156. Zbilansuj zmian
ę
entropii podczas
samorzutnego przyjmowania struktury
uporz
ą
dkowanej przez układy biologiczne
Układy biologiczne zdolne s
ą
do
samorzutnego przyjmowania struktury
uporz
ą
dkowanej. Sił
ą
nap
ę
dow
ą
procesów
spontanicznych zachodz
ą
cych w
organizmach zywych jest energia
oddziaływa
ń
cz
ą
steczek wody.
Cz
ą
steczki wody zdolne s
ą
do wytwarzania
wi
ą
za
ń
wodorowych, które oddziałuj
ą
we
wła
ś
ciwy sobie sposób z podstawnikami
hydrofilowymi i hydrofobowymi róznych
zwi
ą
zków. Mozna to zaobserwowa
ć
przy:
odbudowie i tworzeniu błon lipidowo-
białkowych, formowaniu białek z ła
ń
cuchów
polipeptydowych (bezpo
ś
rednio po
translacji), odtwarzaniu białkowej struktury
wirusów, utrzymywaniu stabilnej struktury B–
DNA.
Zmian
ę
entropii mozna prze
ś
ledzi
ć
na
podstawie spontanicznego przyjmowania
struktury uporz
ą
dkowanej białka z pierwotnego
ła
ń
cucha polipeptydowego.
Pocz
ą
tkowo ła
ń
cuch polipeptydowy posiada
wysok
ą
entropi
ę
So polipeptyd-bialko
Natomiast entropia wody, która wyst
ę
puje w
postaci uporz
ą
dkowanej „clusters” wynosi So
clusters-pojedynczy dipol. Aby polipeptyd uzyskal
forme uporzadkowana bialka formy clusters
zostaja rozbie powstaje S1 clusters pojedynczy-
dipole. W tym samym czasie entropia
polipeptydu przekształcaj
ą
cego sie w bialko
maleje gdys rosnie jego stopien uporz
ą
dkowania
i osiaga warto
ść
S polipeptyd-bialko. Bilans dla
tego procesu przedstawia si
ę
nast
ę
puj
ą
co:
∆
S clusters pojedyncze dipole = S1 clusters
pojedyncze dipole – S0 clusters pojedyncze
dipole > 0
∆
Spolipeptyd bialko = S1 polipeptyd-bialko –
S0 polipeptyd-bialko < 0
Z tego wynika ze entropia układy polipeptyd
– bialko oraz clusters pojedyncze dipole
rosnie. Wynika to z reguly i
ż
entropia układu
nigdy nie maleje
