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.
хиральность, нуклеиновые кислоты, белки, иерархии структур, фолдинг, молекулярные машины
1. Герман Вейль Симметрия. Пер. с англ. М., Наука, 1968, 192 с. [Hermann Weyl Symmetry. Princeton University Press, 1952.]
2. Georges H. Wagnière. On Chirality and the Universal Asymmetry Reflections on Image and Mirror Image. Verlag Helvetica Chimica Acta. Zürich, 2007, 247 p.
3. 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.)]
4. 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.)]
5. Tverdislov V.A. Chirality as an Instrument of Stratification of Hierarchical Systems in Animate and Inanimate. Nature. - arXiv: 1212.1677 [nlin.AO].
6. Pierre Curie On symmetry in physical phenomena, symmetry of an electric field and of a magnetic field. 1894.
7. 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.)]
8. 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.)]
9. 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.)]
10. 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.)]
11. 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.)]
12. 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.)]
