Уже сам по себе механизм комплементарного копирования указывает, что наследственная информация ДНК записана в линейной последовательности нуклеотидов. Каждый нуклеотид (А, О, Т или С) можно рассматривать как букву в четырехбуквенном алфавите, которые используются для написания биологических инструкций в виде линейной "телеграфной ленты". Животные различных видов отличаются друг от друга потому, что молекулы ДНК их клеток имеют различную последовательность нуклеотидов и, следовательно, различное информационное содержание.

Характерным свойством полимерных биологических молекул и в первую очередь белков является их способность как ферментов ускорять биологические реакции в клетке. Такие каталические свойства белков полностью зависят от способа сворачивания их в конформации и связанного с этим расположения на поверхности аминокислотных остатков, способных образовывать слабые связи с другими молекулами. Чтобы взаимодействие белка с другой молекулой, называемой лигандой или субстратом (реактантом), было эффективным, между ними должно одновременно образовываться много слабых связей. Поэтому к белку прочно могут присоединяться лишь те лиганды, которые в точности подходят к его поверхности.

27

Рис. 16. Двойная спираль молекулы ДНК, состоящая их двух антипараллельных цепей с комплементарной последовательностью нуклеотидов. Цепи завиты одна вокруг другой в правую спираль так, что на один виток спирали приходится приблизительно 10 пар оснований

Ферментативный центр связывания, т.е. участок белка, взаимодействующий с молекулой субстрата, обычно имеет вид углубления, сформированного на поверхности белковой молекулы определенным расположением аминокислот. Эти аминокислоты часто принадлежат к удаленным друг от друга участкам свернутой в конформацию полимерной цепи и составляют лишь небольшую долю всех аминокислот белка. Остальные аминокислоты необходимы для поддержания правильной формы белковой молекулы и для создания дополнительных центров связывания, играющих регуляторную роль. Значение внутренней части белка ограничивается тем, что она обеспечивает нужную форму поверхности центра связывания и необходимую жесткость его структуры. Сущность ферментативного катализа заключается в том, что молекула субстрата на короткое время входит определенной своей частью в углубления

28

центра связывания, как ключ в замок, а затем распадается на две новообразованные молекулы, которые затем удаляются, освобождая центр связывания для новых молекул.

Важнейшим свойством одной из органических молекул - хлорофилла в растениях - является фотосинтез, т.е. способность использовать световую энергию солнца для превращения атмосферного СО2 и Н2О в органические соединения и кислород. Такими же свойствами обладают некоторые разновидности бактерий - цианобактерии (синезеленые водоросли). При фотосинтезе в растениях образуются молекулы сахаров, которые из листьев транспортируются в другие части (стебель, корни), участвуя в их построении. Запасенная таким образом энергия используется при жизнедеятельности растений, а затем ее используют живые организмы в качестве своеобразного топлива на энергетические нужды, и в частности на поддержание температуры тела.