Микроскопических переработчиков мусора нужно будет держать под неусыпным контролем, иначе они могут уничтожить все, что создано человеком… Жуткая перспектива! Но пока что можно спать спокойно, потому что переработка мусора бактериями – это перспектива завтрашнего дня.
Происходящий в живых организмах процесс образования органических веществ из более простых соединений называют биологическим синтезом или, сокращенно – биосинтезом. Ключевые слова – «в живых организмах»! Процесс образования органических веществ в лабораторных или фабричных условиях можно называть биосинтезом лишь в том случае, если в нем участвуют микроорганизмы.
Биосинтез – основа жизнедеятельности любого организма. В процессе биосинтеза образуются вещества и структуры, из которых строится организм, производится постоянное обновление клеток, осуществляется обмен веществ.
У биосинтеза есть одно абсолютное свойство, то есть – не знающее исключений. Биосинтез всегда осуществляется с потреблением энергии! Всегда-всегда-всегда! В результате процессов биосинтеза выделения энергии происходить не может! Живые организмы получают необходимую им энергию посредством разложения сложных веществ на более простые.
Организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических, называются автотрофами (в переводе с греческого – «сами (себя) питающие». Автотрофы являются первичными создателями органического вещества в биосфере, они обеспечивают пищей гетеротрофов («питающихся другими»), организмы которых не способны создавать «органику» из «неорганики». Некоторые биологические виды сочетают автотрофность с гетеротрофностью. Так, например, одноклеточная водоросль эвглена зеленая на свету ведет себя как автотроф, а в отсутствие света – как гетеротроф, поглощающий органические вещества из окружающей среды.
Подавляющее большинство животных, за исключением некоторых одноклеточных организмов, являются гетеротрофами. А что вы скажете насчет растений? Скорее всего – что все растения являются автотрофами. Но на самом деле это не так. В огромном мире растений можно встретить отдельных гетеротрофов, например, широко распространенную в средней полосе нашей страны заразиху или же тропическую раффлезию. Все растения-гетеротрофы, как вы понимаете, являются паразитами, вытягивающими питательные вещества из других растений. А раффлезия, коль уж мы о ней вспомнили, представляет собой чистейшее олицетворение паразитизма. У раффлезии отсутствуют не только органоиды, в которых мог бы проходить процесс фотосинтеза, но и сами листья вместе со стеблем. А зачем они нужны? Все, что корни-присоски вытягивают из растения-хозяина, в качестве которого обычно выступают лианы, поступает прямиком в цветок. И в какой цветок! У некоторых раффлезий цветки вырастают больше метра в диаметре, а вес их может превышать 10 килограммов. Если уж паразитировать, так паразитировать!
Раффлезия
В чем состоит главная особенность автотрофного биосинтеза?
Автотрофный биосинтез является определяющим процессом жизни на Земле, так как в ходе его образуются первичные сложные органические вещества, аккумулирующие энергию в своих химических связях.
В чем состоит главная особенность гетротрофного биосинтеза?
Главной особенностью гетеротрофного биосинтеза является сочетание энергетического и синтетического процессов – разложение органических веществ, поступивших в клетку, ведет к синтезу веществ, необходимых для жизнедеятельности клетки. Разложение сложных органических веществ дает гетеротрофам не только энергию, но и материал для биосинтеза (например – аминокислоты). Основу биосинтеза в любом живом организме составляет синтез белка. Иначе и быть не может, ведь все живое на нашей планете представляет собой белковую форму жизни.
Совокупность всех реакций синтеза органических веществ в живой клетке, сопровождающихся поглощением энергии, называется пластическим обменом, а совокупность реакций расщепления органических веществ, сопровождающихся выделением энергии – энергетическим обменом. Пластический обмен также называют анаболизмом («подъемом», в переводе с греческого), а энергетический – катаболизмом («сбрасыванием»). Широко известные анаболики – это анаболические средства, вещества, стимулирующие анаболические процессы в организме.
[41] Существуют и «катаболики», а точнее – термодженики, препараты, стимулирующие расщепление жира посредством повышения температуры тела на 1-2 градуса. Надо сказать, что любое вмешательство в метаболизм, если только оно не проводится врачом в лечебных целях, является опасным для здоровья. Учтите это!
У аэробных организмов, живущих в кислородной среде и поглощающих кислород в процессе дыхания, выделяют три этапа энергетического обмена: подготовительный, бескислородное окисление и кислородное окисление. У анаэробных организмов, которые в кислороде не нуждаются (а также и у аэробных организмов при недостатке кислорода) третий этап отсутствует.
Подготовительный этап энергетического обмена заключается в расщеплении сложных органических веществ до простых. Полимеры расщепляются до мономеров и этот процесс происходит при участии ферментов.
Все биохимические процессы в клетках протекают при участии определенных веществ-регуляторов, которые обеспечивают нужное течение процессов. Главными регуляторами большинства клеточных процессов являются ферменты. Им помогают витамины и гормоны. Ферменты, витамины и гормоны делают одно дело, но важно понимать разницу между этими веществами.
Ферменты – это вещества, ускоряющие биохимические реакции, которые синтезируются «по месту использования», то есть во всех клетках организма. Белковые ферменты вырабатываются в рибосомах, а РНК-ферменты – в ядре. Клетки не обмениваются ферментами.
Гормоны – это вещества, выделяемые специализированными клетками желез внутренней секреции и оказывающие регулирующее влияние на метаболические процессы. Во-первых, гормоны отличаются от ферментов тем, что они вырабатываются не всеми клетками, а только лишь «особо уполномоченными» и разносятся по организму с кровью.
[42] Во-вторых, гормоны могут не только ускорять, но и замедлять биохимические реакции. Проще говоря, фермент – это стимулятор, а гормон – регулятор.
Витаминами называются жизненно необходимые органические вещества, участвующие в метаболических процессах, но не вырабатывающиеся в организме. Витамины мы получаем поступающие извне, с пищей. Исключение составляют витамин D, который образуется в нашей коже под действием ультрафиолетовой части солнечного излучения, и витамин A, который может образовываться из поступающих с пищей веществ-предшественников. Еще несколько витаминов вырабатываются бактериями, живущими в толстой кишке человека, но, по сути дела, то, что выработано бактериями, а не нами, можно считать поступившим извне.
