Мир инновационных технологий

Процесс образования мочевины представляет собой ряд ферментативных реакций, замкнутых в цикл. Из любой аминокислоты можно перенести 1ЧН2-группу на а-кетоглутаровую кислоту с образованием глутаминовой кислоты. Глутаминовая кислота в одну стадию превращается в аспарагиновую кислоту, которая затем конденсируется с карбонильным атомом углерода молекулы цитруллина в присутствии АТФ, В результате этого образуется в две последовательные стадии аминокислота аргинин. Под действием фермента аргиназы от аргинина отщепляется мочевина и образуется орнитин. Последний вступает в реакцию конденсации с карбомонл-фосфатом с образованием цитруллина и тем самым цикл замыкается. Мы видим, что новыми для нас и специфическими для цикла сиптеза мочевины веществами являются карбомоилфосфат, цнтруллин и орнитин. Ниже приводится реакция образования цитруллина из орннтина и карбо-моилфосфата:
Для образования одной молекулы карбомонлфосфата в практически необратимой реакции используется одна молекула углекислого газа, одна молекула аммиака и две молекулы АТФ.
Затем карбомоилфосфат вступает в реакцию конденсации с орнитином с образованием цитруллина. Далее происходит конденсация с аспартатом, в результате которой тратится еще одна молекула АТФ. Конечной реакцией этого цикла является образование аргинина. Уникальность этой аминокислоты в описываемом нами процессе состоит в том, что от аргинина отщепляется молекула мочевины и образуется орнитин, способный далее продолжать свой путь в цикле. Таким образом, образование мочевины представляет собой циклический процесс. Углекислый газ и аммиак вступают в цикл на одном его участке, а мочевина выходит из цикла — на другом. Аргиназа — специфический фермент, который отщепляет мочевину от аргинина и, регенерируя орнитин, осуществляет следующую реакцию:
Пирофосфат (ФФН) в дальнейшем гидролизуется до фосфата.

отзывы (0)

Сквозное рассмотрение воздействий, изменений и последствий как минимум по трем качественным ступеням (слабые — средние — сильные и хорошие — средние — плохие) может стать единой стержневой линией всех картографических разработок в рамках данной проблемы.
Модели процесса управления системой «общество — природа». Как уже было отмечено, при построении моделей системы «общество — природа» обычно не учитывается роль управляющей функции общества. Большинство блоковых моделей, отражающих процесс взаимодействия между этими подсистемами, строится по принципу моделей систем с замкнутым кругооборотом. Вероятно, в широком распространении таких моделей известную роль сыграли очень наглядные схемы, применяемые в биологии и отражающие в основном саморегулируемые природные системы. Подобные модели стали фигурировать и в работах, казалось бы, непосредственно связанных с управлением, посвященных охране природы и рациональному использованию природных ресурсов. Иногда, увлекаясь изучением процесса взаимодействия в системе «общество — природа», забывают о проблеме управления этим взаимодействием и не всегда помнят, что основная цель изучения связана с оценкой последствий, которая должна стать одним из рычагов управления.
Пока рассматриваются связи в управляемой части системы, мы оперируем моделями «объект-объектными». Но как только мы начинаем анализировать процесс управления этой частью системы (включающий изучение, оценку, проектирование и ряд других видов активной деятельности человека, направленных на изменение или сохранение состояния системы), необходимо переходить к моделям «субъект-объектным».

отзывы (0)

При моделировании системы «общество — природа» в подсистеме «общество» в соответствии с решаемой задачей необходимо выделить следующие элементы:
хозяйство — территориально-производственные комплексы (ТПК) и отдельные предприятия как основной источник воздействия;
население — группы людей, организованные в первую очередь по территориальному признаку, как основной объект последствий изменений состояния среды;
орган управления;
природа — выступает в форме природных территориальных комплексов (ландшафтов) и их отдельных компонентов.
Указанные элементы и подсистемы могут быть сгруппированы в модели в две части системы: управляемую и управляющую. Такая группировка обусловлена тем, что второй аспект решаемой задачи связан с получением оценки — одним из действий, обеспечивающих управление.
Модели управляемой части системы. Большинство предложенных ранее блочных моделей взаимодействия между «обществом» и «природой» отражало лишь функционирование системы, не приводящее к ее изменению. На них обычно фиксировались элементы, входящие в подсистемы, и наличие связей (иногда с указанием интенсивности) между ними.
В общих чертах механизм взаимодействия в управляемой части системы можно представить в следующем виде: люди в процессе своей деятельности, главным образом производственной, оказывают на природу различные по характеру и силе воздействия; в результате этих воздействий в природе происходят разного, рода изменения. Измененные природные системы и компоненты, в свою очередь, оказывают обратное воздействие как на самого человека (население), так и его хозяйственную деятельность.

отзывы (0)

Современные теории амебоидного движения основаны на следующих представлениях. Клеточный матрикс содержит сеть белковых молекул, связанных между собой силами межмолекулярных взаимодействий. Изменение этих сил, а также степени свертывания или длины белковых цепей может привести к сокращению протоплазмы в отдельных ее участках. Микроинъекцин АТФ в тело амебы приводят к сокращению и разжижению геля, образующего периферию клетки.
Присущая клеткам способность сокращаться достигает своего совершенства в разных типах мышечной ткани. Структурная организация мышцы приспособлена к линейному укорочению или сокращению, поэтому мышечные клетки имеют, как правило, удлиненную форму. Центральную часть клеточного матрнкса занимают миофибриллы — сократительные структуры. Протоплазма мышечных клеток носит название саркоплазмы и концентрируется главным образом вокруг ядер.
Некоторые мышечные клетки отличаются высокой степенью днфференцировки так, что способны выполнять механическую работу, эквивалентную поднятию тяжести, в 1000 раз превышающей их собственную массу, или сокращаться 100 и более раз в секунду.
Поперечнополосатые мышцы построены из многоядерных цилиндрической формы волокон, имеющих толщину от 10 до 100 нм и длину от миллиметров до нескольких сантиметров. Целое волокно окружено электрически поляризованной мембраной с электрическим потенциалом 0,1 В, причем внутренняя поверхность мембраны заряжена отрицательно по отношению к наружной мембране. Эта мембрана называется сарколеммой. Она деполяризуется всякий раз, как поступает электрический импульс от нервного волокна. При этом сарколемма становится проницаемой для двухвалентных катионов, являющихся активаторами АТФ-азпой активности мышц. В результате включения АТФ-азы наступает мышечное сокращение. В мышечном волокне содержится три высокодифференцп-рованных цнтоплазматических компонента. Один из них — сократительный аппарат, который состоит нз белковых нитей. Второй компонент поперечнополосатой мышцы — саркоплазматическая сеть, которая связана с передачей возбуждения внутри волокна и с координацией сокращений различных миофибрилл. Кроме того, она имеет отношение к расслаблению мышцы после ее сокращения.

отзывы (0)

Отзывчивость новых растений на удобрения привела к разработке специальных сеялок для органических и минеральных удобрений. Специализируются и сеялки для высева кукурузы, подсолнечника, свеклы, появляются посадочные машины, увеличивается номенклатура плугов и борон.
Таким образом, новая агротехника сминала на своем пути все, ибо, как писал известный русский агрохимик конца XIX столетия А. Энгельгардт: «Если вы в хозяйстве делаете какое-нибудь существенное изменение, то оно всегда влияет на все отрасли его и во всем требует изменения. В противном случае нововведение не прививается. Например, положим, вы ввели посев льна
и клевера – сейчас же потребуется множество других перемен, и если не сделать их, то предприятие не пойдет на лад. Потребуется изменить пахотные орудия и вместо сохи потреблять плуг, вместо деревянной бороны – железную и т. д.».
веденной тогда с немецкого книги А. Тэера о плодосмене: «Мнение Тэерово весьма справедливо в отношении Германии, но для России, при настоящем нашем положении, совсем неприлично. Во-первых, потому что население в России слишком редко, а скот очень дешев. У нас долго еще не увеличится народонаселение до такой степени, чтобы говядина очень вздорожала.
Во-вторых, потому что русские крестьяне, несмотря на дешевизну мяса, в силу простой привычки не употребляют оное в пищу… Не дороговизна говядины причиною, что крестьяне редко ее употребляют, а просто привычка довольствоваться хлебной, овощной и молочной пищею».
Вместо введения «новомодных» севооборотов Муравьев рекомендовал чаще сечь мужиков, дабы они лучше исполняли «свои уроки».
Но, несмотря на все усилия сторонников кнута как основного агротехнического приема новое все же пробивало себе дорогу. Помещики «новой» формации решительно заводили и севообороты, и новые стальные
плуги, и сеялки, перестраивали хозяйства на товарные капиталистические рельсы. Конечно, чаще всего при этом очень мало заботились об агрономических основаниях: выгода, доходность новой системы выдвигались на первый план.
Однако как только плодосмен стал реальностью, возникла и чисто агрономическая проблема: что за чем сеять? Следовало изучить влияние на почву различных растений, понять, как они «относятся друг к другу».

отзывы (0)

То и дело в газетах мелькают сообщения о находках целых скелетов, и даже туш доисторических животных в вечной мерзлоте тундры. Как-то писали, что один заскучавший по острым ощущениям зимовщик даже попробовал лангет из мамонта. В прекрасном естественном холодильнике не происходит полного разложения органических веществ, если даже они гниют сотни тысяч лет. Поэтому вместо перегноя образуется лишь тонкая торфяная прослойка. Почти нет здесь и селитры – далеко не все бактерии переносят суровые
полярные условия. Одним словом, почва тундр – лишь слабо измененная первооснова земли, первопочва.
«Вовсе худая земля» совершенно лишена структуры. Тысячелетия сменяются над тундрой, каждый год отмирает растительность, чтобы весной вновь коротко и ярко вспыхнуть и обжечь взгляд богатством красок.
Земледелие пока очень робко движется в тундру – главным образом по долинам рек. Однако здесь все растет: и рожь, и ячмень, и картофель, и лук. А местные энтузиасты всерьез уверяют приезжих, что, если бы не короткое лето да крепкие морозы зимой, северные почвы давали бы урожай «не хуже кубанских».
Но отправимся к югу. «Солнце светит одинаково всем – и человеку, и зверю, и дереву. Но судьба одного живого существа часто решается тенью, падающей на него от другого» – так писал Пришвин о лесах.
По вышеприведенной классификации, лесная земля тоже «худая», хотя по-разному на севере и юге. Леса тянутся от Архангельска до Киева. Конечно, теперь это уже не сплошные массивы: земледелие и вырубка древесины сделали свое дело…
Коротко полярное лето. Но почва освещается солнцем весь длинный день. В вековой тайге лишь робкий световой зайчик пройдется по поверхности земли. Под кронами деревьев всегда сыро, земля едва прикрыта редкими папоротниками да хвощами и обильно опавшей хвоей, прелой, слипшейся листвой, обломками коры и истлевшей древесины. Вверху, там, где вершины деревьев, – жизнь. Стволы же их упираются в собственное кладбище. В роли гробовщиков выступают многочисленные разновидности грибной флоры.

отзывы (0)

Пирольные кольца гем-группы гемоглобина и других гемсодержащих белков ведут свое начало от аминокислоты глицина. Вот незначительный перечень тех биологически ваяшых соединений, которые получаются в результате окислительных превращений аминокислот в клетках животных. В растительных клетках эти превращения еще более разнообразны и слонл-иы. Мы уже упоминали о то.м, что там обнаруягено значительно больше аминокислот, чем их необходимо для построения белков.
Судьба всех а-аминогрупп аминокислот практически одинакова, по крайней мере у позвоночных, у которых аминный азот выводится из организма в виде мочевины, аммиака пли мочевой кислоты. Ферментативные механизмы, с помощью которых происходит отщепление а-аминогруппы, идентичны для всех аминокислот. Это отщепление происходит на первой стадии распада аминокислот путем трансаминированпя и окислительного дезампнпрованпя. Рассмотрим эти процессы.
Распад аминокислот начинается с отщепления а-аминогруппы в результате ферментативной реакции трансаминирования. Транс-, как мы знаем, перенос. В этом процессе а-аминогруппа соответствующей аминокислоты переносится на вещество, способное ее принять,— акцептор. Акцептором в этом случае служит кетокислота — пировиноградная, щавелевоуксусная или глутаминовая. В результате реакции трансаминированпя кетокислоты превращаются в аминокислоты, а исходная аминокислота — в соответствующий а-кетоаналог. Наиболее известными трансаминазами являются аланинтрансаминаза и глутаматтрансаминаза. В активном центре всех трансаминаз содержится простетическая группа — производное витамина Вб — пиридоксальфосфат. Он содержит альдегидную группу, способную обратимо реагировать с аммиаком и различными аминами и таким образом слуяшть переносчиком аминогруппы.

отзывы (0)

Современная биохимия тесно связана с изучением химической организации клетки. Некоторые, наиболее крупные открытия в этой области явились следствием удачно согласованных биохимических и электронномикроскопических исследований клеточных структур и процессов. Электронномикроскопические исследования являются основным аппаратом изучения строения как отдельной клетки, так и ее органелл.
В качестве «идеализированной» модели возьмем клетку животного происхождения. Средний диаметр такой клетки составляет около 20 мкм, а объем ее —
5000 мкм3. Клеточная оболочка такой клетки очень подвижна и тонка. По химическому составу она отличается большим содержанием различных полисахаридов (кислых мукополисахаридов, гликолипидов и глико-протеидов). Ее мембрана имеет толщину около 9 нм. Она содержит 45 % липидов и 55 % белка. Липиды и белки расположены послойно. Основным липидным компонентом клеточной мембраны является холестерин и фосфолипиды. Плазматическая мембрана служит истинным барьером проницаемости для различных веществ, взаимодействующих с клеткой. В ней содержатся важные ферменты и системы активного переноса веществ в клетку и удаления их из клетки. Клеточная оболочка, как и отдельные орга-неллы клетки, представляет собой определенные комплексы структурных веществ и ферментов, выполняющих различные функции.
Молекулярная организация клетки начинается с простых молекул — предшественников, которые поступают в клетку из окружающей среды. В результате последовательных ферментативных реакций эти молекулы превращаются в строительные блоки более сложных биополимерных молекул. Из аминокислот строятся белки, из нуклеотпдов — нуклеиновые кислоты, из моносахаридов — полисахариды, а из простых липидов образуются мономолекулярные пленки, составляющие основу клеточных мембран. Макромолекулы при помощи нековалентных связей объединяются в надмолекулярные структуры и в конечном итоге образуют клеточные органеллы: ядро, митохондрии, аппарат Гольджи, клеточные оболочки и пр.

отзывы (0)

Сабан с полным успехом сопротивлялся натиску своих молодых стальных собратьев. Уступил он им только тогда, когда предприимчивый выходец из немецких колонистов (на радость профессору Браунгарту – все же немец!) кузнец Иоганн Ген принялся за модернизацию «хохлацкого плуга» и построил на его основе свой первый заводской образец. Основанный Геном в Одессе завод (теперь имени Октябрьской революции) до сих пор является крупнейшим плугостроительным предприятием в стране. Плуги же Гена, а затем и других русских заводчиков к концу XIX столетия не только
существенно потеснили сабан, но и прервали поток плугов из-за границы.
Но продолжим о сабане. Грядиль этого орудия представлял собой бревно, довольно толстое, суживающееся к переднему концу, длиной в четыре аршина (чуть поменьше трех метров). Толстый конец этого бревна укреплялся в левой рукоятке (чапыге), а тонкий устанавливался на двухколесном ходу – передке. Обе чапыги предпочитали делать заодно с горизонтальным полозом – из одного куска дерева с сучьями (вспомните Гесиода!). К правой чапыге крепилась доска, косо поставленная к направлению движения, – отвал. Передней частью отвал стоял на полозе, заканчивавшемся впереди острым куском металла – лемехом. Над последним в грядиле укреплялся нож. Передок представлял собой ось, соединяющую два колеса: одно большое, другое поменьше: первое шло по дну борозды, второе – по непаханому полю. В целом сооружение это было громоздким и тяжелым. Тащили его не менее двух пар волов, а то и больше.
В чем же заключалась загадка этого несуразного сооружения? Степная целина – это очень плотная, покрытая сверху, как упругим войлочным одеялом, пологом трав почва. Корни трав так переплетают ее, что в верхнем слое толщиной 10-15 сантиметров не поймешь, чего больше – корней или земли. Чтобы освоить эту почву, надо, прежде всего, снять с нее упомянутое «одеяло».

отзывы (0)

В кислотно-основном катализе их роль сводится к возможности наиболее эффективно принимать или отдавать протоны. Элементарный каталитический процесс в активном центре фермента можно себе представить как некоторую последовательность изменяемых связей, происходящую под влиянием акцептора или донора протона — каталитических групп активного центра фермента. Эта цепочка атомов, затронутых каталитическим превращением, называется цепью перераспределяемых связей и для краткости обозначается (ЦПС). Элементарная ЦПС показана на примере разрыва пептидной связи при участии молекулы воды (гидролиз) в области активного центра карбоксипептидазы. Схеме на рисунке 9 соответствуют два состояния ЦПС — начальное и конечное.
Мы видим, что начальное и конечное состояния ЦПС отличаются друг от друга распределением связей. Если отсутствие связи обозначить нулем, а наличие связи единицей, то переход начального состояния ЦПС в конечное можно записать так: 010101 —101010. Здесь происходит альтерпирующее изменение связи, как бы пульсация: связь исчезла, возникла, исчезла, возникла. Это и есть элементарный акт кислотно-основного катализа в карбок-сипептпдазе. ЦПС определяет главное направление изменения электронной плотности, начинающееся путем отрыва протона от молекулы воды акцептором каталитической группой карбоксипептидазы — остатком Глу 270. Процесс заканчивается захватом протона на субстрат от остатка тирозина 248 — донора. Цифры у глутаминовой кислоты и тирозина обозначают порядковый номер соответствующей аминокислоты в последовательности аминокислотных остатков полипептидной цепи, характеризующей первичную структуру карбоксипептидазы. Если нарушается правило альтернирующего изменения связей и электрон пройти не может, то каталитическое превращение невозможно. Очевидно, что в состав ЦПС входят не все атомы субстрата, а только те, которые в процессе катализа изменяют кратности своих ковалентных связей. Ферменты содержат ряд групп, способных функционировать в качестве акцепторов и доноров протонов. Это карбоксильные группы глутаминовой и аспарагиновой кислот, пмидазольная группа гистидина, ОН-группы тирозина и серина и некоторые Другие.

отзывы (0)