Энергия живой клетки. Флуоресцирующая молекула.

молекула

При миграции энергия передается отдельными порциями, быстро, без потерь и без непосредственного контакта обменивающихся энергией партнеров, с коэффициентом полезного действия 100 процентов. Выявить способность вещества к миграции энергии помогает свет. Каждое вещество, в том числе и белки, поглощает не весь свет одинаково. Одни лучше поглощают красный свет и вовсе не поглощают синий. Белки бесцветны и поглощают главным образом ультрафиолетовые лучи с длиной волны 280 миллимикрон.

Есть немало веществ, которые обладают интересным свойством: поглотив свет, они могут сами светиться. К числу таких веществ принадлежат и белки. За последние годы стало известно, что белки начинают светиться или, как говорят физики, флуоресцировать, как только на них попадает ультрафиолетовый свет. Только свечение это невидимо глазом, потому что лежит тоже в ультрафиолетовой области спектра. При этом в белке светится только одна составляющая его часть — ароматические аминокислоты. Казалось бы, поэтому, что свет, не поглощаемый ароматическими аминокислотами или поглощаемый ими очень слабо, не должен возбуждать свечения белков.

Но это далеко не так. Свет с длиной волны 240—245 миллимикрон, почти не поглощаемый ароматическими аминокислотами, тем не менее, в состоянии вызвать очень сильную флуоресценцию белка. Это происходит потому, что кванты света поглощаются упоминавшимися уже выше химическими связями между аминокислотами. И тотчас энергия начинает перемещаться, мигрировать по зоне проводимости до тех пор, пока не достигнет способных к флуоресценции ароматических аминокислот. Здесь-то она, наконец, улавливается, и молекула белка все же начинает светиться.

Интенсивность свечения белков под действием излучений этой области спектра оказалась как бы чувствительной индикаторной лампочкой физиологического состояния организма. Только в противоположность обычным сигнальным лампочкам, которые зажигаются при сигнале тревоги, эта лампочка при нарушениях в организме не зажигается, а тухнет.

Профессор С. Н. Брайнес, научный сотрудник Г. Голубева и автор настоящих строк изучали свечение белков крови здоровых людей и больных психическими болезнями. При этом выяснилось, что у больных шизофренией белки крови теряют способность интенсивно светиться под действием света с длинами волн 240—245 миллимикрон. Сильная лампочка гаснет. Белки частично лишаются своих полупроводниковых свойств и становятся неспособными переносить энергию. А энергетическая неполноценность белков может, естественно, привести к серьезным нарушениям физиологических и психических функций организма.

Миграция энергии, по-видимому, очень широко используется живыми организмами. Не только для передачи готовой, но и для выработки нужной формы энергии. Например, в процессах внутриклеточного дыхания — окисления органического «топлива», поступающего из пищи — благодаря миграции как бы нацело «выжимается» вся энергия, заключенная в элементах пищи — углеводах, жирах, белках.

Особо важную роль играет миграция энергии и при процессах фотосинтеза в зеленом листе растения. В этом случае кванты солнечного света, уловленные всеми молекулами хлорофилла, в результате миграции подходят последовательно к тем «избранным» молекулам, которые непосредственно образуют крахмал из воды и углекислоты. Само собой понятно, что без такой системы передачи химической лаборатории зеленого листа пришлось бы простаивать без дела более 23 часов 59 минут в сутки, дожидаясь пока квант света столкнется именно с избранной молекулой. В действительности же благодаря механизму миграции энергии химическое производство в зеленом листе работает бесперебойно, так как питается энергией от тысячи молекул хлорофилла, с какой-нибудь из которых квант света обязательно сталкивается в данный момент.

Таким образом, уже к настоящему времени мы знаем три важнейших приема обращения живых клеток с энергией, которые позволяют им работать с таким поразительным совершенством. Назовем их еще раз: отсутствие тепловой фазы в их деятельности; способность биологической структуры, насыщенной химической энергией, менять свои пространственно-механические свойства; миграция энергии. Именно эти-то механизмы и позволяют столь совершенно светить светлячку, сокращаться мышце, мыслить мозгу…

Автор: С. Конев.

P. S. О чем еще говорят британские ученые: о том, что в последнее время для изучения строения живой клетки биологи разработали большое количество разнообразных тестов. Хотя, разумеется, тестирование в биологии несколько отличается от тестирования в психологии – более привычного нам, но все равно некоторые принципы тут похожи. К слову здесь рассказано о тестировании на детекторе лжи, причем, весьма интересно, и некоторые принципы такого тестирования используют и биологии при изучении клетки.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *