Caracteristicile proprii materiei vii - autoreplicarea

Caracteristicile proprii materiei vii - autoreplicarea

Cea mai deosebita dintre proprietatile celulelor vii este capacitatea lor de a se autoreproduce cu o fidelitate aproape perfecta, nu numai o data sau de doua ori, ceea ce ar fi suficient de important, ci pe parcursul a sute si mii de generatii. In consecinta apar trei aspecte :

primul este acela ca unele organisme vii sunt atat de complexe incat cantitatea de informatie genetica transmisa pare a depasi cu totul proportiile extrem de mici ale celulelor care o poarta, si anume o singura celula spermatica si un singur ovul. Noi stim astazi ca, virtual, toata informatia genetica este prezenta in cromozomi, codificata intr-o secventa specifica de unitati nucleotidice de ADN, care, in celula spermatica sau in ovulul uman, cantareste nu mai mult de 6 picograme. Cercetarile moderne privind aspectele biochimice ale geneticii au condus astfel la o alta axioma in logica moleculara a starii vii : Simbolurile prin care este codificata informatia genetica in ADN sunt de dimensiuni submoleculare.

O a doua caracteristica remarcabila a proprietatii de autoreplicare a organismelor vii este stabilitatea extraordinara a informatiei genetice depozitata in ADN. Foarte putine insemnari istorice vechi au supravietuit timp indelungat, chiar daca au fost gravate in cupru sau piatra si ferite de intemperii. Manuscrisele de la marea moarta si stela de la Rosetta au, spre exemplu, o vechime de numai cateva mii de ani.Pe de alta parte exista motive seroase sa se creada ca bacteriile de astazi au aproape aceeasi marime, forma si structura interna si contin aceleasi tipuri de unitati constituente, aceleasi tipuri de enzime ca cele care au traity acum sute de milioane de ani, in ciuda faptului ca bacteriile, ca toate organismele, ausuferit modificari constante in timpul evolutiei. Informatia genetica este pastrata nu pe un cilindru de cupru sau gravata pe piatra, ci sub forma de ADN, o molecula organica atat de fragila incat, daca este izolata in solutie, se desface in multe parti componente cand solutia este agitata sau pipetata.

Capacitatea celulelor vii de a conserva informatia genetica este rezultatul actiunii principiului complementaritatii structurale. O catena de ADN serveste ca matrita pentru replicarea enzimatica a unei noi catene structural complementare. De fapt, enzimele care sintetizeaza ADN-ul in celula nu pot actiona fara prezenta unui model. Este remarcabil faptul ca, in celula intacta chiar, o catena de ADN se poate rupe frecvent, dar ea este rapid si automat reparata de catre enzime specifice. Erori sau mutatii se intalnesc insa mai rar si nu totdeauna au consecinte negative, ele putand oferi unei specii posibilitatea de a-si modifica identitatea gradat, in scopul adaptarii la schimbarile petrecute in mediu in timpul evolutiei.

Exista o a treia caracteristica remarcabila a transferului de informatie genetica la organismele vii. Informatia genetica este codificata sub forma unei secvente specifice de patru elemente nucleotidice diferite, in moleculara liniara de ADN.  Celulele vii au insa o structura tridimensionala si sunt alcatuite din componenti tridimensionali. Iata deci ca ajungem la o axioma foarte importanta pentru logica moleculara a starii vii : Informatia unidimensionala a ADN este tradusa in componentii tridimensionali macromoleculari si supramoleculari din organismele vii prin traducerea structurii ADN in structura proteinelor. In cursul procesului de sinteza a proteinelor, secventa liniara specifica a bazelor din ADN este tradusa intr-o secventa liniara corespunzatoare de aminoacizi din lantul polipeptidic. Spre deosebire de molecula de ADN, un polipeptid nu este stabil in forma desfasurata liniar. El se rasuceste spontan si se pliaza intr-o structura tridimensionala specifica, stabila, a carei geometrie precisa este determinata de secventa de aminoacizi din lantul sau polipeptidic. Fiecare lant polipeptidic presupune o conformatie tridimensionala proprie, care, la randul sau, ii confera acestuia un anumit tip de activitate biologica.