, заедно с помпи, рецептори. Важно е, че този механизъм може да включва образуването на комплекси на ДНК и РНК молекули с верига от реакции, влиянието на възбуден рецептор, със съответната промяна в генни функции на машината. Такъв механизъм може да изпълнява ролята неизвестен методи за предаване на информация.

Първите фосили прокариотна фотосинтеза синьо-зелените водорасли открити в шисти смокинята възраст около 3,1 млрд. години. Преди появата им е имало кислород в атмосферата. Първите аеробни heterotrophs появили много по-късно. Тъй като опитът в атмосферата О₂ организми изискват защитни механизми на метаболитни и структурни изменения в неутрализира неговата токсично действие. Има-еукариотни клетки с множество органели, които имат собствените мембрани. Следователно върху развитието на аеробни гръбначни и съдови висши растения отне над 1 милиард. Години. изглед хомо сапиенс Тя се появи преди 2 млн. Години, че мащабът на дневната историята на Земята на циферблата съответства на около последните 30 секунди.

В момента има доста филогенните схеми по различен начин, представляващи връзката между отделните групи организми, както и между голям таксони. В такива конструкции водещ изпълнява морфологични характеристики, като например наличието и структурата на ядрото, диференциацията на многоклетъчен структура, структура камшичета, че сексуалната процес възпроизвеждане. Авторите на такива схеми са в основата на идеята за еднократно или polyphyletic таксони произход, върховенството на флагеларни или amoeboid форми stroeniya- различни оценки идея симбиоза произхода на органели. През последните десетилетия, тези конструкции значително увеличава процента на биохимични характеристики. Тези решения не са важни само за развитието на теорията на биологичната еволюция, но също така да се определи основата за съществуването на Бионеорганична и метаболизма на живи същества, по-специално, бозайници и човека като обект на медицината.

От тази гледна точка, най-интересно да видя широка група растения обединена общо име "водорасли" (по-ниски растения, които живеят във водите и други влажни помещения, както и в почвата). Понастоящем водорасли продукти от 1.2-9.10 (от различни изчисления) общата сума на органични вещества и О₂ на земното кълбо. Те създават модерния образ на Земята и нейната атмосфера.

Видео: Evolution: биологичната еволюция

В систематичен смисъл тази група растения е изключително разнообразна и е толкова уникален, така че засега няма единство в algology на таксономична техния статус (Юг, Uittik, 1990). Те имат прилики с всички известни царства на живи същества - от бактерии до висши растения, гъби, животни - това е, са, така да се каже на кръстопътя на еволюцията на тези царства. Следните данни по химия и биохимия на водорасли сравнителен (Barashkov 1963, 1972) с помощта на класификация предложен RS Silva (1982).

Водорасли, образуван преди почти 1,00 милиарда година в Протерозойския и разделянето по време на еволюцията (главно в палеозойската, камбрия - девон) за повече от десет основен таксони.. Само един отдел (диатоме) Разделени по-скоро - в мезозоя, преди около 170 милиона години (по време на Триас) .. Един би си мислите, че предците на други растения, гъби и животни също се появиха в началото на палеозойската ера, и че това разделение се дължи на същите причини, и се извършват от подобен механизъм (фиг. 1).

Видео: 1. Химически състав на клетката - (степен 9) - биология, подготовка за изпита и OGE 2017

Фиг. 1. Появата на форми на живот и схемата на филогенетични отношения на водорасли върху геоложката скала на времето

Сравнителен биохимия на водорасли показва, че всички техни видове ( "разделянето") се различават по химичен състав, т.е. Те имат химична специфичност. Оказа се, че тези различия правят възможно да се създаде един вид дихотомна ключ ( "химическа детерминанта") таксони (табл. 1).

Таблица 1. "Химически детерминанта" водорасли таксони

За-algology експерти при определяне на вида, то е почти не е необходимо, тъй като обикновено е достатъчно морфологични знаци. Въпреки това, самата възможност за такава "детерминанта" е от голямо познавателно значение: Оказва се, че еволюцията на царства и други таксони, надолу към отделните видове, въз основа на специфичните химични характеристики.

Установено е, че тези характеристики не са NK и протеини, както може да се очаква, и въглехидрати материали, включително mukopolimery, гликопротеини и захари глицерат и biliproteiny, каротеноиди и порфиринови пигменти, стероли, т.е. вещество мембрани и клетъчните рецептори, както и пигменти пластида на съединителната тъкан,. С други думи, компонентите на мембраната структура и мембранни рецептори, като им функциониране на молекулярно ниво. Може да се предположи, че развитието на животни и диви животни като цяло зависи от наличието на структурен протеин, формиране и изпълнение на множество функции в клетъчната мембрана - колаген.

За да се обясни това явление може да бъде от гледна точка на генетиката. Нуклеинова киселина съдържа генетичен код този организъм. Въпреки това той установява, че от информацията, съдържаща се в ДНК всъщност изпълнява само няколко процента. В действителност, част от ДНК-то на представители на различни таксономични групи от живи същества се различават много слабо, тоест, не може да служи като таксономична характер.

Видео: Михаил Никитин: "Историята на фотосинтезата, или който е направил небето е синьо"

Прилагане на генетична информация се извършва в зависимост от условията на околната среда и характеристиките на организма поради активността на биологични мембрани на клетки и пластиди. това е декодиране наследствена информация, предоставена от състава и структурата на рецепторите, както и свойствата на мембрани вещества (Kamshilov, 1979). Само те предоставят на пропускливостта на биологичните мембрани и транспорт на храни, енергия и информация. Определяне на ролята на мембраната в осигуряването насочени компоненти синтез еукариотни клетъчни структури, показани, например, значителни различия в химическия състав на цитоплазмените и ядрените мембрани на клетката и неговите органели. Нарушения синтез на компонентите на различни органели появи специфични заболявания.

Медицински bioneorganika. GK овца

Видео: биологичния часовник