Молекулярно-генетический уровень жизни

Характеристика молекулярно-генетического уровня жизни

Для того, чтобы иметь четкое понимание явлений жизни необходимо знание закономерностей молекулярно-генетического уровня организации живого. Молекулярный уровень организации жизни находится на границе между живой и неживой материей, является первоосновой жизни на Земле.

Неважно, какую сторону биологической организации рассматривать, ведь в любом случае все приводит к макромолекулам органических соединений и реакциям между ними. Понимания сущности живого можно достигнуть лишь выяснив молекулярные механизмы процессов жизнедеятельности клетки.

Но при этом одно только знание свойств макромолекул и их структуры не позволяют до конца понять свойства жизни, так как жизнь возникает только в тот момент, когда все эти многочисленные молекулы находятся в клетке и взаимодействуют между собой, являясь единой системы. Процессов жизни вне клетки не существует, выделенные из макромолекулы клетки имеют физические и химические свойства, но при этом живыми не являются. Ввиду того, что биологические свойства они проявляют исключительно в живых клетках, их называют биологическими молекулами.

Гены на этом уровне организации жизни являются элементарными единицами. В ХХ веке теория наследственности получила широкое развитие. Также быстро развивались такие направления, как анализ процесса мутаций, исследование строения хромосом, вирусов и фагов, а также молекулярная биология и биохимия. это дало возможность для выявления основных черт организации элементарных генетических структур, а также явлений, связанных с ними.

Молекулярно-генетический уровень живой материи представлен многочисленными молекулами: ДНК, РНК, АТФ, белками, углеводами, липидами и т. д. Все эти сложные соединения имеют способность создавать крупные молекулярные комплексы, которые вместе выполняют определенные функции специфического характера.

Крупными молекулами органических веществ являются полимеры, которые синтезируются из соединенных в определенном порядке мономеров. Полимеры являются фактически особыми системами, которые состоят из связанных между собой элементов.

Мономеры различны, но соединяясь друг с другом в одной макромолекуле, они становятся единым целым и выполняют определенные функции.

Для всех макромолекул характерен общий план строения в клетках организмов вне зависимости от того, к какому виду этот организм принадлежит. Это связано с тем, что одним из важнейших элементов во всех макромолекулах является углерод, благодаря уникальным свойствам которого происходит образование сложных молекул.

Атом углерода имеет четыре валентные связи и способен объединять в определенном порядке большое количество атомов в длинные цепи и замкнутые кольцевые структуры, которые играют роль скелета сложных органических молекул.

Специфика биологических функций определяет уникальность макромолекул:

• Молекулы нуклеиновых кислот участвуют в передаче генетической информации, являясь носителями генетического кода.
• Молекулы липидов – основные элементы строительства всех внутриклеточных структур и биологических мембран.
• Молекулы белков являются катализаторами и регуляторами химических реакций, происходящих в клетке.
• Молекулы углеводов, являющиеся первоосновой построения биологических молекул, принимают участие в накоплении солнечной энергии в качестве энергии химических связей.
• Молекулы хлорофилла принимают активное участие в процессе фотосинтеза.

Такое своеобразие функций биомолекул обусловлено с их физико-химическими и биохимическими свойствами.

Специфика молекулярно-генетического уровня жизни выражается в его структуре, процессах, организации и значении в природе.

Структурные элементы молекулярно-генетического уровня жизни

Структурные элементы молекулярно-генетического уровня – это молекулы органических соединений и молекулярные комплексы, которые находятся в тесном взаимодействии между собой. К ним относятся:

• ДНК
• РНК
• АТФ, АДФ, ГТФ
• молекулярные комплексы

Основными процессами молекулярно-генетического уровня жизни являются следующие:

• самовоспроизведение генетической информации, а также ее трансляция и транскрипция
• фотосинтез и биосинтез
• управление скоростью протекания реакций при помощи ферментов
• обеспечение энергией процессов жизнедеятельности.

Для молекулярно-генетического уровня жизни характерна сбалансированность и упорядоченность всех реакций метаболизма, саморегуляция, а также сложность молекулярного состава, многочисленность ферментов. Все вышеперечисленное управляется генетической информацией, гены определяют программу, а процессы осуществляются ферментами, которые выступают в роли основных регуляторов при реализации генетической информации. Они обеспечивают скорость протекания процессов, их последовательность и экономичность.

Все химические вещества, которые синтезируются в клетке, формируются в результате нескольких последовательных реакций.

Значение молекулярно-генетического уровня жизни

На данном уровне происходит важнейший жизненный процесс превращения солнечной энергии в химическую.

Также на этом уровне жизни осуществляется процесс включения химических элементов Земли в различные соединения, которые принимают участие в обменных процессах живых организмов.

Основная роль молекулярно-генетического уровня жизни заключается в следующем:

• преобразование солнечно энергии
• создание живого вещества
• кодирование информации
• обеспечение генетической наследственности и устойчивости молекулярных структур
• упорядочивание физико-химических процессов.