ам организации †изни, к которым следует отнести бактерии, различные типы водорослей и грибов. ђезультатом всего исторического ђазвитиЯ Њатерии по оргуровню ‡ на протЯжении многомиллионного периода на сегоднЯшний момент времени ЯвлЯютсЯ современные нам растительные и животные организмы, включаЯ —еловека. Њы не будем подробно рассматривать все этапы филогенеза растительного и животного мира, которые хорошо известны. ЋстановимсЯ лишь на основных особенностЯх движениЯ Њатерии в качестве на этих организационных уровнЯх с тем, чтобы убедитьсЯ в том, что и они неразрывно свЯзаны с закономерностЯми ђазвитиЯ Њатерии по всем предыдущим подуровнЯм, ЯвлЯютсЯ их прЯмым продолжением, неотделимым от них, и вместе с ними составлЯют единую развивающуюсЯ системную организацию материальной субстанции.

€так, †изнь возникла в результате сложной системной интеграции фщ. единиц всех подуровней, относЯщихсЯ к числу так называемых "неорганических" элементов. Џроцесс этот протекал направленно в течение длительного периода времени и состоЯл, нарЯду с совершенствованием пространственной структуры фн. Ячеек любого подуровнЯ, в подборе и закреплении оптимального набора алгоритмов длЯ каждой из этих Ячеек, а также оптимального периода функционированиЯ длЯ заполнЯющих их фщ. единиц. „еление веществ на неорганические и органические носит довольно условный характер, но принЯто считать, что большинство соединений, в состав которых входит углерод, относЯтсЯ к разрЯду органических, так как в природе они встречаютсЯ почти исключительно в организмах животных и растений, принимают участие в жизненных процессах или же ЯвлЯютсЯ продуктами жизнедеЯтельности или распада организмов.

Џри всем многообразии природных органических веществ они обычно состоЯт из большого числа однотипных элементов - фщ. единиц предыдущих подуровней; в их состав кроме углерода почти всегда входит водород, часто кислород и азот, иногда сера и фосфор. ќти элементы называютсЯ органогенами, то есть порождающие органические молекулы. ‘реди органических соединений широкое распространение получило Явление изомерии, то есть структурное разнообразие системного построениЯ фн. Ячеек. ‚ результате при одном и том же количественном наборе фщ. единиц системы обладают совершенно различными фн. свойствами. Џоэтому Явление изомерии, в частности, обусловливает огромное многообразие органических веществ, вместе с тем еще более повышаЯ коэффициент полифункциональности фщ. единиц, что отвечает требованию ускоренного движениЯ Њатерии в качестве, характерного длЯ данного оргуровнЯ. Ћдной из важных особенностей органических соединений, котораЯ накладывает отпечаток на все их химические свойства, ЯвлЯетсЯ характер свЯзей между атомами в их молекулах. ‚ подавлЯющем большинстве эти свЯзи имеют Ярко выраженный ковалентный характер. Џоэтому органические вещества в большинстве неэлектролиты, не диссоциируют в растворах на ионы и сравнительно медленно взаимодействуют друг с другом. ‚ремЯ, необходимое длЯ завершениЯ реакций между органическими веществами, обычно измерЯетсЯ часами, а иногда и днЯми. ‚от почему в органической химии участие различных катализаторов имеет особенно большое значение.

Њногие из известных органических соединений выполнЯют функции носителей, участников или продуктов процессов, протекающих в живых организмах, или же - такие, как ферменты, гормоны, витамины и др. - ЯвлЯютсЯ биологическими катализаторами, инициаторами и регулЯторами этих процессов. ‘огласно теории химического строениЯ органического вещества, функциональные свойства соединений зависЯт от:

1) набора фщ. единиц, определЯющего качественный и количественный их состав;

2) структурного расположениЯ в пространстве фн. Ячеек системы, влиЯющего на химические свойства вещества;

3) совокупности алгоритмов фн. Ячеек данной системы, которые определЯют порЯдок

а) последовательного заполнениЯ фн. Ячеек соответствующими фщ. единицами,

б) их функционированиЯ и

в) последующего распада подсистем.

Њногообразие органических соединений обусловливаетсЯ прежде всего фн. свойствами атомов углерода соединЯтьсЯ прочными ковалентными свЯзЯми друг с другом, образуЯ углеродные цепи практически неограниченной длины.

‚ процессе ђазвитиЯ Њатерии по оргуровню ‡ постепенно формировались органические соединениЯ, представлЯвшие собой все более динамически устойчивые фн. системы, которые, в свою очередь, затем становились фщ. единицами в системах более высшего порЯдка. Љ таким динамически устойчивым органическим соединениЯм можно отнести, в частности, аминокислоты. ЋбщаЯ формула их построениЯ такова:

где R - фн. Ячейка углеводородного радикала, которую могут занимать и другие различные фщ. единицы.

€з сотен и тысЯч молекул аминокислот (как фщ. единиц) синтезируютсЯ более сложные молекулы белковых веществ, или белков (фн. систем), которые по истечении периода их функционированиЯ под влиЯнием минеральных кислот, щелочей или ферментов распадаютсЯ на составлЯющие их фщ. единицы - аминокислоты с тем, чтобы дать им затем возможность вновь войти в состав образующихсЯ новых соединений, то есть заполнить соответствующие им новые фн. Ячейки. € процесс этот повторЯетсЯ постоЯнно бесконечное число раз.

Ћ важном значении белков также хорошо известно. Ћни играют первостепенную роль во всех жизненных процессах, ЯвлЯютсЯ носителЯми †изни. Ѓелки в качестве фщ. единиц сами входЯт в состав более сложных систем и подсистем организмов, содержатсЯ во всех клетках, тканЯх, в крови, в костЯх и т.д. ”ерменты (энзимы), многие гормоны представлЯют собой сложные белки.

‚се многообразие белков образовано различными сочетаниЯми 20 аминокислот; при этом длЯ каждого белка строго специфичной ЯвлЯютсЯ структурное построение системы фн. Ячеек, заполнЯемых соответствующими аминокислотами и другими фщ. единицами, а также совокупность его алгоритмов, то есть временнаЯ последовательность развертываниЯ системы белка (заполнение ее фн. Ячеек фщ. единицами), функционированиЯ и распада ее подсистем. ‚ структуре белковых систем различают подсистемные блок-образованиЯ пептидов, в состав которых входит две или более аминокислот, соединенных пептидными свЯзЯми ( -- CO -- NH -- ). ќти образованиЯ представлЯют собой одну из промежуточных ступеней организационного развитиЯ Њатерии.

„альнейшее совершенствование структур белковых систем происходило путем объединениЯ полимеров аминокислот в пептидные цепи и циклические образованиЯ в сочетаниЯх, имеющих различные количественные соотношениЯ и последовательность фн. Ячеек. ЋбразовавшеесЯ в результате этого процесса неисчерпаемое разнообразие химических структур макрополимеров аминокислот, каждаЯ из которых ЯвлЯлась сложнейшим системным сочетанием входЯщих в нее фщ. единиц всех организационных подуровней, представлЯло собой в то же времЯ новую группу фщ. единиц более высокого порЯдка, готовую заполнить предназначавшиесЯ длЯ нее соответствующие фн. Ячейки новых гиперсистем. Џри этом каждаЯ фщ. единица - белок обладала своими, строго индивидуальными особенностЯми построениЯ, неизменным количеством фн. Ячеек ее структуры, строго определенным их сочетанием и алгоритмами построениЯ, функционированиЯ и распада, что придавало каждой фщ. единице присущие только ей фн. свойства, соответствующие определенной точке на координатной прЯмой движениЯ Њатерии в качестве.

Ћдновременно продолжал увеличиватьсЯ коэффициент полифункционированиЯ отдельных фщ. единиц. Џринцип действиЯ механизма полифункционированиЯ сводитсЯ к следующему. …сли взЯть какую-либо фщ. единицу с определенными фн. свойствами и помещать ее последовательно то в одну, то в другую фн. Ячейку, и она при этом сможет нормально выполнЯть необходимые длЯ данных фн. Ячеек алгоритмы, то это и будет означать, что ей присуще свойство полифункционированиЯ. —ем большее количество фн. Ячеек различных структур может попеременно занимать даннаЯ фщ. единица в некоторый промежуток времени, тем выше ее коэффициент полифункционированиЯ. Љак правило, каждаЯ единица единовременно может занЯть только одну фн. Ячейку какой-либо структуры. ‚ качестве примера можно назвать любой химический элемент типа водорода, кислорода, хлора, которые могут входить в состав многих химических соединений, но в данный конкретный момент пребывают только в одном из них. „ругой разновидностью полифункционированиЯ ЯвлЯетсЯ изъЯтие из какой-либо фн. Ячейки системы фщ. единицы x и помещение туда фщ. единицы y или z, вследствие чего фн. свойства данного системного образованиЯ соответственно изменЯтсЯ. Џри обратном перемещении фщ. единиц система вновь обретает свои первоначальные фн. свойства; и поэтому, чем большую замену фщ. единиц в своих Ячейках допускает в некоторый отрезок времени

даннаЯ система, тем выше коэффициент ее полифункционированиЯ. ‚ этом случае примерами могут служить все обратимые химические реакции замещениЯ типа H₂O + Cl₂ = 2HCl + O₂ и т.п., Ячейки углеводородного радикала R в структуре аминокислот и т.д.

Ђминокислоты, входЯ в состав белковой молекулы, сохранЯют свободными и реакционноспособными свои специфические полифункциональные Ячейки, химические функции которых состоЯт в способности присоединЯть различные системные группировки. ќто обусловливает взаимодействие белков с самыми различными веществами, создает исключительные химические возможности, которыми не обладают никакие другие вещества данного подуровнЯ. ‚ силу этого белки, входЯщие, например, в состав живой протоплазмы, сочетаютсЯ в комплексы с другими соединениЯми - от воды и минеральных веществ до всевозможных органических соединений, в том числе и с другими белками. ќти комплексы, в зависимости от образующего их фактора, могут быть довольно устойчивыми и образовыватьсЯ в количествах, необходимых длЯ построениЯ гиперсистем. Џримерами таких комплексов служат разнообразные сложные белки - нуклеопротеиды, хромопротеиды, липопротеиды, металлопротеиды и т.п. Ћни участвуют в построении гиперсистемных структур и, вместе с тем, играют большую роль в их функционировании благодарЯ своим каталитическим свойствам. ЌарЯду с устойчивыми соединениЯми белки способны образовывать и крайне эфемерные комплексы, период функционированиЯ которых сравнительно небольшой. ЏодчинЯЯсь соответствующим алгоритмам, эти соединениЯ быстро возникают и, отфункционировав, также быстро разлагаютсЯ. ’аким образом, через механизм полифункционираваниЯ самые разнообразные элементы из аккумулЯтивных подсистем вовлекаютсЯ в обмен веществ живой организации Њатерии длЯ временного использованиЯ их фн. свойств в том или ином системном образовании.

Џри заполнении фн. Ячеек многомолекулЯрных соединений отдельными индивидуальными белками - фщ. единицами образуютсЯ новые системные единицы, физические и химические свойства которых существенно отличаютсЯ от свойств входЯщих в их состав отдельных белков. ЂссоциируЯсь между собой, белки образуют целые молекулЯрные рои, представлЯющие собой различные структурные образованиЯ живого вещества. ‚есьма существенным ЯвлЯетсЯ и то, что фн. свойства белков, их способность реагировать с разнообразными веществами и ассоциироватьсЯ в многомолекулЯрные комплексы определЯетсЯ не только составом и расположением аминокислотных остатков, но и пространственной конфигурацией белковой молекулы, то есть относительным расположением в пространстве отдельных частей ее структуры. •имическое взаимодействие боковых радикалов и полЯрных групп аминокислотных остатков, действуЯ внутримолекулЯрно, приводит к закономерному скручиванию пептидных цепей белковой молекулы и объединению их в клубки, в так называемые белковые глобулы, обладающие упорЯдоченной пространственной конфигурацией. ‚о внутреннем строении белковых глобул отдельные участки пептидных цепей и замкнутых колец оказываютсЯ определенным образом расположенными по отношению друг к другу и взаимно закрепленными путем сшиваниЯ этих участков водородными или другими прочными свЯзЯми. ’акого рода строение обусловливает определенные размеры и форму белковых глобул. Ћна может приближатьсЯ к шаровидной или быть сильно вытЯнутой. ’е или иные изменениЯ окружающей глобулу внешней среды сильно влиЯют на ее форму, сильно сжимаЯ или, наоборот, растЯгиваЯ ее. ‚ зависимости от того, какие активные группировки фщ. единиц аминокислотных остатков при данной конфигурации глобулЯрного клубка оказываютсЯ расположенными на поверхности и, следовательно, доступными химическому взаимодействию и какие будут скрыты в глубине, защищены, "экранированы" соседними группировками, зависЯт изменЯющиесЯ фн. свойства белка, даже при сохранении постоЯнным его аминокислотного состава. Џоэтому даже очень небольшие изменениЯ пространственной архитектоники глобулы оказывают решающее влиЯние на химическую реактивность белка и на те тонко нюансированные его свойства, которые определЯют собой биологическую специфичность каждого индивидуального белкового соединениЯ. ќтот созданный в процессе ђазвитиЯ Њатерии еще один, более сложный и тонкий механизм полифункционированиЯ способствовал диктуемому законами ђазвитиЯ ускоренному движению Њатерии по категории качества (

). …го роль длЯ организации живого вещества особенно возросла после того, как определилась основнаЯ функцЯ этого механизма - путем изменениЯ конфигурации белковых глобул осуществлЯть регулирование их ферментативной активности.

€звестно, что химические реакции между органическими соединениЯми совершаютсЯ в живых организмах с очень большими скоростЯми, хотЯ и вполне измеримыми, но совершенно несравнимыми с теми, которые наблюдаютсЯ при взаимодействии этих соединений в изолированном и очищенном виде вне структур живых тел. Џричина этого заключаетсЯ в том, что в составе живой протоплазмы всегда присутствуют особые биологические ускорители - ферменты, называемые протеинами (простые белки) или протеидами (сложные белки), в которых белок соединен в комплексе с небелковой ("простетической") группой - в большинстве случаев с металлоорганическим соединением или тем или иным витамином. ‚ силу этого в каждой живой клетке присутствует целый набор разнообразных ферментов, поскольку ферментативной активностью обладает большинство протеинов и протеидов живого организма. ’аким образом, ферменты составлЯют основную массу протоплазменных белков. ’о обстоЯтельство, что основой ферментных комплексов всегда ЯвлЯютсЯ обладающие определенной архитектоникой те или иные белковые глобулы, обусловливает рЯд особенностей, которые отличают ферменты от других катализаторов. ќто прежде всего исключительнаЯ каталитическаЯ мощь ферментов. €звестно большое число неорганических и органических соединений низших организационых уровней, способных ускорЯть те же реакции, что и ферменты. Њеханизм действиЯ любого катализатора весьма прост и напоминает действие ключа, вводимого в ту или иную систему. Џри реакциЯх распада свободные свЯзи катализатора нейтрализуют силы свЯзи, объединЯющие вместе фщ. единицы в единую систему, и она распадаетсЯ на составные части. ‚ реакциЯх синтеза катализатор путем предоставлениЯ своих свободных свЯзей ускорЯет процесс объединениЯ фщ. единиц. Ћднако, сложность и совершенство системной структуры ферментов намного повысили силу их каталитического воздействиЯ по сравнению с менее организованными катализаторами, что нашло свое отражение в сокращении времени протеканиЯ реакций, то есть перестроениЯ структуры-принципала. ’ак, например, ион железа разлагает перекись водорода на кислород и воду. ‘оответствующий фермент (каталаза), представлЯющий собой сочетание железо-порфиринового комплекса со специфическим белком, обладает тем же действием. Ќо он осуществлЯет эту реакцию в десЯть миллиардов раз скорее, чем неорганическое железо. €ными словами, 1 мг железа, включенный в ферментный комплекс, может по своему каталитическому действию заменить 10 тонн неорганического железа. ’аким образом, ферменты ЯвлЯютсЯ относительно сложными системными образованиЯми уровнЯ ‡, функциЯ которых заключаетсЯ в обеспечении регулированиЯ в определенном диапазоне времени структурных перестроений гиперсистем, в которые они входЯт, в соответствии с предписаниЯми усложнЯющихсЯ алгоритмов гиперполифункционированиЯ, то есть коррелЯции системных структур в зависимости от изменениЯ их фн. свойств. Џоэтому даже незначительные изменениЯ в структурном строении ферментного комплекса, перестановка тех или иных радикалов в простетической группе или нарушение архитектоники белкового компонента приводЯт к резкому понижению каталитической активности данного фермента. ‘ледовательно, в системной организации ферментов также подтверждаетсЯ то соответствие между структурным построением фн. Ячеек и функцией всей данной системы, которое ЯвлЯетсЯ закономерным длЯ всех ступеней и уровней каскадного ђазвитиЯ Њатерии вообще.

ЏространственнаЯ конфигурациЯ белковых глобул определЯет собой и вторую особенность ферментов - высокую специфичность их действиЯ, то есть монофункционирование. €ными словами, каждый фермент способен катализировать только свою, строго определенную реакцию. Џоэтому, если имеетсЯ какое-либо органическое вещество, способное к рЯду химических соединений, то в присутствии того или иного фермента оно будет быстро реагировать только в одном, строго определенном направлении, выполнЯЯ тем самым соответствующий алгоритм данной системы.

Ќаконец, специфическое строение белков обусловливает собой и третье характерное длЯ ферментов свойство - их исключительную чувствительность к различного рода воздействиЯм. ’ак, при определенных физических или химических воздействиЯх самого различного рода (даже тогда, когда эти воздействиЯ не затрагивают пептидных и других ковалентных свЯзей белковой молекулы) специфическаЯ пространственнаЯ архитектоника глобулы может изменитьсЯ и даже нарушитьсЯ, а ее упорЯдоченнаЯ структурнаЯ конфигурациЯ необратимо утратитсЯ. ‚ этом случае пептидные цепи принимают беспорЯдочное пространственное расположение и белок из глобулЯрного состоЯниЯ переходит в фибриллЯрное - происходит так называемаЯ денатурациЯ белков, при которой они терЯют рЯд тех своих специфических биологически важных свойств, которые обусловливаютсЯ определенной архитектоникой каждого типа белковой молекулы. ‘овершенно исчезают при этом ферментативные свойства белков. Ћднако при более мЯгких воздействиЯх каталитическаЯ активность ферментного комплекса может до известной степени сохранЯтьсЯ, претерпеваЯ лишь те или иные количественные сдвиги. Џоэтому любые, даже весьма незначительные, изменениЯ физических или химических условий в той среде, где протекает даннаЯ ферментативнаЯ реакциЯ, всегда находЯт свое отражение в изменении ее характера и скорости. ‚се эти свойства белков составлЯли основу качественного ђазвитиЯ Њатерии по организационному уровню ‡, в системах которого происходила все большаЯ фн. дифференциациЯ фщ. единиц и структурнаЯ интеграциЯ фн. Ячеек.

ЉаждаЯ фщ. единица, попав в соответствующую ей фн. Ячейку, функционирует в ней определенный алгоритмами период, после чего покидает ее, уступаЯ место новой фщ. единице с теми же фн. свойствами. Џокинув одну фн. Ячейку, фщ. единица перемещаетсЯ в предписанную ей алгоритмами другую Ячейку и т.д. Џроцесс этот происходит постоЯнно, периодически возобновлЯЯсь и повторЯЯсь, отчего создаетсЯ впечатление движениЯ фщ. единиц - веществ через системную структуру каждого данного образованиЯ, во времЯ которого система поглощает фщ. единицы (или их комплексы), некоторое времЯ использует их внутри себЯ, а затем выводит за свои пределы. ќто непрекращающеесЯ движение регулируетсЯ и регламентируетсЯ совокупностью соответствующих алгоритмов каждой системы, в то времЯ как постоЯнно протекающие в системе реакции придают ей своеобразную "живость". ‚ силу этого при так называемом обмене веществ очень простые и порой однообразные химические реакции окислениЯ, восстановлениЯ, гидролиза, фосфоролиза, альдольного уплотнениЯ, разрыва углеродной свЯзи и т.д. (которые могут быть воспроизведены и вне системы организма) определенным образом организованы и сочетаютсЯ во времени соответствующими алгоритмами, а также подчинены функциональным интересам своей системы, как интегрированного единого целого. ќти реакции протекают в системах уровнЯ ‡ не случайно, не хаотически, а в строго определенной взаимопоследовательности, зафиксированной алгоритмами. ’о колоссальное разнообразие органических соединений, которое к настоЯщему времени представлено в мире живых существ, обусловлено не разнообразием и сложностью отдельных индивидуальных реакций, а разнообразием их сочетаний, изменением той последовательности, в которой они протекают в любой клетке живого организма на той или иной стадии его развитиЯ. „ругими словами, развитие систем данного уровнЯ организации Њатерии оказалось в еще большей зависимости от поЯвлениЯ новых алгоритмов, совершенствованиЯ структур фн. Ячеек и своевременного заполнениЯ их соответствующими фщ. единицами. Џоследовательность химических реакций, обусловленнаЯ соответствующими алгоритмами, лежит в основе как синтеза, так и распада живого вещества, в основе таких жизненных Явлений, как брожение, дыхание, фотосинтез и т.д. Њолекулы сахара и кислорода, углекислоты и воды ЯвлЯютсЯ в этом случае лишь начальными и конечными звеньЯми в длинной цепи химических превращений, причем возникающее в результате одной реакции промежуточное вещество (фщ. комплекс) сейчас же вступает в следующую строго определенную длЯ данного жизненного процесса реакцию. Џри изменении этой последовательности, при исключении или замене хотЯ бы одного какого-нибудь звена в цепи превращений, предопределенных данным алгоритмом, весь процесс в целом совершенно изменЯетсЯ или даже полностью нарушаетсЯ.

‚ основе механизма этих Явлений лежит теснаЯ согласованность скоростей отдельных химических реакций, представлЯющих собой перемещение фщ. единиц нижних подуровней из одних фн. Ячеек в другие. ‹юбое органическое вещество может реагировать в очень многих направлениЯх, то есть обладает весьма большими и разнообразными возможностЯми, однако их реализациЯ может осуществлЯтьсЯ с очень различными скоростЯми, в зависимости от всей совокупности тех условий, в которых даннаЯ реакциЯ протекает. ЏонЯтно, что если в данных условиЯх одна какаЯ-либо реакциЯ осуществлЯетсЯ весьма быстро, а все остальные потенциально возможные реакции происходЯт относительно медленно, то практическое значение этих последних реакций в общем процессе обмена оказываетсЯ совершенно ничтожным. €ными словами, перед каждым органическим веществом протоплазмы открыты многочисленные пути химических превращений, но фактически в обмене веществ каждое поступающее из внешней среды соединение или каждый образующийсЯ промежуточный продукт будут изменЯтьсЯ только в том направлении, в котором они реагируют с наибольшей скоростью. ‚се остальные, медленно протекающие реакции просто не успевают за то же времЯ реализоватьсЯ в сколько-нибудь значительных размерах.

‚ступающие в процесс обмена веществ в качестве реагентов фщ. единицы - субстрат заполнЯют собой строго предназначенные длЯ них фн. Ячейки в структуре данной системы, в которых в определенный момент времени по предписанию алгоритмов они вступают в комплексное соединение с соответствующим белком-ферментом. Љаждый такой комплекс ЯвлЯетсЯ неустойчивым образованием, но достаточно надежным, чтобы выполнить какую-нибудь необходимую функцию. Ћтфункционировав, он очень быстро подвергаетсЯ дальнейшему превращению, при этом субстрат изменЯетсЯ в соответствующем направлении, то есть составлЯющие его фщ. единицы переходЯт в другие фн. Ячейки, а фермент регенерирует и может опЯть вступить в комплекс с новой порцией субстрата длЯ поддержаниЯ возможности выполнениЯ необходимой функции данным системообразованием. Џоэтому длЯ того, чтобы любаЯ фщ. единица реально могла участвовать в обмене веществ в системах уровнЯ ‡, она должна войти во взаимодействие с белком, образовать с ним определенное комплексное соединение и только таким путем реализовать свои фн. свойства. ‚ силу этого то направление, в котором изменЯетсЯ при обмене веществ любое органическое соединение, зависит не только от индивидуального молекулЯрного строениЯ составлЯющих фщ. единиц и определЯющих его фн. свойства, но и от фн. Ячейки, куда каждаЯ фщ. единица соединениЯ попадает и где она совместно с другими фщ. единицами - белками должна образовать фн. комплекс с новыми фн. свойствами, способный выполнить ту или иную новую функцию, подчинЯЯсь превалирующим в данной системе алгоритмам.

‚следствие чрезвычайно тонкой специфичности ферментных белков, каждый из них, обладаЯ строго индивидуальными фн. свойствами, может попасть только в строго определенные фн. Ячейки и, в силу этого, способен образовывать фн. комплексы только с определенными фщ. единицами предыдущих подуровней, а также катализировать лишь определенные индивидуальные реакции. Џоэтому в осуществлении того или иного жизненного процесса, а тем более всего обмена веществ в целом, участвуют тысЯчи индивидуальных белков - ферментов, при этом каждый из них способен специфически катализировать лишь отдельную реакцию, и только в совокупности, в определенном сочетании своего действиЯ они создают тот закономерный порЯдок Явлений, который лежит в основе процесса обмена веществ. €так, обмен веществ, происходЯщий постоЯнно в системах любого жизненного организма, это сложнейший клубок химических превращений обмена, где регламентируемые данной совокупностью алгоритмов сплетаютсЯ в едино действующий механизм тысЯчи индивидуальных реакций, суть каждой из которых сводитсЯ к перемещению той или иной фщ. единицы из одной фн. Ячейки структуры системы в другую, при этом моменты перемещениЯ фщ. единиц по Ячейкам строго согласованы по всей системе, чередуютсЯ в строго определенном порЯдке и в каждом перемещении участвуют строго означенные фщ. единицы и фн. Ячейки. ‚месте с тем, большую роль длЯ течениЯ каждой реакции обмена веществ играет внесистемнаЯ и околоподсистемнаЯ среда или, иными словами, системное окружение единицами предыдущих подуровней Њатерии. ’ак, всЯкое повышение или понижение температуры, всЯкое изменение кислотной среды, окислительного потенциала или осмотического давлениЯ смещает соотношение между скоростЯми отдельных ферментативных реакций, происходЯщих в системе данного живого организма, а, следовательно, изменЯет их взаимосвЯзь во времени, что, в свою очередь, находит отражение в изменении периодов функционированиЯ тех или иных фщ. единиц. ’аким образом, системнаЯ организациЯ живого вещества неразрывно свЯзана с околосистемной организацией среды и составлЯет с ней единое целое. Љроме того, очень большое влиЯние на порЯдок и направление лежащих в основе обмена ферментативных реакций имеет и пространственнаЯ организациЯ фн. Ячеек в структуре живого вещества. €так, многие десЯтки и сотни тысЯч химических реакций, непрерывно протекающих в каждом живом организме, не только строго согласованы между собой во времени бесчисленное число раз отработанными алгоритмами, не только сочетаютсЯ в едином порЯдке всей структурной организацией его системы и окружающей его околосистемной среды, но и сам весь этот порЯдок направлен на поддержание в течение определенного периода времени гиперфункциональных свойств всей данной системы в целом, как фщ. единицы более высокого уровнЯ. ‚новь приобретенные при этом фн. свойства белковых веществ могут стать Ясными лишь при изучении особенностей их функционированиЯ в организме в качестве фщ. единиц систем более высокого организационного уровнЯ Њатерии.

‚ свЯзи с тем, что с момента вступлениЯ качественных форм Њатерии в так называемую "живую" стадию ђазвитиЯ характер организации систем усложнилсЯ, помимо организующих начал, характерных длЯ систем предыдущих подуровней, как то:

1) наличие строго регламентированного количества фн. Ячеек, объединенных в единую структуру свЯзей,

2) заполнЯющих их и соответствующих им фщ. единиц,

3) совокупности алгоритмов построениЯ, функционированиЯ и распада,

4) энергообеспечениЯ процесса функционированиЯ системы

длЯ организационного уровнЯ ‡ потребовались дополнительные системообразующие факторы. ‚виду большей усложненности его фн. систем происходило увеличение их кажущейсЯ автономности, котораЯ фактически представлЯет собой лишь больший разрыв в уровнЯх организации самой системы и околосистемной среды и котораЯ дала повод обозначать их некоторые свойства с приложением полуслова "само": самообновление, саморегулирование, самоэнергообеспечение и чуть ли ни самоуничтожение. Ћсновами этой автономности Явилось начало развитиЯ соответствующих подсистем в общей структуре организма, отвечающих за обеспечение той или иной специфической функции. Џроисходившее в силу дальнейшей дифференциации функций все большее расслоение систем на подсистемы еще более усложнило структуру систем и потребовало более четкой взаимокоординации ее интегрированных составных частей. Џоэтому совокупность алгоритмов каждой системы постепенно увеличивалась в количественном выражении, еще более улучшалсЯ ее качественный состав.

‚сем известно, что такое алгоритм. ќто строго регламентированный во времени и в пространстве порЯдок последовательного перемещениЯ фщ. единиц из одной фн. Ячейки структуры данного уровнЯ в другую. ќтот порЯдок обЯзателен длЯ систем любого организационного уровнЯ, предопределен длЯ каждой их фщ. единицы. ‚се вокруг нас подчинено тем или иным алгоритмам. €х великое множество - от самых простых до невероЯтно сложных. ‘реди простых бытовых алгоритмов мы можем назвать алгоритмы приготовлениЯ пищи (например, заварки чаЯ, выпечки пирогов и т. п.), изготовлениЯ стола или скамейки, выращиваниЯ картофелЯ и т. д. ‘реди суперсложных можно назвать, например, алгоритм изготовлениЯ авианосца. Џоэтому в обычной поварской книге перечислены алгоритмы приготовлениЯ пищи, в нотах - алгоритмы воспроизведениЯ музыкальных произведений, а в технологических картах построениЯ жилого дома или автомобилЯ, прокладки дороги - алгоритмы их построениЯ. ‚се указанные нами алгоритмы были выработаны в течение практической деЯтельности человеком. Ћднако, кто же занималсЯ составлением алгоритмов длЯ построениЯ фн. систем доорганической и органической организации Њатерии? ‚едь уже алгоритмы построениЯ атома водорода или молекулы аминокислоты ЯвлЯютсЯ довольно непростыми. Љонечно, их никто не изобретал. Ћни вырабатывались сами, повинуЯсь железной необходимости, вытекающей из действиЯ законов ђазвитиЯ Њатерии, и в первую очередь, ее движениЯ по категории качества (

Џо мере усложнениЯ системных структур уже в начальный период организации живых форм Њатерии, продолжительность функционированиЯ которых основана, как известно, на принципе постоЯнной замены в них блоков фщ. единиц, в некоторый момент организационного развитиЯ потребовалсЯ механизм, обеспечивающий создание таких блоков в сравнительно короткое времЯ с тем, чтобы заменЯть ими отфункционировавшие в фн. Ячейках блоки без нарушениЯ фн. свойств всей данной системы в целом. ‘ этой целью в системах стала все более выделЯтьсЯ подсистема, записывающаЯ алгоритмы построениЯ того или иного блока, их пространственного расположениЯ в общей структуре и временной последовательности перехода фщ. единиц данного уровнЯ из одних фн. Ячеек в другие. Љак известно, в доорганических системах их структуры имели долговременный характер, при этом эти суммативные системные образованиЯ составлЯлись из фщ. единиц нижних подуровней в соответствии с их, главным образом, физическими свойствами при одновременном аккумулировании большого количества энергии. ђаспад таких систем происходил через большой отрезок времени, имел разовый нерегулЯрный характер и служил лишь целЯм общего перестроениЯ макросистемы в целом. Џозднее, на молекулЯрном организационном уровне порЯдок составлениЯ системных образований помимо физических стал регулироватьсЯ также и химическими свойствами входЯщих в них фщ. единиц, при этом с повышением системной организации происходило все меньшее аккумулирование суммарной энергии (хотЯ из расчета на одну фщ. единицу каждого последующего уровнЯ аккумулирование энергии значительно возрастало), а сами соединениЯ носили все более кратковременный характер. ‚ надмолекулЯрных системах, обладавших все большим количеством органических свойств, запись информации об алгоритмах построениЯ и функционированиЯ стали принимать на себЯ фн. подсистемы, условно названные впоследствии нуклеотидами.

€так, в процессе ђазвитиЯ Њатерии по организационному уровню ‡ на отдельных участках поверхности планеты ‡емлЯ с определенного момента времени стали поЯвлЯтьсЯ высокомолекулЯрные материальные образованиЯ, способные нести различную функциональную нагрузку нового спектра. Ћни включали в структуры своих подсистем следующие органические химические соединениЯ: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и другие низкомолекулЯрные органические вещества. Љроме того, в них входили и неорганические вещества, главным из которых была вода. Џо мере продвижениЯ актуальной точки ђазвитиЯ Њатерии по ординате времени, число новых системных образований сбалансированно увеличивалось, совершенствовалась их системнаЯ структура. ‘истемы уровнЯ ‡ не были организационно оторваны от предыдущих уровней, а органически включали их системные образованиЯ в качестве фщ. единиц в свои фн. Ячейки. ‚виду того, что пространственное развитие систем оргуровнЯ ‡ было ограничено не только площадью ‡емной поверхности, но также и другими факторами физического и химического характера (такими, как уровень получаемой лучистой энергии ‘олнца, различный на разных участках ‡емной поверхности; наличие в данном месте необходимого спектра системных образований предыдущих уровней и т.д.), постоЯнно существовало положение, при котором

. ‚следствие этого ђазвитие Њатерии вынуждено было осуществлЯтьсЯ практически только за счет движениЯ по координате качества (

), в результате чего совершенствование систем оргуровнЯ ‡ продолжало носить относительно ускоренный характер. ђезультатом этого процесса Явилось поЯвление большого числа разнообразных по форме и по функциональному значению, но однотипных по системному строению образований, которые в современном представлении мы объединЯем в едином понЯтии - органическаЯ клетка.

Љак известно, у разных клеток обнаруживаетсЯ сходство не только в строении, но и в химическом составе, что указывает на то, что их происхождение было подчинено единым законам ђазвитиЯ Њатерии. ‘реднее содержание химических элементов в клетках таково (в %):

кислород 65 - 75

углерод 15 - 18

водород 8 - 10

азот 1,5 - 3,0

фосфор 0,2 - 1,0

калий 0,15 - 0,4

сера 0,15 - 0,2

хлор 0,05 - 0,1

кальций 0,04 - 2,0

магний 0,02 - 0,03

натрий 0,02 - 0,03

железо 0,01 - 0,015

цинк 0,0003

медь 0,0002

йод 0,0001

фтор 0,0001

€з 104 элементов периодической системы Њенделеева в клетках обнаружено более 60. Ђтомы кислорода, углерода, водорода и азота заполнЯют 98% фн. Ячеек клеточных подсистем. 1,9% предоставлены атомам калиЯ, серы, фосфора, хлора, магниЯ, натриЯ, кальциЯ и железа. Њенее 0,1% фн. Ячеек занЯто прочими веществами (микроэлементами). ђазличные сочетаниЯ указанных элементов дают несколько типов внутриклеточных подсистемных образований, которые каждаЯ клетка включает в свои фн. Ячейки в качестве фщ. единиц в следующих пропорциЯх (в %):

Ќеорганические

вода 70 - 80

неорганические
вещества 1,0 - 1,5

Ћрганические

белки 10 - 20

жиры 1,0 - 5,0

углеводы 0,2 - 2,0

нуклеиновые кислоты 1,0 - 2,0

Ђ’” и др. низкомолеку-
лЯрные органические
вещества 0,1 - 0,5

‚се указанные вещества, сами сложные в структурном отношении, не нагромождены в клетке вместе в хаотическом беспорЯдке, а в качестве фщ. единиц заполнЯют расположенные в строго определенном порЯдке предназначенные длЯ каждого из них фн. Ячейки ее единой структуры. ”ункционируЯ, они проделывают свои четко определенные микродвижениЯ внутри микрообъема пространства клетки, регулируемые соответствующими внутриклеточными алгоритмами, при этом существует безусловнаЯ свЯзь этих движений в пространстве как с абсолютным, так и с относительным течением времени. Љаждое из веществ клетки в качестве фщ. единицы несет строго определенную функцональную нагрузку и имеет свои, регламентируемые соответствующими алгоритмами, периоды функционированиЯ. ‚се их разнообразное сочетание представлЯет собой единый тонко отрегулированный клеточный механизм.

Љ наиболее простым структурным внутриклеточным образованиЯм относЯтсЯ углеводы, жиры, липоиды. ”н. Ячейки их структур заполнЯют, в основном, атомы углерода, водорода и кислорода. ”ункциЯ углеводов наиболее проста. ђаспадаЯсь на CO₂ и воду с выделением из 1 грамма 4,2 ккал энергии, они обеспечивают основной массой этих фщ. единиц соответствующие фн. Ячейки структуры клеток.

ђоль жировых соединений более сложна. Ћни придают клеткам гидрофобные (водоотталкивающие) свойства, ЯвлЯютсЯ теплоизолЯторами. ‚ случае необходимости, они, как и углеводы, ЯвлЯютсЯ источником аккумулированной энергии, расщеплЯЯсь до CO₂ и H₂O. ђасщепление 1 грамма жира дает 9,3 ккал.

…ще более сложными структурными образованиЯми ЯвлЯютсЯ белки. Џомимо углерода, водорода и кислорода в фн. Ячейках их структур имеютсЯ также атомы азота, серы и других веществ. Ѓелки ЯвлЯютсЯ макромолекулами, объединЯющими десЯтки, сотни тысЯч атомов. (’ак, если молекулЯрнаЯ масса бензола равна 78, то белка Яйца - 36.000, белка мышц - 1.500.000 и т.д.).

‘истемнаЯ организациЯ белков имеет свои особенности. ‚ходЯщие в них атомы заполнЯют предназначенные длЯ них фн. Ячейки не по одному, а целыми аминокислотными блоками, имеющими устойчивый характер внутрисистемной свЯзи. ‚сего таких фщ. единиц - блоков 20. ‚се они имеют различную системную структуру и выполнЯют различные функции. Џоэтому образование белков носит поэтапный характер. ‚начале образуютсЯ аминокислоты, которые посредством пептидных свЯзей соединЯютсЯ в белковые цепи с выделением воды. ‚ среднем каждаЯ белковаЯ цепь содержит до 200 - 300 аминокислотных блоков в различных сочетаниЯх. „остаточно в цепи заменить один тип аминокислоты на другой, как всЯ с