Здравствуйте, уважаемые читатели блога репетитора биологии по Скайпу biorepet-ufa.ru.
Продолжая рубрику «Из диалогов в комментариях», не удержался, чтобы не разместить в отдельной статье замечания, высказанные кандидатом химических наук Алексеем к статье «Белково-нуклеиновый парадокс«.
Публикация моей полемики с научным сотрудником — химиком, думаю, окажется полезной для более глубокого понимания сущности жизни. Что лежит в основе отличия живого от неживого?
Алексей: Извините, что я, к.х.н., влезаю в школьную биологию. Понятно, что она упрощена до предела, но ваши представления о химических процессах именно как биолога содержат, на мой взгляд, одну принципиальную ошибку, из-за которой ваших клиентов потом придется в университете переучивать. Не надо, пожалуйста, изобретать для биохимических процессов термин «проводники», он совершенно излишен.
Белки-ферменты являются только и исключительно катализаторами в самом прямом химическом смысле этого слова. Они ускоряют те реакции, которые в принципе способны идти. Никакой белок не может вести процесс, который невозможен сам по себе, пусть и с очень низкой скоростью. То, что биохимические процессы «не идут сами» — это вам так кажется, поскольку человек не способен воспринимать такие медленные процессы.
И подумайте сами, для объяснения белково-нуклеинового парадокса абсолютно не нужно приписывание белкам сверхъестественных функций. Вполне достаточно утверждения о том, что они являются самыми эффективными катализаторами и ускоряют синтез всех других органических соединений клетки. И набор белков определяет то, какие реакции будут ускорены, а значит и то, какие вещества будут в клетке. Остальные реакции ускорены не будут, а значит и их продукты будут присутствовать в клетке в пренебрежимо малых количествах.
И в качестве вывода повторюсь: сказать, что белок или любой другой катализатор может провести реакцию, которая не может идти сама по себе — грубейшая химическая ошибка даже в школьном курсе химии, не говорю уж об академической науке. Не создавайте, пожалуйста, школьникам проблемы в науке, смежной с вашей.
Б.Ф.: Алексей, спасибо за комментарий. Полагаю, что Вы хороший специалист в своей области, но всё же остаюсь при своем мнении, что биохимические реакции матричного синтеза и расщепления нуклеиновых кислот, белков, углеводов и липидов в клетке (именно в клетке in vivo) происходят при наличии в ней специфических для каждой реакции белков-ферментов. Без ферментов ДНК-полимеразы или ДНК-геликазы нет ни синтеза, ни расщепления нитей ДНК ни с какой «медленной скоростью», как и не будут расщепляться крахмал без фермента амилазы (птиалина), липиды — без фермента липазы.
Алексей: Извините, но у вас и примеры не очень удачные. Самопроизвольное расщепление — гидролиз — и крахмала, и липидов, и ДНК это вполне нормальное явление. Как вы думаете, зачем нужны в клетке многочисленные разновидности ДНК-репараз, «чинящих» разрывы, если по вашим представлениям ДНК абсолютно гидролитически устойчива? Мы же с вами научные работники и не спорим с реальностью и фактами?
Б.Ф.: Спасибо, Алексей, что так обоснованно продолжаете наставлять меня на путь истинный. Соглашусь с Вами, что частично гидролиз может происходит без участия ферментов с ничтожно малыми скоростями, как Вы пишите (по сравнению с реакциями, идущими при участии ферментов).
Но матричный синтез основных биополимеров, определяющих суть живого: ДНК и РНК из нуклеотидов, белков из аминокислот — без специфических ферментов не возможен «ни при каких скоростях» вовсе. Да и само присутствие в клетке многочисленных разновидностей ДНК-репараз, «чинящих» разрывы» и 20-ти тысяч различных ферментов в клетке только доказывает необходимость обязательного наличия ферментов для «проведения» биохимических реакций.
Алексей, спасибо. Конечно, я немного подправлю статью и не буду столь категоричен в вопросе о том, что без ферментов вообще ничего с органическими веществами в клетке произойти не может.
Алексей: Да, школьная программа вполне может быть упрощённой, например, учебники деликатно умалчивают, что кромке ферментов-белков есть ферменты-РНК, это ладно. Но быть противоречивой школьная программа не должна!
Б.Ф.: А никакого противоречия и нет. Тем жизнь и отличается он «не жизни», что химические реакции вне клетки идут и без катализаторов (и лишь ускоряются ими). А биохимические реакции в клетке если и идут, как Вы пишите, без белков-ферментов «с очень низкой скоростью» — это и будет равносильно тому, что они, фактически, никакой роли не играют.
Алексей: Это не равносильно, к сожалению. Если бы биохимические реакции не шли вне клетки, то вы никогда не смогли бы объяснить, откуда возникла «жизнь», когда на Земле не было ни белков, ни ДНК, ни первоосновы жизни — РНК. Парадокс, однако.
Ведь единственно признаваемый наукой ответ на вопрос о происхождении жизни: первые биополимеры образовались самопроизвольно из низкомолекулярных органических соединений. Или в школе вопросы зарождения жизни теперь не проходят? Я просто не в курсе.
Б.Ф.: Да «гипотеза» самозарождения жизни в школьных учебниках так и излагается. Но снова повторюсь: сама возможность протекания биохимических реакций без белков ферментов in vitro (на заре зарождения жизни на Земле до появления клетки) не умаляет первостепенной роли белков-ферментов в обеспечении протекания реакций в самой клетке (in vivo).
Именно в этом основная идеи статьи «Белково-нуклеиновый парадокс«, что в значении роли катализаторов химических процессов и белков-катализаторов биохимических процессов in vivo существует «пропасть» огромного размера. Именно непонимание этой разницы не позволяет иметь школьникам (и учителям) представления о том, чем же всё-таки таким особенным наделена жизнь? Что её отличает от неживого?
А, главное, что значит, что «наследственная информация организма находится в ДНК ядра клетки»? Все учились в школе, но кто объяснит КАКИМ ОБРАЗОМ записана информация о фенотипе организма в его ДНК.
Алексей: Тут в общем со всем согласен, что без ферментов никуда. Самопроизвольные реакции настолько медленные, что на первое место никак не тянут. А чем особенным наделена жизнь, Борис Фагимович, это и в науке-то не до конца понятно, не то что в школе.
Самый короткий ответ — локальное уменьшение энтропии за счет ее увеличения в окружающей среде вы в одной из статей попробовали изложить на пальцах, но вот много ли читателей поняло суть, кто ж знает.
Б.Ф.: Да, самое конкретное отличие живого от неживого — способность к уменьшению энтропии. Ну пусть не все школьники и захотят разбираться в этом. Пусть хоть сам факт наличия такой особенности живого запечатлится у них. Спасибо Вам, Алексей, за такое внимание к моему блогу.
*************************************************************************
Уважаемые посетители блога, у кого возникнут вопросы к репетитору биологии по Скайпу, пишите в комментариях.
Для подготовки к сдаче ЕГЭ или ОГЭ, у меня на блоге вы можете приобрести ответы на все тесты Открытого Банка Заданий ФИПИ за все годы проведения экзаменов по ЕГЭ и ОГЭ (ГИА).
Thanks for your personal marvelous posting! I seriously
enjoyed reading it, you are a great author.
I will be sure to bookmark your blog and may come back in the foreseeable future.
I want to encourage one to continue your great writing, have a nice weekend!
Спасибо Вам на добром слове. Рад, что материалы моего блога оказались полезными для Вас.