Поток информации в клетке.

Пластический обмен в клетке в процессе фотосинтеза, хемосинтеза и биосинтеза белка.

Структуры живых организмов непостоянны. Они разрушаются и образуются заново. Процесс обновления осуществляется за счет потока вещества.

Поток вещества характеризуется пластическим обменом в клетке:

1. Фотосинтез – это синтез органического вещества из неорганических в хлоропластах с использованием солнечной энергии.

_hu

6СО₂ + 6Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

2. Хемосинтез. При хемосинтезе происходит преобразование энергии окисления неорганических веществ в энергию химических связей органических веществ. Энергия, которая выделяется при окислении соединений: сероводорода (серные бактерии), аммиака (нитрифицирующие бактерии), закиси железа (железобактерии), используется для восстановления двуокиси углерода до органических соединений.

3. Биосинтез белка. Процесс переноса информации о структуре белка с и-РНК на синтезируемый полипептид называется трансляцией. Трансляция происходит в цитоплазме на рибосоме и включает следующие процессы:

- активация аминокислоты специфическим ферментом – аминоацил т‑РНК-синтетазой, в присутствии АТФ с образованием аминоациладенилата (тройной комплекс);

- присоединение активированной аминокислоты к специфической т РНК с высвобождением аденозинмонофосфата (АМФ);

- связывание этого комплекса с рибосомами;

- включение аминокислот в белок с высвобождением т-РНК.

Рибосома контактирует в каждый момент только с небольшим участком и-РНК, возможно равным одному триплету (кодону). Рибосома движется по и-РНК кодон за кодоном. На и-РНК одновременно может быть несколько рибосом, образующих полисому. В рибосому, движущуюся по и-РНК, т-РНК поставляет активированные аминокислоты. Аминокислота прикреплена к т-РНК, на изгибе средней петли последней имеется триплет, получивший название антикодона. При совпадении антикодона т-РНК с кодоном и-РНК, по принципу комплементарности, аминокислота включается в полипептидную цепь.

Каждой клетке, живому организму свойственен обмен информации. На уровне клетки организм получает информацию о том, что происходит в окружающей среде. Непрерывный поток информации поступает в организм и там перерабатывается, другой такой поток информации все время выходит из организма, служащего, в свою очередь, передатчиком. При гормональной связи химические сигналы в виде гормонов попадают в организм, но только определенные клетки – мишени специфических органов способны принять данный сигнал. Так, тиреотропный гормон гипофиза регулирует функцию щитовидной железы. В нервной системе информационным параметром служит число импульсов в единицу времени (частота импульсов). Количество информации в том или ином сигнале измеряют в битах.

У человека максимальный поток информации, направленный, главным образом, по зрительному анализатору внутрь, оценивается в 10⁸ – 10⁹ бит/с, что составляет 10⁹ бит за 80 лет жизни (для сравнения: книга среднего объема содержит около 10⁶ бит). Для управления поведением человека, активностью его физиологических функций необходим выходной (направление из мозга) поток информации объемом 10⁷ бит/с. Он обеспечивается подключением программ памяти.

Поток внутренней информации в организме осуществляется с помощью коры головного мозга и желез внутренней секреции. Клетка воспринимает поток внешней информации из межклеточной жидкости при помощи рецепторов клеточной мембраны. Внутренняя информация содержится в ДНК. В потоке внутренней информации принимает участие ядерная и цитоплазматическая ДНК, РНК, ферменты. Поток информации обеспечивает наследственную преемственность поколений.

Жизненный цикл клетки. Авторепродукция клеток.

Период времени от деления материнской клетки до собственного деления дочерней или ее гибели называют жизненным циклом (или клеточным). Для клеток неделящихся клеточных популяций клеточный цикл составляет период от образования клетки до ее смерти (тела нейронов, клетки миокарда). В жизненном цикле клеток размножающейся клеточной популяции можно различить два больших периода:

1. Интерфаза – период между делениями, когда клетка растет, функционирует, подготавливается к делению;

2. Митоз – деление клетки.

Интерфаза имеет три периода: