Почему живые организмы используют аминокислоты, закрученные влево, а сахара – вправо? Загадка, на которую до сих пор нет ответа
Из биохимии известно, что организм человека использует только левозакрученные аминокислоты (L-аминокислоты). Т.е. только эти формы белковых «кирпичиков» синтезируются в организмах или усваиваются из вне.
Известно, что если синтезировать аминокислоты путем неорганического синтеза (из неорганических химических компонентов), то получим равное число как лево, так и правозакрученных аминокислот.
И это правило относится не только к человеку. Почему такая избирательность у живых организмов? К тому же, из более 200 известных аминокислот, живые организмы используют всего лишь 20.
Как на этот вопрос отвечает теория эволюции? Ведь должны были остаться экземпляры живых организмов с правозакрученной структурой белков. Эволюция – это процесс проб и ошибок. Должны остаться устойчивые промежуточные звенья. Должны встречаться организмы, с большим числом используемых аминокислот – тоже как промежуточные звенья в цепи эволюционных процессов.
Ученые ответ дают, но он поверхностный. И его суть похожа на термин «так исторически сложилось». Если вкратце: во время зарождения жизни в первичном бульоне на Земле синтезировались как лево, так и правозакрученные аминокислоты. Но по теории вероятности, жизнь возникла только из левозакрученных структур. Случай выбрал левое кручение молекул.
Использование аминокислот только одной структуры в науке называется гомохиральностью. L и D-формы, отличающиеся зеркальной изометрической структурой.
Почему ученые уверены, что жизнь возникла только в одном месте? И только один раз? Почему организмы не используют для построения правозакрученные аминокислоты? Ведь химически это то же самое, просто спираль аминокислот закручена в другую сторону. Химические реагируют они так же. Как организм распознает левое кручение от правого? Одни вопросы.
Кстати, двойная спираль ДНК, собранная из левозакрученных аминокислот – закручена вправо. Левозакрученные ДНК встречаются (Z-форма), но сильно отличается по стереометрии, существует короткими отрезками и наука не знает для чего они.
Сторонники гипотезы панспермии (привнесения жизни из космоса) тоже «плавают» в своих объяснениях. Ответ их заключается в занесении жизни на Землю, состоящую только из левозакрученных аминокислот. Но где-то же она возникла в такой форме.
Бывает и так, что правозакрученные молекулы – это враги для организмов. Например, токсин бледной поганки, альфа-аманитин - состоит из правозакрученных кислот.
Некоторый ответ был получен от биохимиков. Но и то, лишь путем компьютерного моделирования процессов. Выяснилось следующее:
Оказалось, что энергетический барьер для реакции РНК с белком L-аланином был на девять килокалорий на моль ниже, чем для реакции с D-аланином. Более того, в короткоживущей молекулярной форме, при которой энергия реакции максимальна, L-аминокислота обладала гораздо большей электростатической стабильностью, чем ее аналог D-типа.
Вот так, одинаковые химические молекулы, но обладают разной физикой. С чем это может быть связано – ответа пока нет.
Такая избирательность организмов в форме используемых молекул существует и относительно сахаров (полисахаридов). Но здесь обратное – организмы используют правозакрученные молекулы сахаров (D-изомеры).
Живые организмы в основном используют глюкозу, расщепляя сахара (полисахариды) до этого моносахарида.
Используют в своей жизнедеятельности только D-глюкозу как источник энергии в митохондриях клетки. Почему именно этот изомер – четкого ответа тоже нет.
Возможно, такая избирательность живых организмов связана с полевой структурой вещества. Т.е. важна не только химическая структура молекулы, но и пространственная. Например, иные поля не могут совмещаться с полем организма. Какие это поля? Магнитные, электростатические или гипотетические торсионные?
Химия и биология стоят отдельно от физики, поэтому полевая структура вещества – нигде не учитывается. А процессы внутри клеток и на уровне молекул неразделимы на химию и физику.
Если открыть геохронологическую таблицу с геологическими эпохами Земли, то там увидим такие названия:
На датировку обращать внимания не будем, тема статьи не про это. Почему названия именно такие и что они означают?
Т.к. в науке 18-19 веков сильными позициями обладали англичане, то они и дали большинству периодов свои названия. Например:
Кембрийский период Палеозойский эры дан по названию Кембриджа – города на востоке Англии. Ордовикский и силурийский периоды даны по названию кельтских племен в Англии - Ордовики и Силуры. Девон (Девонский период) – это графство Девоншир в Англии. Юрский период – по названию горы Юра в европейских Альпах.
Многие названия – это сочетание греческих слов. Например: Кайнозой - сочетание слов “цейнос” - новый и “зой” - жизнь.
-
Палеоцен - от греческого “древний” и “новый”.
-
Эоцен - “рассвет” и “новый”.
-
Олигоцен - “небольшой” и “новый”.
-
Миоцен - “менее значительный” и “новый”
-
Плиоцен - “более” и “новый”.
-
Плейстоцен - “самый многочисленный” и “новый”.
-
Голоцен - “целый” и “новый”.
Названия давали на II-VIII сессиях Международного геологического конгресса (МГК) в 1881—1900 годах. Съезды геологов проходят каждые 4 года. 37-й съезд пройдет в корейском городе Пусан в августе 2024 года. А 38-й в С-Петербурге в 2028 году.
Но как видно, палеозойская эра заканчивается Пермским периодом. Как так получилось, что англичане, создатели мировой науки, в том числе и геологии, позволили включить в геохронологическую шкалу период с названием, происходящий от русского города Пермь (или от Пермской губернии)?
Оказывается, сильная геологическая школа была не только в Англии, но и в России. Например, в 1897 году седьмой Международный геологический конгресс проходил в С-Петербурге. И наши ученые вносили названия эпох, связанные с географией нашей территории. Удалось отстоять принятие Пермского периода в международной классификации геологического возраста. Но это не все.
Наши ученые Каменноугольный период хотели называть Московским. Все благодаря работам Сергея Никитина в 19 веке. Но англичане не пошли на это и этому названию было отведено лишь место в среднем отделе каменноугольного периода: Московский ярус (век). Это видно в полной геохронологической шкале:
Все эры в Каменноугольном периодах занимают русские географические названия: Турнейский, Визенский, Серпуховский, Башкирский, Московский, Касимовский, Гжельский. А так же русские названия эр и в Пермском периоде: Кунгурский, Уфимский, Казанский, Уржумский, Северодвинский, Вятский. И отделы Перского периода тоже имеют русские названия: Приуральский, Биармийский, татарский.
Великая Биармия (или Пермь Великая) – это территория со множеством древних городов на севере европейской части страны со столицей в Перми.
Скорее всего, тогда, в 19 веке, наши ученые знали больше про нашу историю, чем сейчас. Вот и оставили эту подсказку даже в эрах геологических эпох.
Но и это еще не все. В Протерозойскую эру внесены Лопийские эры (нижняя, средне и Вернелопийская). Лопия – это река в Архангельской области. В Протерозое есть Верхнее и Нижнекарельские эры. А так же Рифейские эры. Рифейские (Рипейские) горы – это горы на севере, показанные на старых картах со Скифией и Сарматией.
Вот такие подсказки из древней географии оставили наши ученые. На это мало кто обращает внимание.
Если вернуться к вопросу датировки геологических слоев – то это слабое место в геохронологии. Но так исторически сложилось, приняты такие периоды в миллионы лет. Тогда не были развиты радиометоды датировок по изотопам химических элементов. Поэтому, был применен один принцип – принцип накопления осадочных пород. Чем глубже – тем древнее. Так же датировали по найденным с слоям остаткам древних окаменелостей. Их возраст по какой-то причине тоже взят с потолка.
Не учитывались возможные древние катастрофы, когда сотни метров осадков могли образоваться за считанные часы. К каменному углю тоже много вопросов. Один из последних вопросов задавался здесь:
Хотя, глобальные вымирания животных в геохронологии присутствуют. В том же Пермском периоде случилось что-то, что привело к исчезновению более 70% всех живых видов на земле и более 90% в воде. А в таких процессах скорость образования пород и слоев совсем иная.
В СМИ появилась новость: в институте цитологии и генетики Сибирского отделения РАН предложили выращивать мискантус в промышленных масштабах для производства целлюлозы. Новую культуру планируется использовать для замены древесины при производстве бумаги. Не очередная ли это кукуруза Хрущева?
Что это за культура такая, мискантус? Это род многолетних трав, которые произрастают в тропиках и субтропиках Африки, Австралии и части Азии. Мискантус китайский растет и на Дальнем Востоке, в Приморье. Но генетики вывели новый сорт мискантуса - "сорановский". Он хорошо растет в российском климате и из него можно получить до 4 тонн целлюлозы с 1Га.
Готовится проект по подготовке предприятий для промышленного культивирования этой культуры. По оценкам наших специалистов на первых этапах с помощью мискантуса можно получать до 10 тыс. тонн целлюлозы в год.
Мискантус вырастает высотой 0,8-2 м. Эта многолетняя трава, может расти 30 лет без замены. В теплых регионах дает огромный прирост биомассы. С одного колоса этого растения можно получить до 1 кг биомассы, с 1Га до 20 т биомассы, с содержанием до 44% целлюлозы. В нашем климате, понятно, показатели будут ниже.
Из сырья от мискантуса можно производить не только бумагу, но и биоразлагаемую упаковку (контейнеры для яиц, например).
В настоящее время целлюлозу получают из древесины. ЦБК закупают лес и перерабатывают в мелкую фракцию (волокна).
Дерево растет минимум 50-70 лет и не везде. С 1 Га леса получают в среднем 40 тонн древесины (но раз в 70 лет). Но срубить и вывезти древесину – это сложно и дорого. А новый сорт мискантуса можно выращивать на любых полях. Тем более, заброшенных и не используемых ныне земель сельхозназначения в стране много. Они зарастают лесом и через 10-15 лет не использования по назначению их уже не вернешь в оборот.
Целлюлоза из мискантуса получится и дешевле в себестоимости. Предположительно, не выше 1-2 тыс. руб. за тонну (но будут ли по такой цене ее продавать предприятия?). Тогда как 1 т древесины (~2 м3) стоит 7-10 тыс. Вопрос встанет только за новой технологией переработки другого сырья на ЦБК. Думаю, технологи разберутся. Они же нашли простой способ отбеливания бумаги без использования дорогостоящих импортных компонентов (отбеливание перекисью водорода).
Со сбором мискантуса современной техникой проблем нет. Можно как силос, можно наматывать в рулоны, как это делают сейчас при заготовке сена.
Но появился такой вопрос: почему наши аграрные институты забыли про такую хорошую культуру, как конопля? Семена с ценнейшими свойствами, из которых можно получать масло и белковую составляющую для кормов. А стебли – источник той же целлюлозы. Прирост биомассы тоже огромный. Зачем нам это импортное, которое в наших широтах никогда не росло?
В любом случае, хотелось бы, чтобы не получилось с мискантусом так, как во времена Хрущева с кукурузой – садим ее везде, где можно. Любая культура, которая имеет большой сезонный прирост по биомассе создает большую нагрузку на почву, вытягивает из нее все за несколько лет.
Так же не нужно забывать негативный опыт с искусственно выведенным сортом борщевика, который оказался ядовитым и опасным для человека (причиняет ожоги). Если забросить поля с мискантусом, то они превращаются в пожароопасные объекты.
На Ближнем Востоке творятся странные дела. Мира и развития там не было давно. Сплошные революции и войны, которые держат большую часть этого региона в конце списка по уровню жизни населения. И сейчас снова эта территория мира стоит на краю пропасти. В конфликт могут втянуть все арабские страны этого региона. Одна из последних новостей заставила посмотреть на нее по-глубже и выяснилась интересная картина.
31 октября Йемен выпустил баллистические ракеты по территории Израиля. С 2015 года в Йемене правят хуситы. Это радикальные исламисты шиитского толка, которые считают своими врагами США и Израиль. По мнению некоторых экспертов, хуситы поддерживаются Ираном. И не без основательно.
Откуда у хуситов баллистические ракеты средней дальности? Не на коленке же они их изготавливают? Это сложные технологии. Пуски этих ракет по соседним государствам хуситы производят не впервые. С 2015 года они неоднократно это делали в сторону Саудовской Аравии, приводящие к пожарам на нефтеперерабатывающих заводах. И прогресс в дальности полета ракет налицо.
Осуществляют атаки ракетами Буркан-2 (в переводе Вулкан-2). Длина ракеты – 11 м. Дальность полета – до 1000 км. Это модификация ракеты семейства Скад. Свое начало «Бурканы» берут от советских ракет «Эльбрус» (по натовской классификации, Scud-B), которые, по всей видимости, дорабатывают в Иране. Иран вообще стал местом разработки и производства вооружения на Ближнем Востоке. Их список беспилотников чего стоит. Йемену они могли передать технологию или завозить ракеты в разобранном виде.
И что удивительно, Йемен, как агрессора, не вгоняют в каменный век, как это делали с Ираком и Сирией силы НАТО во главе с США. У хуситов есть даже два телевизионных спутника и свой телеканал для трансляции своей пропаганды. Почему такое агрессивное поведение остается безнаказанным – вопрос. Но есть мысли, о них ниже.
А чем Израиль смог сбить баллистические ракеты? Их система ПВО «Железный купол» отражает в основном атаки беспилотников и реактивных низколетящих ракет, сделанных палестинцами из водоповодных труб.
Оказывается, израильтяне совместно с американским Боингом разработали систему ПВО для перехвата высотных целей - Arrow-3 (Стрела-3). Как видно, это уже третья модификация.
В комплекс входит еще наземный радар EL/M-2080 «Грин Пайн», позволяющий обнаружить баллистическую цель на дальности в 900 км и средства обслуживания. Сама ракета способна сбить цель на высоте 100 км и при скорости сближения 6 км/сек. Именно поэтому журналисты и распиарили это ПВО, как способную сбивать цели в космосе. По характеристикам, скорее всего, эта система ПВО сравнима с нашей С-500. Если не прав, то военные эксперты поправят в комментариях.
Сразу же после этого инцидента был подписан контракт с Германией на поставку трех комплексов Arrow-3 на сумму 4 млрд.$ (одна ракета стоит 3 млн.$). Германия отказалась от итало-французской ПВО Mamba. И понятно почему – работу Arrow-3 продемонстрировали в реальных условиях, а не на испытаниях по мишеням. Подробнее здесь:
Не исключено, что израильтяне договорились с Йеменов о пусках ракет в сторону Израиля для демонстрации своей ПВО. Т.к. в ответ на такую серьезную угрозу израильтяне ничего не предприняли, даже громких заявлений и угроз в адрес Йемена не прозвучало.
Лично у меня складывается впечатление, что любой вооруженный конфликт – это прежде всего способ заработка для военно-промышленного комплекса, потребляющий миллиарды из бюджета стран. Демократы в США - вообще партия войны.
Хорошо США – они печатают доллары. А нам приходится больше тратить из бюджета и как минимум не отставать в вооружениях, чтобы соблюдать военный паритет. Иногда удается и обогнать в каких-то областях. Но у нас оборонная стратегия.
Если честно, то весь этот сюрреализм, который творят недолюбленные в детстве представители влиятельных кругов запада (или простыми словами, мальчики-переростки, которые не наигрались в войнушку в детстве) – изрядно всем надоел. Люди гибнут в конфликтах, часть народа сидит в напряжении и страхе, а они зарабатывают. Как любят они же говорить: ничего личного – только бизнес.