facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Global international scientific
analytical project
GISAP
GISAP logotip
Перевод страницы
 

БИОСТРУКТУРЫ ИЗ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ ЛИПОПРОТЕИНОВ

БИОСТРУКТУРЫ ИЗ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ ЛИПОПРОТЕИНОВ
Людмила Телепнева, научный сотрудник

Институт микробиологии и иммунологии им. И.И.Мечникова, Украина

Участник первенства: Национальное первенство по научной аналитике - "Украина";

Открытое Европейско-Азиатское первенство по научной аналитике;

УДК 577.2

Рассмотрена возможность создания различных биоструктур из элементарных частиц липопротеинов в доклеточный период развития жизни.
Ключевые слова: липиды, липопротеины, аминокислоты, БКС, биоструктуры.

The possibility ofcreating different biostructures izelementarnyh lipoproteins in pre-cellular particles during the development of life.
Keywords:lipids, lipoproteins, amino acids, BCS, biostructure.

Жизнь, вероятнее всего, зародилась в литоральной (приливно-отливной) зоне водоемов. Следовательно, вероятность заброса волной элементарных частиц липопротеинов (ЭЧЛП) с поверхностного слоя воды на сушу или к твердой поверхности дна была довольно высокой. В силу этого обстоятельства ЭЧЛП, оказавшиеся у твердой поверхности, невольно вынуждены были сменить свою кубическую конформацию на иную – плоскую. При этом девять липидных субъединиц ЭЧЛП могли располагаться так, как показано на рис. 1. Причем, в последствии все эти формы расположения липидных молекул ЭЧЛП возродились и в клеточном варианте.

а

б

в

г

Рис.1 Плоскостное расположение молекул ЭЧЛП

Особо подчеркнем что, расположение липидов на рис. 1а, невольно и очевидно свидетельствует о природной постоянной экономии субъединиц при создании новых форм биоструктур. Так, в БКС, собранной из двух диальных БШПУС [3], для создания одного большого реакционного канала необходимо было задействовать все 4 идентичных субъединицы. Теперь же для создания 4 больших каналов ЭЧП требуется всего лишь 9 субъединиц. Это усовершенствование новых БКС явно свидетельствовало за выгоду объединения идентичных элементов биоструктур не только для увеличения их производительности, но и для защиты от воздействий окружающей среды центрального их элемента – их суперэлемента – субъединицы, обладающей максимальным количеством связей во всех конформациях биоструктуры. В ЭЧЛП такой субъединицей стал 5-й её элемент. Согласно многим преданиям, четыре стихии: Землю, Воду, Воздух и Огонь связывает таинственный пятый элемент. Но в нашей биосистеме данная субъединица может выступать не только в качестве голограммы и её центрального элемента. Через неё проходят оси симметрии биоструктур, задействованные в дальнейшем не только в клеточных, но и организменных измерениях (например, рис.1а и рис. 1г).

Следует отметить, что плоскостное сообщество трех ЭЧЛП (рис. 1б) образует структуру, способную осуществлять пиноцитоз - захват клеточной поверхностью жидкости с содержащимися в ней веществами пузырьком (диаметр от 0,07 до 2 мкм). Данная разновидность эндоцитоза - один из основных механизмов проникновения веществ (макромолекул белков, липидов, гликопротеидов) в клетку (прямой пиноцитоз или эндоцитоз) и выделения их из клетки (обратный пиноцитоз, или экзоцитоз). В то же время плоскостное сообщество из четырех и шести ЭЧЛП способно осуществлять другую разновидность эндоцитоза. Задействовать для этого процесса сразу много плоскостных ЭЧЛП могли позволить себе только клеточные структуры с большой площадью поверхности, а поскольку бактерии очень часто принимают конформацию сферы, то у них фагоцитоз не развит именно по этой причине.

В то же время субъединицы ЭЧЛП могли раскладываться и по-другому, например как на рис. 2а. При этом добавка уже одной (десятой) идентичной субъединицы (рис. 2 б) приводила к тому, что в биоструктуре появлялся дополнительный суперэлемент, что сразу же увеличило её живучесть. Обратим внимание на тот факт, что достаточно наличия 23 идентичных субъединиц, чтобы каждая из 9-ти вышеописанных стала суперэлементом. Но, поскольку бактерии жили в очень сложных климатических условиях, утрата липидных составляющих у них была высокой. Это привело к формированию у них ЭЧЛП только из семи субъединиц (рис. 2в).

В двух предыдущих работах по происхождению жизни на Земле [3] уже сообщалось о том, что схемы биоструктур, с эволюционным успехом освоенных липидами, затем с еще большей легкостью воплощали в жизнь аминокислоты и нуклеотиды. В силу этого рассмотрим нуклеотидные цепи, воссозданные по образцу укладки липидных молекул, для эукариотических (2г) и прокариотических (2ж) клеток.

Встречаясь с зеркальными структурами, эти цепи могли образовывать две конформации. Одна из них -  с большими реакционными каналами (2д и 2з, соответственно) – характерна для двух разновидностей клеток. В то же время вторые конформации у них различны. Если у бактерии мы видим включения воды между цепями ДНК (рис. 2и), то у эукариотических клеток две цепи ДНК прилегают друг к другу очень плотно (рис. 2е). С целью не допустить излишек воды к ДНК данная разновидность клеток должна была возвести двойную преграду – ядерную оболочку.

Рис.2 Расположение субъединиц в нуклеотидных и липидных структурах.

Но когда же оказалась востребованной эта разновидность субъединиц биоструктур? Нуклеотиды впервые появились в прародителях вирусных частиц (рис. 3б), собранных из 4-х ЭЧЛП (рис. 3а, они же - в двух проекциях на рис. 3в). А понадобились они им для поддержки аминокислот (1, 3, 4 и 6 на рис. 3в), оставшихся без своих поддерживающих липидов, выставленных биоструктурой на поверхность липидно-аминокислотной системы. Так и появились в биоструктуре нуклеотиды, окрашенные в светло-зеленый и розовый цвета (рис. 3г), попавшие в эту вирусную частицу вместе с водой в результате её сборки.

а

б

в

г

Рис.3 Создание носителя генной информации

В силу этих фактов, вирусные частицы можно и нужно считать не только переносчиками генной информации (как это уже принято всеми учеными мира), но и прародителями этой информации. Благодаря этому новшеству жизнь стала практически не уничтожаема, а её представители освоили все возможные биониши.

В результате последовательного линейного объединения нескольких ЭЧЛП, появились структуры, подобные изображенным на рис. 4а-4в, позволившие собрать на своих поверхностях в аминокислотных каналах первые дипептиды, а затем и белковые структуры с разным типом укладки аминокислотных остатков.

а

б

в

г

Рис.4. Создание спиральных биоструктур и ?-укладок

Схемы рис. 4б объясняет причину чрезвычайного распространения спиральных структур среди белков и нуклеиновых кислот. Возможность горизонтальной вставки (рис. 4б) одной спирали (окрашенной в синий цвет) в другую спираль (красного цвета) приводит к созданию двуспиральной биоструктуры (сине-красной спирали) при их соосном выставлении. При этом с двух сторон этой спирали образуются открытые спиральные концы, а биоструктура приобретает большую величину плавучей плотности, что способствует лучшей защите от электромагнитного излучения. Такое же горизонтальное вставление красно-синей спиральной биоструктуры в желто-зеленую приводит к созданию 4-х спиральной биоструктуры с еще большей величиной плавучей плотности. Помимо этого такая структура становится гидравлически более выгодной при перемещении в пространстве. Описанные эволюционные выгоды сделали безопасным, согласованным и одновременным перемещение всех субъединиц БКС, собираемых из спиральных субъединиц.

В силу этого, последовательное соединение элементарных нуклеиновых частичек, приводящее к созданию спиральных структур, было подхвачено эволюцией. Но последовательно соединенные липидные и нуклеиновые частицы можно было дополнительно укрепить дипептидами, трипептидами и т. д. В результате этого оказались востребованными не только аминокислоты с мононуклеотидными кодонами, но и аминокислоты, у которых два первых нуклеотида кодона принадлежали одной нуклеотидной частице, а третий - другой. Такие аминокислоты (АК) представлены на рис. 4в контурной линией сиреневого цвета, а другая разновидность таких связующих АК, содержащих один нуклеотид первой частицы, а два оставшихся – другой, изображены на рис. 4в зеленой контурной линией. В то же время нуклеотиды под номерами 9′, 3′и 1′′ (рис. 4в) представляют собой тройку нуклеотидов стоп-кодона. Нуклеотиды с номерами 3′и 1′′ стали предшественникам интронов – нуклеотидной последовательности, не несущей белковой нагрузки. Следовательно, структура, представленная на рис. 4в может принадлежать прародительнице эукариотических клеток.

Однако возможно и другое расположение биочастичек – параллельное и антипараллельное (рис. 4г), приведшее к созданию ?-укладок белка.

В связи с вышеприведенными фактами было интересно сравнить предлагаемые для рассмотрения структуры (рис. 5) с классическими, полученными английским биофизиком и учёным-рентгенографом, занимавшейся изучением структуры ДНК, Розалинд Франклин (англ. Rosalind Franklin) (25 июля 1920 — 16 апреля 1958) [3.]. На этом рисунке проведено сравнение её знаменитой рентгенограммы ДНК (рис. 5а) с  эукариотической (рис. 5б), а также сравнение классики (рис. 5в) с ДНК бактерий (рис. 5г).

Рис.5. Сравнение нуклеиновых кислот

Следовательно, уже по наклону линий, окрашенных в красный цвет, можно судить к какой разновидности ДНК принадлежит исследуемый образец. В то же время сравнение нуклеиновых цепей в форме В-ДНК (рис. 5д) и эукариотической ДНК (рис. 5е) объясняют, возможную причину задержки выхода работ этой женщины в печать. Ей, в отличие от открывателей двойной спирали, уже хорошо знавшей, что ДНК может принимать различные формы, чрезвычайно важно было определить разновидность конформации исследуемой ею ДНК.

То, что нуклеотидные частицы могут взаимодействовать друг с другом по-разному, подтверждают даже эти 4-е ниже представленные нуклеотидные цепочки (рис. 6).

 

Рис.6. Разновидности укладок нуклеиновых цепей

Выводы:

1. Элементарные частицы липопротеинов (ЭЧЛП) могут принимать как кубическую, так и плоскостную конформацию.
2. Появление суперэлемента ЭЧЛП и его защита способствовали объединению максимально возможного количества идентичных субъединиц биоструктур.
3. Суперэлемент ЭЧЛП является центром симметрии биоструктур, её голограммой и биосубъединицей с максимальным числом связей в любой конформации биообъекта.
2. Белки, создаваемые на последовательно соединяемых ЭЧЛП, укрепляют данную биоконструкцию, как и нуклеотидные основания, попавшие в результате сборки новой «липидно-аминокислотно-нуклеотидные» биоструктуры.
3. Спиральные биоконструкции получили максимальное распространение благодаря одномоментному перемещению 4-х идентичных спиралей и большей величине плавучей плотности, способствующей лучшей защите от электромагнитного излучения.
4. Благодаря параллельному и антипараллельному расположению ЭЧЛП появляется возможность создания нескольких разновидностей ?-укладок белков.

Литература:

  1. Гонський, Я. І. Біохімія людини [Текст] / Я. І. Гонський, Т. П. Максимчук, М.І. Калиновський: Підручник. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – 744 с.
  2. Рис Э., Стернберг М. Введение в молекулярную биологию: От клеток к атомам: Пер. с англ. – М.: Мир, 2002. – 142 с.
  3. Телепнева Л.Г. Главный биологический закон и результаты его воплощения на примере биологических катализирующих систем. [Электронный ресурс].- Режим доступа: <http://gisap.eu/ru/node/5400>
0
Ваша оценка: Нет Средняя: 8.8 (4 голоса)
Комментарии: 7

Мадатова Валида Миталибовна

Проделана хорошая работа. Липопротеины составляют структурную основу всех биологических мембран, в свободном состоянии присутствуют в плазме крови и лимфе, образуются в печени и стенке толстого кишечника. Занимают ключевое положение в транспорте и метаболизме липидов. Липиды - это надмолекулярные образования, их ядро состоит из триглицеридов и эфиров холестерина, а оболочка - из белков, фосфолипидов и свободного холестерина. Работа выполнена на высоком уровне. По работе даны грамотные выводы. В связи с этим желаю автору успехов в своих исследованиях.

Телепнева Людмила Георгиевна

Глубокоуважаемый Expert № 45! От всей души благодарю Вас за высокую оценку моего труда, вселившую в меня новые силы, так необходимые для завершения своей последней монографии. Будьте здоровы и счастливы! С уважением Телепнева Л.Г.

Азмаипарашвили Майа Отариевна

В представленной работе интересные данные. Несамненно ваша работа актуална и от всей души желаю успехрв.

Телепнева Людмила Георгиевна

Глубокоуважаемый Expert№ 49. Благодарю за высокую оценку моего труда и добрые пожелания! Изо всех сил постараюсь оправдать Ваше доверие! Всего Вам наилучшего, будьте здоровы. С уважением Телепнева Л.Г.

Азмаипарашвили Майа Отариевна

В представленной работе интересные данные. Несамненно ваша работа актуална и от всей души желаю успехрв.

Дубровский Юрий Владимирович

Статья посвящена фундаментальнейшим проблемам эволюции доклеточных образований, изучение которых проводится на грани органической химии и биологии. Работа содержит оргинальный материал и является удачным и ,по-видимому, необходимым дополнением к 2-м другим сообщениям автора, представленным на данной конференции. С уважением, Ю.В. Дубровский.

Телепнева Людмила Георгиевна

Глубокоуважаемый Юрий Владимирович! Очень рада Вашей высокой оценке моего труда! Действительно, все эти три работы взаимосвязаны, словно три ноги трискелиона - символа победы и прогресса. С уважением Телепнева Л.Г.
Комментарии: 7

Мадатова Валида Миталибовна

Проделана хорошая работа. Липопротеины составляют структурную основу всех биологических мембран, в свободном состоянии присутствуют в плазме крови и лимфе, образуются в печени и стенке толстого кишечника. Занимают ключевое положение в транспорте и метаболизме липидов. Липиды - это надмолекулярные образования, их ядро состоит из триглицеридов и эфиров холестерина, а оболочка - из белков, фосфолипидов и свободного холестерина. Работа выполнена на высоком уровне. По работе даны грамотные выводы. В связи с этим желаю автору успехов в своих исследованиях.

Телепнева Людмила Георгиевна

Глубокоуважаемый Expert № 45! От всей души благодарю Вас за высокую оценку моего труда, вселившую в меня новые силы, так необходимые для завершения своей последней монографии. Будьте здоровы и счастливы! С уважением Телепнева Л.Г.

Азмаипарашвили Майа Отариевна

В представленной работе интересные данные. Несамненно ваша работа актуална и от всей души желаю успехрв.

Телепнева Людмила Георгиевна

Глубокоуважаемый Expert№ 49. Благодарю за высокую оценку моего труда и добрые пожелания! Изо всех сил постараюсь оправдать Ваше доверие! Всего Вам наилучшего, будьте здоровы. С уважением Телепнева Л.Г.

Азмаипарашвили Майа Отариевна

В представленной работе интересные данные. Несамненно ваша работа актуална и от всей души желаю успехрв.

Дубровский Юрий Владимирович

Статья посвящена фундаментальнейшим проблемам эволюции доклеточных образований, изучение которых проводится на грани органической химии и биологии. Работа содержит оргинальный материал и является удачным и ,по-видимому, необходимым дополнением к 2-м другим сообщениям автора, представленным на данной конференции. С уважением, Ю.В. Дубровский.

Телепнева Людмила Георгиевна

Глубокоуважаемый Юрий Владимирович! Очень рада Вашей высокой оценке моего труда! Действительно, все эти три работы взаимосвязаны, словно три ноги трискелиона - символа победы и прогресса. С уважением Телепнева Л.Г.
Партнеры
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.