Зарождение биохимии

Получение мочевины, „животного“ вещества, из неорганических материалов Ф. Вёлером в 1828 году можно считать первым биохимическим синтезом. Именно этот опыт историки науки называют ключевым доказательством химической тождественности живой и неживой материи. Помимо природных производных мочевины, то есть уреидов, тогда были получены и чисто синтетические. Исследования в этой области интенсивно развивались. На синтез и выяснение строения мочевой кислоты у А. Байера и Э. Фишера ушло более 30 лет (1863–1899 годы). Хотя эти работы ни для учителя, ни для ученика не были главными, но они зачлись при присуждении им Нобелевских премий. Бициклическую структуру этой кислоты, по предложению Э. Фишера, стали называть пурином (от латинского Purum uricum — чистая моча). Как выяснилось впоследствии, такие соединения очень распространены у живых существ. Достаточно сказать, что пуриновые основания служат двумя буквами нашего генетического кода — аденином и гуанином. Они же входят в состав коферментов; алкалоиды кофе, чая и какао — это те же пурины. Большую половину пуринового скелета представляет шестичленный пиримидиновый гетероцикл (см. схему), он даёт основу остальным трём буквам информационного кода — цитозину, тимину в ДНК и урацилу в РНК.

Гусь и свинья нам не товарищи

С шестичленными циклами избыточных пиримидиновых оснований, впрочем, как и аминокислотами, организмы всех млекопитающих справляются хорошо: в печени они разлагаются с участием ферментов до мочевины. А пятичленный цикл, который наряду с шестичленным входит в пурины, оказывается крепким орешком. До хорошо растворимой в воде мочевины их катаболизм доходит только у рыб, амфибий и некоторых моллюсков, у которых даже образуется аммиак. В подробности углубляться не будем для экономии места в журнале, и читателю придется поверить на слово, что так рыбам и прочим водным тварям действительно проще. А вот у сухопутных всё идёт по-другому. Видимо, дело в том, что, когда живые существа стали осваивать сушу, им пришлось приспосабливаться к новым условиям, а делать это можно несколькими способами. Один из них — перейти для экономии воды на „сухую“ или сгущённую мочу. Такое решение используют отдалённые рыбьи потомки — птицы, и их совсем не родственники, происхождение которых скрыто в туманной дали миллионолетий — насекомые. У них обоих пурины окисляются лишь до мочевой кислоты. Она малорастворима в воде, но даже насыщенный её раствор нетоксичен. Птицы сбрасывают полусухую мочу в клоаку, где она смешивается с калом.

Иной путь избрали млекопитающие: они обзавелись мочевым пузырём. То ли природа воспользовалась принципом „не делать лишней работы“, то ли причина была другой, но млекопитающие стали разлагать пурин не полностью, как рыбы, а лишь до хорошо растворимого в воде аллантоина. Однако на этапе праобезьяны эволюция совершила некий странный поворот, и приматы, равно как и человек, вернулись к „птичьей“ схеме: в их организмах большая часть пуринов окисляется только до мочевой кислоты, и она присутствует в крови наравне с аллантоином.

Такое отличие приматов от всех млекопитающих заставляет немного порассуждать о проблемах межвидовой пересадки органов. Обычно наиболее многообещающим донором для пересадки органов человеку считают свинью. Однако нужно учесть, что при создании трансгенной „человекообразной“ свиньи потребуется как-то нейтрализовать у неё гены, кодирующие образование фермента уриказы, который окисляет мочевую кислоту до аллантоина. Впрочем, печень гуся или страуса (теперь это уже домашняя птица) нам тоже не подойдёт. У птиц и белковый обмен организован так, что хорошо растворимая мочевина вообще не образуется. Среди собак настоящий друг человека только далматин — у него такое же соотношение мочевая кислота/аллантоин, как и у нас. С кем скрещивали предков этих собак и почему получилась такая порода, непонятно, но это уже дело рук человеческих, и эволюция тут ни при чём.


Благоприобретённые призраки
Благоприобретённые призраки ...

Подробности голубиной жизни
Люди издавна занимались разведением голубей и вывели великое множество пород. Эти прекрасные пернатые выглядят, летают и служат человеку по-разному. Для голубей характерна семейная привязан ...

Водные клопы гладыш, гребляк, плавт, водяной скорпион
Водные клопы: гладыш, гребляк, плавт, водяной скорпион Гладыш Гладыш (Notonecta glauca L.) относится к отряду клопов (Hemiptera), принадлежа к семейству гладышей (Notonectidae). Часто ...