理论教育 系统DNA:运行中的出错和自我调控机制优化

系统DNA:运行中的出错和自我调控机制优化

时间:2023-07-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:然而,对生命体运行的调控,则是由自然系统内生的自我调控机制来实施的。大系统中上述固有的协调、有序运行的要求与实际生化过程中出现的矛盾,是由系统中的分子自我调控器来加以消除和解决的。自我调控机制是生命体结构的重要组成要素。生命体是合乎规律的自然物质运行的产儿,大自然运行中的神妙之处,在于生命大系统中完善高效的自我调控机制的自然形成。

系统DNA:运行中的出错和自我调控机制优化

我们把宇宙中那些由众多的、具有各种各样的结构和功能的有机组合物,称为系统。系统的特征是运行有序性,其表现是内在结构要素动作的相互协调,环环相扣,相互推进,相互约束。由于内外条件的变化,系统内在结构会发生矛盾,带来系统运行失序,因而需要有调控机制,以保持系统内在协调性和稳定性。工厂的机器体系是一个系统,机器运作总会出现这样那样的故障和运行失序,需要有调控器的纠错作用来加以校正,恢复和保障机器系统有序运行。越是庞大复杂的机器体系,越需要配置强大功能的调控器,来对它的多层次和多种多样活动开展调节。DNA是一个高度组织性的有机系统,它的运行既有有序性,但另一方面,它处在内外环境因子不断变化的条件下,从而又会发生运行故障和失序。因此,需要有进行及时修复、纠错的调控机制。

机械体系的调控是由人掌管和操作的。智能机的自动化运行也是由人设定的参数,即由软件来进行调控。然而,对生命体运行的调控,则是由自然系统内生的自我调控机制来实施的。DNA的自我调控表现在以下方面:(1)高分子化学链能“激发”分子的“活力”,强化其作用;(2)酶具有校正核酸分子读码、识别中发生的错误的功能,从而促使碱基对能够精确地复制合成蛋白质。在外在环境发生激变引起DNA被撕裂的情况下,还会有自我修复活动的出现,它使生物分子脱离正轨的错误运行获得校正。

DNA的自我复制是一个庞大的系统工程,它包括DNA的创生工程,RNA的转录和翻译并总装出DNA-蛋白质复合体的工程。两大系统各有其一系列连续的工序和环节,从而构成一个复杂、有序的完整生命产品加工大系统。大系统内的各个因子相互协调、环环相扣,是基因工程活动顺利运行的前提。一方面,由于参与DNA复制工程的相关因子数量大,不仅包括主体的生物化学分子、化学链、酶等催化物,还包括外在因素、环境条件。另一方面,由于相关因子具有较强变异性,因而在分子实际生物化学过程中相互作用不协调,使得运行障碍总会发生。如碱基对的错配,DNA双螺旋结构发生的“撕裂”,RNA转录、翻译的出错,等等。大系统中上述固有的协调、有序运行的要求与实际生化过程中出现的矛盾,是由系统中的分子自我调控器来加以消除和解决的。(www.daowen.com)

同样的,RNA的自我调控表现在转录与翻译活动的速度能进行相互适应,实现协调,保障细胞的正常生长,抑制过度翻译,即超正常的“DNA编码蛋白质”行为的出现,如通常医疗诊治时所说的生物体细胞千百倍的异常、快速增生,最终会带来癌变。

自我调控机制是生命体结构的重要组成要素。生命体是合乎规律的自然物质运行的产儿,大自然运行中的神妙之处,在于生命大系统中完善高效的自我调控机制的自然形成。DNA结构中的自动调控器,灵活而精确地实现了DNA复制活动水平和此后的DNA-蛋白质合成水平,及时化解了各个化学进程中出现的矛盾,保证了一连串生化过程从属于DNA结构的规制,从而在内外条件的复杂变动下,实现了DNA-蛋白质复合体的有序创生和生物细胞稳定的新陈代谢。

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