Эволюционная химия

Динамическая биохимия родилась на рубеже XVIII и XIX столетий, когда начали различать процессы дыхания и  брожения, ассимиляции и диссимиляции как некие превращения веществ. История исследования брожения включает не только определенные этапы познания действительности, но и трудности  проникновения в тайны живого: веру в жизненную силу, надежды  Берцелиуса на особые функции катализа в жизнедеятельности организмов, упрощенные представления "чистых химиков" - Либиха и Бертло о брожении как действии обычных химических сил, гениальные' предвидения Пастера о различиях между бесклеточным брожениям и ферментом живой деятельности дрожжевых клеток и, наконец, открытие белковой основы ферментов и их глубокой дифференциации, а вслед за этим участия на различных стадиях брожения различных ферментов.

Исследование брожения составляет основной предмет ферментологии - стержневой отрасли знаний о процессах жизнедеятельности. На протяжении весьма длительной истории  исследования процесс биокатализа рассматривался с двух разных точек зрения. Одной из них, условно названной химической, придерживались Ю. Либих и М. Бертло, а другой - биологической - Л. Пастер.

В химической концепции весь катализ сводился к обычному химическому  катализу. Несмотря на упрощенный подход в рамках концепции были установлены  важные положения: аналогия между биокатализом и катализом, между ферментами и катализаторами; наличие в ферментах двух неравноценных компонентов - активных центров и носителей; заключение о важной роли ионов переходных металлов и активных центров многих ферментов; вывод о распространении на биокатализ законов химической кинетики; сведение в отдельных случаях биокатализа к катализу неорганическими агентами.

В начале развития биологическая  концепция не располагала столь  обширными экспериментальными подтверждениями. Ее основной опорой были труды Л. Пастера  и, в частности, его прямые наблюдения за деятельностью молочнокислых  бактерий, которые позволили выявить  брожение и способность микроорганизмов  получать необходимую им энергию  для жизнедеятельности путем  брожения. Из своих наблюдений Пастер сделал вывод об особом уровне материальной организации ферментов. Однако все  его доводы, если и были не опровергнуты, то по крайней мере отодвинуты на задний план после открытия внеклеточного  брожения, а позиция Пастера была объявлена виталистической.

Однако с течением времени  концепция Пастера победила. О  перспективности данной концепции  свидетельствуют современные эволюционный катализ и молекулярная биология. С одной стороны, установлено, что  состав и структура биополимерных  молекул представляют собой единый набор для всех живых существ, вполне доступный для исследования физических и химических свойств - одни и те же физические и химические законы управляют как абиогенными  процессами, так и процессами жизнедеятельности. С другой стороны, доказана исключительная специфичность живого, проявляющаяся  не только в высших уровнях организации  клетки, но и в поведении фрагментов живых систем на молекулярном уровне, на котором отражаются закономерности других уровней. Специфичность молекулярного  уровня живого заключается в существенном различии принципов действия катализаторов  и ферментов, в различии механизмов образования полимеров и биополимеров, структура которых определяется только генетическим кодом и, наконец, в своем необычном факте: многие химические реакции окисления-восстановления в живой клетке могут происходить  без непосредственного контакта между реагирующими молекулами. А  это означает, что в живых системах могут происходить такие химические превращения, которые не обнаруживались в неживом мире.

Заключение

В заключение данного реферата можно сделать выводы, о том, что:

- успехи человека в  решении больших и малых проблем  выживания в значительной мере  были достигнуты благодаря развитию  химии, становлению различных  химических технологий. Успехи многих  отраслей человеческой деятельности, во многом зависят от состояния  и развития химии;

- изучая условия протекания  и закономерности химических  процессов, человек вскрывает  глубокую связь существующую  между физическими, химическими  и биологическими явлениями и  одновременно перенимает у живой  природы опыт, необходимый ему  для получения новых веществ  и материалов. Одна из задач  химии, а именно самого новейшего  ее направления -- эволюционной  химии, понять, как из неорганической  материи возникает жизнь. Поэтому  эволюционную химию можно назвать  «предбиологией».

- эффективность технологий  на основе химии экстремальных  состояний очень высока. Характерным  для них является энергосбережение  при высокой производительности, высокая автоматизация и простота  управления технологическими процессами, небольшие размеры технологических  установок;

- эволюционная химия совместно  другими естественными науками,  постепенно подступает к расшифровке  механизма предбиологической эволюции  и зарождения живого, а вместе  с этим -- и к созданию новейших  технологий на принципах, позаимствованных  у живой природы.