Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Органическая химия -> Гудвин Б. -> "Временная организация клетки" -> 52

Временная организация клетки - Гудвин Б.

Гудвин Б. Временная организация клетки — М.: Мир, 1966. — 251 c.
Скачать (прямая ссылка): vremennayaorganizaciya1966.djvuСкачать (прямая ссылка): vremennayaorganizaciyakletki1966.djvu
Предыдущая << 1 .. 46 47 48 49 50 51 < 52 > 53 54 55 56 57 58 .. 81 >> Следующая

Вторую свою работу Пригожин и Балеску [85 ] посвятили дальнейшему исследованию периодических химических реакций; они показали, что для случая двух взаимодействующих колеблющихся переменных теоремы термодинамики необратимых процессов требуют, чтобы колебания этих двух переменных согласовывались во времени совершенно определенным образом (см. ниже). Независимо от начальных условий характер такого согласования колебаний определяется фундаментальным неравенством, справедливым для необратимых процессов [28]. Более того, стационарное состояние этой системы неустойчиво в том смысле, что в результате любых флуктуаций система начнет колебаться и не вернется в стационарное состояние. Эти выводы непосредственно применимы к рассматриваемым в настоящем исследовании биохимическим осцилляторам. В нашем случае мы имеем две переменные, которые, взаимодействуя определенным образом, дают незатухающие колебания (за исключением случая, когда обе переменные находятся в стационарном состоянии, неустойчивом как раз в указанном выше смысле). Эти колебания могут сочетаться лишь, одним определенным
11 Б. Гудвин
162
ГЛАВА 6
образом, т. е. взаимодействия имеют такой характер, что только одна из двух переменных может опережать по фазе другую, так как для того, чтобы в системе мог синтезироваться белок, в ней должна присутствовать m-РНК. Таким образом, термодинамика необратимых процессов накладывает на взаимодействие биохимических регуляторных систем такие ограничения, которые допускают немедленную и очевидную биологическую интерпретацию на примере необходимых соотношений между m-РНК и белком. Другое ограничение, накладываемое термодинамикой, требует, чтобы система, которая должна колебаться, находилась далеко от равновесного состояния (в обычном химическом смысле этого слова). В нашей системе это условие явно удовлетворяется благодаря почти полной необратимости макромолекулярного синтеза.
Таким образом, можно продемонстрировать совместность термодинамических законов с основными динамическими процессами, которые лежат в основе статистической механики, развитой для описания биохимических регуляторных механизмов. Следовательно, согласование теорий, развитых на основе физических процессов, с одной стороны, и на основе биологических процессов — с другой, не представляет никаких действительных трудностей и противоречий. Здесь мы просто имеем дело с разными классами явлений. Поэтому как логически, так и практически проще создавать биологическую теорию на основе процессов, характеризующих ту биологическую систему, с которой мы имеем дело, чем на основе физических или химических теорий, приспособленных к совершенно другим ситуациям. На наш взгляд нет никаких оснований к тому, чтобы биолог отказывался от построения моделей на уровне, удобном для описания биологических систем, и всегда исходил только из физических или химических принципов. Конечно, при таком подходе необходимо тщательно следить, чтобы не возникла какая-нибудь несовместность с основными принципами. Тем не менее этот путь анализа биологических систем кажется более разумным, чем крайне трудная и часто математически невыполнимая задача построения биологической теории непосредственно на основе более «низкого» аналитического уровня, а именно уровня химии или физики.
Глава 7
Статистические свойства эпигенетической системы
Получив представление о масштабах времени, характерных для динамики эпигенетических явлений, мы можем теперь использовать аппарат, введенный в гл. 5, для некоторых расчетов, связанных с проблемой временной организации эпигенетической системы в отдельной клетке. Начнем с рассмотрения системы уравнений (18), т. е. лишь слабых взаимодействий, а затем посмотрим, что нового вносит наличие сильного репрессивного взаимодействия между компонентами, описываемого уравнениями (23).
Сначала введем несколько новых функций, следуя общим методам, использованным Кернером [48 ] при исследовании системы Вольтерра. В гл. 5 было показано, что колебания нашей системы асимметричны, а именно что переменные отклоняются от положения равновесия больше вверх, чем вниз, и эта асимметрия становится тем больше, чем больше таландическая температура 0. Введем величину Т+/Т, представляющую собой ту часть периода Т, в течение которого переменная, скажем xt, принимает значения, превосходящие ее стационарное
значение (которое равно 0). Величина среднего по времени значения Т+1Т равна среднему по времени функции
h (хі) — 1, хг>0,
h (хі) = 0, xt < 0.
Пользуясь каноническим ансамблем для определения
среднего, получаем
ОО
оо
= ^ h (Хі) е Рсг(*?/2> dxt j ^ е pci(xi/2> dxt =
164
ГЛАВА 7
ОО
(45)
Усредненное значение времени, в течение которого эта переменная принимает значения, меньшие, чем ее стационарное значение, является дополнением к T+IT и имеет вид
Далее, из уравнения (36) для очень малых 9 (т. е. > оо) следует
Это говорит о том, что при очень низкой таландической температуре системы колебания близки к симметричным (как мы увидим далее, они в действительности близки к синусоидальным) и переменные примерно одинаковое время проводят выше и ниже своих стационарных значений. Однако, когда 0 велико,
Предыдущая << 1 .. 46 47 48 49 50 51 < 52 > 53 54 55 56 57 58 .. 81 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама