Хімічні елементи біомолекул. Властивості, що характеризують живу матерію.

Близько 20 мільярдів років тому в Галактиці стався надпотужний вибух, і весь простір заповнилося розпеченими субатомними частками з дуже високою енергією. Так виник Всесвіт. Поступово, у міру охолодження Всесвіту, з цих елементарних частинок сформувалися позитивно заряджені ядра, до яких стали притягуватися негативно заряджені електрони. Таким шляхом утворилося близько сотні або кілька більш хімічних елементів, у тому числі і атоми, що входять до складу живих організмів.

Прості органічні сполуки, з яких побудовані всі організми, притаманні лише живій природі і в сучасних земних умовах є продуктами тільки біологічної активності. Ці сполуки, звані біомолекулами, грають роль будівельних блоків при утворенні біологічних структур. Вони були відібрані в ході біологічної еволюції завдяки їх придатності до виконання суворо визначених функцій в живих клітинах. У всіх організмах ці з'єднання однакові.

Біомолекули пов'язані між собою і взаємодіють відповідно до правил «молекулярної гри» - молекулярної логіки живого стану. Розміри, форма і хімічні властивості біомолекул дозволяють їм не тільки служити будівельними блоками при створенні складної структури клітин, але і брати участь в безперервних процесах перетворення енергії і речовини. Об'єкти живої природи складаються з «неживих» молекул. Якщо ці молекули виділити і кожен їх вид досліджувати окремо, то можна переконатися, що вони підкоряються всім законам фізики і хімії, що описує поведінку неживої матерії. Тим не менше, живі організми володіють незвичайними властивостями, відсутніми в скупченнях неживих молекул.

Для живої матерії характерні деякі відмітні особливості. Одна з найбільш примітних особливостей живих організмів - це їх складність і висока ступінь організації. Вони характеризуються ускладненим внутрішньою будовою і містять безліч різних складних молекул. Живі організми представлені мільйонами різних видів, тоді як навколишнє нас нежива матерія - глина, пісок, каміння, вода - складається з неупорядкованих сумішей порівняно простих хімічних сполук.

Друга особливість живих організмів полягає в тому, що будь-яка його складова частина має спеціальне призначення і виконує строго певну функцію. Це відноситься не тільки до макроскопічних структур і, зокрема, до органів, таким, як серце, легені або мозок, але і до мікроскопічним внутрішньоклітинним структурам, таким, як клітинне ядро. Навіть індивідуальні хімічні сполуки, що містяться в клітині, наприклад, білки або ліпіди, наділені спеціальними функціями. Тому цілком правомірне питання про те, для якої мети знадобилася живому організму та чи інша молекула або хімічна реакція, тоді як питати про функції різних хімічних сполук, що входять до складу неживої матерії, абсолютно безглуздо. Живі організми ніколи не бувають у стані рівноваги - це стосується як процесів, що йдуть в них самих, так і їх взаємодії з навколишнім середовищем.

Нежива матерія, навпаки, не здатна до цілеспрямованого використання енергії для підтримки своєї структури і виконання роботи. Надана самій собі, вона поступово руйнується і з часом переходить в невпорядковане стан; при цьому встановлюється рівновага з навколишнім середовищем. Але сама вражаюча особливість живих організмів - це їх здатність до точного самовідтворення - властивість, яке можна вважати справді квінтесенцією живого стану. Відомі нам суміші речовин, що входять до складу неживих предметів, не проявляють здатності до росту і відтворенню, що забезпечує збереження з покоління в покоління однакової форми, маси і внутрішньої структури цих предметів.