Тема: Физико-химические основы биологических процессов

Биологические макромолекулы, их строение и функции
К биологическим макромолекулам относят нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК), белки (в том числе ферменты), полисахариды, липиды, полиизопрены (натуральный каучук, гуттаперча и пр.).
ДНК
Молекулы ДНК - дезоксирибонуклеиновой кислоты состоит из 4 типов нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из трех частей: сахара, остатка фосфорной кислоты и азотистого основания. Друг от друга они отличаются только по азотистому основанию, входящему в их состав: это может быть аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т) или цитозин (Ц).
Вообще, входящие в состав нуклеиновых кислот азотистые основания, можно подразделить на две категории:
1. Производное пиримидина - пиримидиновое основание: цитозин, урацил и тимин;
2. Производное пурина - пуриновое основание: аденин и гуанин.
Исследуя нуклеотидный состав нативных ДНК различного происхождения, Чаргафф обнаружил следующие закономерности.
1. Все ДНК независимо от их происхождения содержат одинаковое число пуриновых и пиримидиновых оснований. Следовательно, в любой ДНК на каждый пуриновый нуклеотид приходится один пиримидиновый.
2. Любая ДНК всегда содержит в равных количествах попарно аденин и тимин, гуанин и цитозин, что обычно обозначают как А=Т и G=C. Из этих закономерностей вытекает третья.
3. Количество оснований, содержащих аминогруппы в положении 4 пиримидинового ядра и 6 пуринового (цитозин и аденин), равно количеству оснований, содержащих оксо-группу в тех же положениях (гуанин и тимин), т. е. A+C=G+T.
Эти закономерности получили название правил Чаргаффа. Наряду с этим было установлено, что для каждого типа ДНК суммарное содержание гуанина и цитозина не равно суммарному содержанию аденина и тимина, т. е. что (G+C)/(A+T), как правило, отличается от единицы (может быть как больше, так и меньше ее). По этому признаку различают два основных типа ДНК: АТ-тип с преимущественным содержанием аденина и тимина и GC-тип с преимущественным содержанием гуанина и цитозина.

Купить

Мир биологии - это мир непрерывно исторически развивающейся иерархии организованных сущностей: индивидов, популяций, биоценозов и всей биосферы. К числу фундаментальных категорий биологии относятся понятия целостности, функции, целенаправленности. Соответственно в методологии биологии важнейшее место принадлежит принципам историзма и целостности. А формы, в которые отливаются результаты биологического познания, отличаются как по своей логической структуре, так и по познавательным функциям [4]. Биология как теоретическая система является системой представлений, которые не могут быть выведены одна из другой и не могут быть обобщены столь успешно, чтобы создать какую-то общую биологическую (или физико-химичекую) теорию, из которой можно было бы вывести их как следствия.
Определенная часть авторов считает, что все специфические понятия биологии носят описательный характер, и они приходят к выводу, что жизнь познаваема в тех же онтологических схемах и под руководством тех же методологических принципов, что и познание физико-химических явлений. Конечным же результатом развития биологии будет то, что она станет частью физики и химии.
Однако существует и прямо противоположная позиция, согласно которой ни в одном из этих пунктов биология не совпадает ни с физикой, ни с химией. Сложные системы, с которыми имеет дело биология “не могут быть охвачены исследованиями традиционного естественнонаучного типа и не могут быть представлены в формах традиционных теорий. По его мнению эти объекты “нужно анализировать принципиально иначе, нежели описывались объекты физических и химических теорий, что сами эти объекты будут представлены в существенно иных онтологических картинах, нежели объекты классической физики и химии, и описывающие их теории будут иметь иную логическую структуру, нежели физико-химические теории.
При движении познания в глубь биологического организма, при анализе его молекулярных и клеточных структур происходит не передача функций биологии другим наукам, а очередное расширение понимания предмета собственно биологической науки, расширение поля ее исследовательской деятельности, включение в это поле новых исследовательских объектов.
Между этими двумя крайними позициями, которые можно было бы назвать радикальным редукционизмом и радикальным антиредукционализмом, существует большое число различных промежуточных позиций. Две из них заслуживают быть отмеченными. Это позиция “мягкого” редукционизма и концепция “мягкого” антиредукционизма. Согласно первой из них биология сохраняет и навсегда сохранит свою специфичность предметного содержания. Но по мере развития она все больше будет походить на физику и химию по основным своим логико-методологическим и гносеологическим параметрам. А согласно второй не только предметное содержание, но и особенности осуществляемых в ее рамках процедур сохранят свое своеобразие.

Купить