ГДЗ по биологии, 10 класс, Пасечник, номер 24.8: Пластический обмен: биосинтез белков

Клетка — это элементарная живая система, способная к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению. Ключевым признаком жизни является обмен веществ (метаболизм), который включает два взаимосвязанных процесса: пластический обмен (анаболизм) и энергетический обмен (катаболизм).

Пластический обмен — это процесс синтеза сложных органических молекул из более простых с затратой энергии. Без этого процесса невозможно восстановление клеточных структур, рост и деление.

Белки выполняют в клетке множество критически важных функций:

• Ферментативную: все ферменты имеют белковую природу. Они катализируют реакции обмена веществ, включая те, которые обеспечивают энергию для синтеза самих белков.
• Структурную: белки входят в состав мембран, цитоскелета, хромосом.
• Транспортную: гемоглобин переносит кислород, мембранные белки переносят вещества через мембрану.
• Регуляторную: многие гормоны являются белками или пептидами.

Если клетка не способна синтезировать белки самостоятельно, она не может обновлять свои ферменты и структурные элементы. Поскольку время жизни большинства белков ограничено, их деградация неизбежна. Без нового синтеза клетка быстро теряет способность поддерживать свою целостность и метаболизм.

Существуют ли организмы, полностью зависящие от внешнего синтеза? Да, например, вирусы. Однако вирусы не являются клетками . Они представляют собой надмолекулярные комплексы (нуклеопротеиды), которые не имеют собственного аппарата биосинтеза (рибосом, АТФ-синтетаз) и могут размножаться только внутри клетки-хозяина.

Также существуют облигатные внутриклеточные паразиты (например, некоторые бактерии рода Rickettsia или простейшие). У них может быть сильно редуцирован геном и они зависят от метаболитов хозяина. Но даже такие организмы сохраняют минимальный аппарат для синтеза собственных белков (рибосомы, тРНК, ферменты трансляции), иначе они не могли бы воспроизводить себя и эволюционировать. Полное отсутствие способности к синтезу белков превращает частицу в инертную макромолекулу, а не в живую клетку.

Жизнь клетки неразрывно связана с непрерывным потоком информации и вещества. Биосинтез белков — это центральный этап реализации генетической информации. Клетка, утратившая способность к самостоятельному синтезу белков, не может поддерживать свой внутренний порядок (энтропия возрастает), не может расти, делиться и реагировать на изменения среды. Следовательно, такая структура перестаёт быть живой клеткой и становится либо мёртвым веществом, либо вирусной частицей (которая клеткой не является).