Загальні уявлення про біохімічні механізми
Адаптації живих організмів до середовища
Виділяють 3 типи адаптивних механізмів:
1. Пристосування макромолекулярних компонентів клітин або рідин організмів.
Існує 2 типу такого пристосування:
- зміна кількості (концентрації) вже наявних типів макромолекул, наприклад ферментів;
- освіту макромолекул нових типів. наприклад, нових ізоферментів, якими замінюються раніше були макромолекули.
2. Пристосування мікросередовища, в якій функціонують макромолекули. Наприклад, змінюються осмотичні властивості середовища або складу розчинених речовин.
3. Пристосування на функціональному рівні. В даному слу4чае зміна ефективності макромолекулярних систем, особливо ферментів, не пов'язане зі зміною числа наявних у клітці макромолекул або їх типів. В цьому випадку адаптацію забезпечує зміна у використанні вже існуючих макромолекулярних систем відповідно до поточних локальними потребами в тій чи іншій активності. Це здійснюється на рівні метаболічної регуляції за рахунок збільшення або зменшення активності ферментів.
Адаптивні зміни ферментних систем
2 головних функції ферментів: каталітична і регуляторна.
Причини, що обумовлюють необхідність реалізації адаптації за рахунок зміни набору ферментів або їх концентрації:
1. зміна потреби організму при зміні навколишнього середовища або перехід до нової стадії розвитку;
2. зміна фізичних факторів середовища (температури, тиску і т.д.);
3. зміна хімічних факторів середовища.
Адаптації на рівні микроокружения макромолекул
· Вибір певних типів розчинених речовин в якості «осмотических ефекторів».
· Важливість ліпідного оточення макромолекул.
· Забезпечення величини рН.
При належної регуляції микроокружения макромолекул для адаптації організму до змін зовнішнього середовища може не вимагати будь-яких змін самих макромолекул.
Адаптація шляхом зміни метаболічної активності
Ця адаптація може бути відповіддю на:
1. зміна енергетичних потреб;
2. зміна в забезпеченості киснем;
3. вплив факторів, пов'язаних з міграцією і голодуванням;
4. зміна фізичних умов середовища;
5. зміна гормонального статусу.
Швидкість біохімічної адаптації
Чим більше часу надається для адаптивних змін, тим більше вибір можливих пристосувальнихмеханізмів.
Генетична адаптація відбувається протягом багатьох поколінь. Відбуваються мутації в регуляторних генах, амінокислотні заміни з утворенням нових ізоферменов, виникнення нових молекул.
Приклад: поява глікопротеїнових поліпептидних «антифризів» у морських кісткових риб, які живуть серед льодів.
Акліматизація окремих особин при переході до нового оточення зі зміною декількох параметрів. Відбувається на фенотипическом рівні.
Негайна адаптація здійснюється нерідко шляхом модуляції активності вже наявних генів.