Valery Vasilievich Kashin
În organizarea nivelurilor vii, moleculare, celulare, țesuturi, organe, organisme, populații, specii, biocenotice și globale (biosferice) se disting în general. Fiecare dintre aceste niveluri este caracterizat de caracteristici inerente la alte niveluri, dar fiecare nivel are propriile caracteristici specifice.
Nivelul molecular. Acest nivel este profund în organizarea celor vii și este reprezentat de molecule de acizi nucleici, proteine, carbohidrați, lipide și steroizi, localizate în celule, numite molecule biologice.
Dimensiunile moleculelor biologice se caracterizează printr-o varietate destul de considerabilă. Cele mai mici molecule biologice sunt nucleotidele, aminoacizii și zaharurile. În contrast, moleculele de proteine se caracterizează prin dimensiuni mari. De exemplu, diametrul moleculei hemoglobinei umane este de 6,5 nm.
molecule biologice sunt sintetizate din precursori cu greutate moleculară mică, care sunt monoxidul de carbon, apă și azot și care sunt metabolizați transformate prin intermediari în creștere a greutății moleculare (blocuri) in macromolecule biologice cu greutate moleculară mare. La acest nivel, încep și se desfășoară cele mai importante procese ale activității vitale (codarea și transmiterea informațiilor ereditare, respirația, metabolismul în energie, variabilitatea etc.).
Specificitatea fizico-chimică a acestui nivel este că un număr mare de elemente chimice intră în compoziția compușilor vii, dar compoziția elementară de bază a celor vii este reprezentată de carbon, oxigen, hidrogen și azot. Dintre grupele de atomi, se formează molecule, iar acestea din urmă formează compuși chimici complexi, care diferă în structură și funcții. Majoritatea acestor compuși din celule sunt reprezentați de acizi nucleici și proteine, ale căror macromolecule sunt polimeri sintetizați ca urmare a formării monomerilor și a compușilor acestora din urmă într-o anumită ordine. În plus, monomerii macromoleculelor din același compus au aceleași grupări chimice și sunt legați prin legături chimice între atomii din părțile lor nespecifice (secțiuni).
Toate macromoleculele sunt universale, deoarece sunt construite conform unui plan, indiferent de specia lor. Fiind universale, ele sunt ambele unice, deoarece structura lor este unică. De exemplu, în nucleotidele ADN inclus într-una dintre cele patru baze azotate cunoscute (adenină, guanină, citozină și timină), prin care orice nucleotidă sau orice secvență de nucleotide în molecule de ADN sunt unice în compoziția sa, precum și structura unică și secundară a moleculei de ADN. Cele mai multe proteine conțin 100-500 aminoacizi, dar secvențele de aminoacizi din moleculele de proteine sunt unice, ceea ce le face unice.
Împreună, diferitele tipuri de macromolecule care formează structuri supramoleculare, exemple care sunt nucleoproteine, care sunt complecși ai acizilor nucleici și proteinelor, lipoproteinele (lipide si complexe de proteine), ribozom (complecși ai acizilor nucleici și proteinelor). Macromoleculele biologice sunt caracterizate prin transformări continue, care sunt furnizate prin reacții chimice catalizate de enzime. În aceste reacții, enzimele transformă substratul într-un produs de reacție pentru o perioadă extrem de scurtă, care poate fi de câteva milisecunde sau chiar microsecunde. De exemplu, timpul de dezlipire a helixului ADN dublu catenar înainte de replicare este de numai câteva microsecunde.
Specificitatea biologică a nivelului molecular este determinată de specificitatea funcțională a moleculelor biologice. De exemplu, specificitatea acizilor nucleici este că ei codifică informații genetice despre sinteza proteinelor. Această proprietate nu este posedată de alte molecule biologice.
Specificitatea proteinelor este determinată de secvența specifică de aminoacizi din moleculele lor. Această secvență specifică în continuare proprietățile biologice specifice ale proteinelor, ele constituind elementele structurale de bază ale celulelor, catalizatorilor și regulatorilor de diferite procese care au loc în celule. În timp ce steroizii sub formă de hormoni steroizi sunt importanți pentru reglarea unui număr de procese metabolice.
Specificitatea macromoleculelor biologice este determinată și de faptul că procesele de biosinteză sunt realizate ca urmare a acelorași etape ale metabolismului. Mai mult, biosinteza acizilor nucleici, a aminoacizilor și a proteinelor are loc conform unui model similar în toate organismele, indiferent de specia lor. La nivel molecular, apar multe mutații. Aceste mutații modifică secvența bazelor azotate în moleculele ADN.
La nivel molecular, realizat fixarea energiei radiante și transformarea acestei energii în energie chimică este stocată în celulele din hidrați de carbon și alți compuși chimici, iar energia chimică a carbohidraților și alte molecule - în energie disponibilă biologic stocată sub formă de obligațiuni makroenergeticheskih ATP. În cele din urmă, la acest nivel este transformarea legăturilor de energie a energiei fosfat în muncă - mecanice, electrice, chimice, osmotic, mecanisme ale proceselor metabolice și energetice sunt universale.
Nivelul celulelor. Acest nivel de organizare a celor vii este reprezentat de celule care acționează ca organisme independente (bacterii, protozoare, etc.), precum și celule ale organismelor multicelulare. Caracteristica principală a acestui nivel este că viața începe cu ea. Fiind capabili de viață, creștere și reproducere, celulele sunt principala formă de organizare a materiei vii, unitățile elementare de la care se construiesc toate ființele vii (procarioții și eucariotele). Între celulele plantelor și animalelor nu există diferențe fundamentale între structură și funcții. Unele diferențe se referă numai la structura membranelor și organele individuale. Diferențe notabile în structură există între celulele procariote și celulele eucariote, însă în termeni funcționali aceste diferențe sunt egale, deoarece regula "celulă din celulă" se aplică peste tot.
Structurile supramoleculare la acest nivel formează sisteme de membrană și organele celulare (nuclee, mitocondrii, etc.).
La nivel celular, există o diferențiere și ordonare a proceselor vitale în spațiu și timp, care este asociată cu limitarea funcțiilor la diferite structuri subcelulare.
Structurile de membrană asigură separarea celulelor de mediul înconjurător, precum și separarea spațială în celulele multor molecule biologice. Membrana celulară are o permeabilitate foarte selectivă. Prin urmare, starea lor fizică permite mișcarea difuză constantă a unora dintre moleculele de proteine și fosfolipide conținute în ele. Prin reglarea schimbului între celulă și mediu, membranele au receptori care percep stimuli externi. În special, exemple de percepție a stimulilor externi sunt percepția luminii, mișcarea bacteriilor la sursa de hrană, răspunsul celulelor țintă la hormoni, de exemplu, la insulină. Unele dintre membrane generează simultan semnale (chimice și electrice). O caracteristică remarcabilă a membranelor este aceea că convertesc energia. În particular, fotosinteza are loc pe membranele interne ale cloroplastelor, în timp ce fosforilarea oxidativă are loc pe membranele interioare ale mitocondriilor.
Componentele membranei sunt în mișcare. Construite în principal din proteine și lipide, membranele sunt caracterizate de rearanjamente diferite, care determină iritabilitatea celulelor - cea mai importantă proprietate a celor vii.
Nivelul țesutului este reprezentat de țesuturi care unesc celule cu o anumită structură, dimensiune, locație și funcții similare. Țesăturile au apărut în cursul dezvoltării istorice, împreună cu multicellularitatea. În organismele multicelulare, ele se formează în timpul ontogenezei ca o consecință a diferențierii celulelor. Animalele disting mai multe tipuri de țesuturi (epiteliu, conjugat, muscular, nervos, precum și sânge și limf). Plantele disting tesuturile meristematice, de protecție, de bază și conductive. La acest nivel are loc specializarea celulelor.
Nivelul de organe este reprezentat de organele de organisme. În cea mai simplă digestie, respirația, circulația substanțelor, excreția, mișcarea și reproducerea sunt efectuate în detrimentul diferitelor organele. Organismele mai bune au sisteme de organe. În plante și animale, se formează organe datorită unui număr diferit de țesuturi. Vertebratele se caracterizează prin cefalizare, care este protejată în concentrația celor mai importante centre și organe senzoriale din cap.
Nivelul de organe. Acest nivel este reprezentat de organismele - organisme unicelulare și multicelulare de natură vegetală și animală. O caracteristică specifică a nivelului organismului este faptul că, la acest nivel, informația genetică este decodificată și implementată, crearea de trăsături structurale și funcționale inerente organismelor acestei specii. Organismele sunt unice în natură, deoarece materialul lor genetic, dezvoltarea determinativă, funcțiile și relația lor cu mediul sunt unice.
Nivelul populației. Plantele și animalele nu există în mod izolat; ele sunt unite în populație. Creând un sistem superorganismic, populațiile se caracterizează printr-o anumită grupă genetică și un anumit habitat. În populații, încep transformările elementare evolutive și se dezvoltă o formă adaptivă.
Nivelul speciilor. Acest nivel este determinat de speciile de plante, animale și microorganisme care există în natură ca legături vii. Structura populației speciilor este extrem de diversă. O specie poate avea de la una la mai multe mii de populații ale căror reprezentanți se caracterizează printr-o mare varietate de habitate și ocupă diferite nise ecologice. Speciile sunt rezultatul evoluției și se caracterizează prin variabilitatea. Speciile existente de astăzi nu arată ca specii care au existat în trecut. Specia este, de asemenea, o unitate de clasificare a ființelor vii.
Nivelul biocenotic este reprezentat de biocenoze - comunități de organisme de diferite specii. În astfel de comunități, organismele de diferite specii depind într-un anumit grad unul pe altul. În cursul dezvoltării istorice au apărut biogeocenoză (ecosisteme), care sunt sisteme care constau în comunități interdependente de organisme și factori de mediu abiotici. Ecosistemul inerent dinamic (mobil) dintre organisme și factorii abiotici. La acest nivel se efectuează cicluri de energie reală legate de activitatea de viață a organismelor.
Nivelul biosferic (global). Acest nivel este cea mai înaltă formă de organizare a vieții (sisteme vii). Este reprezentată de biosferă. La acest nivel, toate ciclurile materiale-energie sunt unite într-o singură circulație biosferică gigantică a substanțelor și energiei.
Între diferite niveluri de organizare a celor vii există o unitate dialectică, trăirea este organizată în funcție de tipul de organizare a sistemului, pe baza căruia se află ierarhia sistemelor. Trecerea de la un nivel la altul este asociată cu menținerea mecanismelor funcționale care operează la nivelele anterioare și este însoțită de apariția unor noi tipuri de structuri și de funcții, precum și de interacțiuni caracterizate prin caracteristici noi, este asociată cu apariția unei noi calități.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: