ТЕРМОДИНАМИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ
Термодинамика рассматривает общие закономерности превращения
энергии в форме тепла и работы между телами. В открытых биологических
системах постоянно происходит процесс обмена энергией с внешней
средой. Внутренние метаболические процессы также сопровождаются
превращениями одних форм энергии в другие. Достаточно напомнить
о механических процессах, трансформации энергии кванта света
в энергию электронного возбуждения молекул пигментов, а затем
в энергию химических связей восстановленных соединений в фотосинтезе.
Другой пример - преобразование энергии электрохимического
трансмембранного потенциала в энергию АТФ в биологических
мембранах.
Сейчас мы понимаем, что механизмы трансформации энергии в
биоструктурах связаны с конформационными превращениями особых
макромолекулярных комплексов, таких, как реакционные центры
фотосинтеза, Н-АТФаза хлоропластов и митохондрий, бактериородопсин.
Однако помимо выяснения детального характера происходящих
здесь процессов особый интерес представляют общие характеристики
эффективности преобразования энергии в таких макромолекулярных
машинах.
На эти вопросы призвана ответить термодинамика биологических
процессов - один из разделов теоретической биофизики. Ниже
мы увидим, каким образом применяются представления термодинамики
необратимых процессов и в чем состоят несомненная ценность
и ограничения такого подхода в анализе биологических явлений.
1 2
3 4 5
6 7 8
9 10 |
