В своем широко известном рассмотрении проблемы старения на клеточном уровне американский биохимик Л. Хейфлик указывает на три процесса, связанных со старением. Один из них — ослабление функциональной эффективности неделящихся клеток: нервных, мышечных и других. Второй — это хорошо известное постепенное увеличение с возрастом «жесткости» коллагена, на долю которого приходится более трети веса белков организма. Наконец, существует третий процесс — ограничение клеточного деления на уровне примерно 50 поколений. Это относится, в частности, к фибр областам — специализированным клеткам, производящим коллаген и фибрин и утрачивающим способность к делению в клеточных культурах к 45—50 поколениям.[ ...]
Нетрудно видеть, что для нашего рассмотрения все три процесса сводятся к единому источнику. Функционирование неделящихся клеток, как и процесс деления фибробластов, должно опираться на работу множества мембранных машин, в принципе подобных описанным. Постепенный «износ» этих машин и эффективность еистемы исправления нарушений определяют, по Хейфлику, среднее время жизни организма в целом. В рассмотренном нами рабочем цикле молекулярной машины есть одно уязвимое звено — это переполяризовываемый белок с молекулярным весом в Десятки и сотни тысяч. Столь крупная молекула может постепенно накапливать в себе дефекты, которые будут снижать эффективность ее работы в машине. Поскольку и коллаген — белок, способный к изменению конформации, вполне вероятно, что «увеличение жесткости» коллагена и отражает общую для всех белков закономерность, связанную с накоплением молекулярных дефектов как единым и универсальным процессом, ограничивающим общую длительность жизни.[ ...]
Зависимость между температурой плавления гидратов коллагена и возрастом человека и животных.[ ...]
Для выяснения молекулярной природы возрастного «увеличения жесткости» коллагена мы исследовали (совместно с А. Ф. Ржавиным) методом ЯМР структурные особенности коллагенов различных животных и человека ъ зависимости от возраста. В экспериментах были получены результаты, указывающие на их драматическую связь с временной эволюцией организма. Во-первых, было обнаружено, что образцы коллагена, полученные от более старых животных, при тех же значениях влагосодержания характеризуются систематическим понижением температур плавления гидрата, и, во-вторых, для каждого зоологического вида темп снижения этих температур с возрастом примерно коррелирует с темпом старения.[ ...]
Одним из наиболее важных свойств живых систем, наряду с возбудимостью и ауторегуляцией, является способность к репродукции, т. е. к воспроизведению себе подобной из более простых веществ окружающей среды. Эта способность предполагает исключительно точную передачу наследственной информации с помощью специального матричного аппарата, позволяющего получить идентичные оригиналу копии больших молекул, содержащих «план» построения целого организма и всех его частей. Хотя детали механизма редупликации (копирования) хорошо изучены, остается невыясненной природа его необычной устойчивости по отношению, к нивелирующему влиянию броуновского движения..[ ...]
Вероятно, что в передаче наследственной информации, как и в химической сигнализации, также используется расслоение—фазовый переход в жидкости. Вблизи критической точки расслоения прекращаются броуновское движение и диффузионный маосоперенос. Особенности связанной воды как одного из компонентов расслаивающихся растворов допускают принципиальную возможность ауторегуляции критических условий в сложных многокомпонентных системах, благодаря чему может быть достигнут характерный для автоматических устройств высокий уровень организации химических взаимодействий между компонентами раствора.[ ...]
Другой подход к данной проблеме связан с деятельностью Дж. фон Неймана, создателя фундаментального труда «Математические основания квантовой механики» (1933 г.). Вскоре после завершения работы над книгой Нейман приступил к анализу взаимосвязи между квантовым поведением молекулярных систем п строгим наследованием генетических признаков. Нейман вводит принцип дублирования как способ построения надежных систем йз «ненадежных» элементов (частным случаем которых могут быть подчиняющиеся законам квантовой механики группы атомов и Молекул). Новые идеи- послужили основой общей теории автоматов и привели к построению в 1952 г. пер-в ой электронной вычислительной машины. Однако преждевременная смерть помешала Нейману закончить второй капитальный труд — «Теорию самовоспроизво-дящихся автоматов».[ ...]
Доказательство Вигнера основано на известной теореме о «расплывании» волновых пакетов. Наличие строгого самовоспроизведения означало бы принципиальную возможность существования «нерасплываю-щихся» волновых пакетов, что противоречит основным положениям квантовой механики.[ ...]
Негативный результат, полученный Вигнером, привел некоторых биофизиков к неконструктивному пред-1 положению, что жизнь существует вечно в форме особой, пронизывающей космос Панспермии. Другие полагают, что Вигнер просто «ошибался, так как не учитывал способности биополимеров (нуклеиновых кислот) играть роль биосинтетических матриц» . Подчеркивается, что живой организм — открытая неравновесная система, в которой может накапливаться информация за счет оттока энтропии за пределы организма. Последнее возможно в связи с существованием так называемой параметрической неустойчивости квантово-механических систем .[ ...]
Вернуться к оглавлению