Живые организмы развились из сравнительно простых молекулярных структур

Наука и жизньFan

Принцип экономии в живых системах: посмотрим на метаболиты

Кандидат химических наук Антон Миндубаев, Казанский национальный исследовательский технологический университет

Когда заходит речь о живых системах, акцент, как правило, делается на сложности их организации. Всегда подспудно возникает вопрос, как сложный ансамбль молекул может так слаженно работать? Но вспомним: живые организмы развились в процессе эволюции из сравнительно простых молекулярных структур, которыми на заре появления жизни изобиловал первичный океан нашей планеты. Да и сегодня всё многообразие биомолекул возникает из очень ограниченного набора веществ, так называемых первичных метаболитов, находящихся на пересечении метаболических путей — последовательностей химических превращений.

В числе таких первичных метаболитов — серин и тирозин, аминокислоты из числа тех, что выполняют ключевую роль в жизнедеятельности. Невозможно в небольшой статье перечислить все функции, которые несут в биосфере эти две молекулы со сравнительно простой структурой, поэтому приведём лишь несколько примеров их роли в биохимических процессах живых организмов.

Название аминокислоты серин происходит от латинского слова serum — сыворотка. Серином очень богаты белки фиброин и серицин, из которых состоит натуральный шёлк. Именно из натурального шёлка и была впервые выделена эта аминокислота. Натуральный шёлк получают из коконов тутового шелкопряда (Bombyx mori) — бабочки, одомашненной в Китае несколько тысячелетий назад. Белки шёлка формируют протяжённую складчатую двумерную структуру — β-складчатый лист, в котором водородные связи образуются между соседними полипептидными цепями. Подобная структура характерна не только для фиброина, но и для других фибриллярных белков, то есть белков, полипептидные цепи которых образуют длинные волокна (фибриллы) или слои. Несмотря на то, что отдельно взятая водородная связь не отличается прочностью, благодаря огромному количеству и правильному чередованию таких связей достигается очень крепкое сшивание цепей. Что, в свою очередь, делает шёлковую нить феноменально прочной на разрыв — более прочной, чем стальная проволока такого же диаметра. При этом она очень эластична.

O'qishni davom ettirish uchun tizimga kiring. Bu tez va bepul.

Roʻyxatdan oʻtish orqali men foydalanish shartlari 

Tavsiya etilgan maqolalar

Изумрудный истребитель Изумрудный истребитель

Какой рыбак не знает зимородка, этого красавца в изумрудно-синем камзоле?

Наука и жизнь
Худой мир Худой мир

Переговоры сопровождались драматическими, а временами и курьезными эпизодами

Вокруг света
Бойтесь «психических микробов»: как Владимир Бехтерев изучал внушение, разоблачал симулянтов и ставил эксперименты на собаках Бойтесь «психических микробов»: как Владимир Бехтерев изучал внушение, разоблачал симулянтов и ставил эксперименты на собаках

Владимир Бехтерев понимал опасность скрытого воздействия на разум

Вокруг света
Адаптация Адаптация

Кузнец рассказывает, как ему удалось перенести старинное ремесло в XXI столетие

Вокруг света
Чайковский против Пушкина: за что великий композитор недолюбливал великого поэта Чайковский против Пушкина: за что великий композитор недолюбливал великого поэта

Ни одно лирическое стихотворение Пушкина не стало основой для музыки Чайковского

Вокруг света
Петербург Ивана Крылова: как Город на Неве отметил свой столетний юбилей и пережил череду невзгод Петербург Ивана Крылова: как Город на Неве отметил свой столетний юбилей и пережил череду невзгод

Торжества, устроенные Александром I, надолго запомнились петербуржцам

Вокруг света
Потеря контакта. Адгезия в биологии рака Потеря контакта. Адгезия в биологии рака

В онкологии есть целый арсенал средств борьбы со злокачественными заболеваниями

Наука и жизнь
7 продуктов, которые вы зря покупаете в замороженном виде 7 продуктов, которые вы зря покупаете в замороженном виде

Ради удобства вы жертвуете настоящим вкусом блюда, замораживая его

Вокруг света
Дело Важинского Дело Важинского

Как погиб главный конструктор автозавода имени Сталина

Автопилот
От щедровок до первой оперы: как русский фольклор помогал следить за временем и стал частью классической музыки От щедровок до первой оперы: как русский фольклор помогал следить за временем и стал частью классической музыки

Какие песни нельзя было исполнять зимой и как фольклор приглянулся композиторам

Вокруг света
Год без лета Год без лета

Извержение вулкана Тамбора в 1815 году стало самым мощным в истории человечества

Вокруг света
Революционные страсти: как Александра Коллонтай оставалась женщиной в эпоху социальных катаклизмов Революционные страсти: как Александра Коллонтай оставалась женщиной в эпоху социальных катаклизмов

Такая судьба выпадает на долю далеко не каждой женщине

Вокруг света
Уютное гнездышко походника: история и современность спального мешка Уютное гнездышко походника: история и современность спального мешка

Привычный нам облик спальный мешок приобрел не сразу

Вокруг света
Как в V веке пытались предотвратить восстание мертвецов? История «вампира из Луньяно» и других детей Как в V веке пытались предотвратить восстание мертвецов? История «вампира из Луньяно» и других детей

Как люди поздней Античности сражались со сверхъестественными силами

Вокруг света
Черная нога: как хамон стал деликатесом и съедобным символом Испании Черная нога: как хамон стал деликатесом и съедобным символом Испании

Свисающие с потолка свиные окорока — давняя гордость испанских ресторанов

Вокруг света
От подручного уголька до систем распознавания рукописного текста: краткая эволюция письменных принадлежностей От подручного уголька до систем распознавания рукописного текста: краткая эволюция письменных принадлежностей

Чем и как писало человечество на разных этапах своей истории

Вокруг света
Излечение от излучения: как радиация влияет на человеческий организм Излечение от излучения: как радиация влияет на человеческий организм

О существовании ионизирующего излучения стало известно в конце XIX века

Вокруг света
От Карского моря до Камчатки: где находятся 7 самых больших заповедников России От Карского моря до Камчатки: где находятся 7 самых больших заповедников России

Семерка самых больших заповедников России

Вокруг света
Революция «наоборот»: как Япония вырвалась из застоя, вернув власть императору Революция «наоборот»: как Япония вырвалась из застоя, вернув власть императору

Не существует единого рецепта модернизации. Страны действуют на свой лад

Вокруг света
7 привычек, по которым в Турции безошибочно узнают туриста из России 7 привычек, по которым в Турции безошибочно узнают туриста из России

Чем русские туристы кардинально отличаются от местных жителей Турции?

Вокруг света
Вместе веселей: 7 животных, которые проводят время в тесной компании соплеменников Вместе веселей: 7 животных, которые проводят время в тесной компании соплеменников

В жизни многих видов животных есть моменты, когда они вступают в «колхоз»

Вокруг света
Ищут давно, но не могут найти: 7 утраченных картин и скульптур, находка которых станет сенсацией Ищут давно, но не могут найти: 7 утраченных картин и скульптур, находка которых станет сенсацией

Пропавшие полотна великих мастеров, найти которые мечтают многие искусствоведы

Вокруг света
Почему погибла империя хеттов? Вот что ответил археологам можжевельник из Турции Почему погибла империя хеттов? Вот что ответил археологам можжевельник из Турции

Великая цивилизация оказалась бессильна перед катастрофой

Вокруг света
Где в лесу «конский хвост»? Где в лесу «конский хвост»?

У того, кто впервые видит хвощ, возникает некоторое недоумение

Наука и жизнь
Как выспаться в самолете? 4 совета и лайфхак от стюардессы, о котором вы никогда не слышали Как выспаться в самолете? 4 совета и лайфхак от стюардессы, о котором вы никогда не слышали

Чтобы многочасовой перелет не превратился в мучение, нужно хорошо подготовиться

Вокруг света
Из чего сделана японская «мумия-русалка»? Жутковатую находку исследовали ученые Из чего сделана японская «мумия-русалка»? Жутковатую находку исследовали ученые

Оказалось, что «мумия-русалка» — искусственно созданный объект

Вокруг света
По суше, по морю, по льду: как древние люди стремились попасть в Америку и не погибнуть по пути По суше, по морю, по льду: как древние люди стремились попасть в Америку и не погибнуть по пути

В доисторические времена путешествие в Америку сулило множество опасностей

Вокруг света
Кто такая «кузькина мать» и еще 6 крылатых выражений, историю которых мы безвозвратно забыли Кто такая «кузькина мать» и еще 6 крылатых выражений, историю которых мы безвозвратно забыли

Вспоминаем историю популярных крылатых выражений

Вокруг света
Сильнее, чем слоновьи моляры: как люди 3 млн лет назад придумали себе «дополнительные зубы» Сильнее, чем слоновьи моляры: как люди 3 млн лет назад придумали себе «дополнительные зубы»

Разделать гиппопотама — непростая задача, но предки нашли решение

Вокруг света
Здоровый интерес: как традиционная китайская медицина сохраняет свою популярность Здоровый интерес: как традиционная китайская медицина сохраняет свою популярность

Жители Китая привыкли лечить то, что еще не болит

Вокруг света
Открыть в приложении