<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2499-9962</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">54126</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Общая биофизика</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>General biophysics</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Общая биофизика</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Coherent chiral hierarchies as a universal communication tool in the infrastructures of living systems</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Сопряженные хиральные иерархии как универсальный инструмент связности в инфраструктурах живых систем</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Твердислов</surname>
       <given-names>В А</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Tverdislov</surname>
       <given-names>V A</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>tverdislov@mail.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова</institution>
     <country>ru</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">M.V. Lomonosov Moscow State University</institution>
     <country>ru</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2017-06-25T20:22:29+03:00">
    <day>25</day>
    <month>06</month>
    <year>2017</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2017-06-25T20:22:29+03:00">
    <day>25</day>
    <month>06</month>
    <year>2017</year>
   </pub-date>
   <volume>2</volume>
   <issue>1</issue>
   <fpage>100</fpage>
   <lpage>105</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2017-06-20T20:22:29+03:00">
     <day>20</day>
     <month>06</month>
     <year>2017</year>
    </date>
    <date date-type="accepted" iso-8601-date="2017-06-20T20:22:29+03:00">
     <day>20</day>
     <month>06</month>
     <year>2017</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54126/view">https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54126/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Обсуждается системная молекулярно-биологическая закономерность: начиная с уровня асимметричного углерода в дезоксирибозе и аминокислотах, прослежена тенденция чередования знака хиральности внутримолекулярных структурных уровней D-L-D-L для ДНК и L-D-L-D для белков. Частным случаем хиральности выступает спиральность. При межмолекулярных взаимодействиях в каждой из молекул доминирует знак хиральности внутримолекулярной структуры высшего уровня, непосредственно участвующей во взаимодействиях. Для однотипных молекул (белок-белок, ДНК-РНК, тРНК-мРНК, рибозимы) взаимодействие преимущественно реализуется в случае одного знака хиральности L-L или D-D, а для разнотипных молекул (ДНК-белок. тРНК-аминокислоты, фермент-субстрат) - в случае разного знака D-L или L-D. Знакопеременная хиральная иерархичность сопряженных уровней макромолекулярных структур в белках и нуклеиновых кислотах имеет общебиологическую значимость: обуславливает их дискретность, служит инструментом фолдинга, структурной основой «выделенных механических» степеней свободы в конструкциях макромолекулярных машин, а также одним из механизмов блочного/сальтаторного развития эволюционного процесса. Выдвинуто новое принципиальное положение: гомохиральность первичных структур ДНК и белков определяет запас свободной энергии по энтропийной составляющей, используемый в процессах фолдинга и молекулярных перестроек.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>A systemic regularity of molecular biology is discussed: the tendency towards alternating of the sense of chirality of intramolecular structural levels of DNA and proteins, namely, D-L-D-L for DNA and L-D-L-D for proteins, is observable starting from the level of asymmetric carbon in deoxyribose and amino acids. Helicity is a special case of chirality. In intermolecular interactions, the sense of chirality of the highest intramolecular structural level directly involved in the interaction prevails in each of the participants. The interaction of molecules of the same nature (protein - protein, DNA-RNA, tRNA-mRNA, and ribozymes) mainly occurs in the case of the same sense of chirality, either L-L or D-D, and for molecules of different types (DNA-protein, tRNA-amino acids, and enzyme -substrate), in the case of different senses of chirality, either D-L or L-D. An alternating sense of the chiral hierarchy of conjugated levels of macromolecular structures in proteins and nucleic acids is of general biological importance: it determines the discreteness of levels, serves as a tool of folding, and provides a structural basis for “preferred collective” (or “macroscopic mechanical”) degrees of freedom in the design of macromolecular machines, as well as being one of the mechanisms of blockwise/saltatory development of the evolutionary process. A new fundamental concept is proposed: the homochirality of primary structures of DNA and proteins determines the amount of the entropic component of the free energy, which is used in the processes of folding and molecular rearrangements.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>хиральность</kwd>
    <kwd>нуклеиновые кислоты</kwd>
    <kwd>белки</kwd>
    <kwd>иерархии структур</kwd>
    <kwd>фолдинг</kwd>
    <kwd>молекулярные машины</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>chirality</kwd>
    <kwd>nucleic acids</kwd>
    <kwd>proteins</kwd>
    <kwd>structural hierarchies</kwd>
    <kwd>folding</kwd>
    <kwd>molecular machines</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Герман Вейль Симметрия. Пер. с англ. М., Наука, 1968, 192 с. [Hermann Weyl Symmetry. Princeton University Press, 1952.]</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">German Veyl' Simmetriya. Per. s angl. M., Nauka, 1968, 192 s. [Hermann Weyl Symmetry. Princeton University Press, 1952.]</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Georges H. Wagnière. On Chirality and the Universal Asymmetry Reflections on Image and Mirror Image. Verlag Helvetica Chimica Acta. Zürich, 2007, 247 p.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Georges H. Wagnière. On Chirality and the Universal Asymmetry Reflections on Image and Mirror Image. Verlag Helvetica Chimica Acta. Zürich, 2007, 247 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Твердислов В.А., Сидорова А.Э., Яковенко Л.В. От симметрий - к законам эволюции. 1. Хиральность как инструмент стратификации активных сред. Биофизика, 2012, т. 57, вып. 1, c. 146-154. [Tverdislov V.A., Sidorova A.E., Yakovenko L.V. Biofizika, 2012, vol. 57, no. 1, pp. 146-154. (In Russ.)]</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Tverdislov V.A., Sidorova A.E., Yakovenko L.V. Ot simmetriy - k zakonam evolyucii. 1. Hiral'nost' kak instrument stratifikacii aktivnyh sred. Biofizika, 2012, t. 57, vyp. 1, c. 146-154. [Tverdislov V.A., Sidorova A.E., Yakovenko L.V. Biofizika, 2012, vol. 57, no. 1, pp. 146-154. (In Russ.)]</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Твердислов В.А., Малышко Е.В., Ильченко С.А., Жулябина О.А., Яковенко Л.В. Периодическая систтема хиральных структур в молекулярной биологии. Биофизика, 2017, т. 62, вып. 3, c. 421-434. [Tverdislov V.A., Malyshko E.V., Ilchenko S.A. [et al.] Biofizika, 2017, vol. 62, no. 3, pp. 421-434. (In Russ.)]</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Tverdislov V.A., Malyshko E.V., Il'chenko S.A., Zhulyabina O.A., Yakovenko L.V. Periodicheskaya sisttema hiral'nyh struktur v molekulyarnoy biologii. Biofizika, 2017, t. 62, vyp. 3, c. 421-434. [Tverdislov V.A., Malyshko E.V., Ilchenko S.A. [et al.] Biofizika, 2017, vol. 62, no. 3, pp. 421-434. (In Russ.)]</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Tverdislov V.A. Chirality as an Instrument of Stratification of Hierarchical Systems in Animate and Inanimate. Nature. - arXiv: 1212.1677 [nlin.AO].</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Tverdislov V.A. Chirality as an Instrument of Stratification of Hierarchical Systems in Animate and Inanimate. Nature. - arXiv: 1212.1677 [nlin.AO].</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Pierre Curie On symmetry in physical phenomena, symmetry of an electric field and of a magnetic field. 1894.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pierre Curie On symmetry in physical phenomena, symmetry of an electric field and of a magnetic field. 1894.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Стовбун С.В., Скоблин А.А, Твердислов В.А. Экспериментальное наблюдение синергетической закономерности смены знака хиральности в иерархиях биомиметических сруктур. Биофизика, 2014, т. 59, вып. 6, с. 1079-1084. [Stovbun S.V., Skoblin A.A., Tverdislov V.A. Biofizika, 2014, vol. 59, no. 6, pp. 1079-1084. (In Russ.)]</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Stovbun S.V., Skoblin A.A, Tverdislov V.A. Eksperimental'noe nablyudenie sinergeticheskoy zakonomernosti smeny znaka hiral'nosti v ierarhiyah biomimeticheskih sruktur. Biofizika, 2014, t. 59, vyp. 6, s. 1079-1084. [Stovbun S.V., Skoblin A.A., Tverdislov V.A. Biofizika, 2014, vol. 59, no. 6, pp. 1079-1084. (In Russ.)]</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Финкельштейн А.В., Птицын О.Б. Физика белка: Курс лекций с цветными и стереоскопическими иллюстрациями и задачами. 3-е изд., испр. и доп. М.: КДУ, 2005, 456 с. [Finkelshtein A.V., Ptitsyn O.B. Protein Physics: A Course of Lectures. KDU, 2005, 456 p. (In Russ.)]</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Finkel'shteyn A.V., Pticyn O.B. Fizika belka: Kurs lekciy s cvetnymi i stereoskopicheskimi illyustraciyami i zadachami. 3-e izd., ispr. i dop. M.: KDU, 2005, 456 s. [Finkelshtein A.V., Ptitsyn O.B. Protein Physics: A Course of Lectures. KDU, 2005, 456 p. (In Russ.)]</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Твердислов В.А., Малышко Е.В., Ильченко С.А. От автоволновых механизмов самоорганизации к молекулярным машинам. Известия РАН. Серия физическая, 2015, т. 79, вып 3, c. 1728-1733. [Tverdislov V.A., Malyshko E.V., Ilchenko S.A. From Autowave Mechanisms of Self-Assembly to Molecular Machines. Izvestiya RAN. Seriya fizicheskaya, 2015, vol. 79, no. 3, pp. 1728-1732. (In Russ.)]</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Tverdislov V.A., Malyshko E.V., Il'chenko S.A. Ot avtovolnovyh mehanizmov samoorganizacii k molekulyarnym mashinam. Izvestiya RAN. Seriya fizicheskaya, 2015, t. 79, vyp 3, c. 1728-1733. [Tverdislov V.A., Malyshko E.V., Ilchenko S.A. From Autowave Mechanisms of Self-Assembly to Molecular Machines. Izvestiya RAN. Seriya fizicheskaya, 2015, vol. 79, no. 3, pp. 1728-1732. (In Russ.)]</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Пер Бак Как работает природа: теория самоорганизованной критичности. Пер. с англ. Москва: УРСС: Либроком, 2013, 269 с. [Per Buck How nature works: the theory of self-organized criticality. Moscow: URSS: Librocom, 2013, 269 p. (In Russ.)]</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Per Bak Kak rabotaet priroda: teoriya samoorganizovannoy kritichnosti. Per. s angl. Moskva: URSS: Librokom, 2013, 269 s. [Per Buck How nature works: the theory of self-organized criticality. Moscow: URSS: Librocom, 2013, 269 p. (In Russ.)]</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Блюменфельд Л.А. Решаемые и нерешаемые проблемы биологической физики. М.: Едиториал УРСС, 2002, 160 с. [Blyumenfeld L.A. Solvable and unsolvable problems of biological physics. Editorial URSS, 2002, 160 p. (In Russ.)]</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Blyumenfel'd L.A. Reshaemye i nereshaemye problemy biologicheskoy fiziki. M.: Editorial URSS, 2002, 160 s. [Blyumenfeld L.A. Solvable and unsolvable problems of biological physics. Editorial URSS, 2002, 160 p. (In Russ.)]</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Чернавский Д.С., Чернавская Н.М. Белок-машина: Биологические макромолекулярные конструкции. МГУ им. М.В. Ломоносова, науч.-исслед. ВЦ, М.: Изд-во МГУ, 1999, 248 с. [Chernavskii D.S. Belok-mashina. MSU-Press, 1999, 248 p. (In Russ.)]</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Chernavskiy D.S., Chernavskaya N.M. Belok-mashina: Biologicheskie makromolekulyarnye konstrukcii. MGU im. M.V. Lomonosova, nauch.-issled. VC, M.: Izd-vo MGU, 1999, 248 s. [Chernavskii D.S. Belok-mashina. MSU-Press, 1999, 248 p. (In Russ.)]</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
