Организация живой протоплазмы (часть 6)
Метки: жизнь | наука | теория | человек
Воскресенье, 31 января 2010 г.
Просмотров: 557
Подписаться на комментарии по RSS
В телах животных и растений химические взаимодействия между органическими веществами совершаются с поразительно большой скоростью. Если бы этого не было, жизнь - не могла бы протекать в тех бурных темпах, в каких она протекает фактически. Причина большой скорости химических реакций внутри протоплазмы заключается в том, что всегда в ней присутствует ряд особых биологических катализаторов, так называемых ферментов.
Ферменты были открыты уже давно и давно привлекали в себе внимание учёных. Оказалось, что их можно выделить из живой протоплазмы и получить в виде водного раствора или даже сухого легко растворимого порошка. По характеру •своего действия ферменты вполне сходны с неорганическими катализаторами, но отличаются от этих последних исключительной силой своего действия. В этом отношении ферменты превосходят аналогично действующие неорганические катализаторы иногда в несколько сотен тысяч или даже в миллионы раз. Таким образом, в ферментах мы имеем исключительно совершенный, чрезвычайно рациональный, если можно так выразиться, аппарат для ускорения химического взаимодействия органических веществ.
Наряду с этим для ферментов весьма характерна строгая специфичность их действия. В живой протоплазме всегда присутствует очень большое число, целый набор разнообразных ферментов, но каждый из этих чрезвычайно мощных катализаторов действует лишь в строго определенном направлении. Из всех многочисленных реакций, на которые способно любое органическое вещество, каждый отдельный фермент ускоряет только одно определённое превращение. Поэтому присутствие того или иного фермента до известной степени уже определяет путь, по которому пойдёт данное вещество в своих химических превращениях. Все остальные свойственные этому веществу реакции при этом осуществляются настолько медленно, что они не могут иметь никакого практического значения в жизни протоплазмы.
Из сказанного легко понять, что в ферментах протоплазма имеет не только мощные ускорители химических процессов, но и тот внутренний «химический механизм», аппарат, при помощи которого эти процессы направляются по вполне определённым рельсам. Пользуясь выделенными из протоплазмы ферментами, определённым образом комбинируя их действия, мы и в искусственных условиях иногда можем частично воспроизвести тот закономерный порядок химических реакций, который лежит в основе того или иного жизненного явления. Так, например, мы можем воссоздать явление спиртового брожения путём смешивания в водном растворе строго определённой комбинации известных выделенных из протоплазмы ферментов. В таком растворе превращение сахара осуществляется в том же закономерном порядке, как и в живых дрожжах.
В данном случае этот порядок определяется из постным качественным составом ферментной смеси. Но в протоплазме происходит и строго количественная регулировка каталитического действия ферментов. Всякое повышение кислотности или окислительно-восстановительного напряжения, любой сдвиг в солевом составе или в осмотическом давлении — вообще всякое изменение физической или химической обстановки внутри протоплазмы смещает соотношение между скоростями отдельных ферментативных реакций, а следовательно и изменяет их взаимосвязь во времени. Особенно большое значение имеет в этом отношении структура протоплазмы. Как показали произведённые в моей лаборатории исследования, направленность ферментативного действия в ряде случаев определяется тем, находится ли данный фермент в растворе или он связан с протоплазменными структурами. Только в этомпоследнем случае проявляется синтезирующее действие ферментов. Поэтому всякое изменение в протоплазменной структуре, всякое отслаивание от общего водного раствора коллоидных сгустков или, напротив, их обратное растворение оказывает решающее влияние на всё течение жизненного процесса.