Информационные процессы. 
Биология

Информационные процессы, протекающие в клетке, представлены на рис. 3.75.

Из рассмотрения приведенной схемы можно сделать вывод, что химическая структура веществ, синтезирующихся нематричным путем (полисахаридов, сложных липидов), также находится под генетическим контролем, однако этот контроль носит косвенный характер и опосредован соответствующими ферментами их биосинтеза.

Примечание. Установлено, что важную роль в функционировании механизма регуляции транскрипции на основе обратных связей играют РНК-

Рис. 3.74. Взаимосвязь метаболизма основных биологически значимых.

веществ в клетке:

АК — аминокислоты, ЖК — жирные кислоты

Рис. 3.75. Информационные потоки в клетке:

—? — прямые потоки информации; —-? — обратные потоки информации; —? — косвенные потоки информации; -(+) — торможение/активация транскрипции структурных генов, но принципу обратной связи переключатели — особые низкомолекулярные РНК, связанные с участком ДНК, расположенным непосредственно перед началом структурного гена. РНК-переключатель состоит из двух функциональных модулей — рецептора и собственно переключателя. Связывание регуляторного агента (чаще всего — конечного продукта, кодируемого данным геном) с рецептором сопровождается изменением конформации переключателя, что приводит к блокированию транскрипции (в том числе и начавшейся). Наряду с РПК-переключателями, тормозящими транскрипцию, обнаружены аналогичные устройства, активирующие данный процесс.

Говоря об информационных процессах в клетке необходимо упомянуть такой их элемент, как ферментный каскад.

Ферментный каскад — это особая метаболическая система, обеспечивающая быструю наработку большого количества определенного продукта в ответ на специфический сигнал (раздражитель).

Принципы функционирования ферментного каскада:

• • ферменты ферментного каскада, как правило, характеризуются большим числом оборотов (числом рабочих циклов в единицу времени);
• • благодаря этому свойству каждая молекула фермента данного уровня каскада успевает за короткий отрезок времени активировать определенное множество молекул неактивного фермента следующего уровня каскада;
• • поскольку каскад состоит из нескольких уровней и на каждом из них происходит существенное увеличение числа молекул соответствующих ферментов, в итоге количество фермента, катализирующего превращение субстрата в продукт, достигает очень высоких значений, что и обеспечивает наработку последнего в достаточно больших количествах и в короткие сроки;
• • скачкообразный (очень кратковременный) характер ответной реакции ферментного каскада на раздражитель обеспечивается наличием в системе обратных положительных (на начальных этапах) и отрицательных (на заключительных этапах) связей.

Общая схема ферментного каскада представлена на рис. 3.76.

Рис. 3.76. Схема ферментного каскада:

Ф — неактивный фермент; Ф* — активный фермент; k, l, m — коэффициенты-множители (указывают на увеличение числа молекул фермента); S — субстрат; Р — продукт Примером может служить ферментативный каскад, обеспечивающий быстрое расщепление гликогена и поступление в кровь большого количества глюкозы в ответ на адреналин (сигнал) в условиях стресса.