Главная страница

 

Смысл цвета текста:

Цитаты из чужого текста  

Наиболее важные выводы

Проблемы и гипотезы

/* Комментарии */

Гиперссылки

    Автотрофы или биосинтезаторы – организмы, обладающие  оборудованием для карбоксилирования, т.е. встраивания (как говорят биологи – фиксации) очень прочной и не склонной к химическим реакциям молекулы СО₂ в содержащую пять атомов углерода молекулу риболозобисфосфата (РуБФ) с получением в конечном итоге трёхуглеродного сахара – триозофосфата. Наличие фосфатной группы придаёт молекуле этого вещества дополнительную энергию и позволяет строить в дальнейшем на его основе сахарозу, крахмал, аминокислоты, жиры и другие органические соединения.

   Построение триозофосфата производится на абсолютно одинаковой для всех биосинтезаторов ферментной поточной линии, реализующей цикл Калвина. Работа этой линии связана с большими энергозатратами и требует наличия достаточно мощной системы энергообеспечения, а также транспортной сети, обеспечивающей перемещение молекул субстратов и продуктов реакций.

    Реализующая цикл Калвина ферментная линия имеет форму кольца

Ферментную линию цикла Калвина можно условно разделить на два участка А и В, соединённых так, что вход одного является выходом для другого.

Участок А

В начале участка находится считающийся самым распространённым на Земле фермент рибулозобисфосфат-карбоксилаза-оксигеназа (Рубиско), который и производит карбоксилирование (встраивание СО₂ в РуБФ).

На участок А непрерывно поступают в качестве субстратов:

• с выхода участка В молекулы РуБФ;
• растворённые в цитоплазме молекулы СО₂; /* Конструкция Рубиско должна обеспечить выбор и изъятие из пула именно этих молекул*/
• от системы энергообеспечения мобильные аккумуляторы энергии АТФ и НАДФН. /*Молекула НАДФН играет также роль донора водорода*/

Основным продуктом участка А являются молекулы триозофосфата, 1/6 часть которых отводится на сопряжённые ферментные линии, осуществляющие синтез органических веществ, а 5/6 – на вход участка В.

Кроме того, от участка А отводятся появившиесе после отдачи энергии мобильными аккумуляторами молекулы АДФ, НАДФ⁺ и фосфат-ионы, которые должны быть переданы на систему энергообеспечения для регенерации.

Участок В

На участок В в качестве субстрата поступают с участка А трёхуглеродные (С₃) молекулы триозофосфата и от системы энергообеспечения мобильные аккумуляторы энергии АТФ. 
В начале участка В на ряде ферментов происходит цепь передач групп атомов между молекулами, содержащими от трёх до семи атомов углерода, в результате которых пять молекул триозофосфата преобразуются в три молекулы пятиуглеродного соединения (С₅) рибулозомонофосфата (РуМФ):

                   С₃ + С₃ → С₆,

 

                   С₆ + С₃ → С₄ + С₅,

 

                   С₄ + С₃ → С₇,

 

                   С₇ + С₃ → С₅ + С₅.

После этого ещё на одном ферменте каждая молекула РуМФ получает фосфатную группу от АТФ и превращается в РуБФ.

Молекулы РуБФ являются основным продуктом участка В и поступают на вход участка А для продолжения цикла.

Побочный выход участка В составляют АДФ и фосфат-ионы, направляемые на систему энергообеспечения для зарядки.

    Реализация цикла Калвина требует мощного и регулярного источника энергии

Карбоксилирование и последующий синтез базовых органических соединений, играющие определяющую роль не только для организма-автотрофа, но и для всего суперорганизма, требуют интенсивных и постоянных энергозатрат. Это означает, что система энергообеспечения биосинтеза должна иметь не только мощный, но и достаточно регулярный источник энергии.

Все биосинтезаторы-эукариоты используют в качестве первичного источника энергии солнечное излучение, имеющее максимум спектральной интенсивности в красной части видимого спектра, т.е. являются фотоэнергетиками (фототрофами).

/* Среди биосинтезаторов-прокариот имеются такие, которые используют энергию электромагнитного излучения не только в видимой, но и в инфракрасной части спектра, т.е. в более точной терминологии являются радиоэнергетиками (радиотрофами) */.

Использовать для биосинтеза энергию экзергических реакций окисления (хемосинтез) могут только некоторые прокариоты-бактерии, синтезирующие органическое вещество исключительно для собственных нужд. При этом синтез органических соединений требует регулярного поступления как востановителя, так и окислителя.

 

• Триозофосфат – первичное органическое соединение, служащее универсальной базой для построения всех других органических веществ
• Для получения триозофосфата используется стандартное оборудование цикла Калвина (СОЦК), одинаковое для всех реализующих его организмов
• Состоящее из органических молекул СОЦК может быть построено в условиях Земли путём только с использованием СОЦК
• В состав первых появившихся на Земле суперорганизмов входили обладавшие СОЦК фотоэнергетики
• Первые на Земле организмы, обладавшие СОЦК, не могли быть привнесены из космоса, т.к. были бы убиты по дороге космическим излучением, и, следовательно, были имплантированы извне нашей Вселенной через экстра-измерение 

 

И.С. Житомирский

Дата последних изменений: 17.11.07

Главная страница