Загадки происхождения жизни
Пожалуй самая загадочная загадка происхождения жизни заключена в процессе дифференцировки бластомеров при дроблении зиготы. В переводе на русский это примерно так - непонятно, как из одной единственной ДНК в процессе абсолютно симметричного деления получается все разнообразие клеток организма? В принципе, у всех половинок, четвертушек, осьмушек итд исходной клетки ДНК должны быть совершенно одинаковыми.
Попробуем разобраться. Зигота (оплодотворенная яйцеклетка) - это замкнутая система, она изолирована от окружающей среды. То-есть, весь строительный материал (нуклеотиды) для создания новых ДНК запасен заранее. При этом важно что углерод на нашей планете имеет строгую пропорцию концентрации своих изотопов -12C (98,89 %) и 13C (1,11 %) . Изотоп 13С тяжелее, больше пространственно и менее активен химически. Поэтому в первую очередь в процессе участвуют более легкие нуклеотиды, в составе которых мало 13С и много 12С, В результате этого соотношение концентраций в остатке нуклеотидов меняется, процент тяжелых постоянно растет.
И чем дольше идет процесс дробления, тем выше концентрация тяжелых нуклеотидов.
Другими словами, комплементарная нить ДНК достраивается из все более тяжелых нуклеотидов. Но это означает что увеличивается длина нити, и спираль скручивается по разному, меняется ее шаг, и активными становятся разные гены. То-есть, бластомеры имеют разные ДНК, они по-разному скручены, и затем на этапе метилирования на них прожигаются разные коды. И, соответственно, по этим кодам строятся разные клетки организма.
Сейчас готовится программа колонизации Марса, и если не предусмотреть правильное соотношение 12С-13С, то все будет вроде бы нормально - и люди, и растения в оранжереях будут жить, но вот потомства дать они никак не смогут.
Комментарии
Комментарий удален модератором
Комментарий удален модератором
А вообще так не делают чтобы все подряд мешать и смотреть что получится, нужна гипотеза, причем научная.
Но есть вопрос: по какому закону меняется концентрация изотопа 13С не в остатке, а в продуцируемой ДНК? Так как от этого зависят её пространственные параметры и, как я понял, соответственно, её кодировка, то это, по-моему, - важное обстоятельство.
После обнаружения эффекта упорядочения разноизо-
топных форм нуклеотидов в ДНК бластомеров, естественно
возникает мысль о возможной первопричине в упорядоче-
нии метилирования.
Для выявления возможной связи изотопии и метили-
рования ДНК была поставлена серия экспериментов, суть
которых — проследить наличие изменений в активности
метилирования ДНК при разном изотопном составе поли-
нуклеотидных составляющих систем двойных спиралей.
Методом ПЦР, из разного изотопного состава нуклеоти-
дов (SIGMA, Кембридж) синтезировались полинуклеотид-
ные пары систем двойных спиралей ДНК. В результате син-
теза отдельно получены ДНК с обычным изотопным соста-
вом полинуклеотидных нитей (на схеме обозначенных как
LL), с тяжёлым составом изотопов полинуклеотидных пар
(на схеме обозначенных как HH), и гибридные (LH, HL).
Далее, была проведена реакция метилирования ДНК.
Анализ уже первых результатов экспериментальных ис-
следований обнаружил явную зависимость метилирования
от изотопии ДНК
Жизнь зародилась в момент "большого взрыва".
.
свою автобиографию.
И что такое жизнь, по вашему?
их становится всё больше и больше!!!
Положите мне на стол звание доктора физико-математических наук и я вам положу на стол закон
возникновения жизни на земле!!! и дополнительно,
материалистическую и физическую сущность Вселенной, законы действующие в ней, нашей галактике, солнечной системе и на планете Земля
и их влияние на развитие растительного и животного мира и человечества на планете Земля!!!
ВСЁ это стоит как минимум Нобелевской премии!!!
И пороть ахинею не надо, которая лишь зомбирует
и разрушает сознанье людей!!!
Жизнь предполагает форму /на Земле, по крайней мере/
Форма не может быть сотворена без применения силы /как любое явление /
Её признаками на теле человека является вихор на голове и такой же в промежности. Признаки этой силы и на теле животных и даже растения носят признаки этой силы. Силу искать нужно, ее характеристики и свойства, откроют тайны происхождения и самой жизни.
Комментарий удален модератором
Комментарий удален модератором
в средние века бытовала убеждённость, что мыши и тараканы образуются из грязи и сырости. И ежедневная практика это постоянно подтверждала. Но значит ли это, что мыши и вправду из грязных тряпок образуются?
===
раз вы задаёте этот вопрос, то "нужность" или "ненужность" чего-то для вас естественна.
И если вы это уже поняли для себя, то просветите и остальных в главном вопросе: какой смысл в слове "нужна"? Особенно по отношению к жизни.
А заодно имеет задуматься над понятием "вселенная". Вам задуматься. Чтобы слова использовались по назначению.
А теперь пишите, что на самом деле не всё знаете. Более того, утверждаете - и знать невозможно. Ну если не знаете, то как можно разгадать загадки происхождения жизни без такого знания? Вы же о том написали статью? Невозможно разгадать как сделан механизм, не представляя, для чего он сделан, какие функции должен реализовать.
Я, положим, имею такое представление, но мы обсуждаем не мои представления, а Вашу статью.
Теперь, когда он сказал, что это ему не дано понять (пути господни неисповедимы) вопрос можно считать закрытым.
>Чтобы понять как произошла жизнь, вначале надо понять, для чего она нужна была во вселенной.
>Можно что-то попроще взять для начала. Для чего на окнах рисуются морозные узоры?
>Тема не по узорам. Не уводите в сторону. <--- Вот это вы ответили неправильно. Подумайте и постарайтесь ответить по-другому.
Ещё раз. Вы спрашиваете о предназначении жизни, считая это главным вопросом. А для меня (и думаю, что для автора статьи тоже), само существование этого самого предназначения является глубоко сомнительным. Отсюда и вопрос к вам.
Если в состоянии пояснить остальным, почему вы уверены, что это предназначение имеется, будем рады. Если это просто ваша вера, ни на чём не стоящая, тогда увы. Проясните это сами. Хотя, судя по всему, вы пока не поняли ни моего вопроса к вам, ни ответов вам автора.
Ну, если Вам интересно моё представление по вопросу - зачем жизнь, то извольте.
Время летит в будущее необратимо (факт), что говорит о наличие во вселенной направленного процесса. Тогда вселенную можно представить неким функциональным объектом, отрабатыающую определенную задачу. У этого объекта, как у любого, есть система управления, которую называю богом. Он задает цель. Цель, по моим представлениям, - сформировать во вселенной аналога бога. Для того она и создана. Люди в этом объекте нужны, как производители душ, из которых и формируется божественный аналог. Потому они рождаются и умирают, отдавая в производство свои души. Это вкратце, без деталей.
Вы просто спрятали все сложные вопросы за спину выдуманного вами бога. Именно выдуманного, потому что нет никакого единого бога, но каждый, кто верит в него (или в них) представляет себе его по своему. Вы говорите про "систему управления", про "цель", но это пустые слова до тех пор, пока вы не откроете способ появления этой цели у самого бога, т.е. не ответите на следующий вопрос - а в чём состоит цель существования самого бога? Но на этот вопрос вы не сможете ответить. Более того, вы даже не зададите его себе. Вы просто остановились перед наглухо запертой дверью, но это вас успокоило и даже обрадовало.
Моя же картина мира прекрасно обходится без бога. Она, разумеется, намного сложнее, но она логична и понятна. Мне понятна и другим, таким, как автор обсуждаемой статьи.
Примерно так.
Ну ладно, обменялись мнениями, всего доброго.
1. почему более тяжёлый изотоп углерода менее активен химически? Я могу понять фракционирование изотопов по причине разной скорости диффузии (коэфф. диффузии обязан зависеть от массы). Но химические св-ва определяются не массой ядра, а электронной оболочкой, которая, по идее, у этих изотопов одинакова.
2. почему считается, что "чем дольше идет процесс дробления, тем выше концентрация тяжелых нуклеотидов"? Это могло бы быть верным, если бы процесс проходил в маленьком замкнутом объёме, куда изначально поместили нужное для реакций количество вещества и ни грамма больше. А в открытой системе - я не вижу ни малейших оснований для такого утверждения, тем более, как якобы очевидного и упоминаемого как нечто само собой разумеющееся.
По активности изотопов. Существуют термодинамические и кинетические изотопные эффекты химических реакций, диффузионные, адсорбционные. Обусловлены они либо разной подвижностью частиц, либо разной энергией химических связей, либо разной внутренней энергией молекул, в состав которых входят изотопные атомы данного элемента. В конечном счете все сводится к разнице масс изотопов.
Но изотопы могут отличаться помимо массы одним важным свойством - отсутствием или наличием ядерного спина. 13С и 12С имеют соответственно полуцелый и пулевой спин, и от этих спинов зависит скорость рекомбинации радикалов.
А вообще, по изотопам в биохимии пишут целые книги! )
например вот - "Природа биологического фракционирования изотопов", Эрик Михайлович Галимов, Наука, 1981. Академик Галимов как раз директор Института геохимии РАН, именно там над происхождением жизни работают.
Химию я лишь в школе учил и потому важность спина в хим. реакции оказалась для меня новостью :-)))
Если разделить бластомеры первых делений, каждый из них способен развиться в самостоятельный организм. Именно так появляются однояйцевые близнецы.
Кроме того, даже на втором этапе дифференциации профилизация тканей обратима. Если извлечь часть мезодермы из эмбриона и поместить ее в эктодерму, дальнейшее развитие ее будет происходить как эктодермы, она профилизируется в покровные ткани.
Гораздо большее влияние на профиль активной части генома оказывает не изотопная характеристика углерода, а состав цитоплазмы клеток и взаимное влияние их друг на друга.
Количественное соотношение изотопов углерода в нашем организме такое же, как в окружающей нас природе.
Так что о будущих колонизаторах Марса беспокоиться не стоит - не будут они бесплодными. Правда, и людьми вряд ли останутся: эволюцию никто не отменял, и они приспособятся к новой среде обитания (гравитации, в частности).
- Бластомеры в действительности идентичны
- влияние на профиль активной части генома оказывает ... состав цитоплазмы клеток
Кстати это стандарт гуманитарного взгляда, с небольшими вариациями - вы говорите о составе цитоплазмы, другие - о разных ферментах, но как эта разница может появиться в абсолютно идентичных клетках никто не задумывается. Вы уж проясните пожалуйста )
Вы представляете себе процесс деления клетки?
Репликация ДНК - спираль "рассекается" вдоль, далее к каждой цепочке выстраивается "двойник"... Получается двойной набор, из него формируется 2 ядра. Идентичных.
А что происходит потом? Клетка буквально разрывается пополам, при этом химический состав цитоплазмы оказывается неодинаковым, как и органеллы. Точно так же, как неодинаков состав морской воды в Одессе и у берегов Турции :)
Кроме того, клетки в многоклеточном организме не изолированы, через их мембраны происходит транспорт молекул и более крупных образований. Отсюда такое существенное влияние окружения.
При формировании зародышевых листков эмбрионы с целью эксперимента выворачивали наизнанку - в результате из энтодермы формировалась эктодерма, и наоборот. Покррвная ткань формируется из внешних бластомер, интима - из внутренних, соединительная ткань - из находящихся в центре. Если представить себе эмбрион, становится очевидным, что все листки имеют разное окружение.
Во-первых, процесс дифференциации тканей начинается раньше.
Во-вторых, вариантов кодов с разными активными группами генов гораздо больше, чем 250.
В-третьих, метилирование не инициируется на какой-то стадии эмбриогенеза, это часть митоза.
Приведите ссылку на источник, чтобы я смог разобраться в ситуации.
Да у нас разногласия с вами процедурные. Для биологов (и медиков) важно что бластула имеет полости, бластомеры образуют слои, метоз мейоз итп, но это все ерунда. Зачем вообще нужен бластомер, в чем его предназначение? Да в том что его ДНК является трафаретом для создания ДНК клеток определенного типа. В одних бластомерах содержится код для ДНК клеток желудка, в других - печени, мозга, поджелудочной итп. А иначе откуда возьмется эта информация по вашему?
===
Не понял вас, что может происходить раньше дробления зиготы? Разве что процесс ее создания, полагаете что там закладывается дифференцировка? )
Завидую :)
Дело в том, что Вы упустили один момент, о котором я Вам писал выше.
Если в эмбрионе переместить часть тканей, поменять их местами, то перемещенные части становятся частью той ткани, куда были перемещены. Мезодерма преобразуется в эктодерму и наоборот. Понимаете?
Если принять Вашу (теперь я вижу, что она Ваша) гипотезу за основу, то этот процесс ей полностью противоречит: нет никакого жесткого "прожига" генома.
Более того - сегодня можно взять Ваш лейкоцит и трансформировать его в стволовую клетку, а из нее вырастить, к примеру, клетки Вашего эпидермиса - и пересадить их на обожженную поверхность.
То есть геном даже полностью профилизированной клетки не является устойчивым.
То есть в каждом из бластомеров содержится полная информация обо всех тканях.
Отделите один из 32 первичных бластомеров и поместите его в оптимальные условия - и вырастет целый организм.
Близнец исходного.
Такие эксперименты проводились неоднократно.
Как это согласуется с Вашим представлением?
Можно взять яйцеклетку, добавить в нее половинный геном, взятый из клетки той же женщины - и вырастить ее копию.
Это тоже делалось.
Другое дело, что при наличии у нее летального гена этот ген однозначно отразится в фенотипе.
Но я имел в виду другое.
Вы сказали о 250 клетках. Но процесс первичной закладки зародышевых листков начинается примерно со стадии 32, когда клетки приобретают пространственную конфигурацию, то есть раньше.
И процесс пролиферизации тканей происходит непрерывно, он не задается для каждой клетки жестко. Одна и та же клетка может на протяжении своего существования менять профиль несколько раз.
Это процессы информационного обмена, не медицина и не биология, так что я не в вашу сферу вторгаюсь.
===
Почему лягушек клонируют именно из ДНК клеток печени? Да потому что разные эти ДНК в разных клетках. Не весь код активен.
Все объясняется проще: клетки печени крупнее, с ними проще манипулировать. Вы никогда не пробовали вручную пересадить ядро из одной клетки в другую? Попробуйте на досуге - поймете, почему с крупными клетками удобнее работать :)
Кроме того, они содержат больше питательных веществ, и более адаптивны к внешним условиям - лучше выживают. Лягушки ведь постоянно жрут всякую дрянь, ядовитых насекомых, а гепатоциты все это нейтрализуют...
Это доказанный факт - специализация клетки зависит от ее окружения. Бластомеры - это стволовые клетки. Поместите бластомеры так, что они будут граничить с другими бластомерами со всех сторон - и из них разовьются клетки мезодермы. Поместите их на внутреннюю часть первичной трубки - и они станут энтодермой. Поместите на наружную часть трубки - они превратятся в эктодерму.
Исходный код находится в любой клетке. Весь, целиком.
Вы, собственно, понимаете, как работает ДНК? Что именно записано в триплетах? Это "лента" - программа работы рибосом, программа синтеза белка. Рибосоме тоже нужно "знать", с какого кодона цепочки начинать и на каком заканчивать работу. Как она это "узнает?
В клетке информация передается на химическом, а не физическом, уровне.
К клетке печени и почки ДНК одинаковые, но они по-разному метилированы. Метильными группами в этих ДНК заткнуты разные дыры и поэтому в них разные активные гены. А начинается эта специализация с того что бластомер получает нужный код в процессе дробления зиготы. И именно изотопия там участвует, без изотопа 13С организм не дает потомство. И на мухах проверено, и на растениях.
В мозг - превратится в глиальную, иногда - в нейрон.
Это все - данные, проверенные экспериментально.
Нет никакой жесткой программы.
Более того: Вы неверно представляете себе процесс жизнедеятельности клетки, роста эмбриона. На основании информации в триплетах ДНК синтезируются белки. Разные. Иногда вовсе ненужные, и клетка погибает. Продукты ее распада идут на строительство других. Это мало похоже на работу сборочной линии с программным управлением, это достаточно хаотичный процесс. А определяется взаимодействие белков между собой всего лишь особенностями групп валентностей их молекул - как ключ к замку, друг к другу подходят только определенные типы. Хотя производятся все.
Запись собственного эмбриогенеза не предлагать :)
Кстати, метилирование гистонов обратимо, так что блокировку можно снять. Как, по-Вашему, создают стволовые клетки из лейкоцитов?
Ссылку дать не могу, еще не опубликовано.
Ферменты выполняют разные задачи. Причем как внутриклеточные, так и вне.
О панкреатических ферментах слышали? А о желчных?
Слова фермент и энзим - синонимы.
А катализ бывает различных видов.
И то, про эти ферменты говорю не я, а гуманитарии, которые считают что в них все секреты сокрыты.
Во-вторых, биохимические процессы известны практически все, в том числе и ферментативные. Вспомните об этом, закусывая ветчину "Мезим-Форте" :)
Наконец, в рамках темы - Вы правы. Но при этом все равно ферменты не являются "матрицей" для синтеза белков, хотя и принимают в процессе участие. Собственно, ферменты - тоже белки, как правило.
Чтобы в этом убедиться, достаточно открыть справочник.
Наконец, я-то не гуманитарий, а гораздо хуже - врач :)
Возможно что-то и есть, умеющее держать равновесие на двух ногах, но оно гарантированно не способно не то что ориентироваться в меняющейся обстановке. но даже тупо распознавать образы.
Я пользуюсь старыми терминами. Киборг - кибернетический организм, человек с замененными на машины органами, но живым человеческим мозгом. Сегодня существуют имплантируемое сердце, имплантируемая почка, протезы суставов, имплантируемый глаз, имплантируемый слуховой аппарат. Люди с такими органами - киборги :)
Сигом - синтетический человек, организм с полностью искусственным организмом, включая мозг, и перенесенным сознанием.
Фантастика.
Впрочем, печатать из клеток органы ужа начали. Так можно создать, скажем, искусственную печень для пересадки. Почку чуть сложнее. Трахею проще, это уже делают. У нас можно сделать имплант части черепа из титана для пластики, тоже с помощью 3Д-принтера.
У меня, кстати, был случай. Довольно большой дефект больному закрыли титаном (лобная кость, часть височных, надбровные дуги и часть носа), а он через месяц после выписки ввязался в драку, и его ножом полоснули по голове. Так виновник едва не рехнулся - решил, что с роботом связался :)
Слово "киборг" несет англо-саксонскую ментальность, а "сигот" - монголо-татарскую, она мне не близка. У нас конечно что-то среднее, среднее между рыцарями круглого стола и ордой хана Батыя.
Потом все долго обнимались,
И плакали, и целовались.
На радостях простили всех
И сели квасить за успех.
Владимир в ризнице высокой
Запировал в семье своей.
Дела давно минувших дней,
Преданье старины глубокой.
Вот тогда были берендеи. Красиво...
Только не сигоТ, а сигоМ.
Слово ввел лет 30-40 назад фантаст И.Росоховатский, и происходит оно от "синтетический" и "Homo" - синтетический человек.
Так что ничего тюркского :)
SYnthetic + HOMo = SYHOM ( сигом).
Уточните все-таки, какое из этих латинских слов тюркское "синтетический" или "человек"? :)
Например, Вы знаете, что Кутузов - татарская фамилия?