Главная - Наука - Медицина
Степанов А.М. - Основы медицинской гомеостатики Скачать книгу Вся книга на одной странице (значительно увеличивает продолжительность загрузки) Всего страниц: 83 Размер файла: 482 Кб Страницы: «« « 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 » »» В этих аксиомах неявно утверждаются следующие принципы: - носителем информации отдельности (индивида) живого является молеку- лярная форма организации материи; - эта информация (генотип) обладает свойством относительной устойчи- вости и изменчивости; - фенотип есть реализация генотипа в конкретных космофизических усло- виях. Абсолютизация третьей аксиомы некоторыми исследователями подвергается сомнению; считается, что наряду со случайными мутациями наблюдается нап- равленный мутационный процесс, особенно проявляющийся в период перед глобальными катастрофами, резко изменяющими среду обитания для предшест- вующих видов [153]. Граничной формой между живыми организмами и косной природой можно считать вирусы. Хотя вирусы обладают собственным аппаратом переноса ин- формации о составе субъединиц своего организма, они не имеют собственно- го механизма его поддержания и функционирования. Для активации программы вируса требуется среда, в которой структурные элементы механизма воспро- изводства были бы представлены полностью. Существует две основные версии возникновения генетического способа поддержания и развития живого на земле. Одна из них постулирует автох- тонное для планеты происхождение программы саморазвивающихся систем, другая - экзогенного происхождения, т.е. привнесения этой программы изв- не (панспермия). В пользу последней приводятся расчеты совершенной не- достаточности времени существования Солнечной системы для случайного возникновения аппарата передачи информации и его реализации. В пользу первой наличие неорганических матриц (кремнистые глиноземы), на которых возможен синтез олигопептидов из отдельных аминокислот, и некоторые дру- гие факторы. ГОМЕОСТАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАБОТЫ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АППАРАТА Одной из важных характеристик двадцатого века можно считать прорыв в знаниях о структурных механизмах воспроизводства и передачи биологичес- кой информации по наследству. Ген - рождающий. Ген - это участок молекулы ДНК, ответственный за конкретный признак. В функции гена входит регуляция синтеза белка как структурного элемента признака и регуляция синтеза нуклеиновых кислот, являющихся материальной основой переноса информации. Последнее имеет два сходных, но качественно разных механизма, называемых транскрипция и реп- ликация. Транскрипция - это перезапись информации о признаке на носи- тель, который служит непосредственной матрицей сборки последовательности аминокислот в молекуле белка (иРНК). Репликация - это копирование, разм- ножение точной копии носителя генетической информации (ДНК). Перевод ко- да информационной РНК в линейную последовательность остатков аминокислот (в полипептид) называют трансляцией. Трансляцию обеспечивают транспорт- ные РНК и рибосомы. Обобщенная гомеостатическая модель работы гена Кратко изложим известные механизмы функционирования гена и представим их в виде гомеостатической модели, описанной выше. Обобщенно ген состоит из: 1 - участка, который называется геном регу- лятором, управляющим началом транскрипции и 2 - участка, называемого структурным геном, на котором и происходит собственно транскрипция. Структурный ген-обладает пусковым промежутком, расположенным вначале места считывания информации. Этот промежуток получил название "оперон". Если ген регулятор может находиться пространственно на другом месте хро- мосомы и даже на другой хромосоме, то оперон обязательно находится в на- чале участка транскрипции. Ген-регулятор специфичен по отношению к структурному гену. Ген-регулятор считывает информацию о белке, называе- мом репрессор. Синтезированный белок-репрессор может быть активным и сам взаимодействовать с опероном, подавляя транскрипцию, в противном случае он должен предварительно связаться с другим веществом - "эффектором" и уже этот комплекс подавляет транскрипцию. Когда белок-репрессор сам яв- ляется активным по отношению к оперону, его инактивирует эффектор. Активация работы гена регулятора может происходить либо за счет воз- действия конечного продукта работы всего гена, либо через продукты мета- болизма этого белка. Рис.7. Схема регуляции активности гена [3]. Итак, у нас есть все предпосылки для того, чтобы вышеуказанную схему, не изменяя сущности материальных процессов, видоизменить в схему инфор- мационных потоков и их взаимодействий на принципах гомеостатического ре- гулирования. Информационные потоки функционально можно представить как два встречно направленных потока. Первый - из внешней среды внутрь об- ласти гена. Внешняя среда воздействует на оперон гена-регулятора и опе- рон структурного гена, включая или выключая его активность. Второй поток это воздействие информации продуцируемой внутри гена на собственные внутренние структуры; опять же на опероны гена регулятора и структурного гена. Эффектор может оказаться веществом, которое синтезируется другими генами или собственной продукцией. Вся продуцируемая информация поступа- ет в окружающую среду и взаимодействует с рецепторами входов на конкурс- ной основе, т.о. при передаче информации необходимо учитывать скорость диффузии и концентрацию вещества переносчика. I(t) = F(d,k) Накладывая обе функциональные схемы друг на друга мы получим уже из- вестную нам модель гомеостата (рис.8). Рис.8. Модель гомеостатической схемы работы гена. Обозначения: О - оперон, Б - белковая молекула, R - рибосома В этой схеме интересно отметить тот момент, что даже внутри гомеоста- та происходит неоднократная перекодировка информационных потоков с одно- го вида носителя на другой. Продуктом гена-регулятора и структурного ге- на является иРНК, чтобы информация, записанная на ней, достигла своего адресата должна произойти трансляция через рибосому и образоваться бел- Страницы: «« « 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 » »» |
Последнее поступление книг:
Нинул Анатолий Сергеевич - Оптимизация целевых функций. Аналитика. Численные методы. Планирование эксперимента.
(Добавлено: 2011-02-24 16:42:44) Нинул Анатолий Сергеевич - Тензорная тригонометрия. Теория и приложения. (Добавлено: 2011-02-24 16:39:38) Коллектив авторов - Журнал Радио 2006 №9 (Добавлено: 2010-11-08 19:19:32) Коллектив авторов - Журнал Радио 2009 №1 (Добавлено: 2010-11-05 01:35:35) Вильковский М.Б. - Социология архитектуры (Добавлено: 2010-03-01 14:28:36) Бетанели Гванета - Гитарная бахиана. Авторская серия «ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ» (Добавлено: 2010-02-06 19:45:20) |