Sin agua La vida en nuestro planeta no podría existir. Agua importante para los organismos vivos por dos razones. En primer lugar, es un componente necesario de las células vivas y, en segundo lugar, para muchos organismos también sirve como hábitat. Por eso conviene decir algunas palabras sobre sus propiedades químicas y físicas.

Estas propiedades son bastante inusuales y se deben principalmente al pequeño tamaño de las moléculas. agua, su polaridad y capacidad para conectarse entre sí mediante enlaces de hidrógeno. La polaridad se refiere a la distribución desigual de cargas en una molécula. En el agua, un extremo de la molécula (el "polo") lleva una pequeña carga positiva y el otro una carga negativa. Una molécula así se llama dipolo. El átomo de oxígeno tiene una mayor capacidad para atraer electrones que los átomos de hidrógeno, por lo que el átomo de oxígeno en una molécula de agua tiende a atraer electrones de dos átomos de hidrógeno. Los electrones están cargados negativamente, lo que hace que el átomo de oxígeno tenga una ligera carga negativa y los átomos de hidrógeno tengan una ligera carga positiva.

Como resultado, entre moléculas de agua Se produce una interacción electrostática débil y, dado que las cargas opuestas se atraen, las moléculas parecen "pegarse entre sí". Estas interacciones, más débiles que los enlaces iónicos o covalentes ordinarios, se denominan enlaces de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno se forman, rompen y vuelven a formar constantemente en la columna de agua. Y aunque se trata de enlaces débiles, su efecto combinado determina muchas de las propiedades físicas inusuales del agua. Considerando Esta característica agua, ahora podemos pasar a considerar aquellas de sus propiedades que son importantes desde el punto de vista biológico.

Enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua. A. Dos moléculas de agua conectadas por un enlace de hidrógeno -6+: una carga positiva muy pequeña; 6~ es una carga negativa muy pequeña. B. Una red de moléculas de agua unidas por enlaces de hidrógeno. Estas estructuras se forman, desintegran y reaparecen constantemente en agua líquida.

Importancia biológica del agua.

Agua como disolvente.Agua- un excelente disolvente para sustancias polares. Estos incluyen compuestos iónicos, como las sales, que contienen partículas cargadas (iones), y algunos compuestos no iónicos, como los azúcares, que contienen grupos polares (débilmente cargados) en la molécula (en los azúcares, este es el grupo hidroxilo, -OH , que lleva una pequeña carga negativa). Cuando una sustancia se disuelve en agua, las moléculas de agua rodean iones y grupos polares, separando los iones o moléculas entre sí.

En solución, las moléculas o iones pueden moverse más libremente, por lo que reactividad sustancias aumenta. Por esta razón, la mayor parte de la célula reacciones químicas fugas en soluciones acuosas. Las sustancias no polares, como los lípidos, son repelidas por el agua y, en su presencia, suelen sentirse atraídas entre sí, es decir, las sustancias no polares son hidrófobas (hidrófobas - repelentes al agua). Estas interacciones hidrofóbicas desempeñan un papel importante en la formación de membranas, así como en la determinación de la estructura tridimensional de muchas moléculas de proteínas, ácidos nucleicos y otros componentes celulares.

Inherente propiedades del agua disolvente también significa que el agua sirve como medio para el transporte de diversos sustancias. Desempeña esta función en la sangre, en los sistemas linfático y excretor, en el tracto digestivo y en el floema y xilema de las plantas.

Una molécula de agua consta de un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno (H 2 O). La estructura de una molécula de agua se puede representar esquemáticamente de la siguiente manera:

La molécula de agua es una molécula llamada polar porque sus cargas positivas y negativas no están distribuidas uniformemente alrededor de un centro, sino que están colocadas de forma asimétrica, formando polos positivos y negativos. La figura muestra de forma extremadamente simplificada cómo dos átomos de hidrógeno se unen a un átomo de oxígeno para formar una molécula de agua.

El ángulo marcado en la figura y la distancia entre los átomos dependen del estado de agregación del agua (se suponen parámetros de equilibrio, ya que se producen fluctuaciones constantes). Entonces, en estado de vapor, el ángulo es de 104° 40", la distancia O-H es de 0,096 nm; en hielo el ángulo es de 109° 30", la distancia O-H es de 0,099 nm. La diferencia en el parámetro de una molécula en estado de vapor (libre) y en hielo se debe a la influencia de las moléculas vecinas. Moléculas en fase líquida, en el que, además de la influencia de las moléculas de agua vecinas, existe fuerte influencia iones disueltos de otras sustancias.

Historia de la determinación de la composición de la molécula de agua.

En la primavera de 1783, Canendish en su laboratorio de Cambridge trabajó con el recién descubierto "aire vital", como se llamaba al oxígeno en ese momento, y "aire inflamable" (como se llamaba al hidrógeno). Mezcló un volumen de “aire vital” con dos volúmenes de “aire combustible” y pasó una descarga eléctrica a través de la mezcla. La mezcla se encendió y las paredes del matraz se cubrieron de gotas de líquido. Al examinar el líquido, el científico llegó a la conclusión de que se trataba de agua pura. Un fenómeno similar fue descrito previamente químico francés Pierre Macker: introdujo un platillo de porcelana en la llama de “aire inflamable”, sobre el cual se formaron gotas de líquido. Imagínese la sorpresa de Macker cuando examinó el líquido resultante y descubrió que era agua. Resultó ser una especie de paradoja: el agua que extingue el fuego se forma a su vez durante la combustión. Como ahora entendemos, el agua se sintetizó a partir de oxígeno e hidrógeno:

H 2 + O 2 → 2H 2 O + 136,74 kcal.

En condiciones normales, esta reacción no se produce, y para que el hidrógeno se active es necesario aumentar la temperatura de la mezcla, por ejemplo mediante una chispa eléctrica, como en los experimentos de Cavendish. Henry Cavendish tenía datos suficientes para establecer las proporciones de oxígeno e hidrógeno en el agua. Pero no lo hizo. Quizás se vio obstaculizado por su profunda creencia en la teoría del flogisto, en cuyo marco intentó interpretar sus experimentos.

Las noticias de los experimentos de Cavendish llegaron a París en junio de ese año. Lavoisier repitió inmediatamente estos experimentos, luego llevó a cabo toda una serie de experimentos similares y unos meses más tarde, el 12 de noviembre de 1783, el día de San Martín, informó los resultados de la investigación en la tradicional reunión de la Academia de Ciencias de Francia. El título de su informe es curioso, propio de toda esa época sencilla y pedante de grandes descubrimientos en las ciencias naturales: “Sobre la naturaleza del agua y experimentos que aparentemente confirman que esta sustancia no es, estrictamente hablando, un elemento, sino que puede descomponerse. y formado de nuevo”. El informe recibió acaloradas objeciones: los datos de Lavoisier contradecían claramente la teoría del flogisto, respetada y popular en ese momento. Concluyó correctamente que el agua se forma combinando "gas combustible" con oxígeno y contiene (en masa) el 15% del primero y el 85% del segundo (datos modernos: 11,19% y 88,81%).

Dos años más tarde, Lavoisier volvió a experimentar con el agua. La Academia de Ciencias ante Lavoisier problema practico- encontrar una manera barata de producir hidrógeno como el gas más ligero para las necesidades de la aeronáutica emergente. Lavoisier reclutó al ingeniero militar, matemático y químico Jean Meunier para trabajar. Como material de partida eligieron agua; era casi imposible encontrar la materia prima más barata. Sabiendo que el agua es una combinación de hidrógeno y oxígeno, intentaron encontrar una manera de quitarle oxígeno. Para este fin eran adecuados varios agentes reductores, pero el más accesible era el hierro metálico. Desde la caldera de retorta, el vapor de agua entró en el cañón del arma al rojo vivo con limaduras de hierro. A una temperatura al rojo vivo (800 °C), el hierro reacciona con el vapor de agua y se libera hidrógeno:

3Fe + 4H 2 O → Fe 3 O 4 + 4H 2

El hidrógeno formado en este caso se recogió y el vapor de agua que no había reaccionado se condensó en el frigorífico y se separó del hidrógeno como condensado. Por cada 100 granos de agua se obtuvieron 15 granos de hidrógeno y 85 granos de oxígeno (1 grano = 62,2 mg). Este trabajo también fue importante. valor teórico. Confirmó conclusiones anteriores (de la experiencia de quemar hidrógeno en oxígeno debajo de una campana) de que el agua contiene un 15% de hidrógeno y un 85% de oxígeno (datos modernos: 11,19% y 88,81%).

Basándose en el hecho de que el "aire combustible" participa en la formación de agua, el químico francés Guiton de Morveau propuso en 1787 llamarlo hidrógeno (de las palabras hidro-agua y gennao-generar). La palabra rusa "hidrógeno", es decir "dar a luz al agua" es traducción exacta Nombre latino.

Joseph Louis Gay-Lussac y Alexander Humboldt, habiendo dirigido experimentos conjuntos En 1805 establecieron por primera vez que se necesitan dos volúmenes de hidrógeno y un volumen de oxígeno para formar agua. Pensamientos similares expresó el científico italiano Amedeo Avogadro. En 1842, Jean Baptiste Dumas estableció la proporción en peso de hidrógeno y oxígeno en el agua en 2:16.

Sin embargo, debido a que en la primera mitad del siglo XIX existía mucha confusión con las masas atómicas de los elementos y esta situación se complicó aún más con la introducción del concepto de “peso equivalente”, durante mucho tiempo La fórmula del agua se escribió en una variedad de versiones: a veces como HO, a veces como H 2 O e incluso H 2 O 2. D.I. escribió sobre esto. Mendeleev: “En los años 50, algunos tomaban O=8, otros O=16, si H=1 el agua para el primero era HO, peróxido de hidrógeno HO 2, para el segundo, como ahora, agua H2O, peróxido de hidrógeno H. 2 O 2 o HO. Reinaba la confusión y la confusión..."

Después del Congreso Internacional de Químicos en Karlsruhe, celebrado en 1860, fue posible aclarar algunas cuestiones que jugaron un papel importante en mayor desarrollo teoría atómico-molecular, y en consecuencia, en la correcta interpretación de la composición atómica del agua. Se estableció un simbolismo químico unificado.

Los estudios experimentales realizados en el siglo XIX utilizando métodos gravimétricos y volumétricos finalmente demostraron de manera concluyente que el agua como compuesto químico puede expresarse mediante la fórmula H 2 O.

Como ya se sabe, la molécula de agua es bastante "unilateral": ambos átomos de hidrógeno están adyacentes al oxígeno por un lado. Curiosamente, esto es extremadamente característica importante Las moléculas de agua fueron establecidas de forma puramente especulativa mucho antes de la era de la investigación espectroscópica por el profesor inglés D. Bernal. Partió del hecho de que el agua tiene un momento eléctrico muy fuerte (esto se sabía en ese momento, en 1932). La forma más sencilla, por supuesto, es "construir" una molécula de agua disponiendo todos sus átomos en línea recta, es decir. H-O-H. “Sin embargo”, escribe Bernal, “una molécula de agua no puede construirse de esta manera, porque con tal estructura una molécula que contenga dos átomos de hidrógeno positivos y un átomo de oxígeno negativo sería eléctricamente neutra y no tendría una direccionalidad definida... El momento eléctrico sólo puede existir si ambos átomos de hidrógeno están adyacentes al oxígeno en el mismo lado."

ANÁLISIS DE LAS ETAPAS DE EVOLUCIÓN DE BIOESTRUCTURAS (BS) HACIA ESTRUCTURAS CAPACES DE EXPLICAR LA MAYORÍA DE MISTERIOS DEL ORIGEN DE LOS CÓDIGOS GENÉTICOS. PARTE 1.

Anotación:

Se considera la primera etapa de creación de una estructura biológica (BS), que influyó en la creación de códigos genéticos. Se dan las características de sus dos subunidades idénticas y aditivos biológicos (BA); se revela la extrema importancia de los valores de densidad de las biosubunidades de BA y su BA en el mundo de la naturaleza.

Consideremos la primera fase de la estructura biológica (BS), que influyó en la creación de códigos genéticos. Las características de sus dos subunidades idénticas y aditivos biológicos (DB), revelaron valores de densidad de extrema importancia en biosubedinits BS y base de datos en el mundo de vida silvestre

Palabras clave:

propiedades; codigo genetico; estructura biológica; aminoácidos; codones; nucleótidos; nucleoproteínas; lipoproteínas; proteínas; enzimas; elementos químicos; Sáhara; influencia; densidad; densidad de natación.

propiedades; el código genético; la estructura biológica; aminoácidos; codones; proteínas; nucleótidos; nucleoproteínas; lipoproteínas; enzimas; productos químicos; azúcar; densidad de natación influencia, densidad.

Introducción.

Desde una perspectiva histórica, la cuestión de la evolución de los genes es la más importante, ya que la evolución de los genes está asociada con los orígenes de la vida en general y su mejora en particular. Dado que se ha revelado el papel original del ARN en el origen de la vida, se supone que el comienzo de la evolución de los genes se remonta a hace 3.500-4 mil millones de años, cuando se formaron las primeras moléculas de ARN, que de alguna manera determinaron la síntesis de proteínas, es decir, fueron los primeros guardianes de la información genética. Sin embargo, cuando surgió la necesidad de aumentar la eficiencia de la síntesis de proteínas, la capacidad de codificar información genética pasó al ADN, que se convirtió en el principal custodio de la información genética. En cuanto al ARN, se encontró entre el ADN y la proteína, convirtiéndose en un “portador” de información. Por supuesto, esta hipótesis no tiene evidencia. Sin embargo, muchos creen además que la aparición del ADN está asociada a una complicación de la estructura celular y, por tanto, a la necesidad de codificar una gran cantidad de información en comparación con el ARN. .

En este sentido, es extremadamente importante determinar la primera estructura biológica (BS) del mundo, que no sólo formaría todo el mundo del ARN, sino que también podría explicar lógicamente por qué era necesario atraer un quinto bioelemento al BS, el papel de los cuales se adaptaba tan bien otro derivado de pirimidina: la timina ( T). Y para ello es sumamente importante analizar las etapas de la formación evolutiva del BS, que ha completado por completo la creación del código genético universal.

1. Bioestructuras (BS), formadas por dos subunidades idénticas y un bioaditivo (BD), y sus características

Gracias al movimiento browniano constante y aleatorio de las moléculas de agua, dos biomoléculas (BM) idénticas en todos los aspectos son capaces no sólo de encontrarse, sino también de combinarse (agregarse) en una sola: una bioestructura de dos subunidades (BS), la primera en mucho tiempo. camino evolutivo de varias BS.

Al mismo tiempo, observamos que dos biosubunidades idénticas ayudan a unirse en una BS por su naturaleza anfipática, es decir, la presencia de dos grupos cualitativos diferentes en la composición de estas subunidades: hidrofóbicos, que evitan el contacto con moléculas de agua, e hidrofílicos. Estos grupos de subunidades en la Figura 1 están coloreados cian y azul.

Arroz. 1. Primeras bioestructuras evolutivas (BS), que constan de dos subunidades idénticas y un "bioaditivo" (BD), representadas en esta figura en forma de cilindro alargado

Como resultado de esta interacción de dos subunidades BS, se forman dos biobahías (BB) ubicadas simétricamente. Surgen como resultado del contacto de los constituyentes de estas dos subunidades de una determinada BS.

Gracias al mismo movimiento browniano constante y aleatorio de las moléculas de agua, en estos BB no solo podían entrar peculiares "aditivos biológicos" (BD) de estos BS: varios elementos químicos, que luego recibieron el nombre de bioelementos, y otras biomoléculas (BM), menos sección transversal y una densidad diferente a la de las subunidades que crearon la BS.

Pero ¿por qué las distintas BS necesitaban una base de datos? El hecho es que cada una de las moléculas de lípidos individualmente estaba rodeada por moléculas de agua, y cuando estas subunidades de BS se combinaban, el número de dichas moléculas de agua disminuía. En consecuencia, la protección térmica de las subunidades BS disminuyó. Para restaurar su valor, era deseable utilizar otras sustancias orgánicas que tuvieran más valores altos temperaturas de fusión (Tm), y también utilizan elementos químicos como BD, que en ocasiones tienen valores de Tm superiores a los de las subunidades lipídicas.

De hecho, Tpl. la glicina es 290°C, el calor específico de evaporación es −528,6 J/kg y el sodio es 97,8°C y 97,9 kJ/mol. El calcio tiene las mismas características: 837,85 °C y 153,6 kJ/mol; el agua tiene un calor específico de evaporación a 30 °C 2430 kJ/mol.

Dado que tanto las biomoléculas como los elementos químicos y sus compuestos pueden actuar como sustancias hidrófilas, recordamos que las sustancias con redes cristalinas iónicas (óxidos, hidróxidos, silicatos, sulfatos, fosfatos, arcillas, vidrios, etc.), así como las sustancias, son hidrófilas. naturaleza orgánica con los siguientes grupos polares: -OH, -COOH, -NO 2 y otros. Además, todos ellos tienen diferentes densidades.

En este sentido, observamos que el aumento en la densidad de la capa de agua se explica por una diferencia significativa en sus características de temperatura con respecto al agua circundante (es decir, la termoclina) o por su mayor salinidad.

Así, el agua de mar con una salinidad del 35% a una temperatura de 25°C tiene una densidad de 1,02412 g/cm 3, mientras que el agua pura es de 0,9971 g/cm 3. Los puntos de congelación de estas aguas también son diferentes: 0,00 °C - agua limpia y -1,91 °C para el agua de mar con la misma salinidad.

Debido al aumento de la salinidad, la densidad del agua aumenta desde el ecuador hasta los trópicos, y como resultado de una disminución de la temperatura, desde las latitudes templadas hasta el Círculo Polar Ártico. En invierno, las aguas polares descienden y se mueven en las capas inferiores hacia el ecuador, por lo que las aguas profundas del Océano Mundial son generalmente frías, pero enriquecidas con oxígeno.

Bajo la influencia de la gravedad, bajo la influencia del viento, la atracción de la Luna y el Sol y otros factores, el agua se mueve. Al moverse, el agua se mezcla, lo que permite distribuir uniformemente agua con diferentes niveles de salinidad, composición química y temperatura.

Como resultado, si los aminoácidos actuaron como tales BD, inmediatamente queda claro que su selección primaria y más estricta se llevó a cabo utilizando solo dos subunidades del BS primario.

En este caso, ya estos primeros BS, que constan de dos nucleótidos que interactúan, podrían, sin saberlo, comenzar a seleccionar aminoácidos para su uso futuro en la construcción de proteínas, y esta circunstancia se reflejó directamente en el papel de los dos primeros nucleótidos en los tres. -codón de nucleótido.

Al mismo tiempo, la simetría de la ubicación de dos BB en la primera BS dividió involuntariamente sus DB en dos grandes grupos, y el uso de aminoácidos como base de datos también estableció propiedades del código genético como la simetría de los codones y su complementariedad.

En este sentido, observamos que fue la presencia de dos BB a la vez lo que inevitablemente contribuyó a la división de los aminoácidos seleccionados por los BS en dos grandes grupos. Esta circunstancia, a su vez, condujo a la presencia de dos clases de aminoacil-tRNA sintetasas (APCasa, aaRS, aa-tRNA sintetasa, enzima EC 6.1.1), las enzimas más importantes de la etapa extrarribosómica de la síntesis de proteínas, implementando información genética y en total asciende a 20 unidades.

Cada ARSasa es específica de sólo uno de los 20 aminoácidos que forman las proteínas y uno o más ARNt.

La primera clase de ARSasas incluye enzimas que catalizan la síntesis de aminoacil-ARNt de los siguientes aminoácidos: arginina (Arg, R, C6H14N4O2, 1,1 g/cm³), valina (Val, V, C5H11NO2, 1,230 g/cm³), glutamina. ( Gln, Gln, Q, C5H10N2O3), glicina (Gly, G, Gly, C2H5NO2, 1,607 g/cm³), isoleucina (Ile, I, C6H13O2N), leucina (Leu, L, C6H13N1O2, 1,191 g/cm³), metionina (Met, Met, M, C5H11NO2S, 1.340 g/cm³), tirosina (Tyr, Y, C9H11NO3, 1.456 g/cm³), triptófano (Tri, Trp, W, C11H12N2O2), cisteína (Cys, Cys, C, C3H7NO2S).

La segunda clase de ARSasas incluye enzimas que catalizan la síntesis de aminoacil-ARNt de los siguientes aminoácidos: alanina (Ala, A, C3H7NO2, 1,424 g/cm³), asparagina Asn, Asn, N C4H8N2O3, 1,346 g/cm3), aspártico ácido (Asp, Asp , D, C4H7NO4, 1,67 g/cm³), histidina (His, H, C6H9N3O2), glicina (Gly, G, Gly, C2H5NO2, 1,607 g/cm³), lisina (Lys, K, C6H14N2O2), prolina (Pro, Pro, P, C5H9NO2, 1.186 g/cm³), serina (Ser, Ser, S, C3H7N1O3, 1.537 g/cm³), treonina (Tre, Thr, T, C4H9NO3), fenilalanina (Phen, Phe, F , C9H11NO2, 1,29 g/cm³).

Además, resultó que las ARSasas de clase 1 aseguran la transferencia del grupo aminoacilo primero al segundo grupo 2"-OH del residuo de ácido adenílico terminal, luego su movimiento al grupo 3"-OH (mediante una reacción de transesterificación), mientras que enzimas 2- Esta clase cataliza la transferencia de un grupo aminoacilo directamente al grupo 3"-OH del nucleótido adenilo terminal.

En este caso, es probable que en la primera etapa de la creación de los ribosomas, sus dos mitades fueran casi idénticas, al igual que los dos dominios adyacentes de varios dominios de proteínas, cuyas cadenas se utilizan en las enzimas modernas y en las proteínas receptoras.

En este sentido, recordemos que un dominio proteico es un glóbulo compacto que puede existir por sí solo o formar parte de una proteína más grande junto con otros dominios.

Sin embargo, no sólo los constituyentes de los dos dominios podrían formar BB. En etapas anteriores de la evolución, los BB podrían formarse en forma de curvaturas incluso de una pequeña cadena proteica (por ejemplo, un tripéptido). Y para crear curvas tan pronunciadas, el aminoácido prolina, que tiene 4 codones sinónimos (codones de la misma serie): CCU, CCC, CCA, CCG), se sintetiza en el cuerpo a partir del ácido glutámico.

En las proteínas, el átomo de nitrógeno de la prolina no está unido a un átomo de hidrógeno, por lo tanto, el grupo peptídico X-Pro no puede ser un donante de hidrógeno durante la formación de un enlace de hidrógeno. Como resultado, en lugares donde la prolina, que tiene una estructura conformacionalmente rígida, está localizada, es defectuosa enlaces peptídicos, y la cadena polipeptídica forma curvas y zigzags.

Esta propiedad de la prolina es muy útil en la creación de proteínas receptoras, que suelen tener varios dominios, ya que este aminoácido juega un papel importante en la formación de la estructura terciaria de la proteína. Así, a menudo se forman regiones de proteínas con un alto contenido de prolina. estructura secundaria Hélice de poliprolina tipo II.

El glutamato, un neurotransmisor importante, se sintetiza a partir de prolina en las células cerebrales. La L-prolina se encuentra en todas las proteínas naturales. Las proteínas vegetales son especialmente ricas en él: prolaminas, proteínas. tejido conectivo(10-15% en colágeno), β-caseína. L-Pro forma parte de la insulina, la hormona adrenocorticotrópica, la gramicidina C y otros péptidos biológicamente importantes. De paso, observamos que la D-prolina forma parte de algunos alcaloides.

Sin este aminoácido la reparación de los tejidos no sería posible, ya que la prolina deshidrogenasa es una enzima importante que interviene en la apoptosis ( muerte natural células), contribuyendo así en gran medida a la renovación de células en tejidos y órganos.

Dado que no solo los aminoácidos, sino también las sustancias químicas seleccionadas por su BS pueden actuar como BD de BS de dos subunidades, los siguientes hechos son de gran e indudable interés, lo que indica la influencia directa y compleja de algunos tipos de BD sobre otros tipos de BD. en la misma BS.

Esta circunstancia, a su vez, condujo a la aparición de activadores (que aumentan la velocidad de la reacción catalítica) e inhibidores de la catálisis de BS.

Los siguientes hechos confirman inadvertidamente esta conclusión.

EN años recientes Se supo que la prolina se sintetiza activamente en la etapa final de maduración de la uva. Además, se encontró un mayor contenido de prolina en uvas cultivadas con deficiencia de boro y manganeso en el suelo, y un contenido reducido en uvas cultivadas con deficiencia de zinc y molibdeno.

También se sabe que la prolina deshidrogenasa proporciona la capacidad de crear superóxido (superóxido), especies de oxígeno activas y ricas en electrones. El superóxido, a su vez, participa en el proceso de destrucción de las células dañadas y juega un papel importante en la prevención del desarrollo y propagación de tumores cancerosos.

En particular, la prolina deshidrogenasa normalmente transfiere electrones a la membrana mitocondrial, impidiendo que entren en contacto con el oxígeno para crear moléculas reactivas de superóxido.

De paso, observamos que la mitocondria es un orgánulo granular o filamentoso de doble membrana de aproximadamente 0,5 micrones de espesor. La mitocondria, característica de la mayoría de las células eucariotas, tanto autótrofas (plantas fotosintéticas) como heterótrofas (hongos, animales), está ausente en las bacterias.

Si se altera el funcionamiento de las mitocondrias en una célula, cambian a otra forma de obtener energía: la glucólisis. Esto produce ácido láctico, que destruye la matriz de colágeno que conecta las células entre sí. Como resultado, algunas de estas células pueden abandonar su lugar y moverse en el cuerpo, formando tumores en otras partes del cuerpo: metástasis.

Los hechos anteriores mostraron claramente la importancia del papel de los aminoácidos como BD BS y su conexión compleja con otro tipo de BD: los bioelementos.

Pero no menos importante es la influencia de las propiedades de las subunidades BS en el BD. En este sentido, prestemos atención al hecho de que cualquier BD que entre en el BB, debido a la resistencia del entorno externo y su inercia, al hacer avanzar el BS, siempre depende más de la segunda subunidad (desde su inicio). que en el primero. Como resultado de esto, la interacción con él y las propiedades de este BD dependerán de esta (segunda) subunidad del BS mucho más que de su otra subunidad.

Esta circunstancia llevó al hecho de que los dos grupos de aminoácidos descritos anteriormente, a su vez, tuvieron que dividirse en subgrupos de menor número.

De hecho, según los hechos establecidos del código genético, todos los codones con citosina (C) en la segunda posición codifican aminoácidos (Ser, Pro, Thr y Ala), de tamaño pequeño, y todos los codones con uracilo (U) en la La segunda posición codifica aminoácidos de tamaños diferentes (pero no extremos) con una cadena lateral hidrófoba (no polar): Phe, Leu, Ile, Met y Val.

Si excluimos los codones de terminación, entonces la presencia de adenina (A) en la segunda posición determina la cadena lateral polar o cargada de aminoácidos (Tr, His, Gln, Asp, Lus, Asp y Glu), que no son de tamaño pequeño. .

Entonces, los siguientes “aditivos biológicos” podrían interactuar con la guanina (G) en la segunda posición de dicha BS: el aminoácido más reactivo (Cys), el más grande y plano (Trp), el más grande y torpe (Arg), el más pequeño ( Gly), parte de la única serie incoherente (Ser) y sin sentido terminal ambiguo (UGA), que en algunos casos codifica el aminoácido número 21: la selenocisteína (Sec).

Al mismo tiempo, a veces el importe total de la carga de dicha nueva BS podría cambiar.

Esta propiedad del BS se debía al hecho de que las cabezas de las moléculas de lípidos siempre están cargadas negativamente o son neutras. Y dado que los BB forman dos de esas moléculas, queda claro por qué entre los elementos químicos biogénicos se seleccionaron principalmente iones metálicos con una carga de +2e.

Notemos de paso que en condiciones fisiológicas la carga negativa de los nucleótidos es una unidad mayor que el número de residuos de fosfato en la molécula. Debido a esta circunstancia, la estructura terciaria del ARN se estabiliza mediante iones metálicos divalentes, por ejemplo iones Mg2+, que se unen no sólo a los grupos fosfato, sino también a las bases.

Prestemos también especial atención al hecho de que dicho BS estaba dotado de nuevas propiedades adicionales, en primer lugar, una mayor sensibilidad a los cambios en el entorno externo que si no tuviera un DB. Y aquí sólo los aminoácidos, y no los elementos bioquímicos, podrían desempeñar el primer papel, ya que todos los aminoácidos son compuestos anfóteros, capaz de manifestarse como propiedades ácidas, debido a la presencia de un grupo carboxilo en sus moléculas, COOH, y propiedades básicas debidas al grupo amino, NH2.

Es bien sabido que cuando valores neutros En el entorno de pH, todos los grupos funcionales ácidos (capaces de donar H+) y todos los básicos (capaces de agregar H+) de aminoácidos están en un estado disociado. Por tanto, en un entorno neutro, los aminoácidos que contienen un radical que no se disocia tienen una carga total de cero.

Los aminoácidos que contienen grupos funcionales ácidos tienen una carga neta negativa, mientras que los aminoácidos que contienen grupos funcionales básicos tienen una carga neta positiva.

Un cambio de pH hacia el lado ácido (es decir, un aumento en la concentración de H+ en el medio) conduce a la supresión de la disociación de grupos ácidos.

En un ambiente muy ácido, todos los aminoácidos adquieren una carga positiva. Por el contrario, un aumento de la concentración grupo OH Provoca la eliminación de H+ de la red principal. grupos funcionales, lo que conduce a una disminución de la carga positiva.

En un ambiente altamente alcalino, todos los aminoácidos tienen una carga neta negativa. Por lo tanto, en un ambiente ácido, los aminoácidos existen en forma de cationes, y en un ambiente alcalino, en forma de aniones.

Las circunstancias descritas anteriormente influyeron directamente en la inclusión de aminoácidos en BS, ya que difieren notablemente en la estructura, tamaño y propiedades fisicoquímicas de sus radicales. Así, según la estructura química del radical, se dividen en alifáticos, aromáticos y heterocíclicos. Y los radicales alifáticos, a su vez, pueden contener grupos funcionales que les confieren propiedades específicas: carboxilo (-COOH), amino (-NH2), tiol (-SH), amida (-CO-NH2), hidroxilo (-OH) y guanidina. grupos.

La solubilidad de los radicales de aminoácidos está determinada por la polaridad de los grupos funcionales que forman la molécula (los grupos polares atraen el agua, los grupos no polares (hidrófobos) la repelen). Como resultado, los radicales de aminoácidos con carga polar tienen la mayor solubilidad en agua.

Prestemos atención a otra característica de los aminoácidos elegidos por BS como BD.

Algunos de estos aminoácidos no solo pueden convertirse en aminoácidos de su propia especie (es decir, en aminoácidos no esenciales), sino que también participan en la creación de subunidades BS: lípidos (Phe, Tyr, Leu, Lys y Trp) y nucleótidos.

Así, la molécula de ácido aspártico (Asp, Asp, D) forma una parte esencial del esqueleto de los núcleos de purina y pirimidina. Las mismas especies de nucleótidos están asociadas con el metabolismo de Gln. Además, la síntesis de purinas está asociada al metabolismo del aminoácido Gly.

El BD (en forma de aminoácidos) cae dentro del BB de un BS determinado si las densidades de sus subunidades y de las del BS difieren ligeramente. Para que un aminoácido llegue a todos los BB sin excepción (tanto superiores como inferiores), su densidad debe ser ligeramente menor que la de subunidades BS idénticas.

Esta conclusión puede ser confirmada por los valores de las siguientes densidades de BS ingresadas en paréntesis, en bioestructuras con 4 bolas, en las que cada dos bolas son completamente idénticas.

Tales BS son: codón UUU (1,32), que codifica Phe (1,29); codón GGG (2,2), que define Gly (1,607) y codón CCC (1,55), que codifica el aminoácido Pro (1,367).

Este patrón también es típico de otras BS, por ejemplo: los codones UUG (1,32+1,32 +2,2)/3 y UUA (1,32+1,32+ 1,662)/3 codifican Leu (1,293).

Por tanto, existe una clara tendencia en la diferencia entre las densidades de una subunidad y su BD (si se utilizan aminoácidos como tal): siempre es menor que la densidad de las subunidades de BD. La misma dependencia es especialmente visible en el caso de la densidad flotante de estas sustancias, que difiere algo de la densidad de estas sustancias en forma cristalina.

Pero en este caso también se puede suponer que la aparición inicial de dos secciones de ácido nucleico que interactúan (ARN-ARN: horquillas en el ARNt y en el ARNm, la aparición de ARN bicatenario, híbridos ARN-ADN y ADN bicatenario ) se asoció precisamente con la creación de BB adicionales, en las que podrían haber entrado DB adicionales, cambiando los valores de densidad de flotabilidad de este BS.

En este sentido, se puede suponer que la presencia en el ARNt de 4 "tallos" que contienen secciones de dos cadenas de ARN con aminoácidos insertados en sus BB "ensamblados" se debió al deseo de reducir la diferencia en la densidad flotante de APCasa con un aminoácido y un ARNt de un determinado codón.

Debido a la diferencia en las densidades de las subunidades y del BD, dicha BS podría subir (si la densidad del BD es menor que la de sus subunidades) o caer cuando la densidad del BD (en forma de elementos bioquímicos) fue mayor que el de las subunidades BD.

Esta diferencia en los valores de densidad afectará necesariamente no solo a la cantidad de energía cósmica recibida por la BS, sino también a su interacción con otras BS.

Esta circunstancia también explica lógicamente el motivo no sólo de la inclusión en la base de datos de varios BS de una lista completa de iones de metales pesados: hierro, cobre, zinc, molibdeno, titanio y otros, sino también sus combinaciones.

Por ejemplo, la enzima enolasa, cuyas múltiples formas (isoenzimas) son características de los tejidos de los peces, se activa mediante iones de magnesio (magnesio, Mg, 12, 1,738 g/cm³) - Mg2+; manganeso (Manganum, Mn, 25, 7,21 g/cm³) - Mn2+, potasio (Kalium, K, 19, 0,856 g/cm³) - K+, y es inactivado por iones de flúor (Fluorum, F, 9, (a -189 ° C) 1,108 g/cm³). El fluoruro es un ion flúor - F-1.

La enolasa se caracteriza por una estructura de dominio. En la hendidura profunda entre los dominios N-terminal pequeño y C-terminal grande hay centro activo enzima. Para manifestación actividad catalítica Los iones de magnesio son necesarios y sin ellos la enzima no sólo no tiene actividad, sino que además se disocia en subunidades.

Al aumentar la concentración de cobre en el agua que bebían los animales se observó lo siguiente: mayor número El cobre está unido al citosol; también se observa un aumento significativo en la concentración de cobre en las mitocondrias. El aumento del consumo de cobre conduce a la redistribución nutrientes, como resultado de lo cual disminuye el contenido de zinc y magnesio en las células renales y aumenta el contenido de calcio.

Los cambios en la concentración de nutrientes ciertamente afectan la actividad de muchas enzimas y, en última instancia, el metabolismo en el tejido renal. Se puede suponer que el metabolismo de los lípidos cambiará significativamente, ya que muchas enzimas implicadas en el metabolismo de los lípidos dependen del zinc y el magnesio.

Dado que esta sección del trabajo examina el papel de BS con subunidades absolutamente idénticas en la creación del código genético, observamos que las secuencias repetidas y el ADN satélite son uno de los patrones en la alternancia de nucleótidos en la mayoría del ADN de las células eucariotas. Estos ADN constan de secuencias únicas y parcialmente repetidas, que a veces constituyen (en un ratón) una décima parte del genoma.

Al tener una densidad de flotación diferente, el ADN con secuencias repetidas forma una banda satélite distinta cuando se centrifuga en un gradiente de densidad de CsCl. Cada una de las dos hebras de este ADN tiene una composición de bases tan diferente que están bien separadas en una solución de CsCI.

Por lo tanto, con un alto grado de certeza, podemos decir que los exones pre-ARNm, secciones de ácidos nucleicos que codifican proteínas, son áreas de comunicación directa entre el ADN y el ARN, y tienen densidades diferentes de la densidad de la mayor parte del ADN.

Cuando se combinan las subunidades de las cadenas de ADN y ARN, también se formarán BB, en las que pueden entrar los aminoácidos. Luego, cuando estas dos secciones interactuantes de las cadenas nucleicas divergen, los aminoácidos que caen en sus BB "ensamblados" pueden ser seleccionados activamente por las aminoacil-TRK sintetasas y, en combinación con el ARNt, entregarse al ribosoma y al ARNm para la síntesis de proteínas.

Recordemos de paso que los exones conectados secuencialmente forman el ARNm de los eucariotas. Tenga en cuenta también que algunas moléculas de ARNm también pueden catalizar el empalme de exones sin la participación de proteínas.

Para algunos virus, como los picornavirus, el ARNm forma todo su genoma.

Recordemos que el principal portador de energía en las células es el trifosfato de adenosina (trifosfato de nucleósido, abreviado ATP, inglés ATP, C10H16N5O13P3, 1,04 g/cm3), un ribonucleótido, y para comenzar el proceso de duplicación del ADN, también se utiliza un BS que contiene ARN. necesario. Este es un “sembrador” de ARN (cebador).

Ahora queda claro el motivo de las diferencias en los valores de las densidades flotantes de varios ADN y ARN, así como de sus híbridos ADN-ARN, que hicieron vida posible en el piso.

Es más, queda claro comunicación frecuenteÁcidos nucleicos con diversas proteínas. Después de todo, la densidad de flotación de las proteínas en soluciones de CsCl oscila entre 1,3 y 1,33 g/cm3, y en el caso del ARN, más de 1,9 g/cm3.

Para el ADN, el indicador de densidad está dentro de 1,7 g/cm3. Esto se debe a que en el ADN el nucleótido uracilo con una densidad de 1,32 g/cm3 es reemplazado por timina, que tiene una densidad de 1,23 g/cm3.

Para comprender mejor la importancia de este hecho para varios tipos de BS, reemplacemos mentalmente el aire en siguiente ejemplo para timina, un submarino - para BS y sus tanques - para ADN, guanina - para agua:

Al ajustar la cantidad de agua en los tanques de lastre (tanques), el submarino puede flotar a la profundidad deseada, cuya densidad del agua es igual a densidad media submarino. Si reclutas en tanques mas agua, desplazando una cantidad correspondiente de aire, entonces la densidad del submarino aumenta y se hunde, cayendo en capas de más agua fría con mayor densidad. Cuando la densidad del agua es igual a la densidad del submarino, el barco vuelve a flotar a una nueva profundidad.

Por lo tanto, la timina contribuyó involuntariamente no solo a una mayor combinación de ARN con ADN, sino también a un fuerte aumento en la distribución territorial de BS que la utilizan, es decir. un fuerte aumento en la arial de todos los organismos basados ​​​​en ADN y su aparición del agua a la tierra.

El análisis de los datos presentados indica que, dado que es mucho más fácil para el ADN, en lugar del ARN, interactuar con las estructuras de las proteínas, la cromatina del ADN tendrá una mayor estabilidad y se caracterizará por una mayor diversidad.

Es interesante que en este caso las cadenas de ácidos nucleicos bicatenarios pueden actuar como dos subunidades de BS, formando biobahías (BB), llamadas "surcos". Además, también habrá exactamente dos de ellos, como cualquier BS de dos subunidades.

En la estructura del ADN bicatenario, que tiene forma B, se distinguen dos surcos: uno grande, de 2,2 nm de ancho, y uno pequeño, de 1,2 nm de ancho. El ADN en forma A tiene un surco mayor profundo y estrecho y un surco menor ancho y poco profundo.

Una característica estructural importante del ARN que lo distingue del ADN es la presencia de un grupo hidroxilo en la posición 2" de la ribosa, lo que permite que la molécula de ARN exista en la conformación A en lugar de B, que se observa con mayor frecuencia en el ADN.

Las bases nitrogenadas en el área de los surcos mayor y menor interactúan con proteínas específicas involucradas en la organización de la estructura de la cromatina.

Probablemente sea esta característica de los ácidos nucleicos la que contribuyó a la creación de virus "desnudos", es decir, que contiene solo un nucleótido con subunidades proteicas: capsómeros.

Los fragmentos de la doble hélice del ARN también están formados por sus regiones complementarias ubicadas dentro de la misma cadena. En algunos casos, la proporción de regiones bicatenarias en el ARN puede alcanzar entre el 75 y el 90%. Probablemente esta circunstancia contribuyó a la aparición de virus de ARN bicatenario.

La gran mayoría de los virus son virus de ARN. Los virus de las plantas suelen contener ARN monocatenario, mientras que los bacteriófagos suelen tener ADN bicatenario.

Los nombres de las cadenas de ADN de los virus que contienen ADN monocatenario son similares a los del ARN: la cadena codificante es complementaria del ARNm (-) y la cadena no codificante es su copia (+). Sin embargo, los genomas de varios tipos de virus de ADN y ARN están representados por moléculas con diferentes polaridades, es decir, se puede transcribir cualquier cadena. Estos son, por ejemplo, los geminivirus (virus vegetales que contienen ADN monocatenario) y los arenavirus (virus animales que contienen ARN monocatenario).

Estudio de la composición de nucleótidos del ADN. varios organismos demostró que la proporción de pares bases nitrogenadas A+T/G+C es un indicador importante de la especificidad del ADN en diferentes organismos. Entonces, en humanos es 1,52, en ovejas -1,36, en la bacteria E.coli -0,93, en el agente causante de la gangrena gaseosa C. Perfringens - 2,70.

Dado que al principio se crearon BS con una densidad de flotación suficientemente grande, lo más probable es que la vida en la Tierra no se originó en aguas cercanas a la superficie, sino a profundidades bastante grandes y no lejos de la fuente de origen de sus componentes: subunidades y BD idénticas, es decir, cerca de volcanes submarinos de acción prolongada.

En este sentido, prestemos atención a los siguientes hechos bien conocidos.

Incluso el agua clara dispersa, refracta y polariza la luz de nuestra estrella más cercana, el Sol. En consecuencia, la suspensión inorgánica y orgánica de los productos de la erupción de un volcán submarino de este tipo podría largo tiempo no sólo polariza la luz refractada que penetra hasta estas profundidades, sino que también mejora su polaridad.

El astrobiólogo Jeremy Bailey ha demostrado teóricamente que en el espectro ultravioleta e incluso en el visible, la luz de las estrellas también puede polarizarse circularmente después de ser dispersada por partículas de polvo. Además, si los componentes polarizados derecho e izquierdo de la radiación ultravioleta resultan estar separados espacialmente, las moléculas de aminoácidos de un tipo específico se destruirán en las partes correspondientes de la nube molecular. simetría de espejo. En este caso, la luz polarizada en el sentido de las agujas del reloj (si se mira hacia el haz) tiene un efecto perjudicial sobre las moléculas D, mientras que la luz polarizada en el sentido contrario a las agujas del reloj, por el contrario, destruye sólo los L-aminoácidos.

Nuestro planeta, a diferencia de Venus y Urano, gira en la misma dirección que el Sol. En este caso luz de sol, polarizados en el sentido de las agujas del reloj, en agua podrían aumentar constantemente la concentración de L-aminoácidos y disminuir la concentración de moléculas de lípidos.

En este sentido, las moléculas de azúcares y nucleótidos, así como los lípidos que pertenecen a la serie D de sustancias, podrían aumentar su concentración sólo bajo la película de lipoproteínas con una gran proporción de aminoácidos, es decir, bajo la membrana externa de la BS.

Es muy posible que fueran los BD en forma de aminoácidos los que contribuyeran a la protección de los lípidos BS de los efectos nocivos sobre ellos. luz polarizada Sol. En aquella época, el BS acogió con agrado incluso la creación inespecífica y aleatoria de proteínas dipéptidos, que posteriormente contribuyeron a la creación del aparato de traducción de la célula.

Ahora queda claro no sólo la elección de los L-aminoácidos por parte de varios BS, sino también el hecho de que las estructuras proteicas están presentes en cantidades masivas precisamente en Superficie exterior bicapa lipídica. El porcentaje de proteínas y lípidos en la membrana: bacterias es 55-65/10-20, cloroplastos - 50-60/40-50, núcleo - 48-52/38-47. mitocondrias - 60-65/35-40, eritrocitos - 60/40, nervio ciático - 20-40/60-80.

Los lípidos constituyen entre el 10 y el 20% del peso corporal de una persona. El cuerpo humano adulto contiene de 10 a 12 kg de lípidos, de los cuales 2 a 3 kg son lípidos estructurales. La gran mayoría de los lípidos de reserva (hasta un 98%) se concentran en el tejido adiposo. El tejido nervioso contiene hasta un 25% de lípidos estructurales y membranas biológicas, un 40% (en peso seco).

La proporción de grasas (lípidos) y proteínas en las lipoproteínas es diferente.

La cantidad mínima de proteína está contenida en quilomicrones (0,96 g/cm3).

Colesterol (colesterol, C27H46O) - estabilizador de la fluidez de la membrana plasmática tiene una densidad de 1,05 g/cm³. El colesterol se transporta a los tejidos periféricos mediante quilomicrones, VLDL y LDL. Al hígado, desde donde se elimina el colesterol del cuerpo, se transporta mediante apoliproteínas del grupo HDL.

Tenga en cuenta también que los lípidos también se unen al ADN, y la unión de todos los ácidos grasos al surco menor del ADN es más fuerte que al surco mayor.

Ahora queda por prestar más atención a otra propiedad del agua que contribuyó a la elección de las sustancias utilizadas por BS.

En este sentido, recordamos que los gradientes de alta densidad (pinoclina) a una profundidad de 70-90 m impiden el ascenso de sales ricas en nutrientes. aguas profundas a la zona de fotosíntesis. En consecuencia, para aumentar la densidad del citoplasma de las células BS fotosintéticas, fue necesario utilizar sustancias distintas a las sales, por ejemplo, azúcares.

Al mismo tiempo, la aparición de azúcares dentro de la capa lipídica podría contribuir a la formación de azúcares nucleotídicos y a la creación primero de ARN y luego de ADN.

Dado que la vida se originó en un ambiente acuático, también hay mucha agua en el citoplasma y en la sangre. La densidad del entorno principal del citoplasma celular, el hialoplasma, varía dentro de límites estrechos de 1,025 a 1,055 g/ml y, al igual que la densidad de la sangre, depende del contenido de elementos formados, proteínas lipídicas y diversos polisacáridos. De paso, observamos que en el hombre la densidad de la sangre es de 1,060-1,064 g/ml.

El nivel normal de glucosa para niños menores de 14 años es de 3,33 - 5,55 mmol/l; para adultos, el nivel normal de glucosa en sangre es de 3,89 - 5,83 mmol/l. A partir de los 60 años, el nivel de glucosa normalmente aumenta hasta 6,38 mmol/l. Durante el embarazo, la glucosa es normal: 3,3-6,6 mmol/l.

El cambio en la densidad de las soluciones de sacarosa en agua (g/ml) a diferentes concentraciones de esta sustancia (%) es el siguiente: 1,020 (5%), 1,041 (10%), 1,062 (15%), 1,084 (20% ), 1.107 (25%), 1.131 (30%).

Teniendo en cuenta los hechos anteriores, se puede suponer que inicialmente se seleccionaron varios azúcares de ambiente membranas lipídicas primarias solo para aumentar la densidad del entorno intracelular y así facilitar el movimiento de biosubunidades tanto de lípidos como de ácidos nucleicos recolectados bajo su protección. Así, varios azúcares no solo son sustratos de reacciones oxidativas, sino que también, por su mera presencia en el citoplasma de las células, contribuyen a mejor trabajo varias estructuras catalíticas.

¿Y no es esta propiedad de los azúcares, el factor de crecimiento de todos los BS sin excepción, la que actualmente está directamente asociada con la insulina, que es la principal hormona del páncreas?

La insulina es la principal hormona metabólica anabólica (que fortalece los tejidos) que controla muchos aspectos de la regulación de la glucosa, el almacenamiento de grasa en el cuerpo y muchas otras funciones. Con su deficiencia, el nivel de glucosa en la sangre aumenta y las células mueren de hambre. Esto se debe a que la insulina es esencial para transportar la glucosa desde la sangre a las células, que deben utilizarla como combustible para sobrevivir y almacenar la glucosa en las células grasas en forma de triglicéridos para el consumo energético futuro. Pero, a diferencia del efecto anabólico de la testosterona, que se utiliza para desarrollar músculos y huesos, la insulina es una hormona anabólica que almacena grasa.

La insulina es una fuente muy poderosa de formación de grasas (lipogénesis) y un inhibidor muy fuerte de la degradación de grasas (lipólisis). La insulina tiene el efecto de aumentar la proporción de grasa y músculo, por lo que cuanto más estimulación de la insulina haya, menos células musculares habrá para quemar grasa. El exceso de insulina es una penalización inevitable si tienes problemas con exceso de peso.

La glucosa pura puede ser absorbida directamente, por ejemplo, por el cerebro y los músculos. El cerebro y otros órganos responden a los niveles de glucosa produciendo "hormonas de la saciedad". El trabajo del páncreas, que produce insulina, es una hormona responsable de la absorción de glucosa por los tejidos y de reducir su concentración en sangre.

Ahora la frase “El azúcar es muerte blanca” queda clara en muchos sentidos.

Una alta concentración de azúcares en el espacio intracelular conducirá necesariamente a un aumento significativo en la densidad del citoplasma, lo que, a su vez, complicará el movimiento de las subunidades del BS catalizador.

Al mismo tiempo, detener el trabajo de las enzimas conduce inevitablemente al coma y, a menudo, a la muerte, es decir, al cese de las funciones vitales del cuerpo.

¿Por qué es tan peligroso para cuerpo humano¿coma? El coma (del griego κῶμα - sueño profundo) es una condición potencialmente mortal caracterizada por pérdida del conocimiento, debilitamiento agudo o falta de respuesta a estímulos externos, extinción de los reflejos hasta su desaparición completa, alteración de la profundidad y frecuencia de la respiración, cambios en tono vascular, aumento o disminución del pulso, violación de la regulación de la temperatura.

Las características dadas de este estado tan peligroso del cuerpo indican claramente alteraciones en el trabajo de numerosos BS catalizadores y transferentes, que han comenzado su camino evolutivo del encuentro de dos subunidades idénticas y el BD, atrapado en el BD, creado por los constituyentes de estas subunidades.

Conclusiones.

Es el movimiento browniano de las moléculas orgánicas en un ambiente acuoso el que es la razón no sólo de la autoorganización del BS, sino también de su autocuración.

La autoorganización la llevan a cabo moléculas con dimensiones y densidades geométricas aproximadamente iguales, y este proceso con máxima eficiencia se logra en la zona de su flotabilidad cero utilizando el movimiento browniano. Es en esta zona de densidad donde las subunidades BS y su BD gastan toda su energía solo en sus diversos movimientos en plano horizontal e interacciones entre sí.

Dado que las moléculas con densidades similares se autoensamblan más fácilmente con la ayuda del movimiento browniano, una parte del BS después de un cierto período de tiempo ya no podía ensamblarse a partir de subunidades absolutamente idénticas, sino, por ejemplo, de una mezcla de adenina y citosina. A su vez, la mutación espontánea de la citosina en uracilo, y este último, mediante metilación en timina, condujo a una diversidad aún mayor de estos BS y a la inclusión de más aminoácidos y bioelementos químicos.

Debido a que las dos bases nucleicas del codón forman un estrechamiento del canal de reacción BS (el llamado biobay o BB), en el que pueden ser utilizados tanto sus propios aminoácidos como los que se aproximan a él en tamaño, densidad y síntesis. conservarse durante mucho tiempo, queda claro por qué en el código genético los codones con un primer nucleótido común codifican aminoácidos con vías biosintéticas similares y con segundo lugar general nucleótido: similar en hidrofilicidad o hidrofobicidad.

La creación de todo tipo de bioestructuras (BS) se ve facilitada por la presencia de dos grupos de diferente calidad en la composición de sus subunidades y bioaditivos (BD): hidrófobos, que evitan el contacto con las moléculas de agua, e hidrófilos, es decir, su anfipaticidad.

El uso de elementos químicos como BD llevó al hecho de que mucho antes de la aparición de estructuras celulares, ya desde el momento de la creación de dos subunidades, se podían llevar a cabo procesos biogeoquímicos: los fenómenos de concentración y dispersión de elementos químicos con la participación de representantes de la naturaleza viva.

En consecuencia, con la aparición de la primera BS, comenzó un cambio en el entorno externo. Los procesos biogeoquímicos jugaron un papel importante en la formación de algunos depósitos como areniscas cuprosas, areniscas que contienen uranio, etc. El papel de los procesos biogeoquímicos geoquímicos en la formación de halos secundarios de dispersión de depósitos y la formación de anomalías geoquímicas es grande.

A lo largo de la historia geológica, los procesos biogeoquímicos crearon la moderna atmósfera de oxígeno de la Tierra (fotosíntesis de las plantas), casi liberaron la atmósfera del CO2, cambiaron la composición de las aguas superficiales y subterráneas y, en particular, llevaron a la formación de sulfuro de hidrógeno en los limos y las aguas subterráneas. , y la precipitación de sulfuros metálicos. Los métodos biogeoquímicos para buscar depósitos minerales se basan en la determinación de la composición elemental de las plantas.

Sin embargo, el entorno externo también juega un papel muy importante en el cambio del BS. En este sentido, recordemos que cualquier nucleótido es una sustancia formada por una base nitrogenada, azúcar y un residuo de ácido fosfórico.

Y fueron precisamente los gradientes de alta densidad (pinoclina) a una profundidad de 70-90 m, que impidieron el ascenso de aguas profundas ricas en sales nutritivas a la zona de fotosíntesis, los que contribuyeron a la acumulación de azúcares dentro de los volúmenes de liposomas y, como resultado Como resultado, a la inevitable división de los objetos de la naturaleza viva en dos grandes grupos: organismos foto y no fotosintéticos, es decir. en heterótrofos (que utilizan sustancias orgánicas preparadas para su vida) y autótrofos (bacterias fototróficas, algas y plantas verdes, así como quimioautótrofos).

Quimioautótrofos (bacterias que utilizan reacciones de oxidación para obtener energía). sustancias inorgánicas) en comparación con los fotosintéticos crean poca biomasa, pero desempeñan el papel principal en el cierre ciclos biogeoquímicos nitrógeno, azufre, hierro y otros elementos de la biosfera. Como resultado, algunas de ellas, como las bacterias nitrificantes, aumentan la fertilidad del suelo.

La participación de varios azúcares como sustancias adicionales que ayudan a aumentar la densidad del ambiente intracelular ha llevado a un movimiento más eficiente de las subunidades BS y a la creación de varios tipos de glicolípidos y glicopéptidos.

Observemos también que una parte de las reacciones de descomposición de los lípidos, que suministran esqueletos carbonados para la síntesis de sacarosa y otros carbohidratos, ocurre en el citoplasma y en las mitocondrias, y la otra, en cuerpos esféricos rodeados de membranas (glioxisomas) que contienen enzimas de el ciclo del glioxilato: una secuencia de reacciones asociadas con la descomposición de las grasas.

A su vez, el aumento de la concentración de diversos azúcares (hidratos de carbono) en el medio intracelular, junto con los aminoácidos, contribuyó a la aparición de los primeros nucleótidos que componen el ARN, así como al uso de su nucleótido más ligero, la timina (1,23 g/ cm3) en ácidos nucleicos, que es lo que finalmente llevó al uso del ADN por parte de diversas BS.

Dado que se observan procesos mutacionales tanto en el ARN como en el ADN de las BS, se puede considerar probado que la aparición de timina en las BS contribuyó, en primer lugar, a un fuerte aumento en la arial de las BS que contienen azúcar, lo que posteriormente condujo a la creación de procariotas: arqueas y bacterias y eucariotas.

Teniendo en cuenta que la densidad del ATP es incluso menor que la de la timina y es de sólo 1,04 g/cm3, se puede suponer que inicialmente acompañó las reacciones de los lípidos BS, primero en el mundo del ARN y luego en el mundo del ADN, ya que membranas celulares sirven de marco para la síntesis de sus propios componentes. Por lo tanto, aproximadamente la mitad de todas las membranas celulares están limitadas por las cavidades laberínticas del retículo endoplásmico (RE), en el que el RE sintetiza lípidos para el resto de la célula.

Tenga en cuenta que muchos procesos bioquímicos importantes ocurren dentro de las membranas o en sus superficies. Por ejemplo, cuando fosforilación oxidativa y la fotosíntesis requiere una membrana semipermeable para acoplar el transporte de protones a la síntesis de ATP.

También se sabe que en el lado del RE que mira hacia el citosol hay muchos otros orgánulos: los ribosomas, que participan en la síntesis de proteínas integrales de membrana y proteínas solubles destinadas a la secreción o a otros orgánulos.

En este caso, se puede argumentar que todos los compartimentos celulares deben tener no solo una función característica, sino también un valor bastante estrictamente definido de la densidad de su entorno. Así, el núcleo no sólo contiene la parte principal del genoma celular, sino que también asegura la síntesis de ARN y ADN. De paso, observemos que en algunas bacterias el ADN está unido a una invaginación de la membrana plasmática llamada mesosoma.

Las mitocondrias y los cloroplastos proporcionan a la célula energía para el ATP, que se utiliza en reacciones biosintéticas que requieren energía libre.

Además, esta suposición se ve confirmada involuntariamente por los valores de la densidad media de ADN de diferentes BS de una misma célula. Por tanto, las densidades del ADN nuclear, mitocondrial y del cloroplasto difieren no sólo en una célula. Son diferentes para diferentes BS, incluidas las partículas virales.

Es muy posible que la incorporación de una parte importante de las proteínas que requiere un determinado orgánulo celular también esté asociada a los valores de sus densidades. Después de todo, se sabe que la síntesis de casi todas las proteínas celulares en el ADN-BS comienza en el citosol, el espacio común que rodea a todos los orgánulos. Luego, cada proteína recién sintetizada se entrega específicamente al compartimento celular u orgánulo que la necesita.

El uso de aminoácidos como BS en el futuro contribuyó no solo a la formación de lipoproteínas BS, cuya creación, a su vez, facilitó el ensamblaje de los nucleótidos BS, sino que también condujo a la diversidad de lípidos, ya que su síntesis está directamente relacionada. al metabolismo de cinco aminoácidos: Phe, Tyr, Leu, Lys y Trp.

La alta sensibilidad de los aminoácidos a los cambios en el entorno externo e interno sólo fue bienvenida cuando fueron elegidos como BD BS, lo que posteriormente condujo a la creación de varios BS enzimáticos.

Un hecho importante al elegir aminoácidos como suplementos dietéticos es su siguiente característica: con falta de grasas o carbohidratos, los aminoácidos pueden oxidarse y liberar energía. Esta es también una propiedad extremadamente importante de los aminoácidos para el mundo del ARN, ya que el ATP es una fuente universal de energía para muchos procesos bioquímicos, que se utiliza directamente y no como una forma de almacenamiento de energía.

Los métodos de análisis modernos han encontrado dos tercios de los elementos químicos en el agua de mar. Varios BS los seleccionaron como su BD, convirtiéndolos así en bioelementos. Muchos de ellos se unen a ácidos nucleicos de doble cadena, que en este caso actúan como BS de dos subunidades con BD en forma de bioelementos.

El beneficio descrito anteriormente de la presencia de BD en BS, que consta de dos subunidades idénticas y un BD, condujo involuntariamente en el proceso de evolución no solo a su máxima compatibilidad. DB a menudo contribuyó personalmente a la creación de BB adicionales en nuevas BS de tres subunidades.

Para crear la geometría correcta de la columna vertebral de doble hélice del ADN, es muy importante que las purinas más grandes siempre se emparejen con las pirimidinas más pequeñas. Sin embargo, dado que cada uno de los nucleótidos tiene su propia densidad, tanto los pares de nucleótidos BS GC como AT tendrán densidades diferentes.

Dado que cada uno de estos pares forma diferentes cantidades enlaces de hidrógeno, es posible determinar la relación entre la diferencia en los valores de sus densidades y cantidades de enlaces. Por lo tanto, la diferencia en las densidades de un par AT conectado por dos enlaces de hidrógeno será de 0,37 g/cm3, y en un par G-C conectado por tres enlaces de hidrógeno será de 0,65 g/cm3. En este caso, un enlace de hidrógeno del par AT mantiene una diferencia de 0,185 g/cm3, y un enlace de hidrógeno del par G-C mantiene una diferencia de 0,223 g/cm3. Por tanto, el enlace entre los nucleótidos G y C es más fuerte que entre los nucleótidos A y T.

Esta propiedad de los enlaces se reflejó en la temperatura de fusión del ADN. Cuantos más pares de GC haya en el ADN, mayor será su temperatura de fusión (es decir, la divergencia de las cadenas de esta doble hélice de nucleótidos).

En este sentido, también queda claro que la proporción de pares de bases nitrogenadas A+T/G+C es un indicador importante de la especificidad del ADN en diferentes organismos. Al mismo tiempo, la composición de nucleótidos del ADN en un mismo genotipo permanece constante en condiciones ambientales cambiantes, lo que es el factor más importante para preservar las propiedades hereditarias del organismo.

Por lo tanto, todos los hechos presentados en el trabajo indican de manera convincente la extrema importancia de los valores de densidad y densidad flotante en la creación de BS.

En consecuencia, es esta característica de los componentes del BS la que es tan fundamental para el mundo de la naturaleza viva como el valor del peso atómico para los objetos de naturaleza inanimada. Ésta es toda la esencia de la principal ley biológica.

Tenga en cuenta también que las moléculas de agua, creando BS con su movimiento continuo, pueden interferir constantemente con su integridad, llevándose consigo tanto sus subunidades como BD, que seleccionaron del medio acuático.

En este sentido, es lógico suponer que los BS que contienen subunidades y los BD, de tamaño pequeño y con la misma densidad, pueden realizar eficazmente sus funciones sólo con un número determinado de ellas. Y esta circunstancia seguramente se manifestará en los ácidos nucleicos del BS mediante la repetición de sus genes, lo que, a su vez, debido a sus mutaciones, conducirá a una diversidad de BS.

Confirmemos esta suposición con los siguientes hechos.

En los cloroplastos, la clorofila y otros pigmentos incrustados en los tilacoides se ensamblan en unidades funcionales (de 250 a 400 moléculas cada una) llamadas fotosistemas.

El tamaño de la porción del genoma ocupada por secuencias repetitivas varía ampliamente entre taxones. En la levadura alcanza el 20%, en los mamíferos se repite hasta el 60% de todo el ADN. En las plantas, el porcentaje de secuencias repetidas puede superar el 80%.

El análisis de los hechos anteriores nos permite afirmar que el agua no es sólo la cuna de los primeros BS, sino también su creadora y el factor principal en la evolución de la naturaleza viva. Pero fue precisamente el carácter anfipático de los componentes del BS, que condujo a la creación del primer BS que contenía dos subunidades idénticas, lo que se convirtió en la base para el surgimiento de toda la diversidad de representantes de la naturaleza viva.

Bibliografía:

Introducción

El cuerpo humano está compuesto casi en un 70% de agua. El agua es principalmente un disolvente en cuyo medio tienen lugar todos los actos elementales de la vida. Además, el agua es un producto y sustrato. metabolismo energético en una célula viva. En sentido figurado, el agua es el escenario en el que se desarrolla la acción de la vida y participante en las principales transformaciones bioquímicas.

Se sabe que el agua está presente en todas las partes de nuestro cuerpo, aunque por ejemplo en la corteza cerebral es el 85%, en la piel el 72%, en el esmalte dental sólo el 3%. Esto indica que los órganos que trabajan más intensamente contienen más agua.

Una parte del agua del cuerpo puede unirse más o menos firmemente a las sustancias disueltas en ella y a la superficie de las macromoléculas de biopolímeros mediante enlaces de hidrógeno y fuerzas de interacción ion-dipolo. Esto puede conducir a un cambio notable en la configuración, los tamaños efectivos y los pesos de ciertas partículas que participan en la reacción y, en algunos casos, a una modificación significativa de sus propiedades. Por ejemplo, resulta que los canales de sodio de las células nerviosas, que tienen un diámetro de aproximadamente 0,5 nm, son prácticamente inaccesibles para el paso de iones de potasio a través de ellos, aunque el diámetro del ion K+ en sí es de 0,26 nm. En realidad, el ion K+ está hidratado y, por tanto, para calcular su tamaño efectivo, al diámetro del ion K+ se le debe sumar el diámetro de la molécula de agua de 0,28 nm. Como resultado, un ion complejo + con un diámetro de casi 0,6 nm a través canal de sodio no puede pasar, mientras que el ion + hidratado con un diámetro de aproximadamente 0,47 nm se difunde libremente a través de este canal.

Otro ejemplo de cambio en el tamaño de un sustrato biológico puede ser una molécula de ADN. En particular, se sabe que por cada nucleótido de una macromolécula hay alrededor de 50 moléculas de agua asociadas al ADN. EN total una película de ADN acuosa aumenta el diámetro efectivo de una macromolécula de ADN cilíndrica de 2 nm en estado anhidro a 2,9 nm en una solución acuosa, lo cual es extremadamente importante, por ejemplo, al leer información de ella.

Estructura del agua

El agua es una sustancia única y todas sus propiedades anómalas: alto punto de ebullición, importante capacidad de disolución y disociación, baja conductividad térmica, alto calor de evaporación y otras se deben a la estructura de su molécula y a su estructura espacial.

Una molécula de agua individual tiene una cualidad que se manifiesta sólo en presencia de otras moléculas: la capacidad de formar puentes de hidrógeno entre los átomos de oxígeno de dos moléculas adyacentes, de modo que el átomo de hidrógeno se encuentra en el segmento que conecta los átomos de oxígeno. La capacidad de formar tales puentes se debe a la presencia de un especial interacción intermolecular, en el que el átomo de hidrógeno juega un papel importante. Esta interacción se llama enlace de hidrógeno.

Cada una de las moléculas de agua unidas a una determinada es capaz de unir más moléculas. Este proceso se puede llamar "polimerización". Si solo uno de los dos enlaces posibles participa en la adición de la siguiente molécula y el otro permanece vacío, entonces la "polimerización" conducirá a la formación de una cadena en zigzag o un anillo cerrado. El anillo más pequeño parece estar formado por cuatro moléculas, pero el ángulo de 90° hace que los enlaces de hidrógeno sean extremadamente estrechos. Los anillos de cinco eslabones (ángulo de 108°) deben estar prácticamente sin tensión, y los anillos de seis eslabones (ángulo de 120°), así como los anillos de siete eslabones, deben estar tensos.

Un examen de estructuras reales de hidratos muestra que, de hecho, el más estable es el anillo de seis miembros que se encuentra en las estructuras de hielo. Los anillos planos son privilegio de los hidratos de clatrato y, en todas las estructuras conocidas, se encuentran con mayor frecuencia anillos planos de cinco miembros de moléculas de agua. Por regla general, en todas las estructuras de los hidratos de clatrato se alternan con anillos de seis miembros, muy raramente con anillos de cuatro miembros y, en un caso, con un anillo plano de siete miembros.

En general, la estructura del agua aparece como una mezcla de todo tipo de estructuras de hidratos que pueden formarse en ella.

En el aspecto aplicado, esto tiene, por ejemplo, importante para entender la acción sustancias medicinales. Como demostró L. Pauling, la forma clatrato estructurada del agua en las formaciones intersinápticas del cerebro asegura, por un lado, la transmisión de impulsos de una neurona a otra y, por otro lado, cuando una sustancia anestésica ingresa a estas áreas, dicha transmisión se altera, es decir, se observa el fenómeno de la anestesia. La hidratación de determinadas estructuras cerebrales es una de las bases para la implementación de la acción de los analgésicos narcóticos (morfina).

Importancia biológica del agua.

Agua como disolvente. El agua es un excelente disolvente para sustancias polares. Estos incluyen compuestos iónicos como las sales, en las que las partículas cargadas (iones) se disocian en agua cuando la sustancia se disuelve, así como algunos compuestos no iónicos, como los azúcares y alcoholes simples, en cuya molécula están presentes grupos cargados (polares) (-OH).

Los resultados de numerosos estudios de la estructura de las soluciones de electrolitos indican que durante la hidratación de los iones en soluciones acuosas, el papel principal lo desempeña la hidratación de corto alcance: la interacción de los iones con las moléculas de agua más cercanas a ellos. De gran interés es el esclarecimiento de las características individuales de la hidratación de corto alcance de varios iones, tanto el grado de unión de las moléculas de agua en las capas de hidratación como el grado de distorsión en estas capas de la estructura tetraédrica similar al hielo del agua pura: la Los enlaces en la molécula cambian a un ángulo parcial. El tamaño del ángulo depende del ion.

Cuando una sustancia se disuelve, sus moléculas o iones pueden moverse más libremente y, en consecuencia, aumenta su reactividad. Por esta razón, la mayoría de las reacciones químicas en una célula ocurren en soluciones acuosas. Las sustancias no polares, como los lípidos, no se mezclan con el agua y, por lo tanto, pueden separar soluciones acuosas en compartimentos separados, del mismo modo que las membranas las separan. Las partes no polares de las moléculas son repelidas por el agua y, en su presencia, se atraen entre sí, como ocurre, por ejemplo, cuando las gotas de aceite se fusionan en más gotas grandes; en otras palabras, las moléculas no polares son hidrófobas. Estas interacciones hidrofóbicas desempeñan un papel importante a la hora de garantizar la estabilidad de las membranas, así como de muchas moléculas de proteínas, ácidos nucleicos y otras estructuras subcelulares.

Las propiedades inherentes del agua como disolvente también significan que el agua sirve como medio para el transporte de diversas sustancias. Desempeña esta función en la sangre, en los sistemas linfático y excretor, en el tracto digestivo y en el floema y xilema de las plantas.

Gran capacidad calorífica . Capacidad calorífica específica El agua es la cantidad de calor en julios que se requiere para elevar la temperatura de 1 kg de agua en 1 ° C. El agua tiene una alta capacidad calorífica (4,184 J/g). Esto significa que un aumento significativo de la energía térmica provoca sólo un aumento relativamente pequeño de su temperatura. Este fenómeno se explica por el hecho de que una parte importante de esta energía se gasta en romper los enlaces de hidrógeno que limitan la movilidad de las moléculas de agua.

La alta capacidad calorífica del agua minimiza los cambios de temperatura que se producen en ella. Gracias a esto, los procesos bioquímicos ocurren en un rango de temperatura más pequeño, a una velocidad más constante, y el peligro de interrupción de estos procesos debido a desviaciones repentinas de temperatura los amenaza con menos fuerza. El agua sirve como hábitat para muchas células y organismos, que se caracteriza por una constancia de condiciones bastante significativa.

Alto calor de vaporización. El calor latente de evaporación es una medida de la cantidad de energía térmica que se debe impartir al líquido para su transición a vapor, es decir, para superar las fuerzas de cohesión molecular en el líquido. La evaporación del agua requiere bastante cantidades significativas energía (2494 J/g). Esto se explica por la existencia de enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua. Es por esto que el punto de ebullición del agua, una sustancia con moléculas tan pequeñas, es inusualmente alto.

La energía necesaria para que las moléculas de agua se evaporen proviene de su entorno. Por tanto, la evaporación va acompañada de enfriamiento. Este fenómeno se utiliza en animales durante la sudoración, durante la disnea térmica en mamíferos o en algunos reptiles (por ejemplo, cocodrilos), que se sientan al sol con la boca abierta; También puede desempeñar un papel importante en el enfriamiento de las hojas que transpiran.

Alto calor de fusión. El calor latente de fusión es una medida de la energía térmica necesaria para fundir un sólido (hielo). El agua para derretirse (derretirse) requiere relativamente un gran número de energía. Lo contrario también ocurre: cuando el agua se congela, debe liberar una gran cantidad de energía térmica. Esto reduce la probabilidad de que el contenido de la célula y el líquido circundante se congelen. Los cristales de hielo son especialmente dañinos para los seres vivos cuando se forman dentro de las células.

Densidad y comportamiento del agua cerca del punto de congelación.. La densidad del agua (máxima a +4° C) disminuye de +4 a 0° C, por lo que el hielo es más ligero que el agua y no se hunde en ella. El agua es la única sustancia que tiene mayor densidad en estado líquido que en estado sólido, ya que la estructura del hielo es más suelta que la estructura del agua líquida.

Como el hielo flota en el agua, se forma cuando se congela primero en su superficie y finalmente en las capas inferiores. Si los estanques se congelaran en orden inverso, de abajo hacia arriba, luego en áreas con un clima templado o frío, la vida en cuerpos de agua dulce no podría existir en absoluto. El hecho de que capas de agua cuya temperatura ha descendido por debajo de los 4 °C se eleven hacia arriba provoca la mezcla del agua en los grandes embalses. Los nutrientes que contiene circulan junto con el agua, por lo que los cuerpos de agua están poblados de organismos vivos a grandes profundidades.

Después de una serie de experimentos, se descubrió que el agua unida a temperaturas inferiores al punto de congelación no se transforma en la red cristalina del hielo. Esto es energéticamente desfavorable, ya que el agua está bastante firmemente unida a las regiones hidrófilas de las moléculas disueltas. Esto tiene aplicaciones en criomedicina.

Alta tensión superficial y cohesión.. La cohesión es la adhesión de moléculas de un cuerpo físico entre sí bajo la influencia de fuerzas de atracción. Hay tensión superficial en la superficie de un líquido, el resultado de fuerzas de cohesión que actúan entre moléculas, dirigidas hacia adentro. Debido a la tensión superficial, el líquido tiende a tomar una forma tal que su superficie es mínima (idealmente, una forma esférica). De todos los líquidos, el agua tiene la tensión superficial más alta (7,6 · 10-4 N/m). La importante cohesión característica de las moléculas de agua juega un papel importante en las células vivas, así como en el movimiento del agua a través de los vasos del xilema en las plantas. Muchos organismos pequeños se benefician de la tensión superficial: les permite flotar en el agua o deslizarse por su superficie.

Agua como reactivo. Importancia biológica El agua también está determinada por el hecho de que es uno de los metabolitos necesarios, es decir, participa en reacciones metabólicas. El agua se utiliza, por ejemplo, como fuente de hidrógeno en el proceso de fotosíntesis y también participa en reacciones de hidrólisis.

Características del agua derretida.

Incluso un ligero calentamiento (hasta 50-60° C) provoca la desnaturalización de las proteínas y detiene el funcionamiento de los sistemas vivos. Mientras tanto, el enfriamiento hasta la congelación completa e incluso hasta el cero absoluto no provoca desnaturalización y no altera la configuración del sistema de biomoléculas, por lo que la función vital se conserva después de la descongelación. Esta disposición es muy importante para la conservación de órganos y tejidos destinados a trasplantes. Como se mencionó anteriormente, el agua en estado sólido tiene un orden de moléculas diferente que en estado líquido y después de congelarse y descongelarse adquiere propiedades biológicas ligeramente diferentes, lo que motivó el uso del agua derretida con fines medicinales. Después de descongelarse, el agua tiene una estructura más ordenada, con núcleos de clatrato de hielo, lo que le permite interactuar con componentes biológicos y solutos, por ejemplo, a diferente ritmo. Al beber agua derretida, entran en el cuerpo pequeños centros de una estructura similar al hielo, que posteriormente pueden crecer y transformar el agua en un estado similar al hielo y producir así un efecto curativo.

Papel informativo del agua.

Cuando las moléculas de agua interactúan con los componentes estructurales de la célula, no solo se pueden formar las estructuras de cinco, seis, etc. componentes descritas anteriormente, sino que también las formaciones tridimensionales pueden formar formas dodecaédricas, que pueden tener la capacidad de formar cadenas. estructuras conectadas por lados pentagonales comunes. También pueden existir cadenas similares en forma de espirales, lo que permite implementar el mecanismo de conducción de protones a lo largo de este conductor universal. También debe tenerse en cuenta los datos de S.V. Zenin (1997) de que las moléculas de agua en tales formaciones pueden interactuar entre sí según el principio de complementariedad de carga, es decir, mediante interacción de Coulomb de largo alcance sin la formación de enlaces de hidrógeno entre ellas. las caras de los elementos, lo que permite considerar el estado estructurado del agua en forma de matriz de información inicial. Esta estructura volumétrica tiene la capacidad de reorientarse, lo que da lugar al fenómeno de la "memoria del agua", ya que el nuevo estado refleja el efecto codificante de las sustancias introducidas u otros factores perturbadores. Se sabe que tales estructuras existen por poco tiempo, pero si hay oxígeno o radicales dentro del dodecaedro, se produce la estabilización de dichas estructuras.

En el aspecto aplicado, las posibilidades de la “memoria del agua” y la transferencia de información a través del agua estructurada explican el efecto de los remedios homeopáticos y los efectos de la acupuntura.

Como ya se mencionó, todas las sustancias, cuando se disuelven en agua, forman capas de hidratación y, por lo tanto, cada partícula de la sustancia disuelta corresponde a una estructura específica de la capa de hidratación. Agitar dicha solución provoca el colapso de las microburbujas con la disociación de las moléculas de agua y la formación de protones que estabilizan dicha agua, que adquiere las propiedades emisivas y de memoria inherentes a la sustancia disuelta. Con una mayor dilución de esta solución y agitación, cada vez más cadenas largas- una espiral y en una dilución de 12 centésimas la sustancia en sí ya no está allí, pero se conserva su recuerdo. La introducción de esta agua en el cuerpo transmite esta información a los componentes acuosos estructurados de los fluidos biológicos, que a su vez se transmite a los componentes estructurales de las células. Por tanto, un medicamento homeopático actúa principalmente de forma informativa. La adición de alcohol durante la preparación de un remedio homeopático prolonga la estabilidad del agua estructurada en el tiempo.

Es posible que las cadenas de agua estructurada en forma de espiral sean posibles componentes de la transferencia de información desde el punto de vista biológico. puntos activos(puntos de acupuntura) sobre los componentes estructurales de las células de ciertos órganos.

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