На сегодняшний день на Земле существует 4 основных образца живых существ и одним из наиболее простых из них являются прокариоты. К числу прокариот относятся две большие группы – бактерии и археи. Данные существа представляют собой объекты микроскопических размеров. Внешне они имеют вид шариков, прямых, изогнутых или спиралевидных палочек, а также многие другие формы длиной от 1 тысячной до 1 сотой миллиметра. Некоторые археи имеют необычную прямоугольную или квадратную формы.

В данное время существует огромное количество подобных объектов разнообразных видов. Несмотря на свои микроскопические размеры, все они имеют множество разнообразных особенностей, обусловленных наличием в них невероятных по уникальности и сложности своей конструкции устройств и способностей.

Одной из главных их особенностей является умение осуществлять разнообразные химические реакции. Эта способность имеет для них жизненноважное значение, так как обеспечивает осуществление почти всех, идущих в них, процессов. Например, такой процесс как питание, который представляет собой усвоение веществ, необходимых для восполнения запаса энергии, реализации процессов роста и поддержания нормального течения многих других процессов, обусловлен именно этой способностью.

Способность осуществлять химические реакции имеется у прокариот благодаря тому, что в составе их организмов, в качестве составных элементов, присутствуют сконструированные особым образом белковые молекулы, выполняющие роль катализаторов, то есть элементы способные ускорять те или иные химические реакции, но не расходующиеся в процессе реакции. Называются такие белковые конструкции ферментами.

Ферменты ускоряют реакции, идущие в клетках, в десятки и сотни миллионов раз. Например, период полуреакции декарбоксилирования оротовой кислоты составляет 78 миллионов лет, в клетке с участием нужного фермента это происходит за, невероятные, 18 миллисекунд.

Скорость любой химической реакции зависит от свойств реагирующих веществ, от их концентрации, а также от температуры, при которой идет реакция. По идее реакции в живом организме должны были бы протекать очень медленно. Так как химическая активность веществ в нем невелика, концентрация их большей частью незначительная и температура клеточной среды невысока. Но благодаря ферментам реакции в живых организмах идут с большими скоростями.

Также для ферментов характерна высокая специфичность действия. Каждый из них был наделен свойствами конкретного катализатора, в связи с чем отвечает, как правило, только за одну реакцию. Например, фермент лактаза гидролизует только лактозу, и не действует даже на родственные углеводы. То есть, каждый фермент выполняет строго определенную функцию, которую не может выполнить за него другой фермент. Осуществляется это благодаря тому, что геометрическая структура каждого белка-фермента имеет активный центр, который совпадает со структурой субстрата – молекулы вещества, с которым он должен вступать во взаимодействие. То есть, молекула белка-фермента и молекула вещества, которого он катализирует, имеют такую конструкцию, что подходят друг к другу, как ключ к замку.

Кроме того, благодаря тому, что ферменты в прокариотах имеют высокую каталитическую активность, небольшое количество фермента обеспечивает преобразование большого количества вещества, на которое он воздействует, сам оставаясь при этом в свободном состоянии. Например, одна единица такого фермента, как химозин может свернуть 12 миллионов единиц молока.

Каждый фермент в прокариотах по сути представляет собой высокотехнологичное устройство, специализированное под выполнение определенных задач. И в силу того, что в составе представителей любого вида прокариот находятся сотни различных белков-ферментов, в них может осуществляться огромное количество различных реакций, большая часть из которых может идти одновременно.