У ході біохімічної еволюції виникли незліченні легіони складних органічних речовин. Серед них справжніми шедеврами, найвищими досягненнями природи можна вважати три види з'єднань: білок, аденозинтрифосфорну кислоту (АТФ) і нуклеїнові кислоти - дезоксирибонуклеїнову (ДНК) І рибонуклеїнової (РНК).
Білок становить, як ми вже знаємо, основу життя. Саме здатність білків до обміну речовин з навколишньою природою становить кардинальне властивість живої матерії. Однак світ, в якому ми існуємо, включає крім речовини ще дві сфери - енергію та інформацію. Білку потрібні помічники з енергетичної та з інформаційної частини. Їх роль і виконують два інших шедевра біохімічного прогресу.
АТФ - помічник білка з енергетичної частини, універсальний акумулятор енергії для всіх біологічних процесів. Скорочується чи м'яз, народжується чи в мозку нервовий імпульс - енергію для них дає миттєве розщеплення, як би вибух певної порції молекул АТФ. Далі фосфорна вибухівка відновлюється за рахунок інших, більш повільно йдуть процесів. Саме вона є своєрідним передавачем енергії від окисних та інших реакцій нашим тканинам для їх специфічної діяльності.
Нуклеїнові кислоти - помічники білка з інформаційної частини. У будові молекул ДНК, що складають основу генів, носіїв спадковості, закладені свого роду креслення білків майбутнього організму. Молекули РНК є переносниками цієї інформації на «будівельні ліси», де синтезуються білки. Молекули РНК - як би штампи, які переносять інформацію з креслень на виготовлені вироби. В останні Десятиліття молекулам нуклеїнових кислот нервової тканини надають значення носіїв індивідуальної пам'яті.
Про чудових властивостях ферментів
Як ми вже говорили, вченим при синтезі складних органічних речовин доводиться йти не тими шляхами, якими йшла природа. Вчені вдаються до високих температур, великим тискам та ін. Між тим у сучасних живих істот найскладніші реакції синтезу органічних сполук йдуть дуже швидко в звичайних умовах. Чому так відбувається?
Подібна здатність - результат тривалого еволюційного розвитку. У початкових білкових грудочках обмін речовин протікав дуже повільно. Однак більше шансів на виживання мали ті з них, у яких процеси обміну йшли швидше, і еволюція привела до розвитку відповідних пристосувань. Прискорення хімічних реакцій обміну речовин стало досягатися за допомогою ферментів.
Всі ми знаємо, що таке хімічний каталізатор. Це - речовина, яка, не руйнуючись в ході даної реакції, прискорює її хід. Так, у присутності води залізо швидше з'єднується з киснем повітря, т. е. іржавіє. Сама вода в цій реакції не витрачається, вона є лише посередником, що з'єднує залізо з киснем. Різні реакції прискорюються різними каталізаторами, причому деяка зміна складу каталізатора може набагато підсилити його дію. Наприклад, залізо прискорює розкладання перекису водню. Якщо з'єднати залізо з піроліл (особливу органічну речовину), сила каталізатора зростає більш ніж в 1000 разів. Якщо ж приєднати сюди ще й певний білок, сила ця стане додатково в 10 мільйонів разів більше. Таке з'єднання заліза з піроліл і білком є в організмі і називається ферментом каталазой. Один міліграм її замінює по своїй дії 10 тонн чистого заліза, хоча в основі її дії лежать властивості, притаманні саме залозу.
У ході еволюції поступово виникали і закріплювалися все нові і нові комбінації каталізаторів з білками. У сучасних живих організмах всі процеси обміну речовин протікають дуже швидко завдяки тому, що кожна хімічна реакція прискорюється своїм ферментом.