Кроме способности к самосборке, липидный бислой обладает и другими характеристиками, делающими его идеальным материалом для

30

Рис. 18. Молекула фосфолипида фофсатилилхолина, представленная схематически (а), химической формулой (б), в виде пространственной модели (в) и символом (г). Чтобы отличить ненасыщенную цепь жирной кислоты от насыщенной, ненасыщенная цепь изображена с отчетливым изгибом. На самом же деле в ненасыщенной жирной кислоте жесткостью обладает только двойная связь. Вокруг всех одинарных связей возможно свободное вращение, поэтому в каждом липидном монослое обе цепи жирных кислот, как насыщенная, так и ненасыщенная, будут стремиться упаковаться параллельно

31

клеточных мембран. Важнейшим из этих свойств является текучесть, которая обусловливает многие функции мембраны. Липидный бислой -это, по существу, двухмерная жидкость. Отдельные молекулы липидов способны диффундировать в пределах липидного бислоя. Они без труда меняются местами со своими соседями в пределах одного монослоя примерно 107 раз в секунду, что приводит к быстрой латеральной диффузии с коэффициентом 10-7 см-с-1, т.е. липидная молекула средних размеров диффундирует на расстояние, равное длине большой бактериальной клетки (2 мкм) за 1 с. Кроме того, молекулы липидов очень быстро вращаются вокруг своих продольных осей, а их углеводородные хвосты обладают большой гибкостью.

Рис. 19. Клеточные мембраны состоят из фосфолипидов, имеющих гидрофильные "головы" и гидрофобные "хвосты". На поверхности раздела воды и масла они самопроизвольно будут располагаться головными концами к воде, а хвостовыми - к маслу. В воде эти молекулы ассоциируют с образованием замкнутых двухслойных пузырьков, в которых гидрофобные хвосты контактируют друг с другом, а гидрофильные - с водой

Следует обратить внимание, что биологически клетки на 70 % состоят из воды, в присутствии которой только и возможны все процессы формирования и преобразования органических молекул.

32

Таким образом, принципиальное отличие неорганических и органических построек, создаваемых совершенно одинаковыми атомами (правда, в разном соотношении) заключается в том, что первые складываются путем непрерывной плотной упаковки атомов в виде кристаллической решетки (минерала), где все они сближены друг с другом, тогда как вторые образуются путем присоединения атомов к цепочкам атомов углерода, образуя длинные цепи, которые затем сворачиваются в молекулы разной конформации (часто в виде клубков и спиралей), или, присоединяясь друг к другу, образуют мономерные замкнутые сферические поверхности - мембраны клеток.

33

ГЛАВА 2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛАНЕТЫ ЗЕМЛЯ

Начало формирования нашей Вселенной ученые (Шкловский, 1984, и др.), связывают с Большим Взрывом около 12 млрд лет назад, который из существовавших до этого в космическом пространстве только элементарных ядерных частиц и фотонов породил огромную массу наиболее легких элементов - водорода и гелия, возможно еще и других легких элементов - лития, бериллия, бора. Эти элементы сразу же после взрыва существовали в виде более или менее однородной во-дородно-гелиевой плазмы, т.е. ионизированного газа с температурой около 4000 °С со средней ничтожной плотностью 3000 частиц на 1 см3. Радиус плазменного облака составлял вначале около 15 млн световых лет, но, как следствие Большого Взрыва, Вселенная стремительно расширяется, и современный ее диаметр оценивается в 20 млрд световых лет, т.е. свет, движущийся со скоростью около 300 тыс. км/с, пролетит расстояние из одного края видимого нам звездного мира до другого края за 20 млрд лет, - так невероятно огромны размеры нашей Вселенной.