Вопрос жизни. Энергия, эволюция и происхождение сложности

Рибонуклеиновая кислота (РНК). Близкая родственница ДНК, отличающаяся от нее двумя небольшими химическими модификациями, тем не менее определяющими ее особую роль. РНК присутствует в клетке в трех основных формах: информационная (“инструкция” для синтеза белка, которая считывается с ДНК), транспортная (переносит аминокислотные остатки и сопоставляет их с генетическим кодом) и рибосомальная (входит в состав рибосом и необходима для их работы).

Рибосома. “Машина” по производству белка, преобразующая последовательность РНК (которая, в свою очередь, считывается с ДНК) в аминокислотную последовательность белка. Рибосомы присутствуют во всех живых клетках.

Свободная энергия. Энергия, которая свободно может быть потрачена на работу (но не на образование тепла).

Свободный радикал. Атом или молекула с неспаренным электроном (из-за которого она становится активной и нестабильной). Образующиеся в процессе дыхания свободные радикалы кислорода могут играть заметную роль в развитии болезней и старении.

Серпентинизация. Химическая реакция воды с определенными горными породами (минералами, богатыми магнием и железом, например с оливином). В результате серпентинизации образуется сильнощелочной раствор, насыщенный водородом.

Субстрат. Вещества, необходимые клеткам для роста. В клетках под действием ферментов такие вещества превращаются в биомолекулы.

Термодинамика. Раздел физики, который изучает тепловые процессы, энергию и работу. Термодинамика рассматривает принципиальную возможность протекания реакций при заданных условиях. Кинетика позволяет определить скорость протекания этих реакций.

Термофорез. Концентрирование органических молекул под воздействием тепловых градиентов или конвекционных потоков.

Транскрипция. Процесс считывания с ДНК короткой молекулы РНК, кодирующей последовательность аминокислот (информационной РНК). Первая стадия биосинтеза белка.

Трансляция. Процесс сборки молекулы белка на рибосоме. Последовательность аминокислот в белке задается последовательностью информационной РНК.

Фагоцитоз. Процесс, при котором одна клетка заглатывает другую. Проглоченная клетка оказывается внутри пищеварительной вакуоли.

Фермент. Белок, катализирующий определенную химическую реакцию и, как правило, увеличивающий ее исходную (в отсутствие катализатора) скорость в миллионы раз.

Фиксация. Состояние определенного варианта гена (аллеля), при котором он остается единственным во всей популяции.

Фотосинтез. Синтез органических веществ из углекислого газа. Электроны для восстановления углекислого газа отщепляются от воды или других субстратов за счет энергии солнечного света.

Хемиосмотическое сопряжение. Способ преобразования энергии, вырабатывающейся в процессе дыхания, в движение протонов через мембрану. Благодаря току протонов в обратную сторону через белковые турбины в мембране (АТФ-синтазы) осуществляется синтез АТФ. Таким образом, дыхание “сопряжено” с синтезом АТФ через протонный градиент.

Хлоропласт. Специализированный компартмент в растительных клетках и клетках водорослей, где осуществляется фотосинтез. Хлоропласты произошли от фотосинтетических бактерий, которые называются цианобактериями.

Хромосома. Цилиндрическая структура, состоящая из ДНК, плотно упакованной при помощи белков. Становится видна во время клеточного деления. У людей по 23 пары хромосом, и каждая пара содержит две копии каждого нашего гена. “Пластичная” хромосома подвергается рекомбинации, в результате чего образуются комбинации генов (аллелей).

Цитозоль. Водный раствор, который окружает внутренние компартменты клетки, например митохондрии.

Цитоплазма. Гелеподобная субстанция, заполняющая внутренний объем клетки (помимо ядра).

Цитоскелет. Пластичный белковый каркас внутри клетки, который может перестраиваться в соответствии с изменением формы клетки.

Щелочные гидротермальные источники. Источники, обычно на морском дне, из которых извергаются теплые щелочные жидкости, богатые водородом. Возможно, такие источники сыграли главную роль в появлении жизни.

Эгоистический конфликт. Конфликт интересов разных объектов, например конфликт между симбионтами или между плазмидами и клеткой-хозяином.

Экзергоническая реакция. Реакция, в ходе которой выделяется свободная энергия, которая может пойти на выполнение работы. При экзотермической реакции выделяется тепло.

Электрон. Субатомная частица, несущая отрицательный электрический заряд. Акцептор электрона – атом или молекула, принимающие один электрон или больше. Донор, напротив, отдает электроны.