Структурно-динамические характеристики клеточной мембраны
Это продолжение статьи, начало — на прошлых страничках данного раздела.
Структурно-динамические характеристики клеточной мембраны
Приобретенные данные позволяют созидать аналогию меж адаптацией к тяжёлой воде и адаптации к низким температурам. Ещё Юнг на клеточках Escherichia coli, помещенных в 98,6%-ную тяжёлую воду, показал, что эффект торможения роста тяжеленной воды может быть компенсирован увеличением температуры роста (Jung, 1967). Аналогия с остыванием позволяет рассматривать адаптацию к тяжёлой воде, как адаптацию к неспецифическому фактору, действующему сразу на функциональное состояние огромного числа систем: перевоплощение энергии, биосинтетические процессы, транспорт веществ, структуру и функции макромолекул. Может быть, что более чувствительными к подмене Н+ на D+ оказываются конкретно те системы, которые употребляют высшую подвижность протонов и высшую скорость разрыва протонных связей. Такими системами в клеточке могут быть дыхательная цепь и аппарат биосинтеза макромолекул, которые размещаются в цитоплазматической мембране либо находятся под ее контролем. Аналогия меж адаптацией к тяжёлой воде и температурной адаптацией очень принципиальна для конструирования дейтерированных ферментов, которые сумеют работать в критериях больших температур. Такие постоянные дейтерированные ферменты нужны в биотехнологии, медицине и сельском хозяйстве.
Структурно-динамические характеристики клеточной мембраны, которые в большинстве зависят от высококачественного и количественного состава липидов, также могут изменяться в присутствии тяжёлой воды. Приобретенный итог разъясняется тем, что клеточная мембрана является одной из первых органелл клеточки, которая испытывает воздействие тяжёлой воды, и тем компенсирует реалогические характеристики мембраны (вязкость, текучесть, структурированность) конфигурацией количественного и высококачественного состава липидов.
В клеточках микробов одним из важных инструментов регуляции метаболизма является мембрана, объединяющая внутри себя аппараты биосинтеза полисахаридов, трансформации энергии, снабжении клеточки метаболитами и участвующая в биосинтезе белков, нуклеиновых кислот и липидов. Можно представить, что в адаптации к тяжёлой воде мембраны играют не последнюю роль. Но до сего времени не понятно, что происходит с мембранами, как они реагируют на смену среды и какое это имеет значение для выживания клеток на среде, лишенной протонов.
Структурно-динамические характеристики клеточной мембраны, которые в большинстве зависят от высококачественного и количественного состава липидов, также могут изменяться в присутствии тяжёлой воды. Так, сравнительный анализ липидного состава дейтерированных клеток Bacillus subtilis, приобретенных при росте на тяжёлой воде показал различия в количественном составе мембранных липидов по сопоставлению с обыкновенной водой (О. В. Мосин 2001, рис. 5). Броско, что в образчике приобретенном с тяжёлой воды соединения, имеющие времена удерживания — 33.38; 33.74 и 33.2 мин не детектируются (набросок 5). Приобретенный итог, по видимому, разъясняется тем, что клеточная мембрана является одной из первых органелл клеточки, которая испытывает воздействие тяжёлой воды, и тем компенсирует реалогические характеристики мембраны (вязкость, текучесть, структурированность) конфигурацией количественного состава липидов.
Рис.5. Липидные профили протонированных (а) и дейтерированных (б) клеток Basilus subtilis; хроматограф Beckman Gold System (США), снабжённый насосом Model 166 (США) и сенсором Model 126 (США); недвижная фаза: Ultrasphere ODS 5 мкм; 4.6 x 250 мм; подвижная фаза: линейный градиент 5 мМ KH2PO4-ацетонитрил; 100% в течении 50 мин; скорость подачи: 0.5 мл/мин; детекция при 210 нм (О. В. Мосин, 2001).
Дейтерированные клеточки приспособленных к предельной концентрации тяжёлой воды в среде микробов – комфортные объекты для исследования эволюции и адаптации. В процессе роста клеток на тяжёлой воде в их синтезируются макромолекулы, в каких атомы водорода в углеродном скелете практически стопроцентно замещены на дейтерий. Как было показано Мосиным, такие дейтерированные макромолекулы претерпевают структурно-адаптационные модификации, нужные для обычного функционирования клеточки в тяжёлой воде (О. В. Мосин, 2001).
Регулируя количественное содержание дейтерия в организме, прямо до полного его устранения, мы можем планомерно ускорять либо замедлять ход актуальных процессов, тем мы можем моделировать эволюцию. Это привело бы к ускорению обменных процессов в организме, а, как следует, к повышению его физической и умственной активности. Живы организмы практически на 70% состоит из воды, в какой содержится 0,015% дейтерия. По количественному содержанию (в атомных процентах) дейтерий занимает 12-е место посреди хим частей, из которых состоят живы организмы, включая человека. Тут дейтерий следует отнести к уровню микроэлементов. Содержание таких микроэлементов как медь, железо, цинк, молибден, марганец в живом мире в 10-ки и сотки раз меньше, чем дейтерия.