Ознакомьтесь с Условиями пребывания на сайте Форнит Игнорирование означет безусловное согласие. СОГЛАСЕН
 
 
Если в статье оказались ошибки...
 

молекула

Относится к   «Список преобладающих смысловых слов сайта»

678 материалов, содержащих понятие «молекула» с общим количеством упоминаний 4258 - раз.

От нейрона к мозгу, Николлс Джон, Мартин Роберт, Валлас Брюс, Фукс Пол - 297 упоминаний «молекула»:

Fornit: Эрик Дрекслер Машины создания. Грядущая эра нанотехнологии - 274 упоминаний «молекула»:

  • Даже теперь, после того как (в частности) Советник по науке США призвал к развитию молекулярной промышленности, у части научного истэблишмента все еще есть трудности с некоторыми весьма простыми идеями.
  • Кажется очевидным, что получение полного контроля над материей на молекулярном уровне сделает возможными крупные технологические сдвиги, и также очевиден наш прогресс в этом направлении.
  • Чтобы быть в курсе разработок в нанотехнологии, свяжитесь с Институтом Предвидения или посмотрите его веб-сайт, а сайт Института молекулярного производства сейчас находится в разработке.
  • АССЕМБЛЕР: молекулярная машина, которая может быть запрограммирована строить практически любую молекулярную структуру или устройство из более простых химических строительных блоков.
  • Атомы - блоки, из которых строятся молекулы и твердые объекты; они состоят из облака электронов, окружающих плотное ядро, которое в тысячи раз меньше, чем сам атом.
  • БАЛК-ТЕХНОЛОГИЯ: Технология, основанная на манипуляции совокупностями атомов и молекул, а не индивидуальными атомами; большинство существующих технологий попадает в эту категорию.
  • МАШИНА РЕМОНТА КЛЕТКИ: система, включающая нанокомпьютеры и датчики размера молекул, а также инструменты, запрограммированные на восстановление повреждений ячеек и тканей.
  • ДНК (ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕИНОВАЯ КИСЛОТА): молекулы ДНК - длинные цепи, состоящие из четырех видов нуклеотидов; порядок этих нуклеотидов кодирует информацию, необходимую для построения молекул белка.
  • ВИРУС: маленький репликатор, состоящий из небольшого количества хорошо упакованной ДНК или РНК, который, будучи введённым в клетку хозяина, может направить молекулярные механизмы клетки на производство большего количества вирусов.
  • Однако наши космические корабли всё ещё грубы, наши компьютеры пока ещё глупые, а молекулы в наших тканях всё ещё постепенно приходят в беспорядок, вначале разрушая здоровье, а затем и саму жизнь.
  • Древний стиль технологии, который можно проследить от чипов кремня до кремниевых чипов, обращается с атомами и молекулами в больших совокупностях; назовём это балк-технологией (bulk - оптовый).
  • На самом деле, химики иногда представляют молекулы наглядно, строя модели из пластмассовых бусинок (некоторые из которых связаны в нескольких направлениях чем-то, подобным спицам в наборе Tinkertoy).
  • Атомы имеют круглую форму подобно бусинам, и хотя молекулярные связи - не кусочки нитки, наша картинка, как минимум, даёт важное представление о том, что связи могут быть порваны и восстановлены.
  • Эти молекулярные машины имеют относительно немного атомов, и они имеют бугорчатую поверхность, подобно объектам, сделанным склеиванием вместе горстки мраморных шариков.
  • Однако продвинутые молекулярные машины, в конечном счете, позволят им строить наносхемы или наномашины так же просто и непосредственно, как сейчас инженеры строят микросхемы и моечные машины.
  • Обычно, когда химики делают молекулярные цепи, называемые "полимерами", - они сваливают молекулы в сосуд, где они в жидкости сталкиваются и связываются случайным образом.
  • Но в современных машинах генного синтеза генные инженеры строят более организованные полимеры - специфические молекулы ДНК, соединяя молекулы в определённом порядке.
  • Таким образом, они заставляют большую неуклюжую машину собирать определённые молекулярные структуры из частей, которые в сотни миллионов раз меньше, чем она сама.
  • Она не является прочной как кевлар, не обладает цветом как красители, не активна подобно ферменту, все же она имеет нечто такое, что промышленность готова тратить миллионы долларов, чтобы это использовать, - способность направить молекулярные машины, называемые рибосомами.
  • Генные инженеры могут производить эти объекты с небольшими затратами, направляя дешёвые и эффективные молекулярные машины внутрь живых организмов для выполнения этой работы.
  • Молекулярные биологи разобрали механизм рибосомы на пятьдесят отдельных белков и молекул РНК и потом поместили их в испытательную пробирку, и они образовали работающую рибосому снова.
  • Каждый вид белка сворачивается и образует кусок со специфическими для него выпуклостями и впадинами, покрытый характерными наборами из молекул жира, воды и электрическим зарядом.
  • Точно так же, как сегодняшние инженеры строят такие сложные машины как рояли и манипуляторы робота из обычных моторов, подшипников и движущихся частей, завтрашние биохимики будут способны использовать молекулы белка как двигатели, подшипники и движущиеся части, чтобы строить манипуляторы роботов, которые сами будут способны манипулировать отдельными молекулами.
  • Отличающиеся формы и виды прилипания аминокислот - бугорчатые молекулярные "бусинки", формирующие цепи белков, - заставляют каждую цепь белка сворачиваться особым образом и образовывать объект определённой формы.
  • Биохимики, используя лучшие компьютерные программы, имеющиеся на сегодняшний день, всё же не могут предсказывать, как длинный естественный белок будет на самом деле сворачиваться, и некоторые из них уже отчаялись научиться разрабатывать молекулы белка в ближайшем будущем.
  • Карл Пабо, пишущий в журнале Природа, предложил стратегию разработки, основанную на понимании этого, и некоторые биохимические инженеры разработали и построили короткие цепи из нескольких десятков кусочков, которые сворачивались и прилипали к поверхности других молекул так, как планировалось.
  • Форрест Картер из Военно-морской научно-исследовательской лаборатории США, Ари Авирам и Филипп Сеиден из IBM, Кевин Улмер из корпорации Genex, а также другие исследователи университетских и промышленных лабораторий по всему земному шару уже начали теоретическую работу и эксперименты, ставящие целью разработку молекулярных переключателей, устройств памяти и других структур, которые могли бы быть встроены в компьютер, основанный на белках.
  • Американская Военно-морская научно-исследовательская лаборатория США провела два международных семинара по молекулярным электронным устройствам, а заседание, спонсируемое Национальным обществом науки США, рекомендовало поддержку фундаментальных исследований, нацеленных на разработку молекулярных компьютеров.
  • Япония, по сообщениям, начала программу на много миллионов долларов, имеющую цель разработку самособирающихся молекулярных двигателей и компьютеров, а корпорация VLSI Research Inc.
  • Мы уже на пути к разработке белков, а Кевин Алмер замечает в цитате из Science, с которой начинается эта глава, что эта дорога ведёт "к более общей возможности для молекулярного инжиниринга, который бы позволил нам структурировать материю атом за атомом".
  • Так же как обычные инструменты строят обычные машины из частей, так же и молекулярные инструменты будут связывать молекулы так, чтобы образовывать крошечные двигатели, моторы, рычаги, обшивки и собирать их в сложные машины.
  • Так как подпорка может быть сделана с использованием только двух атомов (и поскольку для движущихся частей нужно лишь несколько атомов), наномашины могут на самом деле иметь механические компоненты размера молекулы.
  • Ферменты указывают путь: они собирают большие молекулы, "выхватывая" маленькие молекулы из воды, в которой они находятся, и удерживают их вместе так, что образуются связи.
  • Аэрокосмические компании будут выстраиваться в очередь, чтобы покупать такое волокно тоннами, чтобы делать детали с улучшенными характеристиками (это показывает только одну маленькую причину, почему конкуренция в военной сфере будет двигать молекулярную технологию вперёд, как она двигала многие сферы в прошлом).
  • Существующие белки связывают множество меньших молекул, используя их как химические инструменты; заново проектируемые белки будут использовать все эти инструменты и т.
  • Химики не имеют никакого прямого контроля над кувыркающимися движениями молекул в жидкости, поэтому молекулы свободны реагировать любым образом, которым они могут, в зависимости от того, как они сталкиваются.
  • Однако химики тем не менее добиваются, чтобы реагирующие молекулы образовывали правильные структуры, такие как кубические или двенадцатигранные молекулы, и образовывать структуры, выглядящие невероятно, такие как молекулярные кольца с высоконапряжёнными связями.
  • Молекулярные машины будут иметь ещё большую неустойчивость в образовании связей, потому что они могут использовать подобные молекулярные движения для образования связей, но они могут выполнять эти движения такими способами, какими не могут химики.
  • Действительно, поскольку химики ещё не могут направить молекулярные движения, они редко способны собирать сложные молекулы в соответствии с определёнными планами.
  • Но если округленная, бугристая молекула имеет, скажем, сотню водородных атомов на своей поверхности, как химики могут отколоть только один специфический атом (5 атомов вверх и 3 атома по диагонали спереди на выпуклости), чтобы добавить что-либо на его место.
  • Смешивание вместе простых химикалий редко сделает эту работу, поскольку маленькие молекулы редко могут выбрать специфические места, с которыми надо реагировать в больших молекулах.
  • Гибкая, программируемая белковая машина схватит большую молекулу (объект работы), в то время как маленькая молекула будет установлена именно напротив правильного места.
  • Привязывая молекулу за молекулой к собираемому куску, машина будет собирать всё большую и большую структуру, в то время как будет сохраняться полный контроль над тем, как его атомы упорядочены.
  • В отличие от рибосом, они будут иметь дело с широким разнообразием маленьких молекул (не только аминокислот) и присоединять их к собираемому объекту не только в конце цепи, но и в любом желаемом месте.
  • Устойчивые к кислоте или вакууму, замораживанию или нагреву, в зависимости от цели использования, ферментоподобные машины второго поколения будут способны использовать в качестве "инструментов" почти любую из молекул, используемых химиками в реакциях, но они будут с ними обращаться с точностью программируемых машин.

    • Порядок из хаоса Илья Пригожин Изабелла Стенгерс - 127 упоминаний «молекула»:

  • В этот переломный момент {который авторы книги называют особой точкой или точкой бифуркации) принципиально невозможно предсказать, в каком направлении будет происходить дальнейшее развитие: станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет на новый, более дифференцированный и более высокий уровень упорядоченности В неорганической химии автокаталитические реакции встречаются редко, но, как показали исследования по молекулярной биологии последних десятилетий, петли положительной обратной связи (вместе с ингибиторной, или отрицательной, обратной связью и более сложными процессами взаимного катализа) составляют самую основу жизни.
  • Можно с полной уверенностью утверждать, что, говоря о молекулах, обменивающихся сигналами для достижения когерентного, или синхронизованного, изменения, авторы отнюдь не впадают в антропоморфизм.
  • Не существует ли косвенная, вторичная или n-го порядка связь, позволяющая молекуле или живому организму реагировать на сигналы, не воспринимаемые непосредственно из-за отсутствия необходимых для этого рецепторов.
  • Революция, о которой идет речь, происходит на всех уровнях: на уровне элементарных частиц, в космологии, на уровне так называемой макроскопической физики, охватывающей физику и химию атомов или молекул, рассматриваемых либо индивидуально, либо глобально, как это делается, например, при изучении жидкостей или газов.
  • Блестящий успех молекулярной биологии - расшифровка генетического кода, в которой Моно принимал самое деятельное участие, - завершается на трагической ноте.
  • Первичным законам подчиняется поведение отдельных частиц, в то время как вторичные законы применимы к совокупностям, или ансамблям, атомов или молекул.
  • Нужно сказать, что некоторые из наиболее крупных открытий современной науки (такие, как открытие молекул, атомов или элементарных частиц) действительно были совершены на микроскопическом уровне.
  • Например, выделение специфических молекул, играющих важную роль в механизме жизни, по праву считается выдающимся достижением молекулярной биологии.
  • Но, как уже упоминалось в предисловии, за последние годы было обнаружено так много новых свойств н особенностей явлений природы, протекающих на промежуточном уровне, что мы решили сосредоточить все внимание на этом уровне - на проблемах, относящихся главным образом к макроскопическому миру, состоящему из огромного числа атомов и молекул, в том числе н бномолекул.
  • Действительно, каждый из нас интуитивно представляет себе, что химическая реакция протекает примерно следующим образом: молекулы «плавают» в пространстве, сталкиваются и, перестраиваясь в результате столкновения, превращаются в новые молекулы.
  • Хаотическое поведение молекул можно уподобить картине, которую рисуют атомисты, описывая движение пляшущих в воздухе пылинок.
  • Несколько упрощая ситуацию, можно утверждать, что в случае химических часов все молекулы изменяют свое химическое тождество одновременно, через правильные промежутки времени.
  • Если представить себе, что молекулы исходного вещества и продукта реакции окрашены соответственно в синий и красный цвета, то мы увидели бы, как изменяется их цвет в ритме химических часов.
  • Ясно, что такую периодическую реакцию невозможно описать исходя из интуитивных представлений о хаотическом поведении молекул.
  • В данном случае уместно говорить о новой когерентности, о механизме «коммуникации» между молекулами.
  • Этой же цели призвано служить сродство - особая, сугубо химическая сила, якобы проявляющаяся при взаимодействии молекул.
  • Даже камень обладает чувствительностью в том смысле, что молекулы, из которых он состоит, активно ищут одни комбинации и избегают других, проявляя тем самым свои «симпатии» и «антипатии».
  • Тем не менее некоторые экстраполяции, берущие начало в молекулярной биологии, устанавливают для жизни «черту оседлости» лишь у самой границы естественного, иными словами, трактуют жизнь как нечто совместимое с основными законами физики, но имеющее чисто случайный характер.
  • Действительно, простота предложенного Фурье математического описания распространения тепла разительно контрастирует со сложностью вещества, рассматриваемого с точки зрения его молекулярного строения.
  • Твердое тело, газ или жидкость представляют собой макроскопические системы, состоящие из огромного числа молекул, и тем не менее теплопроводность описывается одним-единственным законом.
  • При исследовании физических процессов, связанных с теплом, состояние системы необходимо задавать, указывая не положения и скорости ее составных частей (в объеме газа порядка 1 см3 содержится около 1023 молекул), как в случае динамики, а некоторую совокупность макроскопических параметров, таких, как температура, давление, объем н т.
  • С другой стороны, если мы возьмем какую-нибудь несохраняющуюся величину, например количество молекул водорода в некотором сосуде, то такая величина может изменяться и в результате добавления водорода в сосуд, и вследствие химических реакций, протекающих в сосуде.
  • В зависимости от обстоятельств мы можем и производить молекулы водорода, и разрушать их, «отдавая» атомы водорода другим химическим соединениям.
  • Больцман первым понял, что необратимое возрастание энтропии можно было бы рассматривать как проявление все увеличивающегося молекулярного хаоса, постепенного забывания любой начальной ^симметрии, поскольку асимметрия приводит к уменьшению числа комплексов по сравнению с состоянием, отвечающим максимальному значению Р.
  • Каждая молекула внутри таких структур взаимодействует со своими соседями, и их кинетическая энергия мала по сравнению с потенциальной энергией, обусловленной взаимодействиями между соседними молекулами.
  • порядка диаметра атомов в молекулах, делает устойчивой структуру кристаллов и наделяет их макроскопическими свойствами.
  • Равновесные структуры можно рассматривать как результат статистической компенсации активности микроскопических элементов (молекул, атомов).

    • МОЗГ Д. Хьюбел - 84 упоминаний «молекула»:

  • Сигнал, генерируемый нейроном и проводимый по его аксону, представляет собой электрический импульс, но от клетки к клетке он передается молекулами передатчиков, медиаторов - веществ, которые перемещаются через особый контакт - синапс - между структурой, доставляющей информацию (окончанием аксона или, в отдельных случаях, дендритом), и структурой, воспринимающей ее (дендритом, телом клетки, или, в отдельных случаях, окончанием аксона).
  • Если глубже рассматривать многие еще не получившие ответа вопросы относительно нервных сигналов, то они оказываются связанными с тонкой структурой и функцией нейронной мембраны, потому что на молекулярном уровне точно еще не известно, как ионы проходят через мембраны или как влияют изменения потенциала и медиаторы на проницаемость для отдельных ионов (см.
  • Несколько лет тому назад возникла мысль, что следы памяти могут откладываться в форме крупных молекул, причем информация кодируется последовательностью мелких молекул подобно тому, как генетическая информация закодирована в ДНК.
  • Центральная задача состоит в том, чтобы раскрыть, как информация, закодированная в молекулах ДНК, трансформируется в связи между клетками внутри структур, в пространственные соотношения этих структур и связи между ними.
  • Концевая бляшка содержит мелкие сферические образования, называемые синаптическими пузырьками, каждый из которых содержит несколько тысяч молекул химического медиатора.
  • Мембрана нейрона, как и наружная мембрана любой клетки, имеет в толщину около 5 нм и состоит из двух слоев липидных молекул, упорядоченных таким образом, что их гидрофильные концы обращены в сторону водной фазы, находящейся внутри и снаружи клетки, а гидрофобные концы повернуты в сторону от водной фазы и образуют внутреннюю часть мембраны.
  • Насосы расходуют метаболическую энергию для перемещения ионов и молекул против концентрационных градиентов и поддерживают необходимые концентрации этих молекул в клетке.
  • Поскольку заряженные молекулы не могут пройти через сам двойной липидный слой, клетки приобрели в процессе эволюции белковые каналы, обеспечивающие избирательные пути для диффузии специфических ионов.
  • Белковая молекула натриевого насоса (или комплекс белковых субъединиц) имеет молекулярный вес около 275000 и размеры порядка 6x8 нанометров, что несколько больше толщины клеточной мембраны.
  • Согласно последним данным, белковая молекула канала, размеры которой составляют 8,5 нм в поперечнике, состоит из пяти субъединиц, окружающих канал, наименьший размер которого составляет 0,8 нм.
  • Такие каналы реагируют лишь слабо, если вообще реагируют, на изменения потенциала, но открываются, когда особая молекула — медиатор — связывается с некоторой рецептор ной областью на белке канала.
  • Конформационные изменения канальных белков составляют основу воротных механизмов, поскольку они обеспечивают открывание и закрывание канала за счет малых перемещений частей молекулы, расположенных в критическом месте и позволяющих блокировать или освобождать пору.
  • Обнаружилось, что время, на протяжении которого канал остается открытым, варьирует случайным образом, так как открывание и закрывание канала есть результат некоторых конформационных изменений белковой молекулы, встроенной в мембрану.
  • Различные регуляторные субъединицы, которые, как полагают, физически обособлены от каталитических, могут связывать специфические молекулы (включая медиаторы, открывающие и закрывающие каналы) и тем самым контролировать содержание циклического АМФ в клетке.
  • Регуляторные субъединицы разных типов называются в соответствии с теми молекулами, которые в физиологических условиях с ними связываются; одна из них, например, названа серотонинактивируемой аденилатциклазой.
  • Аксоны обычно не имеют химически управляемых каналов, тогда как в постсинаптических мембранах дендритов плотность таких каналов лимитируется лишь упаковкой канальных молекул.
  • Чтобы ответить на этот вопрос, вернемся к рассмотрению нервного импульса и проанализируем более детально те молекулярные процессы, которые лежат в основе его генерации и распространения.
  • Хотя с химической точки зрения натриевый канал еще не достаточно хорошо изучен, известно, что он является белком с молекулярным весом в диапазоне от 250000 до 300000.
  • Одним из принципиальных моментов для понимания работы нейрона является необходимость развития сколько-нибудь полной теории, которая опишет поведение натриевых каналов и свяжет его с молекулярной структурой канального белка.
  • Когда к каналу прикрепляются две молекулы ацетилхолина, они снижают энергетический уровень молекулы белка в конформации, соответствующей открытому состоянию, и тем самым увеличивают вероятность того, что канал будет открыт.
  • Другими словами, нейрон, который разряжается с высокой частотой, выделяет из своих синаптических окончаний больше молекул медиатора, чем нейрон, разряжающийся с меньшей частотой.
  • А чем больше молекул медиатора выделяется за данное время, тем больше каналов открывается в постсинаптической мембране и, следовательно, тем выше постсинаптический потенциал.
  • Поскольку число молекул медиатора в каждом кванте обычно не меняется, количество квантов высвобождаемых каждым потенциалом действия, служит достаточно надежным показателем общего количества выделившегося медиатора Каждый квант в свою очередь вызывает в постсинаптической клетке миниатюрный постсинаптический потенциал характерной величины Величина эта служит показателем того, насколько чувствительны постсинаптические рецепторы к нескольким тысячам молекул медиатора выделяемым каждым пакетом.
  • Так, например, интересно узнать поточнее, как повышение уровня цАМФ при сенситизации связано с активацией кальциевого тока, поскольку установление механизма этой связи может послужить первым шагом к пониманию на молекулярном уровне этой простой формы кратковременного обучения.
  • Протеинкиназы — это ферменты, которые фосфорилируют белки, иначе говоря, присоединяют фосфорильную группу к боковой цепи аминокислот серина или треонина в белковой молекуле и этим придают белкам иной заряд и иную конфигурацию, что меняет их функцию, активируя одни и инактивируя другие.
  • Какими бы ни оказались ответы на эти интригующие вопросы, при исследовании беспозвоночных животных возникло поразительное и обнадеживающее обстоятельство: теперь стало возможным точно локализовать и наблюдать на клеточном - а в конце концов, возможно, и на молекулярном - уровне простые свойства памяти и обучения.
  • Эксперименты с дезагрегированными эктодермальными и мезодермальными клетками из зародышей соответствующих стадий позволили предположить, что важным фактором для этого процесса является создание определенных относительных концентраций двух агентов, которые, вероятно, представляют собою низкомолекулярные белки.
  • Иногда клетки-предшественники у таких организмов бывают настолько крупными, что могут быть без труда помечены с помощью внутриклеточных инъекций молекул-маркеров, таких, как пероксидаза хрена; если маркер не разрушается, то он обнаружится во всех потомках меченой клетки, по крайней мере в нескольких поколениях.
  • Отправным стимулом для современных исследований послужил поиск молекулярных механизмов, лежащих в основе формирования специфических связей между родственными группами нейронов.
  • Избирательная адгезивность, по-видимому, является общим свойством всех живых клеток и обеспечивается наличием на их поверхности особого класса больших молекул, которые служат как для «узнавания» клеток того же сорта, так и для связывания клеток друг с другом.
  • В последнее время сотрудники нескольких лабораторий предпринимают попытки выделить и охарактеризовать те или иные поверхностные лиганды, и, быть может, проблема эта окажется первой среди других проблем биологии развития нервной системы, которые будут успешно решены на молекулярном уровне.
  • Непонятно, что помогает клеткам выстраиваться в ряд, однако представляется вероятным, что этому способствует либо наличие на поверхности клетки молекул разных классов, задающих ориентацию, либо избирательное перераспределение поверхностных молекул, определяющее исходную клеточную агрегацию.
  • Хотя и по косвенным данным, можно, однако, полагать, что внутри или на поверхности конуса роста на молекулярном уровне заложена способность обнаруживать субстрат, вдоль которого следует расти, а также идентифицировать соответствующие мишени.
  • Во многих случаях, однако, кажется, что внутри растущего аксона закодирован тонкий молекулярный механизм, позволяющий аксону точно реагировать на химические или структурные указатели на его пути.
  • Леви-Монтальчини из Вашингтонского университета еще в 50-х годах, оказалось белком, существующим в норме в виде двух идентичных аминокислотных цепей, каждая из которых имеет молекулярный вес несколько больше 13000.
  • В синапсах - микроскопических участках, где тесно соприкасаются окончание одного нейрона и воспринимающая поверхность другого, приход импульса вызывает внезапное выделение молекул медиатора из, окончания.
  • Затем эти молекулы диффундируют через заполненную жидкостью щель между двумя клетками и воздействуют на специфические рецепторы постсинаптической мембраны, изменяя при этом электрическую активность воспринимающего нейрона.
  • За последние годы достигнуты значительные успехи в изучении различных медиаторных веществ (хотя многие из них, несомненно, еще не открыты), в составлении карт их распределения по мозгу и в выяснении молекулярных процессов синаптической передачи.
  • Что касается клеток, то нейроны чрезвычайно чувствительны: их активность нарушается токсическими веществами, попавшими в кровоток, а также мелкими молекулами, обычно присутствующими в крови, например аминокислотами.

    • Сто великих научных открытий Самин Д.К. - 80 упоминаний «молекула»:

  • Когда прямолинейный ток действует на магнитную молекулу, то природа этого действия та же, что и для намагниченной стрелки, помещенной на периферии проводника в определенном направлении, постоянном по отношению к направлению вольтаического тока.
  • "Это определение Бутлерова настолько глубоко, - пишет в своей книге академик А Е Арбузов, - настолько содержательно, что в основном оно не расходится с тем, что мы разумеем в настоящее время под химическим строением в свете новейших научных представлений о строении химической частицы (молекулы) В высшей степени важным, особенно для того времени, является также то место доклада, где Бутлеров говорит о возможности судить о строении молекул вещества химическими методами и, прежде всего, методами синтеза органических соединений.
  • В 1862-1865 годах Бутлеров высказал основное положение теории обратимой изомеризации - таутомерии, механизм которой, по Бутлерову, заключается в расщеплении молекул одного строения и соединении их остатков с образованием молекул другого строения.
  • Он также отмечал, что попытка Жерара подвести все химические реакции под один общий принцип - ОСНОВЫ МИРОЗДАНИЯ 117 двойной обмен - не оправдана, так как существуют реакции прямого соединения нескольких молекул в одну.
  • ч основы мироздания 125 Якоб Генри Вант-Гофф СТЕРЕОХИМИЯ "Идеи относительно "пространственного устройства мельчайших частиц материи стали высказываться с тех пор, как в науке появилось само представление о молекулах и составляющих их атомах, - пишет В.
  • Мысли о возможности различного расположения атомов в молекулах неоднократно высказывались в начале XIX века рядом ученых в связи с обсуждением проблем изомерии.
  • Однако уже во второй своей работе, опубликованной в 1866 году в статье "О механическом значении второго начала термодинамики", где он показал, что температура соответствует средней кинетической энергии молекул газа, определились научные интересы Больцмана.
  • Ученый показал, что энтропия термодинамического состояния пропорциональна вероятности этого состояния и что вероятности состояний могут быть рассчитаны на основании отношения между численными характеристиками соответствующих этим состояниям распределений молекул.
  • Ничтожные шероховатости стенок сосуда, о которые ударяются молекулы ОСНОВЫ МИРОЗДАНИЯ 131 газа, достаточны, чтобы внести хаос в первоначальный порядок, если бы он имел место.
  • Все это приводит к тому, что именно вследствие механических взаимодействий молекул упорядоченное их движение становится невероятным, а хаотическое наиболее вероятным".
  • Вселенная существовала и будет существовать вечно, ибо она состоит не из наших "чувственных представлений", как полагают эмпириокритики, и не из разного рода энергий, как полагают оствальдовцы, а из атомов и молекул, и второе начало термодинамики надо применять не по отношению к какому-то "эфиру", духу или энергетической субстанции, а к конкретным атомам и молекулам".
  • В своей докторской диссертации (1883) он делает исключительный по своему значению вывод: "Коэффициент активности электролита указывает на фактически имеющееся в растворе число ионов, отнесенное к тому числу ионов, которое было бы в растворе в случае, если электролит полностью расщеплен на простые электролитические молекулы.
  • Здесь ученый с уверенностью заявляет, что молекулы ОСНОВЫ МИРОЗДАНИЯ 135 электролитов (соли, кислоты, основания) распадаются в растворе на электрически заряженные ионы.
  • Соловьев, - подтверждал теорию электролитической диссоциации и позволял определять зависимость степени диссоциации молекул электролита от концентрации раствора.
  • Брэгг установил, что отдельным газовым молекулам передается слишком большая энергия, чтобы передача ее могла осуществляться лишь малой частью непрерывного волнового фронта.
  • Им была высказана и мысль о молекулярном истолковании тепла Джоуля-Ленца: "Живая сила всех содержащихся в проводнике молекулярных токов увеличивается при прохождении тока пропорционально сопротивлению и пропорционально квадрату силы тока".
  • Темное катодное пространство - это пространство, в котором свободно движутся отрицательные молекулы газа, летящие от катода и задерживаемые на его границе встречными положительными молекулами.
  • Следовательно, куперов-ская пара подобна молекуле "двухэлектрона", а переход в состояние сверхпроводимости можно считать превращением электронного газа в газ, состоящий из таких "молекул".
  • Подсчитывая энергию испускаемых радием к- частиц, они приходят к выводу, что "энергия радиоактивных превращений, по крайней мере, в 20 000 раз, а может, и в миллион раз превышает энергию любого молекулярного превращения".
  • Разработав целый ряд радиоспектроскопов нового типа, лаборатория Прохорова начала получать очень богатую спектроскопическую информацию по определению структур, дипольных моментов и силовых постоянных молекул, моментов ядер и т.
  • Анализируя предельную точность микроволновых молекулярных стандартов частоты, которая определяется в первую очередь шириной молекулярной линии поглощения, Прохоров и Басов предложили использовать эффект резкого сужения линии в молекулярных пучках.
  • Семенова, - решая проблему ширины линии, создавал новую ОСНОВЫ МИРОЗДАНИЯ 199 трудность - резко снижалась интенсивность линии поглощения из-за низкой общей плотности молекул в пучке.
  • Сигнал поглощения есть результат индуцированных переходов между двумя энергетическими состояниями молекул с поглощением кванта при переходе с нижнего уровня на верхний (индуцированное, вынужденное поглощение) и с испусканием кванта при переходе с верхнего уровня вниз (индуцированное, вынужденное излучение).
  • Если резко снизить число молекул на верхнем рабочем уровне, отсортировывая из пучка такие частицы, например, с помощью неоднородного электрического поля, то интенсивность линии поглощения возрастает.
  • Еще в период работы над молекулярными генераторами Басов пришел к идее о возможности распространения принципов и методов квантовой радиофизики на оптический диапазон частот.
  • А во второй половине девятнадцатого столетия зародилась так называемая "статистическая физика", представляющая собой область физики, специально изучающей огромные совокупности атомов и молекул, составляющие любое вещество, с точки зрения вероятностей.
  • Их физический состав требует дальнейших исследований; 7) вещество космического происхождения, которое включает отдельные атомы и молекулы, входящие в ионосферу из электромагнитного поля Солнца, проникающие из космических пространств.
  • Да это было бы и нелогично, так как, будучи химиком, он не мог себе представить превращение молекулы в спирт без цепи химических реакций, которые протекают внутри клетки: ".
  • Ведь сколько на планете разных растений, как сильно разнятся условия их обитания, так неужели все они обходятся одной и той же, так сказать, стандартной молекулой хлорофилла.
  • Продолжая свои научные розыски, Фишер убедился: в том месте, где у молекулы гема висит трехуглеродный хвостик, у молекулы хлорофилла торчит громадный хвостище - двадцатиуглеродная цепь, названная фитолом.
  • Уилкинс и Розалин Франклин, его коллеги по Королевскому колледжу Кембриджского университета, провели рентгеноструктурный анализ молекул ДНК и показали, что они представляют собой двойную спираль, напоминающую винтовую лестницу.
  • Его познания в биологии значительно расширились после перехода в 1949 году в Кавен-дишскую лабораторию в Кембридже - один из мировых центров молекулярной биологии.
  • Под руководством Макса Перуца Крик исследовал молекулярную структуру белков, в связи с чем у него возник интерес к генетическому коду последовательности аминокислот в белковых молекулах.
  • Субсидия Национального исследовательского общества позволила ему продолжить исследования бактериофагов в Копенгагенском университете в Дании Там он проводил изучение биохимических свойств ДНК бактериофага Однако, как он позднее вспоминал, эксперименты с бактериофагом стали его тяготить, ему хотелось узнать больше об истинной структуре молекул ДНК, о которых так увлеченно говорили генетики.
  • В течение последующих восьми месяцев Уотсон и Крик обобщили полученные результаты с уже имевшимися, сделав сообщение о структуре ДНК в феврале 1953 года Месяцем позже они создали трехмерную модель молекулы ДНК, сделанную из шариков, кусочков картона и проволоки.
  • Посредством водородных связей аденин соединяется с тимином, а гуанин - с ци-тозином С помощью этой модели можно было проследить репликацию самой молекулы ДНК.
  • Две цепи молекулы разделяются в местах водородных связей наподобие открытия застежки-молнии, после чего на каждой половине прежней молекулы ДНК происходит синтез новой.
  • Это позволило им вместе с Уилкинсом через девять лет разделить Нобелевскую премию 1962 года по физиологии и медицине "за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах".
  • Информационная и рибосомная РНК, взаимодействуя друг с другом, обеспечивают соединение аминокислот для образования молекул белка в правильной последовательности.
  • ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА Сенсационное научное достижение - расшифровку генома человека - по значимости сравнивают с расщеплением атома или раскрытием строения молекулы ДНК.
  • По мнению молекулярных биологов, еще одна особенность человеческих генов состоит в том, что природа придала нам большее число так называемых генов- контролеров, которые следят за работой своих "собратьев".

    • Современная модель воды - 77 упоминаний «молекула»:

  • Современная модель водыОтносится к   «Про химию»Современная модель воды Особенности физических свойств воды и многочисленные короткоживущие водородные связи между соседними атомами водорода и кислорода в молекуле воды создают благоприятные возможности для образования особых структур-ассоциатов (кластеров), воспринимающих, хранящих и передающих самую различную информацию.
  • В соответствии с ней водородные связи в жидкой воде непрерывно образуются и рвутся, причем эти процессы протекают кооперативно в пределах короткоживущих групп молекул воды, названных “мерцающими кластерами”.
  • В первой группе вода представала в виде кластеров из молекул, связанных водородными связями, которые плавали в море молекул, в таких связях не участвующих.
  • Модели второй группы рассматривали воду как непрерывную сетку (обычно в этом контексте называемую каркасом) водородных связей, которая содержит пустоты; в них размещаются молекулы, не образующие связей с молекулами каркаса.
  •  Шераги: предложенные ими картинки, изображающие кластеры связанных молекул, которые плавают в море несвязанных молекул, вошли во множество монографий.
  •  Самойлов в 1946 году: в воде сохраняется подобная гексагональному льду сетка водородных связей, полости которой частично заполнены мономерными молекулами.
  • Поскольку диссоциация молекул воды и реакции с участием радикалов H и OH происходит в ассоциированном состоянии жидкой воды, радикалы могут иметь громадные (десятки секунд и более) продолжительности жизни до гибели в результате реакций рекомбинации [Blough et al.
  • В 1993 году американский химик Кен Джордан предложил свои варианты устойчивых “квантов воды”, которые состоят из 6 её молекул [Tsai & Jordan, 1993].
  • Эти кластеры могут объединяться друг с другом и со “свободными” молекулами воды за счет экспонированных на их поверхности водородных связей.
  • В 2002 году группе д-ра Хэд-Гордона методом рентгеноструктурного анализа с помощью сверхмощного рентгеновского источника Advanced Light Source (ALS) удалось показать, что молекулы воды способны за счет водородных связей образовывать структуры - "истинные кирпичики" воды, представляющие собой топологические цепочки и кольца из множества молекул.
  • Несмотря на то, что разные модели предлагают отличающиеся по своей геометрии кластеры, все они постулируют, что молекулы воды способны объединяться с образованием полимеров.
  • Но классический полимер – это молекула, все атомы которой объединены ковалентными связями, а не водородными, которые до недавнего времени считались чисто электростатическими.
  • было экспериментально показано, что водородная связь между молекулами воды во льду имеет частично (на 10%) ковалентный характер [Isaacs E.
  • Даже частично ковалентный характер водородной связи “разрешает”, по меньшей мере, 10% молекул воды объединяться в достаточно долгоживущие полимеры (неважно, какой конкретной структуры).
  • В химии полимеров хорошо известен тот факт, что под действием механических напряжений, в частности – звуковой обработки, растяжения, продавливания полимера через тонкие отверстия, молекулы полимеров могут “рваться”.
  • В зависимости от строения полимера, условий, в которых он находится, эти разрывы сопровождаются либо образованием новых беспорядочных связей между “обрывками” исходных молекул, либо уменьшением их молекулярной массы.
  • Так, например, интактные молекулы ДНК, составленных из сотен тысяч и миллионов мономеров-нуклеотидов, легко распадаются на более мелкие фрагменты от простого перемешивания препарата палочкой.
  • Следовательно, если для разрыва ковалентной связи между двумя атомами в малой молекуле необходимо приложить энергию, эквивалентную энергии кванта УФ- или по меньшей мере видимого света, то такая же связь в полимере может разорваться при воздействии на него механических колебаний.
  • Если рассматривать воду как простую совокупность молекул Н2О, то оказывается, что её удельный вес должен составлять 1,84 г/см3, а температура её кипения будет равна 63,5°С.
  • Исходя из этого, следует предположить, что внутри воды должны быть пустоты, где нет молекул Н2О, то есть воде присуща особая структура.
  • В основном же вода – это совокупность беспорядочных ассоциатов и «водяных кристаллов», где количество связанных в водородные связи молекул может достигать сотен и даже тысяч единиц.
  • И из всего многообразия структур в природе базовой, судя по всему (пока лишь не точно доказанное предположение) является всего одна – гексагональная (шестигранная), когда шесть молекул воды (тетраэдров) объединяются в кольцо.
  • Кристаллическая структура льда Каждая молекула воды в кристаллической структуре льда участвует в 4 водородных связях, направленных к вершинам тетраэдра.
  • При взаимодействии протона одной молекулы с парой неподеленных электронов кислорода другой молекулы возникает водородная связь, менее сильная, чем связь внутримолекулярная, но достаточно могущественная, чтобы удерживать рядом соседние молекулы воды.
  • Каждая молекула может одновременно образовывать четыре водородные связи с другими молекулами под строго определенными углами, равными 109°28', направленных к вершинам тетраэдра, которые не позволяют при замерзании создавать плотную структуру (при этом в структурах льда I, Ic, VII и VIII этот тетраэдр правильный).
  • Когда лёд плавится, его тетрагональная структура разрушается и образуется смесь полимеров, состоящая из три-, тетра-, пента-, и гексамеров воды и свободных молекул воды.
  • К этому времени уже было установлено, что жидкая вода состоит из полимерных ассоциатов (кластеров), содержащих от трех до шести молекул воды.
  • Зенина вода представляет собой иерархию правильных объемных структур "ассоциатов" (clathrates), в основе которых лежит кристаллоподобный "квант воды", состоящий из 57 ее молекул, которые взаимодействуют друг с другом за счет свободных водородных связей.
  • Элементарной ячейкой воды являются тетраэдры, содержащие связанные между собой водородными связями четыре (простой тетраэдр) или пять молекул Н2О (объемно-центрированный тетраэдр).
  • Тетраэдр воды При этом у каждой из молекул воды в простых тетраэдрах сохраняется способность образовывать водородные связи.
  • акая структура энергетически выгодна и разрушается с освобождением свободных молекул воды лишь при высоких концентрациях спиртов и подобных им растворителей [Зенин, 1994].
  • Последние состоят из 912 молекул воды, которые по модели Зенина практически не способны к взаимодействию за счет образования водородных связей.
  • Если поместить в воду предельно малое количество другого вещества (хоть одну молекулу) - кластеры начнут "перенимать" его электромагнитные свойства.
  • Наберухина, провели расчет энергетических характеристик, необходимых для перехода свободных молекул воды из несвязанного состояния в полость клатрата и обратно.
  • С помощью этих расчетов они показали, что структурой воды - количеством свободных молекул воды в полостях клатратов и вне их, - можно управлять с помощью давления, температуры, магнитного поля и т.
  • Причем вода может использоваться для медицинских целей, как самостоятельно, так и в качестве "упаковки" для молекул лекарственных веществ.
  • Такой гипотетической "упаковкой", способной донести лекарства до внутренних органов больного, не растратив их по пути, служат клатраты, в полостях которых могут быть размещены лекарственные молекулы при определенных режимах их приготовления.
  • То, что молекулы воды могут располагаться по вершинам пентагонального додекаэдра, известно давно; такой додекаэдр — основа газовых гидратов.
  • Из шариков, например, можно собирать такие же структуры, которые состоят из примыкающих друг к другу додекаэдров и содержат 200 молекул.
  • Однако если бы это было так, из водяного пара не могли бы осаждаться кристаллы гексагонального льда, которые содержат огромное число молекул, связанных воедино водородными связями.
  • Чтобы уйти от противоречий, Зенин упаковывает кластеры в более сложные образования — ромбоэдры — из почти тысячи молекул, причём исходные кластеры друг с другом водородных связей не образуют.

    • Про химию - 57 упоминаний «молекула»:

  • Вот волшебная палочка в сказках - четко понятна: нужно махнуть ей и сказать желание, а молекула - нет и неясно: как и почему буквально все зависит от ее свойств.
  • Эта статья призвана устранить неприятие к атомам-молекулам :) Конечно же, дело не в самом его преодолении, а  в том, что такое понимание позволит смотреть на мир совершенно другими глазами, видя то, что раньше даже не предполагалось, и не путаясь в том, что раньше вызывало непреодолимые сомнения.
  •   Можно упрощенно, но достоверно представлять, что такое электрон, атом, молекула - это основа понимания всей химии потому, что все свойства веществу, кроме его массы (и всего, что зависит от массы), придает состояние электронов атома и разница между их общим отрицательным зарядом и положительным зарядом ядра.
  • Все явления связей атомов в молекулы - это проявления взаимодействий атомных ядер и электронов, и для их образного понимания нужно лишь привыкнуть представлять, как взаимно влияют друг на друга электрические заряды ядер и электронов и ориентации их магнитов в каждом конкретном случае.
  • Вакуум, кванты, вещество) и поэтому если встретятся два атома, один более положительный по электрическому заряду, другой более отрицательный, то они стянутся в одну молекулу.
  • В конечном итоге, два (или любое большее число) атома, оказавшиеся притянутыми разными зарядами или спаренными электронами теперь существует как одно целое и это называют уже молекулой.
  • Это - усредненная оценка энергии взаимных передач ударов атомов и молекул - как скопища упруго сцепленных электромагнитными взаимодействиями элементарных единиц вещества.
  • Еще большее влияние на форму молекулы (ориентацию связей) играет спаривание электронов в общую конфигурацию, которая выступает как единое целое по отношению к ядрам атомов молекулы.
  • Так, молекула воды выглядит вот так: Красный атом - кислород, с большим числом вложенных электронных оболочек, а белые - водород - с единственным электроном.
  • Общая конфигурация - неравносторонний треугольник, при установлении связей уже между другими треугольниками молекул воды, сохраняются, по тем же причинам, те же направления вдоль ранее установленных связей, что определяет шестинаправленную (гексагональную) форму кристаллов воды (см.
  • Вот как, для примера, это выглядит на схеме и на объемной модели молекулы ЛСД: H - атом водорода, N - азота, О - кислорода, атомы углерода (черные на модели) на схеме не обозначены, они образуют костяк соединений молекулы.
  • В схеме вверху явно не хватает у двух левых групп Н3С еще по парочке промежуточных Н2С  групп, которые показаны на модельке ниже :) Такие "упрощения" тоже не редки у химиков, которым кажется, что итак все очевидно :) Молекула воды H-O-H имеет определенную ориентацию электрических зарядов (молекулы, с противоположными зарядами на концах, называют "полярными") и таким образом влияет на другие неравномерно заряженные молекулы рядом с собой.
  • Полярность молекул жидкости придает ей специфические свойства - как растворителей таких же полярных веществ: солей, кислот, органических веществ с полярными (разнозаряженными) группами атомов (которые называют "функциональные группы" проявляющие сами по себе характерные особенности во взаимодействиях - функции).
  • Если растворяющая жидкость имеет полярные молекулы, то она легко подменяет собой, примагничивает разноименным зарядом, так же полярные связи молекул растворяемого вещества, а если вещество не полярное, то и примагничивать становится нечего.
  • Хотя у соли достаточно высокая температура отрывает отдельные молекулы, которые как бы парят (от слова пар) в растворителе, но устанавливается равновесие: сколько молекул отрывается, столько же и опять прикрепляется к полярной соли, возвращаясь из раствора.
  • Растворение всегда предполагает такую температуру растворителя, при которой его молекулы оказываются достаточно часто разрываемыми между собой, что позволяет вместо них прикрепляться молекулам растворяемого вещества.
  • Жидкое или газообразное состояние - лучшие условия, хотя и в контакте твердых веществ диапазон энергии температурных ударов молекул может приводить к разрывам связей и подменой связями с другим веществом.
  • Если молекулы твердого вещества имели между собой более слабую связь, чем новые связи с растворителем, то разница в энергии связи выделяется в виде дополнительной тепловой энергии и при растворении раствор нагревается.
  • Поэтому если температура понизилась, то баланс смещается в сторону большего возврата молекул в твердое вещество, и они, выстраиваясь в порядке ориентации связей, образуют кристаллы, форма которых соответствует ориентациям связей.
  • Этот принцип настолько всеобъемлющ, что касается не только растворения с подменой связей между молекулами, но возможна подмена связей между атомами при взаимодействии разных молекул, когда вместо связи с одной группой атомов или отдельным атомом возникает связь с другой группой или другим атомом.
  • Если температура и фазовое состояние вещества позволяет рваться молекулам и подменять связи на другие, то происходит установление нового равновесия с поглощением или выделением тепла (вплоть до горения, взрыва) - как разницы между энергиями связи прежней и новой.
  • При этом остается самое общее у живых и неживых форм: образование или замена связей определяется направлением этих связей, что определяет форму молекул как неорганических так и самых сложных белковых, что, в конечном счете, определяет и наблюдаемую форму всего выделяемого нашим внимание образования.
  • Кристаллы льда следуют такой же предопределенности своего роста условиями как и организмы, только в случае кристаллов их "генетической информацией" является строение и свойства молекулы и механизмы взаимодействия с окружающей средой иные (и вовсе не "сложнее", а, пожалуй, разнообразнее).
  • Кристаллические структуры - это не только то, что имеет обычно ассоциированные с этим словом грани и формы, а то, что имеет упорядоченную ориентацией межмолекулярных связей структуру.
  • Монокристалл - это как раз то, что имеет выраженные природные грани, определяемые особенностью связей молекулы (или атомов в случае моноатомных кристаллов), но, чаще всего, вещество находится в поликристаллической форме застывших кристаллов, часто разного состава.
  • Углерод (и еще только кремний, но он более инертен), находясь в середине таблицы Менделеева, способен к связям с очень многими элементами и слева и справа, и сам с собой, образуя сколь угодно длинные костяки "органических" (чистая условность названия) молекул, на которые могут крепиться другие атомы и группы атомов (функциональные группы), что и придает в целом такой молекуле самые разные специфические свойства.

    • Отец Тимофей и Божественная механика Вселенной - 49 упоминаний «молекула»:

  • Ее можно было бы полностью преобразовать, положим, в механическую, если бы все молекулы в какой‑то момент двинулись в строго определенном направлении, и в этом направлении толкнули бы, скажем, какой‑то поршень.
  • Но такое распределение скоростей молекул по направлениям (хотя любая из них может в какой‑то свой момент времени двигаться в данном направлении) совершенно невероятно, ибо каждая молекула должна «угадать» одно‑единственное направление и все это должно произойти одновременно с огромным множеством молекул.
  • По порядку величины эта вероятность равна тому, что у молекул целого моля газа под поршнем вдруг появится скорость, направленная в одну сторону и второе начало термодинамики будет нарушено: внутренняя энергия газа перейдет в кинетическую энергию поршня почти целиком.
  • Хромосома (а точнее, молекула ДНК) представляет собой целую книгу, написанную словами (генами), состоящими из четырех букв – нуклеотидов, повторяющихся в разных комбинациях.
  • То же самое касается и химических соединений: случайно возникшие более сложные и потому менее устойчивые молекулы тут же разлагаются обратным ходом реакции, так что для направленного синтеза продукты реакции необходимо быстро выводить из реактора.
  • Опарина о случайном синтезе сложных молекул и их собирании в первобытном океане в сгустки – коацерватные капли, которые послужили основой возникновения некой праклетки, начавшей поглощать другие сложные молекулы из раствора и воспроизводить саму себя.
  • Потому синтез сложной органической молекулы очень сложен: он требует и подвода энергии и своевременного вывода случайно образовавшейся молекулы из‑под действия этой энергии, иначе она развалит синтезированное образование и при том с большей охотою, чем вынуждена была его строить.
  • Если есть какая‑то вероятность, что молекула, положим, некой аминокислоты может возникнуть в условиях «первобытного бульона» из неорганических веществ, то гораздо больше вероятность того, что эта молекула в этих же условиях распадется.
  • Совершенной сказкой звучат рассуждения о том, как крупные молекулы собираются в коацерватные капли и начинают взаимодействовать друг с другом по образу будущего питания.
  • Если вспомнить пример из первого урока и повторить расчет, то мы легко получим, что вероятность этого события равняется (1/20)^100, поскольку в белках используется 20 видов аминокислот, и вероятность того, что именно нужная молекула встанет на каждое конкретное место, равна 1/20.
  • Сколько миллиардов миллиардов лет понадобилось бы ему, чтобы даже при таких фантастически удобных условиях собрать самую простейшую из биологических макромолекул.
  •   Пространственная изомерия   В курсе органической химии вы ознакомились с явлением изомерии, когда два вещества могут иметь одинаковый состав молекулы, то есть в точности равное количество атомов каждого элемента, но молекулы эти различаются пространственным расположением атомов.
  •     Урок 6 Научные опровержения макроэволюции (Биохимия и генетика)   «Живые» молекулы   Все живые существа построены из макромолекул белков, нуклеиновых кислот, молекул углеводов, липидов, жиров и др.
  • Иначе: как могла сложиться такая ситуация, что за первый миллиард лет земной истории органические молекулы не просто возникают, но проходят сложнейшую химическую эволюцию, в миллионы раз повышая свою сложность, а затем в течение трех с половиной миллиардов лет, в гораздо более благоприятных условиях, чем в безжизненном пространстве, они нисколько не увеличивают своей сложности.
  • Проще сказать: от камня до бактерии гораздо дальше, чем от бактерии до человека, если говорить о сложности органических молекул, но сложный путь пройден в три раза быстрее, чем более простой.
  •   Различие сходных биомолекул   Молекулярная биология позволила вычислить процент различия в последовательностях аминокислот для белков, выполняющих сходные функции у разных организмов.
  • Вывод делает сам Дентон, проводивший эти сравнения и не разделяющий идей креационизма: «Каждый класс на молекулярном уровне уникален, изолирован от других и не связан с ними какими бы то ни было переходными формами.
  • Таким образом, молекулы вслед за окаменелостями подтверждают отсутствие пресловутых переходных форм, за которыми столько лет безуспешно охотится эволюционная биология.
  • Вы знакомы с тем, как она прочитывается молекулами РНК, переносится на рибосомы клетки и там в точном соответствии с нею синтезируются белковые молекулы, определяющие все частные признаки организма: форму гороховых семян или цвет кроличьей шерсти.
  • (Могут возникнуть ошибки и при «списывании» кода ДНК на белок, но в этом случае портится только молекула белка, которая тут же разлагается, и на наследственность такая ошибка не повлияет.
  • Какова вероятность такого изменения гена, отвечающего за синтез этого белка, чтобы синтезировался нужный для амфибии белок, если принять длину молекулы белка за 100 аминокислот.

    • Происхождение жизни - 46 упоминаний «молекула»:

  • При помощи сложных расчетов и компьютерного моделирования было показано, что в газово-пылевых протопланетных облаках имеются необходимые условия для синтеза разнообразной органики из водорода, азота, угарного газа, цианистого водорода и других простых молекул, обычных в космосе.
  • А первым прообразом будущего РНК-организма мог стать автокаталитический цикл, образованный самовоспроизводящимися молекулами РНК – теми самыми рибозимами, которые способны катализировать синтез собственных копий.
  • Химики научились получать рибозимы чуть ли не с любыми желаемыми характеристиками (для этого синтезируют огромное количество разных РНК со случайной последовательностью нуклеотидов, а затем просто отбирают из них молекулы с нужными свойствами).
  • Стирая грань между живым и неживым, уже растут на искусственных средах в лабораториях возмутительнейшие объекты  – колонии размножающихся молекул РНК, способные к тому же  синтезировать белки.
  • Между прочим, другие ключевые "энергетические" молекулы живой клетки – НАД, НАДФ и ФАД – представляют собой пары сцепленных рибонуклеотидов (одного стандартного и одного "неклассического").
  • Впоследствии они могли вступить в симбиоз (взаимовыгодное сожительство) с "живыми растворами" – колониями самовоспроизводящихся молекул РНК, среди которых были и рибозимы, катализирующие синтез липидов.
  • Недавно, однако, было показано, что комплексы из нескольких разных молекул РНК и ионов кальция способны не только прикрепляться к мембранам, но и  регулировать их проницаемость.
  • Напоминают об этом этапе недавно открытые комплексы из небольших молекул РНК и пептидов, выполняющие множество регуляторных функций, а также строение некоторых важных молекул, таких как кофермент А – рибонуклеотид с прикрепленным к нему пептидоподобным "хвостом".
  • Кроме рибосом, для синтеза белка необходимы особые молекулы–посредники, которые "читают" инструкции, записанные в информационной молекуле РНК, и в соответствии с этими инструкциями присоединяют к синтезируемой молекуле белка нужные аминокислоты.
  • Точность копирования обеспечивается в значительной мере автоматически, благодаря особому свойству нуклеотидов: против каждого нуклеотида исходной молекулы (матрицы) в синтезируемой копии (реплике) может встать только один строго определенный нуклеотид из четырех возможных (например, напротив гуанина – только цитозин).
  • И вправду, обнаружилось, что оптический состав аминокислот напоминает земной – преобладают левозакрученные молекулы, а большая часть органики приурочена к поверхностным слоям метеоритов.
  • Это действительно ОЧЕНЬ странно, ведь теоретически с этой работой вполне могли бы справиться белки, которые и выполняют в клетке всю подобную работу (когда нужно транспортировать или синтезировать какие-либо молекулы); белки прекрасно "умеют" и распознавать определенные последовательности нуклеотидов, прикрепляться к ним (это т.
  • Авторы указывают, что не только у них, но и у других исследователей по филогенетическим деревьям и молекулярным часам неизменно "получается", что цианобактерии появились "позже, чем надо".

    • Апгрейд обезьяны. Большая история маленькой сингулярности Никонов А.П. - 44 упоминаний «молекула»:

  • А ведь до сложных молекул была еще химическая эволюция… А вот ты лучше почитай‑ка статью Коликова «Проблема 2000» о новом политико‑экономическом видении роли Христа в той давней истории с распятием.
  • Теперь‑то мы «знаем» (придерживаемся другой модели), что температура — это просто мера внутренней энергии тела, быстрота колебаний его молекул, а когда‑то «ошибочная» теория теплорода позволила вывести адекватные формулы, которыми физики пользуются до сих пор.
  • Ну, кроме тех молекул и атомов, разумеется, которые составляют тебя, ведь ты же хочешь погулять по прошлому, а не превратиться в младенца или исчезнуть… Как ты понимаешь, Валера, это невозможно, По многим причинам.
  • В штате Аризона, в обсерватории Китт Пик стоит работающий на миллиметровых волнах радиотелескоп, специально предназначенный для поиска в межзвездном газе молекулярных соединений.
  • Неумолимое Второе начало, которое увеличивает энтропию, разрушает все сущее, низводя его до хаотического теплового мельтешения молекул — это же один из основных законов физики.
  • Ах, да, вы же еще не знаете, кто такой Опарин… В 1920 годах русский биохимик Александр Опарин выдвинул теорию, что жизнь на Земле возникла в первобытном бульоне — морской воде, в которой плавает масса органических молекул.
  • В присутствии метана (тогда считалось, что атмосфера молодой Земли состояла из метана), под воздействием постоянных грозовых разрядов органические молекулы вступали в реакции, образуя все более и более сложные молекулы, потом белки… Что и привело в конце концов к образованию жизни.
  • Абсолютное большинство мутаций в генах возникает из‑за теплового движения молекул и лишь малая часть — по иным причинам (радиация, мутагенные вещества, поступающие с пищей…) Одна маленькая ошибка в положении какого‑нибудь фосфора в длинной молекуле ДНК, одна малюсенькая ошибочка, вероятность которой существует всегда (микромир есть микромир) — и мы получаем организм с новым морфологическим признаком.
  • Абсолютно твердый материал существовать не может, он мгновенно лопнет и разлетится на мельчайшие осколки, потому что он также абсолютно хрупок — для взрыва ему достаточно будет толчка собственных молекул, колеблющихся под воздействием тепла.
  • Но если при горении водорода получается вода и энергия (на которой поедет наш водородный автомобиль), то для того, чтобы обратно разорвать молекулу воды, энергию к ней нужно приложить.
  • Бесчисленные боговеры проводят многомудрые подсчеты, в которых «доказывают»: жизнь на Земле самопроизвольно‑де зародиться не могла, потому что вероятность этого события столь ничтожна, что для этого не хватит всего времени существования Вселенной, скорее тайфун, пронесшийся по автомобильному кладбищу, соберет целый автомобиль из обломков, нежели в результате случайного смешения молекул появится жизнь… ну и прочий бред.
  • Если молекула настолько сложна, что у нее уже есть намеки на обратную связь, то есть какое‑то первичное реагирование на среду — это уже новая ступень в усложнении.
  • Стало быть, самый сложный, самый первый ее участок — молекулярная эволюция, когда природа буквально «тыкалась вслепую» — должен был занять самый длинный этап на временной оси.
  • Я не очень хорошо разбираюсь в молекулярной биологии и биохимии, поэтому пришел к биофизику Александру Кушелеву с вопросом о том, как это природе удалось так быстро организовать химическую эволюцию, ведь, исходя из экспоненциальности эволюционного процесса, на это должно было потребоваться гораздо больше времени.
  • Если вы в химии и молекулярной биологии профан, можете этот кусок безболезненно пропустить, я привожу его только из‑за Валеры Чумакова, чтобы он больше не приставал ко мне с идиотскими подсчетами о том, что самозарождение жизни невозможно, потому что… Валера.
  • Самое интересное, что из недр Земли, кроме атомов и простых молекул, «выплывают» готовые блоки ДНК и РНК — азотистые основания и фосфолипиды, которые, взаимодействуя между собой, время от времени образуют нуклеотиды, т.
  • Число видов быстро возрастает, однако выясняется, что некоторые одномолекулярные оказываются способными ускорять образование нуклеотидов из азотистых оснований и фосфолипидов, а другие — пожирать менее приспособленных одномолекулярных.
  • Хитрость механизма одномолекулярных заключается в том, что одноцепочечная спираль ДНК, состоящая из нуклеотидов, может образовывать комплементарные пары внутри себя (вспомните внутренние связи т‑РНК).
  • Если эти комплементарные пары сшивают одноцепочечную ДНК, образуя механизм нападения, то новоявленный хищник начинает охотиться на других одномолекулярных, подрастая и размножаясь за их счет, т.
  • Господствующий вид одномолекулярных начинает и «внутривидовую» борьбу, в которой выживает наиболее приспособленный, который сохраняет свою структуру в виде последовательности нуклеотидов, передавая ее по наследству.
  • Дальнейшая «всеядность» требует изготовления самих азотистых оснований, которые в современных клетках синтезируются из углекислого газа, соединений азота и других простых молекул.
  • Профессионализм в создании всевозможных белковых механизмов характеризует сложную молекулу рибосомальной РНК, которая впоследствии войдет в состав митохондрии под именем рибосомы.
  • Отличительной чертой митохондрии является способность совмещать в себе коллектив молекул‑профессионалов, которому для жизни требуются лишь простые молекулы в качестве сырья и электронный градиент, преобразуемый ею в универсальный энергоноситель аденозинтрифосфат (АТФ), используемый всеми земными организмами.
  • Возможно, что кристаллические поверхности природных минералов могли играть роль шаблонов, с помощью которых происходила организация или даже воспроизведение сложных молекулярных соединений на первом этапе эволюции.
  • Появление мембран — тонких полимерных соединений — позволило скопищу из органических молекул накапливаться в ячейках, состав которых чуть отличался от состава окружающей среды.

    • Тайна происхождения рибосом разгадана? - 43 упоминаний «молекула»:

  • Автор: Александр МарковИсследовав трехмерную структуру рибосомной РНК современных бактерий, канадские биохимики из Монреальского университета (Département de Biochimie, Université de Montréal) пришли к выводу, что рибосомы могли сформироваться в результате постепенной эволюции из очень простой маленькой молекулы РНК — «проторибосомы», способной катализировать реакцию соединения двух аминокислот.
  • Согласно общепризнанной в настоящее время теории «РНК-мира», на ранних этапах развития жизни все основные функции, которые сегодня выполняются белками, выполнялись молекулами РНК.
  • Они сосредоточились на самой главной части рибосомы — на молекуле 23S-рРНК, которая представляет собой основу большой субъединицы рибосомы кишечной палочки (Escherichia coli).
  • Разные петли, выступы и другие элементы структуры этого «клубка» обеспечивают выполнение разных функций: связь с рибосомными белками, присоединение малой субъединицы, присоединение и удерживание в нужных позициях молекул транспортных РНК (тРНК), которые несут на своих «хвостиках» (CCA-3"-концах) аминокислоты, необходимые для синтеза белка.
  • Таким образом, ключевой вопрос состоит в том, могла ли 23S-рРНК произойти от более простой молекулы-предшественницы в результате постепенной эволюции, то есть путем последовательного добавления новых фрагментов.
  • Двойные спирали и образующие с ними А-минорные связи «стопки» аденозинов (adenosine stacks) распределены по шести доменам молекулы более или менее хаотично, за единственным исключением: в пятом домене наблюдается необычное скопление двойных спиралей и практически нет аденозиновых «стопок».
  • Дело в том, что А-минорные взаимодействия необходимы для поддержания стабильной трехмерной структуры той части молекулы, к которой принадлежит аденозиновая «стопка», но они не влияют на стабильность той ее части, к которой принадлежит двойная спираль.
  • Иными словами, если мы разорвем какую-нибудь А-минорную связь, это нарушит структуру той части молекулы, где находится желтый кружок, но не причинит вреда той части, где расположен красный кружок.
  • Таким образом, если 23S-рРНК развивалась постепенно из простой молекулы-предшественницы, то сначала должны были появляться двойные спирали (красные кружки), и только потом к ним могли «пристраиваться» аденозиновые стопки (желтые кружки).
  • Но если пятый домен был той «затравкой», с которой началась эволюция 23S-рРНК, то следует ожидать, что именно в этом домене находится какой-то важный функциональный центр молекулы.
  • Он удерживает в правильных позициях CCA"-хвосты двух молекул тРНК (той, что принесла предыдущую аминокислоту, уже присоединенную к синтезируемому белку, и той, что принесла следующую аминокислоту).
  • Если бы эти стрелки образовали хотя бы одну кольцевую структуру (иными словами, если бы мы, двигаясь из какой-то точки по стрелкам, могли вернуться в ту же точку), то разобрать молекулу без повреждения остающихся частей было бы невозможно.
  • Получается, что исходной функциональной молекулой — «проторибосомой», с которой началась эволюция рибосомы, — был пептидил-трансферазный центр (PTC) пятого домена молекулы 23S-рРНК.
  • Могла ли такая «проторибосома», способная удерживать две молекулы тРНК и сближать в пространстве прикрепленные к ним аминокислоты, выполнять какую-то полезную функцию в РНК-организме.
  • Методом искусственной эволюции были получены функциональные РНК (рибозимы), способные катализировать транспептидацию (соединение аминокислот, прикрепленных к тРНК, в короткие белковые молекулы).
  • В дальнейшем к проторибосоме добавлялись новые блоки, причем добавлялись они таким образом, чтобы не нарушить структуру активного центра молекулы, а также всех тех блоков, которые присоединились ранее.

    • Что было первым: метаболизм или ген? Могла ли жизнь начаться как циклическая химическая реакция неполимерных молекул? (LUCA) - 41 упоминаний «молекула»:

  • Противопоставляются две основные модели: 1) первичности реплицирующейся полимерной молекулы (гена), возникшей в условиях первичного бульона; 2) первичности автотрофных автокаталитических сетей реакций малых органических молекул, катализируемых минералами и самими малыми органическими молекулами в условиях отсутствия богатого органическими веществами первичного бульона.
  • Согласно одной группе теорий предполагается, что вначале "случайно" образовался репликатор – крупная полимерная молекула, способная к самовоспроизведению (например, РНК), которая и обеспечила существование ключевых признаков живых систем (ЖС) – наличие биологической памяти, способность к воспроизведению и дарвиновской эволюции.
  • Согласно другим теориям, сначала появился метаболизм, в процессе которого малые неполимерные или олигомерные (то есть состоящие всего из нескольких мономеров) молекулы образовали сеть химических реакций.
  • Если представить, что первые ЖС были основаны преимущественно на полимерных (то есть что-то вроде порядка десятка и более молекул) РНК, которые были одновременно и ключевыми катализаторами, и наследственными матрицами, то необходимо представить одновременно и существование очень сложного метаболизма, связанного с синтезом компонентов этих РНК, который в отсутствие белков должен был катализироваться каким-то весьма разнообразным множеством ферментов.
  • Хотя такая точка зрения рассматривается и изучается всерьёз,  и  в последние годы достигнуты  определённые успехи в экспериментальном моделировании синтеза компонентов РНК-молекул (см.
  • Действительно, в экспериментальных условиях получены некоторые матрично полимеризующие молекулы РНК (Рибозимы могут размножать друг друга), такого рода репликация является не только очень неточной, но и, что также существенно, неполной.
  • Сам бульон должен был находиться в состоянии, близком к термодинамическому равновесию и с небольшой разницей окислительно-восстановительных потенциалов составляющих его молекул.
  •  Если ни ДНК, ни РНК, ни белки, ни другие крупные и сложные молекулы не могли находиться у истоков жизни, то альтернативой является предположение, что первоосновой были небольшие органические молекулы.
  •  Не смотря на отсутствие информационных полимерных молекул, такие системы могли поддерживать определённые химические циклы, параметры которых могли служить наследственной информацией.
  • Конформационный геном отличается от генома в обычном его понимании тем, что в обычном геноме наследственная информация записана на молекулах, представляющих собой полимеры (ДНК, РНК), определяющейся первичной структурой молекул (то есть последовательностью мономеров), тогда как в конформационном геноме информация записана на уровне концентраций альтернативных конформаций катализаторов и концентраций всех веществ, входящих в состав автокаталитических циклов.
  • С определённой степенью идеализации можно сказать, что для существенной части наследственной информации в современных организмах "мономеры ДНК, РНК и белков могут рассматриваться как символы базового алфавита, а макромолекулы задаются последовательностями символов, или генетическими текстами" (см.
  • Системы взаимодействующих генов характеризуются схемами молекулярных взаимодействий, называемых генетическими сетями, геномы - последовательностями символов генов, знаков пунктуации и управления [Ратнер В.
  • Так, даже функциональные свойства полимерных молекул (в частности, белков и РНК) зависят от замен мономеров, которые влияют на функциональные свойства других мономеров - то есть имеют контекстно зависимый характер.
  • Как полимерный, так и конформационный геном, мы можем рассматривать с информационной точки зрения: говорить об их условном размере (количестве мономеров, количестве молекулярных компонентов и др.
  • Если же принять, что полимерная молекула, представлявшая собой древний ген, строилась и готовых синтезированных абиогенно веществ, то возникает трудность в объяснении использования оптических изомеров из хиральных смесей.
  • Согласно модели «вначале был репликатор», некоторые молекулы случайно соединяются друг с другом в цепочку (возможно, прототип РНК), способную к самовоспроизведению (2).
  • Возможно, перегородками служили мембраны из сульфида железа, поверхности каких-либо широко распространенных минералов (на них могли избирательно адсорбироваться заряженные молекулы) [Russell M.
  • Одно из допущений теории возникновения жизни из малых молекул состоит в том, что сопряженных реакций и примитивных катализаторов достаточно для зарождения жизни.
  • В мире типа «сперва метаболизм», прежде чем генетические полимерные молекулы стали определять направление эволюции, отбор должен был направлять движение не в сторону лучшего репликатора, а в сторону химических реакций, наиболее эффективно создающих энергетический обмен, не позволяя энергии рассеиваться в побочных направлениях.
  • Даже если представить, что первыми были автокаталитические системы, представленные малыми неполимерными молекулами, необходимо искать путь создания полимерных наследственных молекул, которые взяли бы под контроль метаболизм, то есть предопределяли бы существенные для выживания параметры автокаталитических систем.
  • Синтез таких полимерных наследственных молекул мог начаться только с олигомерных вариантов, то есть с молекул, состоящих только из небольшого числа мономеров: собственно мономеров, димеров, тримеров и других олигомеров.
  • Не обязательно, чтобы все из перечисленных нуклеотидных кофакторов могли присутствовать в условиях первобытной Земли, однако это могли быть первые молекулы, взявшие под контроль (то есть, другими словами, составлявшими значительную часть конформационного генома) первые автокаталитические циклические химические реакции, сформировавшие метаболизм первых ЖС.
  • Тем не менее, данное предположение выглядит привлекательным прежде всего потому, что оно подразумевает существенно большую структурную простоту компонентов этих циклов по сравнению с канонической гипотезой РНК-мира, где ключевыми должны были быть именно полимерные молекулы.
  • На данной стадии развития не имеет смысла различать ферменты и их кофакторы, поскольку существенная часть ферментативной активности должна была быть представленной малыми молекулами рибонуклеиновой природы.
  • Оцифровка генома – это переход кодирования наследственной информации от физико-химических параметров автокаталитических сетей к более узкому параметру – первичной структуре олиго- и полимерных молекул, в котором информация становится существенно контекстно-независимой.

    • Гипотеза о появлении жизни,на планете Земля. (arduan) - 40 упоминаний «молекула»:

  •   Как и каким путем,в результате каких случайных блужданий в пространстве и времени,переборе бесчисленного множества вариантов взаимного расположения атомов,молекул и связанных с ними полей -- ядерных,слабых и электромагнитных взаимодействий,образовалось два типа биологических полимеров -- белки и нуклеиновые кислоты,давших начало настоящему чуду -- генетическому коду в современном виде.
  • Обращает на себя внимание разный химический состав этих трех частей --- хотя молекулы ДНК и белков и образуются одинаково,путем последовательного соединения друг с другом мономерных единиц в длинные цепочки ,первая из них тем не менее состоит из нуклеотидов,а вторая из аминокислот.
  • По-видимому, для неживой природы характерна тенденция к созданию молекул с возможно меньшим числом углеродных атомов, и никаких свидетельств образования нуклеотидов, необходимых для появления нынешних форм жизни, не найдено.
  • Кроме того,в этих опытах,для получения аминокислот, брали готовый аммиак,а сам по себе,абиогенным способом,образуется он только при высоком давлении и температурах из эквималярной смеси водорода и азота,в присутствии катализатора -- губчатого железа,при обязательном отсутствии паров воды и серы,а вода на Земле ,была всегда и сера нужна,для дальнейших реакций ,а водорода(в свободном виде)всегда было мало -- он улетучивается в космос,вот здесь-то и зарыта"первая собака" --- труднопреодолимый разрыв,между простейшими химическими веществами и предшественниками биогенных молекул.
  •       Другое название молекул-энантиомеров - "правовращающие" и "левовращающие" - происходит от их способности вращать плоскость поляризации света в различных направлениях.
  • Если линейно поляризованный свет пропустить через раствор таких молекул, происходит поворот плоскости его поляризации: по часовой стрелке, если молекулы в растворе правые, и против - если левые.
  • Хотя физические и химические свойства "зеркальных антиподов" совпадают, их физиологическая активность в организмах различна: L-caxaра не усваиваются, L-фенилаланин в отличие от безвредных его D-молекул вызывает психические заболевания и т.
  •  Согласно современным представлениям о происхождении жизни на Земле, выбор органическими молекулами определенного типа зеркальной симметрии послужил главной предпосылкой их выживания и последующего самовоспроизводства.
  • Оказалось, что свет, поляризованный по часовой стрелке (если смотреть навстречу лучу), губительно воздействует на D-молекулы, а поляризованный против часовой стрелки, наоборот, разрушает только L-аминокислоты.
  • Облучение Земли светом, имеющим строго определенную - правую или левую - круговую поляризацию, должно было бы привести к выживанию молекул одного типа зеркальной симметрии и вымиранию другого.
  • Они пытались доказать, что РНК и ее компоненты можно получить в лаборатории из небиологических молекул в ходе последовательных тщательно контролируемых реакций в условиях, сходных с теми, что существовали на первобытной Земле.
  • В нем присутствовали мириады «неподходящих» блоков, включение которых в растущую цепочку сразу лишило бы ее способности функционировать как репликатор (например, молекула с одной «ручкой», которой она держится за соседний блок, вместо двух, необходимых для роста цепи).
  • Реальная биологическая система не может быть уменьшена до молекулярного уровня, до размера отдельных молекул - двух, трех, пяти, десяти, даже если это очень большие молекулы.
  • С другой стороны, совершенно понятно, что простейшая биологическая система должна собой представлять поли- мерную молекулу или полимерные молекулы, обладающие двумя свойствами.
  • Но получив ее,это далеко не окончательное решение проблемы: есть большой набор органических молекул, которые возникают самопроизвольно в природе,но по-прежнему существует разрыв, не позволяющий пока понять, каким образом вот эти молекулы соединились.
  •  Как из большего беспорядка,скажем хаотически перемещающихся молекул белков,собрать меньший -- клетку,не нарушая второй закон термодинамики ,совершенно не понятно.
  • Внутри меж этих молекул идет борьба на выживание -- лишь более крупные и более-менее организованные имеют шанс остаться внутри этой области,ведь приток "свежих"аминокислот постоянен.
  • Солнечный свет,достигающий поверхности Земли,обладает максимальной интенсивность в сине-зеленой и зеленой областях спектра(450-550 нм),и оказывается,что в этой области,поглощение света ,молекулой хлорофилла минимально.

    • Критика фантомных и фотоинформационных идей - 38 упоминаний «молекула»:

  • Легенда о волновой генетикеВ лето 1985-го от Рождества Христова сотрудник Института физико-технических проблем АН СССР Петр Гаряев, как обычно, облучал лазером молекулы наследственности.
  • Они, оказывается, изобрели аппарат, который способен переводить человеческие слова в электромагнитные колебания, в те самые колебания, которые влияют на молекулы кода наследственности.
  • Он создал аппарат, который «переводил» человеческие слова в электромагнитные колебания, а затем исследовал, как эти колебания влияют на молекулы наследственности – ДНК.
  • Если охладить тело до низких температур то генам столетия ничего не сделается, а вот в теплой комнате эти сложные молекулы распадаются, как и любые другие неустойчивые химические соединения, в результате процессов гидролиза и окисления.
  • Вероятнее всего, фотоны, рассеянные молекулами ДНК, локализуются (задерживаются) в металлических стенках кюветного отделения прибора, образуя своеобразный фантом, в котором зафиксировалась определенная информация.
  • После многомесячного и детального изучения феномена оказалось: колебания графика отображают звуковые, или акустические, процессы, происходящие в молекулах ДНК.
  • Эти акустические колебания, в случае, если они обнаружены, аналогичны колебаниям гитарной струны и связаны с упругостью химических связей и колебанием молекулы ДНК, как своеобразной струны.
  • С точки зрения молекулярной динамики окружающая молекулу ДНК обладает сравнительно небольшими рассеивающими свойствами, а внутренние силы трения в молекуле отсутствуют.
  • Оно не распространяется ни в жидкой, ни в воздушной среде, и может быть обнаружено лишь благодаря эффекту Доплера путем изучения изменений в длине волн отраженного от молекулы ДНК света, а уж на осциллографе или компьютере будет исследователь строить нужные графики это не важно.
  • При нагревании энергия движения отдельных частей молекулы и отдельных белков начинает расти, когда она превосходит энергию водородной связи белка с молекулой ДНК или одной части молекулы ДНК с другой частью, белки “отваливаются”, а молекула разворачивается из клубка в нить.
  • Насколько современная наука представляет себе ДНК страдать ей нечем, нужно просто помнить, что ДНК это большая молекула, сравнимая, например, с молекулами полиэтилена в детской игрушке, а не какая-то живая зверушка.

    • Возможный сценарий происхождения жизни от органического бульона до современной клетки. Часть вторая. (Combinator) - 34 упоминаний «молекула»:

  • В первой части нашего повествования мы рассмотрели достаточно много разнообразных вариантов синтеза органических молекул различного уровня сложности и немного ковырнули проблемы, связанные с гипотезой РНК-мира.
  • Ещё одним интересным свойством рассматриваемой гипотезы является одновременный синтез в протопланетном облаке как углеводородов, так и воды, ибо именно она выделяется в качестве побочного продукта при полимеризации цепочек органических молекул.
  • Итак, в результате вполе естественного природного процесса мы получили, с одной стороны, простое органическое вещество - ацетат, а с другой стороны, ацетилтиоэфир, который на ранних этапах эволюции мог выступать в качестве аналога современной молекулы Acetyl-CoA.
  • Не мог ли механизм "откачки" натрия за пределы клетки изначально возникнуть для увеличения эффективности фосфорилирования молекулы Acetyl-CoA (или её более простого аналога), и лишь впоследствии быть использованным для других целей (натриевые АТФ-синтазы, катализ рибосомного синтеза протеинов).
  • Если это действительно так, то значение данного факта трудно переоценить, ведь концентрация данной молекулы в любой клетке является универсальным индикатором, переключающим функционирование клетки из режима роста в режим сбережения энергии и наоборот (подробнее см.
  • Если абиогенный путь от ацетилтиоэфира (как аналога ацетил-КоА) до оксалоацетата действительно найдётся, то это будет означать, что сеть взаимных превращений карбоновых кислот и их производных вполне могла появиться ещё до появления механизмов репликации ДНК/РНК, а регулирующие происходящие при этом процессы катаболизма и анаболизма органические молекулы могли стать точками кристаллизации первых метаболических реакций будущих клеток.
  • Данный фермент "приклеивает" к ацетилу молекулу углекислого газа, используя при этом в качестве коферментов КоА (к которому изначально и прикреплён ацетил) и железо-серный кластер (атом железа в котором при этом переходит из окисленного состояния Fe+3 в восстановленное Fe+2).
  • Данная реакция является эндотермической (она идёт за счёт гидролиза одной молекулы АТФ), а в качестве активного центра фермента в реакции выступает биотин, причём её равновесие смещено в сторону синтеза оксалоацетата.
  • Жирные кислоты, одна из которых пришита к ней в виде своеобразного "хвоста", являются одной из самых легко синтезирующихся в подходящих условиях разновидностей органических молекул.
  • Принимая в качестве нулевого приближения предположение, что они присутствовали в исходом "супе" в примерно равных пропорциях, можно оценить по порядку величины условную вероятность самосборки "скелета" молекулы биотина за одну попытку как 4-11 ≈ 2.
  • Так или иначе, гипотеза возникновения жизни, как процесса постепенно усложняющейся сети устойчивых к внешним возмущениям автокаталитических реакций, в процессе которых воспроизводятся некоторые относительно простые органические молекулы, представляется весьма плодотворной.
  • Причём, если взаимная комплиментарность в районе, соответствующем акцепторным стеблям "классических" РНК в общем-то вполне ожидаема, то её наличие в нижней части молекулы, соответствующей Т-петле современных тРНК, факт весьма нетривиальный.
  • Напомним, что во всех современных организмах синтез белков идёт в самом "сердце" рибосомы, где в соответсвии с информацией, кодируемой с помощью информационной РНК, две молекулы тРНК тесно сближаются, после чего растущая цепь аминокислотных остатков, составляющая синтезируемый белок, сначала снимается с CCA конца одной тРНК, а потом присоединяется к аминокислоте, прикреплённой к CCA концу другой молекулы тРНК.
  • Там же были приведены аргументы в пользу того, что изначально аминокислоты в древних протеинах могли располагаться не в однозначной, кодируемой в настоящее время молекулой иРНК последовательности, а псевдослучайным образом, когда последовательность аминокислот (точнее, их остатков) формируется, подчиняясь лишь статистическим закономерностям, причём одним из главных определяющих факторов является вероятность парной встречаемости аминокислот в последовательности.
  • В таком случае можно было бы обойтись вообще без иРНК, так как возможность того, что аминокислота Б будет следовать после аминокислоты А, могла зависеть исключительно от вероятности тесного сближения соответствующих молекул про-тРНК, включая несущие одну или более аминокислот их 3 концы.
  • Дополнительному сближению стеблей молекул про-тРНК могли способствовать так же водородные связи, устанавливающиеся между оставшимися свободными валентностями гуанина (теми самыми, которые являются одним из основных препятствий для неферментативной репликации РНК, имеющей ощутимый процент гуаниновых азотистых оснований.
  • Очевидно, что если водородные связи, образуемые между нуклеотидами в концевой области стеблей, действительно помогали сблизиться молекулам про-тРНК и осуществить, тем самым, реакцию соединения двух аминокислот (или одной аминокислоты и одной пептидной цепочки), которые они несли на своих концах, то вероятность указанной реакции должна была существенным образом зависеть от конкретных последовательностей нуклеотидов как раз примерно в области протокодонового участка.
  • Если комбинации данных последовательностей были таковы, что они способствовали взаимному "притяжению" стеблей конкретных молекул про-тРНК, то аминная связь возникала с высокой вероятностью.
  • Если же последовательности были "не подходящими", то в большинстве случаев эти молекулы просто в конце-концов расходились, так и не склеив свои прикреплённые к стеблям аминокислоты.
  • Это могло служить с одной стороны неким примитивным механизмом формирования псевдослучайных "ди" и "поли" пептидных цепочек с регулируемыми пока ещё только в чисто статистическом смысле последовательностями аминокислотных остатков, а с другой стороны, могло помочь создать петлю обратной связи, позволившую постепенно "притереть" друг к другу различные модификации молекул про-тРНК и синтезируемые с их помощью цепочки про-протеинов, способные существенно повысить как "выживаемость" про-тРНК (например, защищая их наиболее уязвимые участки), так и эффективность их репликации.
  •   Начинается естественный отбор указанных комплексов, в котором накапливаются в основном макромолекулы, способные катализировать реакции, приводящие (прямо или косвенно) к синтезу собственных копий, либо увеличению степени их устойчивости к эффектам распада (деградации).
  • Одна из подобных молекул (РНК длиной в несколько десятков нуклеотидов, предшественник современных тРНК) оказывается способной как к неферментативной саморепликации (через синтез комплиментарной копии), так и к катализу цепочек, состоящих их двух или более аминокислотных остатков.
  • Начинает действовать дарвиновский отбор, происходит селекция молекул прото-тРНК с удерживаемыми ими в петлях, на концах стеблей и/или другим способом аминокислотами на предмет выживаемости в условиях ограниченных ресурсов (свободных нуклеотидов, аминокислот и т.

    • СИНТЕЗ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ И БЕЛКОВ - 33 упоминаний «молекула»:

  • Трехмерная пространственная структура транспортной RNA Анимация трехмерной пространственной структуры транспортной RNA tRNA имеет на 3-—конце ССА для связывания аминокислоты, а в средней части молекулы — антикодоновый участок — последовательность нуклеотидов, обеспечивающую взаимодействие tRNA с кодоном mRNA.
  • Упаковка DNA и гистонов с образованием хроматина Поток информации от DNA к структуре белка Нуклеиновые кислоты и белки называют информационными молекулами, так как в чередовании их мономеров заложен определенный смысл.
  • Биологический код (последовательность нуклеотидов кодона считывается от центра к периферии) Аминоацил—tRNA —cинтетаза и расшифровка кода Наиболее приспособлена к роли молекулы для расшифровки — tRNA, так как она может служить адаптером между триплетами нуклеотидов на mRNA и соответствующими им аминокислотами.
  • Этот фермент узнает и связывает tRNA, а затем переносит аминокислотный остаток на 3-—ОН группу концевого аденозина, присоединяя ее сложно — эфирной связью: аа—tRNA—синтетазы + аминокислота + tRNA+ ATP à аминоацил—tRNA + АМР + Н4Р2О7 Взаимодействие аа—tRNA с кодоном mRNA обеспечивается тем, что в одной из петель молекулы tRNA имеется триплет нуклеотидов — антикодон, комплементарный определенному кодону mRNA.
  • Рибосомы прокариот имеют две субъединицы: малую — 30S субъединицу, состоящую из одной молекулы RNA и 21 белка, и большую — 50S субъединицу, состоящую из двух молекул RNA и 34 разных белков.
  • После удаления специфическими протеазами полипептидного сегмента он преобразуется в двухцепочечную молекулу с внутри— и межцепочечными дисульфидными мостиками.
  • Такие молекулы неудобны для исследования и их предварительно разрезают, фрагментируют с помощью специальных ферментов — рестриктаз, выделяемых из бактерий.
  • Плазмиды кольцевые, двухцепочечные молекулы DNA, содержащиеся в бактериальных клетках и способные к репликации и транскрипции, независимо от клеточных хромосом.
  • Каждая молекула антитела представляет собой белок, имеющий форму буквы Y и состоящий из двух идентичных тяжелых (H) цепей и двух идентичных легких (L) цепей.
  • Строение иммуноглобулинов: а — пептидные цепи иммуно—глобулинов (Н — тяжелые, L — легкие); пунктиром обозначены вариабельные области; б — молекула IgM, пять мономеров связаны дисульфидными связями; в — комплексы антиген—антитело.

    • Механизмы образования топографической карты в зрительной системе - 33 упоминаний «молекула»:

  • ru) Известно, что градиенты молекул, управляющие аксонами (axon guidance molecules), контролируют развитие организации нейральных связей в топографические карты.
  • Авторы в своем обзоре рассматривают процесс образования топографических карт в историческом аспекте с привлечением самых последних достижений в этой области, включая идентификацию молекул, необходимых для появления карт и механизмы, посредством которых они осуществляют свои эффекты.
  • Eph семейство receptor tyrosine kinases (RTKs) и их лиганды - эфрины, пока являются единственными молекулами, полностью удовлетворяющими всем критериям graded topographic guidance молекул, хотя идентифицированы и другие молекулы, годные на эту роль.
  • EphB/ephrin-B контроль дорсо-вентрального картирования, двунаправленная передача сигналов EphAs/ephrin-As, бифункциональное действие эфринов как аттрактантов или репеллентов (в зависимости от ситуации) и сложное взаимодействие между многочисленными «управляющими» молекулами.
  • Последняя система, сформированная аксонами ганглиозных клеток сетчатки (retinal ganglion cells - RGCs) к их наиболее известным мишеням среднего мозга – оптическому тектуму (optic tectum - OT) у рыб, амфибий и цыплят или к верхнему колликулусу (superior colliculus - SC) у млекопитающих, стала основной моделью для изучения развития топографических карт и градиентов сигнальных («управляющих») молекул, контролирующих их формирование.
  • Авторы акцентировали свое внимание на зрительной системе и на механизмах картирования в мишенях с тем, чтобы детализировать развитие нейральной карты у позвоночных и осветить молекулярные механизмы контроля этого процесса.
  • Наибольшее внимание уделяется млекопитающим и куриному эмбриону, у которых аксональные механизмы развития карты нуждаются в уникальных действиях топографических молекул-гидов (guidance molecules) в специфической временной последовательности.
  • Критерием топографических молекул-гидов в ретинотектальной проекции является их градуированная и ограниченная экспрессия в сетчатке или в OT/SC, а также тот факт, что RGC аксоны из различных частей сетчатки по разному реагируют на эти молекулы и оказывают эффект на RGS картирование in vivo.
  • Благодаря успехам молекулярной биологии и расшифровке генома, можно предположить, что большинство «игроков» топографического «управления» известно, но их роли и взаимодействие пока не изучены.
  • Странным является то, что в настоящее время единственными молекулами, удовлетворяющими критерию молекул топографического «управления», являются рецепторы и лиганды семейства Eph/ephrin, причем не только в ретинотектальной, но и в других системах, где было изучено развитие топографической карты.
  • Разнообразие и сложность паттерна экспрессии Ephs и ephrins в пространстве и времени и особенности их функций обеспечивают широкие возможности в отношении их сигнальных свойств и, следовательно, в отношении их активности в качестве молекул-гидов.
  • Многие молекулы-гиды, включая Ephs и ephrins, имеют множественную, нередко противоположную активность, и выбор доминирующей активности в определенном контексте является критическим для развития топографической карты.
  • Сигнальные пути, соединяющие guidance рецепторы с цитоскелетом и с молекулами cell-attachment (например, integrins), определяют функциональную активность (Davy & Robbins 2000, Gallo & Letourneau 2004, Nakamoto et al.
  • Sperry предположил, что молекулярные метки (tags) на проецирующихся аксонах и их клетках-мишенях детерминируют специфичность аксональных связей в нейральной карте.
  • Более того, он предположил, что такие молекулярные метки могут распределяться по градиенту, который метит соответствующие участки в сенсорных структурах и в их мишенях.
  • The distributions of ephrin-As in the retina and EphAs in the OT/SC fulfill these requirements В соответствии с хемоаффинной гипотезой каждая точка в OT/SC должна иметь уникальный молекулярный адрес, детерминированный градуированным распределением топографических молекул-гидов вдоль двух тектальных осей и таким же образом каждая RGS должна иметь уникальный профиль рецепторов для этих молекул, что приводило бы к зависимой от расположения и дифференциальной реакции на них RGC аксонов.
  • Первое описание graded (ранжированных, градуированных) молекул, имеющих свойства топографических молекул-гидов, появилось только 10 лет назад в связи с клонированием двух родственных генов - ephrin-A2 (ранее Eph ligand family-1, или ELF-1) (Cheng et al.
  • До обнаружения ephrins большинство доказательств о существовании управляющих топографических молекул следовало из работ группы Bonhoeffer, проводимых in vitro –membrane stripe оценка и изучение последствий коллапса ростовых конусов.
  • MECHANISMS OF MAP FORMATION Детерминация процессов, посредством которых RGCs образуют топографические связи, крайне важна для выявления роли graded guidance молекул в становлении карты и создания моделей этого процесса.
  • Эти виды имеют и существенные различия в механизмах, управляющих RGC аксонами к мишеням их точных зон терминации (termination zone - TZ) и, следовательно, в функциях «управляющих» молекул в контроле топографического таргетирования RGC аксонов.
  • Тщательный количественный анализ показал, что это единственный механизм образования карты и в настоящее время начала вырисовываться относительная важность направления роста аксонов, их ветвления и роль «управляющих» молекул в контроле создания топографических карт (Hindges et al.
  • Далее авторы рассматривают распространение аксонов во время AP картирования, механизмы височно-назального ретинотопического картирования с участием АР-специфического промежуточного ветвления, АР градиенты (параллельные и оппозитные) промотеров и результаты подавления ветвления аксонов, роль EphBs и Ephrin-Bs в молекулярном контроле DV и LM картирования у разных моделей, роль и механизмы «управляющих» молекул в росте первичных аксонов и промежуточном ветвлении, видоспецифические различия в развитии топографических карт у разных моделей, роль Eph семейства receptor tyrosine kinases (RTKs), идентификацию дополнительных генов-кандидатов, участвующих в ретинотопическом картировании, обсуждаются перспективы развития этого направления исследований.

    • Шампунь и кондиционер в одном флаконе (к вопросу о первых метаболических цепочках живых организмов) - 32 упоминаний «молекула»:

  • Указанная реакция примечательна тем, что совмещает в себе фиксацию углерода (из неорганического вещества - двух молекул угарного газа и двух молекул водорода получается одна молекула органического вещества - ацетата) с попутным запасением свободной энергии в фосфатной связи, например, в виде АТФ.
  • Угарный газ, сероводород, да и сам синтезируемый ацетат, все они являются как раз типичными полярными молекулами, и по этой причине в магнитном поле они будет ориентироваться вполне определённым образом.
  • Полярные органические молекулы, расположенные вблизи намагниченной породы, будет иметь преимущественное направление ориентации, определяемое направлением создаваемого ею магнитного поля.
  • Это обстоятельство может хотя бы частично компенсировать отсутствие у неорганических кофакторов способности катализировать нужные реакции за счёт оптимального взаимного расположения взаимодействующих молекул, присутствующей у протеинов.
  • Они, в основном, подтвердили результаты Вэхтерсхойзера, в частности, уже через несколько часов в растворе обнаруживаются ацетат и другие простые органические молекулы, содержащие метильную группу CH3.
  • В контексте же данной статьи нас интересует прежде всего функция тетрагидрофолата как молекулы, служащей местом поэтапной сборки метильной группы, которая впоследствии входит в состав синтезируемого в обсуждаемой цепочке ацетата (у архей практически те же операции производятся на родственном тетрагидрофолату коферменте тетрагидрометаноптерине (H4MPT)).
  • Соответственно, можно предположить, что между самым ранним вариантом с прямым перехватом кобальтом метильной группы от простых неорганических молекул, и современной достаточно сложной схемой её сборки на содержащих птерин коферментах, существовала ещё как минимум одна (но, скорее всего, конечено, гораздо больше) промежуточная ступень.
  • Очевидно, что если содержащие птерин молекулы способствовали аккумуляции в системе свободной энергии в виде АТФ или других веществ, содержащих высокоэнергетичные фосфатные связи, то у них были очень хорошие шансы пройти предбиологический отбор и впоследствии быть включёнными в первые биологические метаболические цепочки.
  • У современных бактерий его компоненты (один протон и два электрона) к птерину доставляют молекулы кофермента NAD, а у архей (два протона и два электрона) - кофермерта F420.
  • На этой стадии отбор первых органических молекул шёл по лёгкости их абиогенного синтеза, способности к участию в автокаталитических циклах, подерживающих их самовоспроизводство, а так же обеспечению устойчивости этих метаболических циклов к возможным изменениям условий внешней среды, способности к физико-химическому взаимодействию между собой, и на этой основе построению систем более высокого уровня сложности (тех же рибозимов, простых пептидных комплексов и т.
  • Роль "памяти" системы на данном этапе мог играть сам набор из нескольких десятков простых органических молекул, участвующих в автокаталитических циклах самовоспроизводства, а роль мутаций играли небольшие изменения структуры отдельных коферментов (например, метилирование, аминирование, добавление гидроксильных групп и т.
  • Понятно, что протомембрана, состоящая из синтезированных абиогенно липидов, ещё не содержала ни механических пор, ни полноценных белков, ни других мембранных атрибутов современной клетки, но она, тем не менее, уже обладала определённой избирательностью по проницаемости для различных простых органических и неорганических молекул.
  • Автору данной статьи ближе гипотезы, подразумевающие очень раннее появление липидной мембраны, но для большей её правдоподонобности хорошо было бы найти какой-то конкретный механизм образования липидоподнобных молекул в условиях, благоприятных для протекания так же и ацетатного цикла, описанного выше.
  • Так вот, как выяснилось, даже в отсутствии белков "голый" L-кластер может восстанавливать угарный газ (CO) до углеводородов с длиной цепочки до 4-х атомов углерода, а цианид (CN) даже до углеводородов с длиной цепочки до 6-ти атомов углерода (CN - свободный радикал цианида был одной из первых молекул, обнаруженных в космосе, он образуется, например, при фотодиссоциации молекулы синильной кислоты под действием света).
  • Но ведь такие цепочки отличаются от простейших липидов, из которых могла, как предполагают, состоять архаичная мембрана самых первых организмов, всего лишь карбоксильной группой CO2(H) на одном из их концов (такие молекулы называют жирными кислотами).
  • Дальше такие структурные единицы теоретически уже могут эволюционировать в плане отбора органических молекул и химических циклов, способных к самовоспроизводству.
  • Например, если какая-то случайно синтезирующаяся в результате термодинамических флуктуаций молекула (аналог мутаций в биологии) будет способствовать запасению в системе свободной энергии, то это может увеличить вероятность её воспроизводства по принципу положительной обратной связи (сохранённая свободная энергия может использоваться для того, что бы ускорить синтез данной молекулы напрямую, не дожидаясь следующей подходящей флуктуации), так что концентрация подобных молекул в системе будет постепенно возрастать до тех пор, пока не сработают ограничения по доступности необходимого для её синтеза "сырья".
  • Возникающие химические циклы и первые органические молекулы проходили естественный отбор на выживаемость в процессах автокаталитического воспроизводства (за счёт положительных обратных связей) и стабилизации (за счёт отрицательных обратных связей).

    • Омоложение и здоровый образ жизни - 31 упоминаний «молекула»:

  • ОБЗОР ИСТОРИИ ГЕРОНТОЛОГИИ Возникновение биологического "стремления" к увеличению продолжительности жизни явилось следствием физических законов, а также того факта, что жизнь на Земле зародилась в виде феномена саморазмножения макромолекул в водном растворе.
  • Уже на уровне макромолекул действовал отбор на увеличение продолжительности их существования, так как "смерть" (распад) и "старение" (повреждение) молекул были неизбежны.
  • Существенное значение имело также произошедшее в это время осознание важности процессов переработки информации для обеспечения функционирования живых систем (это было связано с работами как по молекулярной биологии, так и по нейробиологии) и создание математических основ кибернетики и информатики (теории систем, управления, автоматов и т.
  • Прогресс в молекулярной биологии и информатике обеспечил основные необходимые условия для перехода от качественной, аналитической и экспериментальной геронтологии к количественной, синтетической и вычислительной.
  • Тепло тогда было синонимом энергии, а, согласно современным теориям, в основе старения действительно может лежать ухудшение способности клетки к выработке энергии вследствие накопления молекулярных повреждений [315].
  • Это стало результатом создания современной биологии, что, в свою очередь, стало следствием возникновения молекулярной биологии - открытия ДНК, механизма биосинтеза белков и т.
  • Открытие молекулярных законов жизни и обобщение множества экспериментальных данных привели к тому, что постепенно разнообразные теоретические представления о механизмах старения стали "фокусироваться" вокруг теорий, согласно которым старение является следствием процессов, происходящих на молекулярных уровнях организации живой материи.
  • При этом характерно, что наиболее развитые современные теории старения, признавая ведущую роль молекулярных процессов, в то же время большое внимание уделяют его системным и эволюционным аспектам, а также использованию аналитических и кибернетических моделей [см.
  • Вследствие подобной сложности необходимым предварительным условием корректировки структуры и функций организма на молекулярном уровне (корректировка на клеточном и организменном уровне в конечном счете все равно сводится к молекулярным изменениям) является преодоление гносеологических препятствий, связанных со сложностью познания процессов старения.
  • Кроме методов генной инженерии для перестройки деятельности организма на клеточном и молекулярном уровнях могут быть использованы методы нанотехнологии [238,318].
  • Перспективы применения достижений нанотехнологии для решения проблемы продления жизни Как уже указывалось выше, в современной геронтологии доминирующей становится точка зрения, что первичные причины старения имеют молекулярную природу.
  • Вместе с тем, технический прогресс привел к тому, что в настоящее время человечество находится на пороге достижения возможности свободного манипулирования с отдельными атомами и молекулами.
  • Анализ развития этих тенденций, ведущих к "овладению" молекулярным уровнем организации живой материи, позволяет предположить, что через несколько десятилетий подходы к лечению старения претерпят коренные, революционные изменения и, в конечном счете, их развитие приведет к решению проблемы старения.
  • В основном это происходит в результате взаимодействия с другими молекулами и атомами (тепловое движение, химические реакции, альфа-радиация) и под действием электромагнитных излучений (ультрафиолет, гамма-радиация).
  • Одним из основных факторов, вызывающих молекулярные повреждения в живых клетках являются свободные радикалы - высокореакционные молекулы, имеющие неспаренный электрон.
  • Другим опасным фактором является неспецифическое взаимодействие клеточных макромолекул с глюкозой, которая также является соединением, образующемся во многих биохимических реакциях [105].
  • Сильное разрушающее действия на макро-молекулы оказывают и молекулы воды, так как часть из них обладают очень большими скоростями движения (вследствие статистического распределения скоростей движения молекул воды в жидкой фазе) и следовательно могут легко взаимодействовать с другими молекулами [32].
  • Это, в свою очередь, ведет к постепенному разрушению структуры и ухудшению функционирования клетки: нарушается целостность и проницаемость мембран, падает ферментативная активность, клетка засоряется продуктами обмена, нарушается синтез белков и регуляция клеточных процессов (программируемая клеточная гибель и другие механизмы ограничения срока жизни клетки по сути являются защитной реакцией организма от накопления таких молекулярных повреждений).
  • Причем, эти процессы характеризуются положительной обратной связью - неправильное или ухудшенное функционирование молекул приводит к увеличению потока повреждающих воздействий (следствием наличия такой обратной связи является зависимость скорости смертности от самой смертности, послужившая основной гипотезой для вывода уравнения Гомперца).
  • К тому же, в связи с ухудшением работы клеток и отмиранием (апоптозом) части из них нарушаются регуляторные процессы и на организменном уровне, что в результате обратной связи приводит к еще большему увеличению повреждающих воздействий на молекулярном уровне.
  • В период возникновения жизни, в "первичном бульоне" основные молекулы жизни (белки и нуклеиновые кислоты) неизбежно должны были подвергаться повреждающим воздействиям.
  • Другими примерами могут служить группы ферментов, восстанавливающих поврежденные участки молекул нуклеиновых кислот (нуклеазы, полимеразы, лигазы) и расщепляющие окисленные белки (протеиназы и пептидазы) (подробнее старение и антистарение на молекулярном уровне рассмотрено ниже, в части, посвященной описанию современных концепций в геронтологии).
  • Таким образом, из всего вышеизложенного следует, что для эффективной борьбы со старением нужно системно, с учетом всех взаимосвязей на клеточном и организменном уровнях совершенствовать геропротекторные функции организма (прежде всего повышая качество работы "молекул антистарения" и систем, вовлеченных в регуляцию этих процессов), а также видоизменять структуры "молекул старения" таким образом, чтобы при их работе образовывалось как можно меньше опасных побочных продуктов.
  • Нанотехнология определяется как технология, основанная на возможности манипулировать отдельными атомами и молекулами с целью создания достаточно сложных объектов, структура которых может быть описана с точностью до одного атома [188].
  • Применяются достижения этих направлений нанотехнологии в биологии и медицине - например, для изготовления сверхчувствительных биосенсоров для детекции молекул [155].
  • Однако, по всей вероятности, наиболее перспективными с точки зрения применения в медицине могут оказаться результаты исследований в области, называемой молекулярной нанотехнологией.
  • Основной задачей здесь является создание молекулярных роботов - устройств молекулярных размеров, снабженных детекторами, манипуляторами и встроенным компьютером.
  • Планируется, что они будут изготовляться из искусственно синтезируемых углеродных цепочек или на основе биологических макромолекул [190] (далее в основном будет анализироваться последний подход).
  • В основном это будут конформационные изменения молекулярной структуры, результатом которых может быть детекция определенной молекулярной поверхности, изменение химических связей в обнаруженных и опознанных молекулах, а также изменение собственного состояния робота (ряд последовательных изменений состояния эквивалентен произведению некоторых вычислительных и логических операций).
  • Для медицинских применений помимо возможности детекции и манипулирования биомолекулами важной проблемой является энергоснабжение молекулярных роботов и их взаимодействие во время нахождения внутри организма с находящимся вне организма суперкомпьютером, который управляет их работой.
  • Магнитное поле может изменять структуру молекулярных роботов, заряжая его энергией и сообщая информацию, а для сообщения информации управляющему компьютеру молекулярный робот может сам изменять свою структуру, что будет зарегистрировано датчиками, расположенными вне тела человека.
  • Процесс их изготовления будет напоминать существующие биотехнологические методы, которые на сегодняшний день выглядят примерно так: синтезируется ген, кодирующий структуру белка (в будущем - молекулярного робота); этот ген внедряется в бактерии, которые размно-жаются и синтезируют белок в необходимом количестве; далее (при необходимости) белок модифицируется химическим способом.
  • Такая способность будет заложена либо в молекулярный робот сложной конструкции, либо к саморазмножению будет способен коллектив относительно простых роботов, отдельные группы которого будут специализированы на выполнении какой-либо одной функции - аналогом такого коллектива может быть пчелиная или муравьиная семья.

    • Некоторые мысли на тему происхождения хлорофилльного фотосинтеза - 30 упоминаний «молекула»:

  • При окислении нитрита до нитрата в процессе фотосинтеза у некоторых групп бактерий молекула воды расщепляется на атом кислорода, два протона и два электрона, что могло способствовать облегчению появления у цианобактерий "классического" кислородного фотосинтеза.
  • При этом, у семейства Carboxydocella с ними соседствуют гены, ответственные за восстановление нитрата до нитрита и, далее, нитрита до аммония, а у бактерий семейства Desulfitobacterium они расположены в одном опероне с генами восстановления закиси азота N2O (так называемый веселящий газ) до молекулярного азота N2.
  • Кроме того, известно, что гены, кодирующие белки, участвующие в восстановлении молекул протохлорофилла и хлорофилла, имеют ощутимую степень гомологии с генами, кодирующими белки, ответственные за сборку каталитического центра нитрогеназы.
  • Учитывая, что нитрогеназа кроме основной катализируемой ею реакции восстановления молекулярного азота, так же способна восстанавливать веселящий газ, можно предположить, что это её свойство могло быть востребовано ещё в эпоху до кислородной атмосферы, когда в мировом океане не было используемой ныне соответствующими ферментами меди в легкоусвояемой живыми организмами форме.
  •   Данный протеин имеет высокую степень гомологии со специфическим цитохром с, часто входящим в состав комплекса "Cytochrome bd oxidase", который служит для защиты анаэробных бактерий как от отравления молекулярным кислородом O2, так и оксидом азота NO.
  • Можно предположить, что таким образом создаётся дополнительный источник электронов для ФСI за счёт окисления внутри хлоропластов нитрита либо молекулярным кислородом, либо, возможно, даже самой ФСI хлоропластов подобно тому, как цианобактерии в определённых условиях могут переключаться на окисление сероводорода.
  • Ведь при окислительно-восстановительных реакциях с молекулами, содержащими окисленные формы азота, в некоторых ограниченных количествах практически неизбежно выделяется очень токсичная молекула NO.
  • Она не менее, а, скорее, даже более агрессивна, чем O2, а ферменты работы с оксидом азота и молекулярным кислородом в микроаэробных условиях, как правило, родственны.
  • У ФСI это, как правило, находящиеся в цитоплазме ферредоксины и (на последующем этапе) молекулы NADPH, а у ФСII - способные перемещаться лишь в пределах клеточной мембраны хиноны.
  • Ассимиляторные нитрат редуктазы в два этапа восстанавливают в цитоплазме нитрат до потребляемого впоследствии клеткой для своих нужд аммония с помощью ферментов, не использующих широко применяемый в дыхательных цепочках цитохром c, а электроны получают не с хинонов, а с растворённых в цитоплазме ферредоксинов или молекул NADH.
  • Остальные комплексы, осуществляющие последовательное восстановление нитрита до молекулярного азота, локализованы в перипалазме и получают электроны с растворимого цитохрома с, который, в свою очередь, запитывается ими через комплекс III (он же комплекс bc1).
  •    Из трёх перечисленных выше групп нитрат редуктаз две восстанавливают нитрат до аммония, и лишь одна - до молекулярного азота, причём, именно эта цепочка наиболее сложная и требующая тонкой регулировки.
  • Традиционно считалось, что эта оксидаза в микроаэробных условиях восстанавливает молекулярный кислород до воды, но в последнее время появились данные, что она может так же участвовать и в процессе денитрификации.
  • Перевод электрона через мембрану требует энергетических затрат и осуществляется за счёт мембранного протонного потенциала, то есть, в конечном счёте, за счёт окисления молекул NADH.
  • В типичной современной дыхательной цепочке восстановления нитрата молекулы NADH окисляются комплексом I, а полученные при этом электроны передаются на плавающие внутри мембраны хиноны.
  • Далее эти электроны передаются на локализованный в цитоплазме каталитический центр, который восстанавливает нитрат до нитрита, получая из цитоплазмы два протона и выделяя в неё одну молекулу воды.
  • Так как протоны, полученные от хинона, тоже переносятся в периплазму, а из цитоплазмы при переходе в молекулу воды они исчезают, то процесс восстановления нитрата также сопровождается усилением мембранного потенциала.
  • Так как многие молекулярные комплексы клетки могут катализировать реакции, идущие в обе стороны, и нитрат редуктаза здесь не является исключением, то наиболее простой путь возобновления запасов NADH заключается в развороте рассмотренной цепочки в обратную сторону.
  • Следует отметить, что синтез указанных молекул из NAD+ с помощью работающего в обратном направлении комплекса III (он же комплекс bc1) и последующего переноса хинонами электронов (за счёт протонного мембранного потенциала) к аналогу комплекса I, так же работающему в обратном направлении (так называемый комплекс NDH-1) обнаружен уже достаточно давно.
  • По аналогии с вышеизложенным можно предположить, что и у некоторых бактерий, метаболизм которых был основан на восстановлении оксидов азота, могла возникнуть обратная цепочка, которая окисляла нитриты, а полученные от них электроны посредством работающего в обратную сторону комплекса bc1 (или b6f) использовала для восстановления молекул NAD+.
  • Таким образом, в принципе, молекулы нитрита могли одновременно служить как источником электронов для восстановления NAD+ , так и поставщиком энергии, необходимой для данной реакции, за счёт его восстановления до закиси азота по схеме NO2- => NO => N2O.
  • В общем-то, уже достаточно давно известно, что в отличие от большинства комплексов bc1 других бактерий, каждая половинка димерного комплекса b6f цианобактерий дополнительно содержит одну молекулу хлорофилла а и одну молекулу каротина.
  •   В настоящее время большинство исследователей склоняются к выводу, что молекула хлорофилла в рассматриваемом комплексе выполняет регуляторные функции, меняя проходящие через него потоки электронов в зависимости от условий освещённости, а бета-каротин выполняет структурную роль, помогая объединению нескольких белков, входящих в комплекс b6f, в единую структурную единицу.
  • С возможной регуляторной функцией молекулы хлорофилла, в принципе, можно согласиться, так как в соответствии с проведёнными исследованиями, его фитольный хвост подходит почти вплотную к сайту связывания хинонов вблизи внешней стороны цитоплазматической мембраны и может ощутимо менять эффективность их удержания в соответствующем кармане.
  • Кстати, именно на способности порфиринового кольца хлорофиллов принимать дополнительный электрон и основан способ быстрого отвода электронов от избавившейся от него молекулы возбуждённого хлорофилла, который используется в реакционных центрах (в них электрон вначале быстро проходит по цепочке, состоящей из двух хлорофиллов, или феофетина, то есть, хлорофилла без атома магния, прежде чем окончательно уйти на хинон или ферредоксин).
  • Соответственно, если между гемом bn и сайтом Qin появится молекула-посредник типа гема cn, он сможет быстро передать электрон через указанный гем непосредственно на хинон или полухинон.
  • Такая возможность косвенно подтверждается некоторыми общими признаками, объединяющими рассматриваемые комплексы с реакционными центрами фотосинтеза:- в обоих случаях "интерфейс" входа-вывода электронов состоит из одних и тех же элементов (хиноны, цитохромы с, ферредоксины);- путь отобранного у молекулы на основе порфирина (хлорофилла, гема) электрона в обоих случаях имеет общие черты - вначале один-два других порфирина, потом хинон;Кроме того, если ограничиться только комплексом b6f, то можно найти ещё три объединяющих их фактора:- оба комплекса представляют из себя димеры;- оба комплекса могут объединяться в суперкомплекс и работать в паре в режиме циклического потока электронов;- оба комплекса содержат каротин и хлорофилл;Кстати говоря, возможность происхождения реакционных центров хлорофилльного фотосинтеза от комплексов bc1/b6f обсуждается уже давно, данной гипотезе уже как минимум четверть века.
  • 5 добавлена молекула хлорофилла (чёрная окружность с "хвостиком") и обозначенная синим прямоугольником меньшего размера дополнительная малая субъединица цитохрома b (PetD), позволяющая фиксировать хлорофилл в пространстве между ней и субъединицей b6.
  •  Появление цепочки синтеза хлорофилла (пусть вначале и как вспомогательной молекулы) ещё до появления современных универсальных схф могло быть очень важной преадаптацией, которая впоследствии позволила совершить заключительные шаги на этом пути.
  • Благодаря этому обстоятельству он изначально мог служить в качестве своеобразной удочки для концентрации в районе реакционного центра молекул нитрита, которые от него потом поступали непосредственно к кофактору.
  • Тот факт, что электроны при этом отбирались у воды, говорит о возможности очень раннего появления оксигенного фотосинтеза, что подтверждается последними данными молекулярных исследований, оценкой времени появления цианобактерий с помощью молекулярных часов, а так же свидетельствами локальной оксигенизации среды в прибрежных районах океана уже в архее.

    • гипотеза о возникновении жизни на планете Земля - 29 упоминаний «молекула»:

  • Обрадовались молекулы и стали полным ходом проводить выгодные окислительно-восстановительные реакции с участием минералов и превращением органических веществ одно в другое и образовывали замкнутые системы и стали системы эти в сеть разрастаться и диффундировать из замкнутого пространства и злую силу снова тревожить будить;.
  • Как и каким путем,в результате каких случайных блужданий в пространстве и времени,переборе бесчисленного множества вариантов взаимного расположения атомов,молекул и связанных с ними полей -- ядерных,слабых и электромагнитных взаимодействий,образовалось два типа биологических полимеров -- белки и нуклеиновые кислоты,давших начало настоящему чуду -- генетическому коду в современном виде.
  • Обращает на себя внимание разный химический состав этих трех частей --- хотя молекулы ДНК и белков и образуются одинаково,путем последовательного соединения друг с другом мономерных единиц в длинные цепочки ,первая из них тем не менее состоит из нуклеотидов,а вторая из аминокислот.
  • « Сообщение №12171, от Октябрь 05, 2008, 11:53:11 PM» Аминокислоты, в том числе и синтезированные Миллером и Юри, — значительно менее сложные молекулы, чем нуклеотиды.
  • По-видимому, для неживой природы характерна тенденция к созданию молекул с возможно меньшим числом углеродных атомов, и никаких свидетельств образования нуклеотидов, необходимых для появления нынешних форм жизни, не найдено.
  • Они пытались доказать, что РНК и ее компоненты можно получить в лаборатории из небиологических молекул в ходе последовательных тщательно контролируемых реакций в условиях, сходных с теми, что существовали на первобытной Земле.
  • В нем присутствовали мириады «неподходящих» блоков, включение которых в растущую цепочку сразу лишило бы ее способности функционировать как репликатор (например, молекула с одной «ручкой», которой она держится за соседний блок, вместо двух, необходимых для роста цепи).
  • Другое название молекул-энантиомеров - "правовращающие" и "левовращающие" - происходит от их способности вращать плоскость поляризации света в различных направлениях.
  • Если линейно поляризованный свет пропустить через раствор таких молекул, происходит поворот плоскости его поляризации: по часовой стрелке, если молекулы в растворе правые, и против - если левые.
  • Хотя физические и химические свойства "зеркальных антиподов" совпадают, их физиологическая активность в организмах различна: L-caxaра не усваиваются, L-фенилаланин в отличие от безвредных его D-молекул вызывает психические заболевания и т.
  • Согласно современным представлениям о происхождении жизни на Земле, выбор органическими молекулами определенного типа зеркальной симметрии послужил главной предпосылкой их выживания и последующего самовоспроизводства.
  • Оказалось, что свет, поляризованный по часовой стрелке (если смотреть навстречу лучу), губительно воздействует на D-молекулы, а поляризованный против часовой стрелки, наоборот, разрушает только L-аминокислоты.
  • Облучение Земли светом, имеющим строго определенную - правую или левую - круговую поляризацию, должно было бы привести к выживанию молекул одного типа зеркальной симметрии и вымиранию другого.
  • Внутри меж этих молекул идет борьба на выживание -- лишь более крупные и более-менее организованные имеют шанс остаться внутри этой области,ведь приток "свежих"аминокислот постоянен.

    • Эволюция живых существ на Земле - 28 упоминаний «молекула»:

  • Потому газообразные, что при данной температуре их скорость (кинетическая энергия) настолько велика, что силы сцепления при соударениях оказываются слабее и молекулы опять разлетаются.
  • Но если температура (фактически - скорость молекул) снизится настолько, что сила сцепления (у молекул она может быть обусловлена и обобщением электронов при их взаимном проникновении друг в друга и силами притяжения разноименных зарядов, если молекулы поляризованы или ионизированы) начинает превышать и молекулы начнут слипаться.
  • ) - это сложные молекулы, которые, попадая в клетку, способны заменить похожую же сложную молекулу программы развития этой клетки (и всего организма) на свою программу репликации молекул-вирусов.
  • Пример реализации механизма отбора без участия генов, когда никаках аналогий с живым нет, описан в статье Дарвиновская эволюция без участия генов В принципе, репликацию, подобную вирусной, можно осуществить и на неорганических молекулах, это - не принципиально.
  • Британские химики смогли провести опыт, в котором из смеси возникла сложная молекула, способная к самовоспроизведению: Ученые продемонстрировали возможный механизм образования жизни.
  • Нет ничего удивительного и совершенно нет ничего невероятного в том, что в течение миллиардов лет существования самых разных условий, химические превращения веществ постепенно привели к образованию очень сложных органических молекул, способных к репликации.
  • Органические молекулы чисто условно выделены людьми от неорганических по принципу определенного сочетания с атомами углерода, но никаких принципиальных различий между ними нет.
  • Часто приводят некие статистические прикидки вероятности возникновения сложных органических молекул из простых и при этом приходят к выводу о невероятности такого процесса.
  • Обычно в этих прикидках исходят из предположения об одномоментном образовании сложных молекул из простых, в то время как эволюция неорганических веществ продолжалась миллиарды лет.
  • Эволюционная теория Дарвина подтверждается все большим числом фактического материала и исследованиями: 21-летний эксперимент подтвердил теорию Дарвина Создание искусственной клетки, способной к размножению Ископаемые рыбы в очередной раз подтвердили правоту Дарвина Как произошло зрение Атавизм - подтверждает теорию Дарвина Ученые раскрыли тайну выхода древних рыб на сушу Птицы Дарвина подтвердили теорию эволюции Эволюция животных происходит в считанные месяцы Как земноводные учились превращаться Пауки-скакуны послужили моделью для изучения мимикрии Тропики — колыбель эволюции и ее музей Пути эволюции предопределены на молекулярном уровне Недостающее звено эволюции Ради своего спасения мидии прошли ускоренную эволюцию Cамый древний скелет человека Хищных млекопитающих создала конкуренция Новый динозавр подтверждает теорию Дарвина Геном актинии оказался почти таким же сложным, как у человека Создана синтетическая ДНК, способная размножаться и эволюционировать Так, в Древние люди и шимпанзе имели общих потомков сообщается о результатах сравнительного исследования генетических структур: Как считают американские ученые, древние предки человека и шимпанзе продолжали скрещиваться и после разделения видов.
  • Используя метод «молекулярных часов», ученые проанализировали и сравнили геномы шимпанзе, гориллы и человека, чтобы выяснить, как давно они существуют самостоятельно.
    • Остальные страницы в количестве 678 со вхождениями слова «молекула» смотрите здесь.


    Дата публикации: 2020-08-22

    Оценить статью можно после того, как в обсуждении будет хотя бы одно сообщение.
    Об авторе: Статьи на сайте Форнит активно защищаются от безусловной веры в их истинность, и авторитетность автора не должна оказывать влияния на понимание сути. Если читатель затрудняется сам с определением корректности приводимых доводов, то у него есть возможность задать вопросы в обсуждении или в теме на форуме. Про авторство статей >>.

    Тест: А не зомбируют ли меня?     Тест: Определение веса ненаучности

    В предметном указателе: Тайны двух полушарий раскрывает молекула | МОЛЕКУЛЫ В ДЕЛЕ: НАБЛЮДАЯ ЗА БЕЛКАМИ | Звёзды не дают молекулам распадаться | Новый метод позволяет точно предсказывать энергию взаимодействия двух молекул, удалённых на значительное расстояние | Дипольный момент электрона: измерения в молекулярных пучках | Усложнение организма у древних животных было связано с появлением новых регуляторных молекул | Пути эволюции предопределены на молекулярном уровне | Ученые создали на основе молекул ДНК нано-робота | Создано первое спинтронное устройство на органических молекулах
    Последняя из новостей: Трилогия: Основы фундаментальной теории сознания.

    Обнаружен организм с крупнейшим геномом
    Новокаледонский вид вилочного папоротника Tmesipteris oblanceolata, произрастающий в Новой Каледонии, имеет геном размером 160,45 гигапары, что более чем в 50 раз превышает размер генома человека.
    		Тематическая статья: Тема осмысления

    Рецензия: Рецензия на книгу Дубынина В.А. Мозг и его потребности. От питания до признания

    Топик ТК: Интервью с Константином Анохиным
     посетителейзаходов
    сегодня:00
    вчера:00
    Всего:5557
    Авторские права сайта Fornit