Сложные (органические) противоречия

Все живое и истинно только как це­лое, как внутреннее и внешнее, как все­общее и единичное — сосуществую­щее. Жизнь связывает эти моменты; жизнь — процесс их вечного перехода друг в друга.

А.И. Герцен

Как мы уже говорили, отличие сложных противоречий от простых того же рода, что и отличие живых организмов от неор - ганических систем.

Всякое сложное противоречие составлено из внутренних и внешних противоречий, есть такая организация этих противоре­чий, при которой они не только исключают друг друга, но и обу­словливают, дополняют, опосредствуют друг друга.

Сложные противоречия отличаются друг от друга прежде все­го степенью сложности. Сложное противоречие 1-ой степени составлено из простых (внутренних и внешних). Сложное проти­воречие 2-ой степени составлено из сложных противоречий 1-ой степени и т. д. Это аналогично тому, что мы наблюдаем при сравнении уровней организации живой материи. Одноклеточные организмы — простейший уровень организации живой материи и они составлены непосредственно из атомов и молекул — частиц и тел неорганической природы. Развитые многоклеточные орга­низмы составлены из клеток. Человеческое общество составлено из людей — высокоразвитых живых существ.

344.1. Сложное (органическое) противоречие 1-ой

степени

Рассмотрим теперь, как, каким образом из противоречий не­органической природы строится противоречие, обусловливающее жизнедеятельность простейшей живой системы. Выше, в п. 3.4.2., на основе идеи взаимоопосредствования был предложен общий подход к решению проблемы: сложное противоречие 1-ой сте­пени определяется как взаимоопосредствование внутренних и внешних противоречий. Формула сложного противоречия 1-ой - степени такова:

( 0 — [ 1 — 0 ) — 1 ] или [ 1 — ( 0 — 1 ] — 0 ) ,

где 0 — внутреннее противоречие; 1 — внешнее противоре­чие;

(0 — 1 — 0) — формула опосредствования внутреннего про­тиворечия внешним;

[1 — 0 — 1] — формула опосредствования внешнего проти­воречия внутренним.

Этим определением и формулой выражена абстрактная суть понятия сложного противоречия 1-ой степени. Теперь нужно на­полнить его конкретным содержанием. Для этого обратимся к данным конкретных наук. Если в предыдущем разделе, при рас­смотрении простых противоречий, использовался материал фи­зико-химических наук, то теперь естественно использовать дан­ные биологических наук. Это касается прежде всего наук о клет­ке, одноклеточном организме. Последнее объясняется тем, что сложное противоречие 1-ой степени — самое простое из всех

505

сложных противоречий и ему по логике вещей должна соответст­вовать простейшая живая система. Таковой является клетка, вер­нее, одноклеточный организм, способный к самостоятельному существованию, к обмену веществом и энергией с окружающей средой, к росту и размножению.

Итак, обратимся к данным биологических наук и попробуем связать обобщенный материал этих наук с предложенной интер­претацией понятия сложного противоречия 1-ой степени.

Прежде всего ознакомимся с основными фактами жизнедея­тельности клетки (одноклеточного организма).

Основные факты жизнедеятельности клетки

Клетка является элементарной целостной живой системой, состоящей из двух важнейших, неразрывно связанных между со­бой частей — цитоплазмы и ядра.

тений .

Здесь нас интересуют только одноклеточные организмы, как самые простые живые системы, обладающие самостоятельностью существования и всеми особенностями жизни, главнейшими из которых являются обмен веществ (метаболизм) и размножение (на уровне клетки — митотическое деление).

Основным частям клетки — цитоплазме и ядру — соответст­вуют ее основные вещества — белки и нуклеиновые кислоты^[493]. Если белки являются главным выразителем обмена веществ, то нуклеиновые кислоты ответственны за сохранение, передачу и реализацию наследственности^[494].

Большая часть белков синтезируется в цитоплазме, в специ­альных органоидах, называемых рибосомами.

Главное местопребывание нуклеиновых кислот — в ядре. Существуют два типа этих кислот: дезоксирибонуклеиновая ки­слота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). В молекулах ДНК хранится наследственная информация или, как говорят, в них заключен "основной план строения клетки"^[495]. Через ДНК осуществляются также передача наследственной информации от клетки к клетке. В соединении с белками она образует хромати- новые нити (хроматин). В период деления клетки эти нити пре­дельно скручиваются и свертываются, образуя видимые в опти­ческий микроскоп палочкообразные тельца, которые называют хромосомами.

Кроме хроматиновых нитей в ядре имеются также ядрышки. В них синтезируется большая часть РНК. Эта кислота ответст­венна за реализацию наследственной информации; благодаря ей осуществляется синтез белка. Различают три вида РНК:

1) информационную РНК (и-РНК), 2) рибосомную РНК (эта РНК в соединении с белками образует рибосомы — фабрики белка) и 3) транспортную РНК. Информационная РНК синтезируется на ДНК-матрице, находящейся в хроматине. 3атем ее путь лежит через ядрышки в цитоплазму, к рибосомам. Чтобы происходил синтез белка, кроме РНК трех видов нужны еще исходные веще­ства для образования белка — аминокислоты — и энергия макро- эргических (богатых энергией) соединений (главным образом, аденозинтрифосфорной кислоты — АТФ). Транспортные РНК присоединяют к себе активированные аминокислоты и подводит их к месту сборки белка. В рибосоме посредством и-РНК, кото­рая в данном случае является матрицей, аминокислоты соединя­ются в полипептидную цепь — первичную структуру белка. И- РНК задает нужную последовательность аминокислот в этой це­пи, благодаря чему образуются высокоспецифичные белки, пред­назначенные для выполнения строго определенных функций в клетке. После синтезирования полипептидная цепь проходит ста­дии спирализации, скручивания и объединения скрученных це­почек. После каждой стадии образуются соответственно вторич­ная, третичная и четвертичная структуры белка.

Большинство белков являются ферментами (биокатализато­рами). Работа в качестве ферментов — это их самая существенная функция, их основная профессия^[496]. Благодаря белкам в клетке со­вершается великое множество биохимических реакций^[497].

Если белки непосредственно управляют отдельными биохи­мическими реакциями, то молекулы ДНК, определяя строение белков и их синтез, управляют этими процессами опосредованно, вторично. Образно говоря, белки — это младший комсостав кле­точного метаболизма, а молекулы ДНК — его генералы.

Жизненный цикл клетки включает в себя два периода: интер­фазный или метаболический и митотический или период деления. Как и основные вещества клетки (белки и нуклеиновые кислоты), каждый из этих двух периодов имеет свой "центр тяжести". "Цен­тром тяжести" метаболического периода являются превращения в цитоплазме (генерирование энергии, синтез белка, активный об­мен веществ с окружающей средой):

"В сложной картине клеточного метаболизма выделяются два про­тивоположных по характеру потока реакций. Один из них носит назва­ние катаболизма или диссимиляции. Катаболическими обозначаются реакции, в результате которых происходит расщепление субстратов. В большинстве случаев катаболические реакции представляют собой эк- зэргонические процессы, т. е. сопровождаются выделением энергии. Они мобилизуются в клетке для осуществления процессов, нуждаю­щихся в затрате энергии...

Другим типом реакции метаболизма являются реакции синтеза. В клетке наряду с реакциями распада непрерывно идут процессы созида­ния: постоянно происходит образование субстратов, необходимых для построения разных частей клетки, ее органоидов, ферментов, запасных веществ... Эта сторона обмена называется анаболизмом или ассимиля- цией”^[498].

А "центром тяжести" митотического периода является распределе­ние ядерных структур — хромосом — между дочерними клетками^[499].

В метаболический период происходит рост клетки, ее коли­чественное удвоение, которое осуществляется, главным образом, за счет цитоплазмы:

"За счет усвояемых соединений происходит постоянное воссоздание распадающихся биополимеров, а при преобладании ₃процессов ассими­ляции над процессами диссимиляции — рост клетки" .

"Биологическое увеличение в своей основе представляет со - бой процесс, масштабы которого ограничиваются удвоением"^[500]. Метаболизм ядра в этот период является лишь отражением мета­болизма цитоплазмы. Причем, главное вещество ядра — ДНК — наименее способна к метаболическим превращениям (ведь каж­дое ее изменение влечет за собой изменение наследственности, а это в большинстве случаев катастрофично для клетки). Роль ядра в метаболический период состоит, главным образом, в управле­нии основными метаболическими процессами, к каковым прежде всего относится синтез белков в рибосомах.

В митотический период роли ядра и цитоплазмы меняются местами. Метаболизм клетки в значительной степени затухает. Главные превращения претерпевает уже не цитоплазма, а ядро. Увеличение живой массы сменяется в этот период делением клет­ки: вместо одного организма — материнской клетки — получа­ются два организма — дочерние клетки. И если метаболизмом в предыдущий период управляли в основном ядерные структуры, то митотическим делением заведует цитоплазменная структура — так называемый делительный аппарат.

Такие поочередные воздействия ядра и цитоплазмы друг на друга характеризуют самую суть ядерно-цитоплазменного взаи­модействия. Последнее же и есть то, что мы называем жизнедея­тельностью клетки^[501].

Сложное противоречие 1-ой степени — основа ядерно- цитоплазменного взаимодействия

Мы выдвигаем следующее частное определение:

сложное противоречие 1-ой степени лежит в основе ядерно- цитоплазменного взаимодействия.

В противоположность приведенному на стр. 400 определе­нию, выражающему всеобщую, абстрактную суть сложного про­тиворечия 1-ой степени, это определение является частным, по­скольку оно связывает рассматриваемое противоречие с вполне определенными объектами, конкретно, с простейшими живыми организмами.

Ядерно-цитоплазменное взаимодействие, как мы уже говори­ли, складывается из двух основных процессов: метаболизма клет­ки и клеточного деления (митоза). Эти процессы разделены во времени. В период метаболических превращений клетка не де­лится, а когда наступает митоз, метаболизм ее замирает.

Мы связываем формулы взаимного опосредствования внут- ренних и внешних противоречий с этими периодами жизнедея­тельности клетки. Формула [1 — 0 — 1] выражает абстракт­ную суть клеточного метаболизма. Формула (0 — 1 — 0) выра­жает абстрактную суть клеточного деления (митоза). Если мы докажем эти два положения, то тем самым докажем и правиль­ность частного определения сложного противоречия 1-ой степе­ни.

Формула [1 — 0 — 1] и метаболизм клетки

В самом общем виде формулу [1 — 0 — 1] можно интерпре­тировать следующим образом.

Хотя метаболизм клетки — чрезвычайно сложный, много­гранный и многоступенчатый процесс превращения веществ, в нем можно разглядеть некоторую схему. Если абстрагироваться от промежуточных реакций и веществ и иметь в виду, с одной стороны, взаимодействие организма со средой, а с другой, глав­ных участников метаболических превращений — белки и нук­леиновые кислоты, — то получится довольно-таки ясная, простая картина опосредствования этих взаимодействий главными участ­никами метаболических превращений:

[1 — 0 — 1] — подчеркнутые знаки — это внешние противо­речия, лежащие в основе взаимодействий одноклеточного орга­низма со средой. Они обозначают начало и конец метаболических превращений веществ. Начало — когда вещества из окружающей среды присоединяются к клетке [+1]. Конец — когда они удаля­ются из нее [-1].

0 — обозначает внутреннее противоречие, опосредующее указанные внешние противоречия. На нем зиждется сложная структура белка и двойная спираль ДНК (эти вещества образова­ны посредством самых обыкновенных химических связей — ко­валентной, ионной, водородной и т. д.).

Рассмотрим теперь подробнее картину клеточного метабо­лизма. Выделим для этого три уровня рассмотрения:

1) отдельная биохимическая (ферментативная) реакция;

2) сопряжение энергетически противоположных (экз- и эндэр- гонических) реакций;

3) регуляция клеточного метаболизма со стороны ДНК.

Эти три уровня рассмотрения выбраны не случайно. Они ха­рактеризуют клеточный обмен веществ как в целом, так и в част­ности, и в каждом отдельном случае.

1. Элементарная биохимическая реакция — своего рода неде­лимая единица, атом клеточного метаболизма. Превращение ве­ществ осуществляется в ней не прямо, не непосредственно, а по­средством, при обязательном участии биологического катализа­тора — фермента. Благодаря такому опосредствованию достига­ется значительное повышение скорости и строго направленное течение биохимической реакции. Ферментативная реакция начи­нается и заканчивается соответственно присоединением метабо­лита к ферменту и его отделением от фермента. Промежуточный комплекс метаболита и фермента, как утверждают биохимики, "имеет решающее значение для осуществления ферментативного процесса"^[502]. Если схематически изобразить этот процесс, то он будет выглядеть как [1 — 0 — 1].

2. Следующий уровень — сопряжение энергетически проти­воположных реакций. Такого рода сопряжение как единичное яв­ление возможно и в неживой природе. Но там этот процесс носит случайный характер. Совсем иное дело — живая клетка. Для внутриклеточных превращений, для обмена веществ сопряжение экз- и эндэргонических реакций имеет жизненно важное значе­ние. Оно является подлинным законом жизнедеятельности клет­ки.

Сопряжение энергетически противоположных реакций (в том числе связь процессов анаболизма и катаболизма, поскольку они энергетически противоположны) осуществляется благодаря на­личию общих метаболитов^[503]. Этими метаболитами являются мак- роэргические (богатые энергией) соединения, главным образом АТФ:

"связь процессов катаболизма и анаболизма осуществляется через макроэргические фосфатные соединения, в первую очередь через аде- ниловую систему (под адениловой системой имеется в виду взаимопре­вращения трех веществ: аденозинмонофосфата /АМФ/, аденозиндифос- фата /АДФ/ и аденозинтрифосфата /АТФ/) . АТФ играет "центральную роль в биохимических превращениях" .

"АТФ занимает ключевое положение в превращениях энергии и служит связующим звеном между экзэргоническими и эндэргонически- ми реакциями. Наличие АТФ как универсального донатора энергии соз­дает общий клеточный фонд энергии и делает возможным перераспре­деление потока энергии по различным каналам. В связи с этим отпадает необходимость непосредственной связи между реакциями, дающими энергию, с одной стороны, и функциями клетки, с другой. Эти процессы связаны только через общего партнера — АТФ — и могут быть разоб­щены друг от друга в пространстве и времени.

Таким образом, АТФ является той универсальной разменной моне­той, с помощью которой клетка оплачивает свои энергетические по- требности"^[504].

"Роль АТФ универсальна, она занимает ключевую позицию. За счет АТФ производится химическая, механическая, осмотическая, электри­ческая, оптическая работа клетки"^[505].

"АТФ — главная энергетическая "валюта""^[506].

Формула сопряжения экз- и эндэргонических реакций подоб­на формуле отдельного ферментативного процесса. Превращения веществ при экз- и эндэргонических реакциях являются крайни­ми членами в формуле [1 — 0 — 1]. Средним членом формулы является, конечно, АТФ. Ведь она служит связующим, опосред­ствующим звеном между экз- и эндэргоническими реакциями. Роль АТФ и других макроэргических соединений в клеточном обмене веществ можно уподобить роли денег в товарном обра­щении. Как известно, деньги делают возможным самое широкое разделение труда. Отдельному товаропроизводителю нет надоб­ности производить разные продукты. Ему достаточно произво­дить только один товар, который затем он может продать и на вырученные деньги купить все, что ему нужно для жизни. (Эта купля-продажа совершается по известной формуле [Т — Д — Т]. АТФ подобно деньгам "оплачивает стоимость" любой работы, производимой клеткой. И ничего удивительного нет в том, что формула товарного обращения [Т — Д — Т] и формула сопряже­ния [1 — 0 — 1] сходны между собой. Обмен товаров и обмен веществ — явления одного порядка. В их основе лежит опосред­ствование одного другим.

3. Если на уровне отдельной биохимической реакции роль опосредователя играет фермент, а на уровне сопряженных био­химических реакций — АТФ, то на уровне всей клетки в роли опосредователя клеточного метаболизма выступает сама ДНК — вещество наследственности. "В молекулах ДНК заключен основ­ной план строения клетки, передающийся по наследству. Эти мо­лекулы управляют синтезом белковых ферментов, которые в свою очередь, управляют всеми химическими реакциями, связан­ными с жизнью" . "Наследственность, как сохранение и воспро­изведение определенного типа обмена веществ, оказывается ко­ренным проявлением внутреннего во взаимоотношении организ­ма и среды"^[507].

Вещество наследственности воплощает в себе внутреннее клетки. В метаболический период оно опосредствует клеточный обмен веществ в целом по формуле [1 — 0 — 1] , а в период де­ления клетки само опосредуется внешними для него факторами — по формуле (0 — 1 — 0).

Формула (0 — 1 — 0) и деление клетки

Осмысливая деление клетки как опосредствование внутрен­него противоречия внешним [в виде формулы (0 — 1 — 0)], мы исходим из того общего соображения, что внутреннее (на уровне простого внутреннего противоречия) само по себе измениться не может, что лишь воздействия со стороны могут как-то изменить внутреннее.

В качестве простых противоречий внутреннее и внешнее про­тиворечия действуют как независимые и чуждые друг другу си­лы. Внутреннее противоречие "всеми силами стремится" удер­жать сохранение; оно консервативно по своей сущности. Внеш­нее противоречие, напротив, "стремится всеми силами" изменить сохранение. Если оно вступает во "взаимодействие" с внутрен­ним противоречием, то либо уничтожает последнее, либо "пере­делывает" его, воссоздает в другом виде. Совсем иное дело, когда внешнее противоречие является моментом сложного противоре­чия. В этом случае оно воздействует на внутреннее противоречие как сила, которая изменяет его для того, чтобы затем воссоздать вновь (изменяет для того, чтобы сохранить; изменяет сохранение во имя сохранения же). В этом, как нам кажется, и состоит смысл опосредствования внутреннего противоречия внешним.

Примерно такую же картину мы наблюдаем при делении клетки. Перед началом деления происходит удвоение (редупли­кация) ДНК. Уже этот процесс совершается по формуле (0 — 1 — 0).

Само по себе наследственное вещество не может удвоиться, как-то измениться. Необходимо воздействие извне, вмешательст­во внешнего фактора. Но чтобы не произошло необратимого раз­рушения ДНК, это вмешательство должно носить характер собст­венного отрицания (изменение во имя сохранения). Так оно и происходит в действительности. Деспирализация (частичное раз­рушение) ДНК сопровождается обратным процессом: на деспи- рализованных цепочках синтезируются комплементарные им по- линуклеотидные цепи, в результате чего образуются две новые спирали ДНК. Внешнее воздействие на ДНК играет роль опосре- дователя процесса редупликации ДНК. В результате этого внеш­него воздействия ДНК (внутреннее клетки) изменяясь, т. е. уд­ваиваясь, сохраняется.

Последующее деление клетки есть продолжение начатого уже процесса удвоения. Это продолжение выражается в том, что уд­военное вещество наследственности точно распределяется между дочерними клетками. Весь смысл митоза состоит в этом распре­делении.

Деление клетки есть организованный процесс. Реорганизация ее структуры в период деления происходит с тем расчетом, чтобы после распределения хромосом между дочерними клетками и по­следующей реконструкции вновь образованные клетки могли нормально жить и развиваться.

В функциональном отношении различают три периода мито­за:

1) период реорганизации, в течение которого из синтезиро­ванного во время интерфазы клеточного материала строятся ос­новные участники последующего затем "танца хромосом" — хромосомы и делительный аппарат, одновременно разрушаются или перестраиваются некоторые элементы ядра и цитоплазмы (разрушается ядерная оболочка и ядрышко, уменьшается в разме­рах и претерпевает деструкцию эргастоплазматическая сеть, сжимаются митохондрии), синтетические процессы в цитоплазме практически прекращаются, резко падает потребление клеткой кислорода;

2) период движений — основа митоза, его кульминационный пункт. Под действием тянущих нитей веретена деления хромосо­мы начинают расходиться к полюсам. Одновременно централь­ные нити веретена, соединяющие полюса, удлиняются и полюса расходятся еще дальше. Хромосомы движутся пассивно за со­кращающимися нитями, прикрепленными к центромерам (участ­кам хромосом);

3) период реконструкций. С расхождением хромосом основ­ная задача митоза выполнена. Поэтому в каждой из дочерних клеток постепенно наступают структурные преобразования, вос­станавливающие ее интерфазное состояние и структуры^[508].

Структура клетки претерпевает изменения для того, чтобы за­тем она вновь восстановилась, но уже в виде двух самостоятель - ных структур. Таким образом, деление клетки — это то же уд­воение ДНК, но только гораздо более расширенный и сложный процесс, охватывающий всю клетку. И подобно удвоению ДНК оно осуществляется по формуле (0 — 1 — 0) .

344.2.