Сущность и субстрат жизни

Сущность и субстрат жизни

Всеобщим методологическим подходом к пониманию сущности жизни в настоящее время является понимание жизни в качестве процесса, конечным ре-зультатом которого является самообновление, проявляющееся в самовоспроиз-ведении. Все живое происходит только из живого, а всякая организация, при-сущая живому, возникает только из другой подобной организации. Следова-тельно, сущность жизни заключается в ее самовоспроизведении, в основе кото-рого лежит координация физических и химических явлений и которое обеспе-чивается передачей генетической информации от поколений к поколениям. Именно эта информация обеспечивает самовоспроизведение и саморегуляцию живых существ. Поэтому жизнь — это качественно особая форма существова-ния материи, связанная с воспроизведением. Явления жизни представляют со-бой форму движения материи, высшей по сравнению с физической и химиче-ской формами его существования.
Живое построено из тех же химических элементов, что и неживое (ки-слород, водород, углерод, азот, сера, фосфор, натрий, калий, кальций и другие элементы). В клетках они находятся в виде органических соединений. Однако организация и форма существования живого имеет специфические особенно-сти, отличающие живое от предметов неживой природы.
В качестве субстрата жизни внимание привлекают нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) и белки. Нуклеиновые кислоты — это сложные химические со-единения, содержащие углерод, кислород, водород, азот и фосфор. ДНК явля-ется генетическим материалом клеток, определяет химическую специфичность генов. Под контролем ДНК идет синтез белков, в котором участвуют РНК.
Белки — это также сложные химические соединения, содержащие угле-род, кислород, водород, азот, серу, фосфор. Молекулы белков характеризуются большими размерами, чрезвычайным разнообразием, которое создается амино-кислотами, соединенными в полипептидных цепях в разном порядке. Большин-ство клеточных белков представлено ферментами. Они выступают также в роли структурных компонентов клетки. Каждая клетка содержит сотни разных бел-ков, причем клетки того или иного типа обладают белками, свойственными только им. Поэтому содержимое клеток каждого типа характеризуется опреде-ленным белковым составом.
Ни нуклеиновые кислоты, ни белки в отдельности не являются субстра-тами жизни. В настоящее время считают, что субстратом жизни являются нук-леопротеиды. Они входят в состав ядра и цитоплазмы клеток животных и рас-тений. Из них построены хроматин (хромосомы) и рибосомы. Они обнаружены на протяжении всего органического мира — от вирусов до человека. Можно сказать, что нет живых систем, не содержащих нуклеопротеидов. Однако важно подчеркнуть, что нуклеопротеиды являются субстратом жизни лишь тогда, ко-гда они находятся в клетке, функционируют и взаимодействуют там. Вне кле-ток (после выделения из клеток) они являются обычными химическими соеди-нениями. Следовательно, жизнь есть, главным образом, функция взаимодейст-вия нуклеиновых кислот и белков, а живым является то, что содержит самовос-производящую молекулярную систему в виде механизма воспроизводства нук-леиновых кислот и белков.
В отличие от живого различают понятие «мертвое», под которым пони-мают совокупность некогда существовавших организмов, утративших меха-низм синтеза нуклеиновых кислот и белков, т. е. способность к молекулярному воспроизведению. Например, «мертвым» является известняк, образованный из остатков живших когда-то организмов.
Наконец, следует различать «неживое», т. е. ту часть материи, которая имеет неорганическое (абиотическое) происхождение и ничем не связана в сво-ем образовании и строении с живыми организмами. Например, «неживым» яв-ляется известняк, образованный из неорганических вулканических известняко-вых отложений. Неживая материя в отличие от живого не способна поддержи-вать свою структурную организацию и использовать для этих целей внешнюю энергию.
Обсуждая молекулы, рассматриваемые в качестве субстрата жизни, нель-зя не отметить, что они подвергаются непрерывным превращениям во времени и пространстве. Достаточно сказать, что ферменты могут превратить любой субстрат в продукт реакции в исключительно короткое время. Поэтому опреде-ление нуклеопротеидов в качестве субстрата жизни означает признание по-следнего в качестве очень подвижной системы.
Как живое, так и неживое построены из молекул, которые изначально яв-ляются неживыми. Тем не менее живое резко отличается от неживого.
Причи-ны этого глубокого различия определяются свойствами живого, а молекулы, содержащиеся в живых системах, называют биомолекулами.