ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Самоуправляемый синтез биополимеров из "Введение в междисциплинарное наноматериаловедение " Важным свойством биополимеров, связанным с их самоорганизацией, является воспроизведение систем (самообновление молекул в живой клетке). Новые представления о самоорганизации и ее связи с эволюцией возникли под воздействием синергетики. И.Пригожин [15], развивший теорию необратимых процессов, показал универсальность процесса самоорганизации. Это позволило ответить на вопросы возникновения порядка из хаоса, единства вероятностных и казуальных событий, зависимости структуры от предыстории и др. [c.110] Изучению структуры белков рибонуклеиновых (РНК) и дезоксирибонуклеиновых (ДНК) кислот — в настоящее время уделяется исключительно большое внимание не только в биологии, но и в математике, физике и материаловедении в связи с программой создания наноструктурных материалов и технологий их получения. К настоящему времени достигнуты фантастические успехи в молекулярной биологии по изучению генов различных белков, приведшие к клонированию и регуляции активности белков. Прогресс молекулярной биологии гена стал возможным в результате использования междисциплинарного подхода к детального изучения гена, связанного с выполнением клеткой определенных биологических функций. [c.111] В соответствии с моделью М.Эйгена неравновесная система стремится к состоянию с наибольшей устойчивостью, которая рассматривается по отношению к ошибкам или флуктуациям, поскольку ошибки копирования являются как своего рода флуктуации. М.Эйген на основе теории Г.Никольса и И.Пригожина [29] показал, что в результате конкуренции между элементами, наделенными автокаталитическими свойствами, в исходной неупорядоченной системе за счет последовательно реализующихся неравновесных неустойчивостей может возникнуть функциональная организация. [c.112] Пригожина и М.Эйгена в установлении самоорганизации структур в предбиологи-ческий период заключается в том, что они дали физически обоснованную картину функционирования отбора на уровне молекул. [c.112] Полимеры — это вещества, состоящие из макромолекул в виде длинных молекулярных полимерных цепей. Пространственную структуру двойной спирали ДНК представляют в виде совокупности атомов, каждый из которых имеет определенное место. Однако, как и в случае кристаллов, они могут совершать колебание. При этом в реальной ситуации длины валентных связей остаются практически постоянными. Это связано с тем, что отклонения от равновесия положений происходит за счет деформации валентных углов (углов между соседними валентными связями). Кроме того, отклонение может происходить и за счет вращения частей молекулы относительно друг друга вокруг осей одиночных валентных связей. Так что, конструкцию молекулы полимера представляют в виде жестких качающихся стерженьков [31]. [c.113] Характерной особенностью структуры полимеров независимо от природы химического состава является их цепное строение, как показано на рис. 3.15. [c.113] Синтетические полимеры отличаются от природных числом звеньев в цепи искусственные полимеры содержат от сотни до десятков таких звеньев ( 10 —Ю ), в то время как самые длинные — (молекулы ДНК) содержат до миллиарда ( 1и более мономерных звеньев. [c.114] На рис. 3.16 представлен портрет свободно-сочленной Цепи из большого числа звеньев. Гибкость цепи приводит к Запутыванию макромолекулы в неупорядоченный клубок [31]. [c.114] Структура полимерного клубка, представленного на рис. 3.16, очень напоминает перколяцйоннЫй кластер с вытеснением [32]. Это указывает на фрактальную структуру полимерных клубков. Уже отмечалось, что главными свойствами молекул полимеров, обеспечивающими их свойства, является цепное строение молекул, большая длина и гибкость цепей. [c.114] Выделены следующие биоструктуры первичная, вторичная и третичная [31]. Первичная структура — это последовательность звеньев в цепи. Она формируется при биосинтезе каждой макромолекулы и запоминается . Память о структуре означает, что она не меняется при внешнем воздействии вплоть до разрушения. [c.115] Считают, что биополимеры со своими тремя иерархическими структурными уровнями и присущим им памяти о конструкции структуры, приданной с рождения и до смерти , позволит в ближайшем будущем подойти вплотную к раскрытию эволюционных п цессов. [c.116] Вернуться к основной статье