Критерии жизни
Жизнь, возможно, самое сложное явление природы, и очень трудно в рамках одного определения отразить все ее признаки, но, безусловно, важнейшими из них являются обмен веществ, самовоспроизведение, способность к индивидуальному и историческому развитию.
Основываясь на данных самых разных отраслей естествознания (молекулярной генетики, биофизики, биохимии и др.), наука значительно расширила представления о химическом составе живых тел, выявила ряд новых, неизвестных в конце XIX и начале XX в. свойств жизни. Установлено, что наряду с белками огромную роль в явлениях жизни играют и такие органические молекулы, как нуклеиновые кислоты, жиры, углеводы, фосфорорганические соединения, вода и минеральные вещества. При этом органическим молекулам свойственна зеркальная изомерия, т.е. они могут существовать в двух структурных формах, схожих и вместе с тем отличных друг от друга, как левая и правая ладони. Эта особенность молекул существовать в двух зеркальных формах известна в науке под названием хиральность. К числу органических веществ, обладающих ею, принадлежат и молекулярные "кирпичики" живого - аминокислоты и сахара, им присуща абсолютная хиральная чистота: белки содержат только "левые" аминокислоты, а нуклеиновые кислоты - только "правые" сахара! Это важнейшая черта, отличающая живое от неживого. Неживой природе присуща тенденция к установлению зеркальной симметрии (рацемизации) - равновесию между левым и правым.
В результате многочисленных экспериментов выявлено, что белки, состоящие только из левых аминокислот, обладают целым рядом преимуществ перед рацемическими или хирально "грязными": они достигают значительных размеров и способны образовывать спиральные структуры, играющие важную роль в реализации белковых функций. То же можно сказать и о нуклеиновых кислотах. В рацемическом растворе полинуклеотидная цепочка перестает расти, как только в нее включается нуклеотид с левой (неприродной) формой сахара, причем рост цепи прекращается очень быстро - она содержит не более 3-4 звеньев нуклеотидов.
Эксперименты пролили свет и на связь хиральной чистоты с процессом самоудвоения молекул ДНК и другими реакциями матричного типа, которые не могут начинаться и поддерживаться в рацемической среде. Таким образом, можно утверждать, что жизнь характеризуется не только способностью к самовоспроизведению, основанной на самоудвоении молекул ДНК, но и хиральной чистотой.
Доказано, что жизнь связана со сложным коллоидным состоянием цитоплазмы, что она характеризуется обменом веществ и энергии, обусловленным особым способом реализации наследственной информации, заключенной в нуклеиновых кислотах. Живые существа представляют собой открытые системы, т.е. такие системы, в которые энергия поступает извне. Без поступления энергия жизнь существовать не может. В отличие от тел неорганической природы живые существа способны к саморегуляции - сохранению и поддержанию относительного постоянства своего состава и свойств, самовоспроизведению, индивидуальному и историческому развитию. Поскольку всеми этими свойствами обладает клетка, она и является элементарной единицей жизни.
