Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

MolekulaRNA zagadka rozwiązana

Rekomendowane odpowiedzi

Choć teoria ewolucji została powszechnie zaakceptowana przez naukowców, od wielu lat nie ustalono, w jaki sposób powstały pierwsze formy życia na naszej planecie. Teraz, dzięki eksperymentowi przeprowadzonemu przez badaczy z Uniwersytetu Rzymskiego, poznaliśmy istotne fakty na temat powstawania ważnych związków organicznych.

Doświadczenie pokazało, w jaki sposób może dojść do samoistnej syntezy długich fragmentów RNA - jednego z nośników informacji genetycznej, posiadającego także właściwości katalizatora (substancji ułatwiającej zachodzenie niektórych reakcji chemicznych). Uważa się, że właśnie takie cząsteczki mogły być najważniejszym składnikiem pierwszych, niezwykle prymitywnych komórek.

W normalnych warunkach cząsteczki RNA mogą co prawda powstawać samoistnie, lecz wiązania pomiędzy tworzącymi je podjednostkami (nukleotydami) są bardzo niestabilne. Z tego powodu samoczynna synteza długich nici RNA wydaje się mało prawdopodobna. Jak się jednak okazuje, w odpowiednich warunkach kilka wytworzonych osobno łańcuchów może się ze sobą łączyć, tworząc znacznie dłuższą cząsteczkę.

Głównym autorem eksperymentu jest Ernesto Di Mauro. Badacz testował zdolność RNA do ligacji, czyli łączenia się ze sobą całych nici, w zależności od pH oraz temperatury środowiska. Okazuje się, że przy lekko zakwaszonym środowisku oraz temperaturze nieco poniżej 70 stopni Celsjusza wystarczy zaledwie kilkanaście godzin, by w roztworze powstały stosunkowo długie cząsteczki.

Na podstawie doświadczenia Di Mauro wykazał, że powstające molekuły mogą osiągać długość około stu nukleotydów. Jest to niezwykle istotne, gdyż właśnie taka długość łańcucha jest uznawana za swoistą granicę: cząsteczki dłuższe od stu podjednostek są w stanie tworzyć struktury trójwymiarowe. Powstawanie tych złożonych form jest konieczne, by cząsteczka RNA zyskała zdolności katalityczne i była w stanie przeprowadzać niektóre reakcje chemiczne. 

Wykonany eksperyment jest pierwszym, który potwierdza doświadczalnie możliwy mechanizm powstania pierwszych katalizatorów biologicznych. Ich obecność jest uznawana za czynnik niezbędny do funkcjonowania organizmów żywych, co może oznaczać, że włoscy naukowcy odkryli właśnie prawdopodobny mechanizm powstania zalążków życia na Ziemi. 

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
Gość Matsukawa

Jednocześnie oznacza to, że na każdej planecie terrapodobnej (grawitacja, woda, księżyc itp.) życie po prostu musi powstać. Z drugiej strony przedział warunków koniecznych jest dosyć wąski - w naszym układzie życie stwierdzono ponad wszelką wątpliwość tylko na jednej planecie.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Cóż, kreacjoniści pewnie powiedzą, że to Siła Wyższa musiała ręcznie splatać te niteczki, a w ogóle to jest tylko podpucha, która ma sprawdzić naszą Wiarę.

A mnie te zlepiające się niteczki przypominają Spagetti… :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Warunkiem powstania pierwszych cząstek które się same powielają jest terrapodobna planeta i obecność nukleotydów do zapoczątkowania reakcji. Nie wiem czy na każdej terrapodobnej planecie istnieje obfitość nukleotydów.

To że z takiego roztworu w końcu powstali ludzie, stanowi wynik ewolucji oraz przypadku.

Ciekawy jestem jakie jest prawdopodobieństwo zaistnienia inteligentnej cywilizacji na terrapodobnej planecie w ciągu 5 mld lat.

Czy jest to prawdopodobieństwo prawie równe 1 czy prawie równe 0?

No i jak je obliczyć?

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Chyba ciężko to określić, gdy dostępna próba badana liczy jedną planetę ;D

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jakiś czas temu czytałem książkę (niestety nie pamiętam szczegółów autorsko-tytularnych) o prawdopodobieństwie zaistnienia życia gdzieś poza naszą planetą. Uwzględniano chyba wszystkie ważniejsze warunki (o których wiemy że są) potrzebne do stworzenia życia gdzieś w głębi kosmosu. Na koniec podliczono wszystkie galaktyki, układy słoneczne, planety i całą resztę i z obliczeń wyszło ni mniej ni więcej, że prawdopodobieństwo istnienia inteligentnego życia gdzieś poza ziemią jest równe 1 :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Polecam książkę "Na początku był wodór" (autor: Hoimar von Ditfurth). Całkiem ciekawie opowiada ona o tym, że powstanie inteligentnych form życia w kosmosie jest zwyczajnie nieuniknione. Nie potrafię ocenić wiarygodności prezentowanych w niej liczb, ale argumentacja wydaje się niezwykle przekonująca. Warto zajrzeć.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Znalazłem książkę i autora - potęga googla i omyłkowych zapytań potrafi zdziałać cuda :)

 

"Prawdopodobieństwo = 1: Dlaczego we wszechświecie musi istnieć inteligentne życie"

Autor: Aczel Amir D.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Co to znaczy, że prawdopodobieństwo = 1? W kodzie binarnym? 1%? 100%?

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

W kodzie binarnym 1 to tyle samo, co w dziesiętnym :) Poza tym chyba nikt nie użył procentów, więc gdzie tu niejasność? Poza tym prawdopodobieństwo bardzo często podaje się w postaci ułamka dziesiętnego/liczby całkowitej.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
Gość macintosh

prawdopodobieństwo = 1

oznacza --> "100%, że tak będzie"

 

prawdopodobieństwo zawsze zawiera się w zakresie od 0 do 1

oznacza inaczej "szansę"

np. Na 28% będzie śnieg. Tutaj prawdopodobieństwo = 0,28

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jakiś czas temu czytałem książkę (niestety nie pamiętam szczegółów autorsko-tytularnych) o prawdopodobieństwie zaistnienia życia gdzieś poza naszą planetą. Uwzględniano chyba wszystkie ważniejsze warunki (o których wiemy że są) potrzebne do stworzenia życia gdzieś w głębi kosmosu. Na koniec podliczono wszystkie galaktyki, układy słoneczne, planety i całą resztę i z obliczeń wyszło ni mniej ni więcej, że prawdopodobieństwo istnienia inteligentnego życia gdzieś poza ziemią jest równe 1 :)

 

Polecam zaznajomienie się z równaniem Drake'a. To, że życie gdzieś istnieje, to jest raczej niewątpliwe. To, czy jest ono gdzieś inteligentne, to już wielki znak zapytania. Warto mieć na uwadze to, iż miliony lat ewolucji "straciliśmy" przez dinozaury (w końcu poza skamielinami gadów wiele z tego nie zyskała nasza ewolucja ssaków [no ok, wszystko się wiąże, ale hipotetycznie coś gdzieś mogło ewoluować już miliony lat temu]), potem dłuuugi rozwój cywilizacji, a najbardziej techniczne odkrycia sięgają ledwie kilkuset ostatnich lat. Zakładając wiek Ziemi ok. 4,5 mld lat, a wiek Wszechświata ok. 14 mld lat wniosek nasuwa się sam, iż okres ludzkiego istnienia jest jedynie kroplą w morzu czasu. Kto wie ile inteligentnych cywilizacji nie tyle co gdzieś istnieje, a już zwyczajnie wyginęło.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Czy straciliśmy wiele przez dinozaury? Polemizowałbym. W mezozoiku ssaki musiały posiadać dwie zasadnicze cechy: niewielki rozmiar, a także spryt, czyli niejako prekursor inteligencji. Przypuszczam, że ogromna presja ze strony gadów mogła prowadzić do selekcji naprawdę najlepszych osobników wśród ssaków.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

To prawda, ale tylko dzięki wymieraniu kredowemu ssaki mogły zaistnieć. W przeciwnym razie dalej byłyby wielkości szczura. Z drugiej zaś strony możliwe, że gdyby wcześniej uzyskały dominację, to wymieranie kredowe bardziej by je dotknęło. Zaś gdyby nie to, to ewolucja może by poprowadziła linię gadów ku wyższej inteligencji.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Gady raczej nie zdobyłyby wysokiej inteligencji - wydajność energetyczna ich organizmów jest stanowczo zbyt niska, by było to możliwe. W najlepszym wypadku mogłyby zdominować strefę pomiędzy zwrotnikami, ale raczej nie dalej

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Już dawno przeprowadzono wiele dowodów (rozważań, obliczeń), że życie we Wszechświecie musi się trafiać, a od tego czasu pojawiło się wiele faktów i rozwiązało wiele zagadek, które dokładają swoje cegiełki do tego rozumowanie. A czy owo życie statytycznie trafia się raz na dwa układy planetarne, czy raz na miliard układów — to inna sprawa, której jeszcze długo nie będziemy potrafili rozstrzygnąć.

Zwolennicy teorii o absolutnej wyjątkowości życia na Ziemi tak naprawdę nie mają żadnych argumentów poza teologicznymi i metafizycznymi (zamaskowanymi czasem rachunkiem nieprawdopodobieństwa). To tak naprawdę pogrobowcy obumarłych teorii geo- i antropocentrycznych, upadłej teorii „siły życiowej” itd. Pierwszy cios zwolennikom tezy, że substancji organicznych nie da się syntetyzować (bo potrzebna jest mistyczna vis vitae) zadała synteza mocznka, jeśli dobrze pamiętam. Od tej pory regularnie się cofają, próbując tę granicę stawiać na nowo. A ona się wciąż przesuwa, dziś doszliśmy jak widać do uznania, że RNA mogę się tworzyć i łączyć samoistnie w całkiem prosty sposób. Niedawno potwierdzono istnienie organicznych związków w przestrzeni kosmicznej. Przyjdzie pora i na odkrycie, w jaki sposób powstaje i replikuje się DNA.

 

Cóż, może i boli odzieranie Życia z Wielkiej Tajemnicy Stworzenia, ale trudno. Nie powód to, żeby wymyślać naciągane, kreacjonistyczne teorie, wszystko jedno, czy Inteligentnej Kreacji w biologii (albo w modzie), Inteligentnego Spadania w fizyce, czy Inteligentnej Depilacji we fryzjerstwie.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Dla mnie bardzo ciekawe jest to, że udowodniono praktycznie jednoznacznie, że na Marsie kiedyś było życie, co już daje dwie planety na osiem obecnych w Układzie Słonecznym. A mimo to niektórzy dalej myślą swoje. Po raz kolejny nabieram przekonania, że nadmierne zapatrzenie w religię i pisma to zwykłe ciemniactwo.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Gady raczej nie zdobyłyby wysokiej inteligencji - wydajność energetyczna ich organizmów jest stanowczo zbyt niska, by było to możliwe. W najlepszym wypadku mogłyby zdominować strefę pomiędzy zwrotnikami, ale raczej nie dalej

 

No tak, nie da się ukryć, że ssaki są lepiej rozwinięte w kierunku adaptacji do środowisk o bardziej rozpiętych parametrach. Ale ssaki także nie od razu podbiły Księżyc... Z tego co pogrzebałem w necie, to przed końcem kredy (a raczej przed wymieraniem kredowym) zaczęły pojawiać się inteligentniejsze (testów nie udało się im niestety zrobić :), ale naukowcy wnioskują po rozmiarach mózgoczaszki) dromeozaury (czyli tzw. raptory, znane z Parku Jurajskiego). Co więcej istnieją przesłanki, że mogły one polować w grupach. Poza tym już w paleogenie i później, ptakom kilkukrotnie udawało się osiągać poważniejsze rozmiary (nieloty), poza tym charakteryzują się one efektywnym metabolizmem. No, ale to tylko takie gdybanie, nie dowiemy się nigdy co by było gdyby. ;) Zaś co do Marsa, to życie być - było, ale ciekawe czemu wymarło, a raczej co to spowodowało. Ja obstawiam też Europę Jowisza.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Tylko widzisz, gady zwyczajnie nie mają potencjału, by osiągnąć znaczną niezależność od warunków środowiska. Musiałyby wtórnie wykształcić stałocieplność. Ciężko ustalić jednoznacznie prawdopodobieństwo takiego zdarzenia, ale wydaje mi się, że nie jest ono szczególnie wysokie.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

chyba na EIOBA http://www.eioba.pl/ przeczytalem artykul w ktorym min zawarta byla ciekawa informacja wlasnie o tym jak to naukowcy zebrali sie na wielkim zebraniu i podliczyli prawdopodobienstwo wystepowania innych zamieszkalych przez zywe istoty planet. dotyczy chyba tylko naszej drogi mlecznej.

zebrali jak to juz ktos napisal wyzej rozne dane, ile jest gwiazd w naszej galaktyce, ile moze byc planet itp itd wszystko usrednione oczywsicie. cos mi swita, ze podany wynik to od 100tys do miliona zyjacych planet...

jesli to kiedys znajde sprawdze i podam link. bardzo prawdopodbne, ze cos mi sie lekko pomylilo :]

zreszta to i tak tylko rachunek prawdopodobienstwa :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

To i tak jest liczenie diabłów na główce szpilki.

Takie obliczenia czyniono już wiele razy, ale że połowa założeń była brana z sufitu, to wyliczenia różniły się nawet o paręnaście rzędów wielkości. ;D

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Patrzenie w niebo i mówienie ze tam coś jest - to czysta spekulacja (gdyby znikło słońce wiedzielibyśmy o tym 8min później a w przypadku gwiazd oddalonych o tysiące lat świetlnych to już za Chrystusa ich mogło dawno nie być, a my ciągle je badamy  :)).

 

Inaczej - żyjemy przeszłością a teraźniejszość nam spierdziela praktycznie bez naszego udziału.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Tylko widzisz, gady zwyczajnie nie mają potencjału, by osiągnąć znaczną niezależność od warunków środowiska. Musiałyby wtórnie wykształcić stałocieplność. Ciężko ustalić jednoznacznie prawdopodobieństwo takiego zdarzenia, ale wydaje mi się, że nie jest ono szczególnie wysokie.

 

Polecam Petera Warda "Kres ewolucji", gdzie kwestia ewentualnej stałocieplności gadów jest szerzej rozważana i to już od permu. Fakt posiadania przez niektóre gatunki kopalne piór i sierści zdaje się świadczyć, że rozwiązały one tę kwestię już paręset milionów lat temu.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Właściwie masz rację, jest taka hipoteza. Zastanawia mnie jednak, dlaczego, jeśli rzekomo były stałocieplne, nie przeżyły ochłodzenia po upadku meteorytu? Mogę się mylić, ale wydaje mi się, że gdyby faktycznie były stałocieplne, przetrwałyby przynajmniej niektóre. Ssakom się przecież udało.

 

Inna rzecz, że jeżeli obecnie nie mamy na Ziemi owłosionych/opierzonych gadów (lub są one bardzo nieliczne - nie znam się dokładnie na zoologii, więc nie umiem przytoczyć precyzyjnych danych), to widocznie cecha ta nie była dla nich specjalnie korzystna. Ale wiadomo, to są takie tam radosne spekulacje :) Pozdrawiam

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Kilka gadów jednak przeżyło do dzisiaj ten upadek meteorytu :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Jedno z ważnych pytań o początki życia brzmi: w jaki sposób cząstki RNA swobodnie przemieszczające się w pierwotnej zupie zostały opakowane w chronione błoną komórki. Odpowiedź na to pytanie zaproponowali właśnie na łamach Science Advances inżynierowie i chemicy z Uniwersytetów w Chicago i w Houston oraz Jack Szostak, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny. W swoim artykule pokazują, jak przed 3,8 miliardami lat krople deszczu mogły ochronić pierwsze protokomórki i umożliwić powstanie złożonych organizmów żywych.
      Uczeni przyjrzeli się koacerwatom, dużym grupom cząstek, samoistnie tworzącym się w układach koloidalnych (niejednorodnych mieszaninach). Zachowanie koacerwatów można porównać do zachowania kropli oleju w wodzie.
      Już dawno pojawiła się hipoteza, że nie posiadające błon mikrokrople koacerwatów mogły być modelowymi protokomórkami, gdyż mogą rosnąć, dzielić się i gromadzić wewnątrz RNA. Jednak błyskawiczna wymiana RNA pomiędzy koacerwatami, ich szybkie łączenie się, zachodzące w ciągu minut oznaczają, że poszczególne krople nie są w stanie utrzymać swojej odrębności genetycznej. To zaś oznacza, że ewolucja darwinowska nie jest możliwa, a populacja takich protokomórek byłaby narażona na błyskawiczne załamanie w wyniku rozprzestrzeniania się pasożytniczego RNA, czytamy w artykule. Innymi słowy każda kropla, która zawierałaby mutację potencjalnie użyteczną na drodze do powstania życia, błyskawicznie wymieniałaby swoje RNA z innymi RNA, nie posiadającymi takich pożytecznych mutacji. W bardzo szybkim tempie wszystkie krople stałyby się takie same. Nie byłoby różnicowania, konkurencji, a zatem nie byłoby ewolucji i nie mogłoby powstać życie.
      Jeśli dochodzi do ciągłej wymiany molekuł czy to między kroplami czy między komórkami i po krótkim czasie wszystkie one wyglądają tak samo, to nie pojawi się ewolucja. Będziemy mieli grupę klonów, wyjaśnia Aman Agrawal z Pritzker School of Molecular Engineering na University of Chicago.
      Nauka od dawna zastanawia się, co było pierwszą molekułą biologiczną. To problem kury i jajka. DNA koduje informacje, ale nie przeprowadza żadnych działań. Białka przeprowadzają działania, ale nie przenoszą informacji. Badacze tacy jak Szostak wysunęli hipotezę, że pierwsze było RNA. To molekuła jak DNA, zdolna do kodowania informacji, ale zawija się jak białko.
      RNA było więc kandydatem na pierwszy materiał biologiczny, a koacerwaty kandydatami na pierwsze protokomórki. Wszystko wydawało się dobrze układać, aż w 2014 roku Szostak opublikował artykuł, w którym informował, że wymiana materiału pomiędzy kroplami koacerwatów zachodzi zbyt szybko. Możesz stworzyć różnego rodzaju krople koacerwatów, ale nie zachowają one swojej unikatowej odrębności. Zbyt szybko będą wymieniały RNA. To był problem z którym przez długi czas nie potrafiono sobie poradzić, mówi Szostak.
      W naszym ostatnim artykule wykazaliśmy, że problem ten można przynajmniej częściowo przezwyciężyć, jeśli koacerwaty zamkniemy w wodzie destylowanej – na przykład wodzie deszczowej czy jakiejś innej słodkiej wodzie. W kroplach takich pojawia się rodzaj wytrzymałej błony, która ogranicza wymianę zawartości, dodaje uczony.
      Na trop tego zjawiska naukowcy wpadli, gdy Aman Agrawal był na studiach doktoranckich. Badał zachowanie koacerwatów poddanych działaniu pola elektrycznego w destylowanej wodzie. Jego badania nie miały nic wspólnego z początkami życia. Interesował go fascynujący materiał z inżynieryjnego punktu widzenia. Manipulował napięciem powierzchniowym, wymianą soli, molekuł itp. Chciał w swojej pracy doktorskiej badać podstawowe właściwości koacerwatów.
      Pewnego dnia Agrawal jadł obiad z promotorem swojej pracy magisterskiej, profesorem Alamgirem Karimem oraz jego starym znajomym, jednym ze światowych ekspertów inżynierii molekularnej, Matthew Tirrellem. Tirrell zaczął się zastanawiać, jak badania Agrawala nad wpływem wody destylowanej na koacerwaty mogą się mieć do początków życia na Ziemi. Zadał swoim rozmówcom pytanie, czy 3,8 miliarda lat temu na naszej planecie mogła istnieć woda destylowana. Spontanicznie odpowiedziałem „deszczówka”! Oczy mu się zaświeciły i od razu było widać, że jest podekscytowany tym pomysłem. Tak połączyły się nasze pomysły, wspomina profesor Karim.
      Tirrell skontaktował Agrawla z Szostakiem, który niedawno rozpoczął na Uniwersytecie Chicagowskim nowy projekt badawczy, nazwany z czasem Origins of Life Initiative. Profesor Tirrel zadał Szostakowi pytanie: Jak sądzisz, skąd na Ziemi przed powstaniem życia mogła wziąć się woda destylowana. I Jack odpowiedział dokładnie to, co już usłyszałem. Że z deszczu.
      Szostak dostarczył Agrawalowi próbki DNA do badań, a ten odkrył, że dzięki wodzie destylowanej transfer RNA pomiędzy kroplami koacerwatów znacząco się wydłużył, z minut do dni. To wystarczająco długo, że mogło dochodzić do mutacji, konkurencji i ewolucji. Gdy mamy populację niestabilnych protokomórek, będą wymieniały materiał genetyczny i staną się klonami. Nie ma tutaj miejsca na ewolucję w rozumieniu Darwina. Jeśli jednak ustabilizujemy te protokomórki tak, by przechowywały swoją unikatową informację wystarczająco długo, co najmniej przez kilka dni, może dojść do mutacji i cała populacja będzie ewoluowała, stwierdza Agrawal.
      Początkowo Agrawal prowadził swoje badania z komercyjnie dostępną laboratoryjną wodą destylowaną. Jest ona wolna od zanieczyszczeń, ma neutralne pH. Jest bardzo odległa od tego, co występuje w naturze. Dlatego recenzenci pisma naukowego, do którego miał trafić artykuł, zapytali Agrawala, co się stanie, jeśli woda będzie miała odczyn kwasowy, będzie bardziej podobna do tego, co w naturze.
      Naukowcy zebrali więc w Houston deszczówkę i zaczęli z nią eksperymentować. Gdy porównali wyniki badań z wykorzystaniem naturalnej deszczówki oraz wody destylowanej laboratoryjnie, okazało się, że są one identyczne. W obu rodzajach wody panowały warunki, które pozwalałyby na ewolucję RNA wewnątrz koacerwatów.
      Oczywiście skład chemiczny deszczu, który pada obecnie w Houston, jest inny, niż deszczu, który padał na Ziemi przed 3,8 miliardami lat. To samo zresztą można powiedzieć o modelowych protokomórkach. Autorzy badań dowiedli jedynie, że taki scenariusz rozwoju życia jest możliwy, ale nie, że miał miejsce.
      Molekuły, których użyliśmy do stworzenia naszych protokomórek to tylko modele do czasu, aż znajdziemy bardziej odpowiednie molekuły. Środowisko chemiczne mogło się nieco różnić, ale zjawiska fizyczne były takie same, mówi Agrawal.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Po raz pierwszy udało się zsyntetyzować i jednocześnie przeanalizować materiał poddany ciśnieniu przekraczającemu terapaskal (1000 gigapaskali). Tak gigantyczne ciśnienie, trzykrotnie większe niż ciśnienie w jądrze Ziemi, możemy spotkać np. w jądrze Urana. Naukowcy z Uniwersytetu w Bayreuth we współpracy z badaczami z Niemiec, Szwecji, Francji i USA opisali na łamach Nature metody uzyskania i analizy materiału poddanego tak wysokiemu ciśnieniu.
      Analizy teoretyczne przewidują pojawianie się niezwykłych struktur i właściwości w materiałach poddanych bardzo wysokiemu ciśnieniu. Jednak dotychczas przewidywania te udawało się eksperymentalnie zweryfikować przy ciśnieniu nie przekraczającym 200 megapaskali. Niemożność przekroczenia granicy 200 GPa wynikała z jednej strony z dużej złożoności technicznej procesu uzyskiwania wysokich ciśnień, z drugiej zaś – z braku metod jednoczesnej analizy materiału poddanego tak wysokiemu ciśnieniu.
      Opracowana przez nas metoda pozwala – po raz pierwszy – na syntetyzowanie nowego materiału przy ciśnieniu przekraczającym terapaskal i analizowaniu go in situ, to znaczy w czasie trwania eksperymentu. W ten sposób widzimy nieznane dotychczas stany, właściwości i struktury krystaliczne, które mogą znacząco poszerzyć nasze rozumienie materii jako takiej. Możemy uzyskać w ten sposób wiedzę przydatną w eksploracji planet typu ziemskiego oraz przy syntezie materiałów, które wykorzystamy w technologiach przyszłości, mówi profesor doktor Leonid Durovinsky z Uniwersytetu w Bayreuth.
      Naukowcy uzyskali mieszankę renu z azotem i zsyntetyzowali azotek renu (Re7N3). Związki te uzyskali w dwustopniowej komorze diamentowej podgrzewanej za pomocą laserów. Do pełnego scharakteryzowania materiałów wykorzystano metodę rozpraszania rentgenowskiego. Dwa i pół roku temu byliśmy bardzo zaskoczeni, gdy udało się nam uzyskać supertwardy metaliczny przewodnik z renu i azotu, który mógł wytrzymać niezwykle wysokie ciśnienie. jeśli w przyszłości będziemy mogli wykorzystać krystalografię wysokociśnieniową w zakresach terapaskali, możemy dokonać kolejnych zadziwiających odkryć. Otworzyliśmy szeroko drzwi do kreatywnych badań nad materiałami, które pozwolą na stworzenie i zwizualizowanie niezwykłych struktur pod ekstremalnym ciśnieniem, dodaje profesor doktor Natalia Dubrovinskaia z Uniwersytetu w Bayreuth.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Centrum Nowych Technologii UW oraz Wydziału Fizyki UW pod kierunkiem prof. Jacka Jemielitego i dr hab. Joanny Kowalskiej, we współpracy z badaczami z Instytutu Chemii Fizycznej PAN, opracowali efektywną metodę dostarczania nukleotydów do komórek, która powoduje destrukcję komórek nowotworowych. Rezultaty swoich prac opisali w czasopiśmie naukowym Chemical Science.
      W artykule Cellular delivery of dinucleotides by conjugation with small molecules: targeting translation initiation for anticancer applications badacze z Centrum Nowych Technologii UW i Wydziału Fizyki UW oraz Instytutu Chemii Fizycznej PAN opublikowali efekty badań prowadzonych pod kierunkiem prof. Jacka Jemielitego i dr hab. Joanny Kowalskiej.
      W publikacji po raz pierwszy pokazano, że analogi kapu efektywnie dostarczone do komórek są w stanie zatrzymać proces podziałów komórek nowotworowych, powodując ich destrukcję (zaplanowaną śmierć komórek nowotworowych). Udowodnienie tego było jednym z większych wyzwań w prowadzonych badaniach.
      Udało się ten problem rozwiązać stosując znakowanie fluorescencyjne cząsteczek oraz zaawansowane techniki mikroskopowe, w których specjalizują się badacze z IChF PAN. Te badania to ważny krok w kierunku nowego rodzaju terapii przeciwnowotworowych opartych na analogach końca 5’ mRNA – mówi dr hab. Joanna Kowalska z Wydziału Fizyki UW.
      Naukowcy wskazują na szerokie potencjalne możliwości zastosowania opisanej metody. –  Metoda zaprezentowana w artykule może mieć charakter ogólny i zostać wykorzystana do dostarczania również innych nukleotydów o potencjale terapeutycznym, co pozwoli na wykorzystanie nukleotydów w leczeniu także innych chorób – podkreśla prof. Jacek Jemielity z CeNT UW.
      Dostarczanie nukleotydów do komórek
      Nukleotydy są m.in. źródłem energii w komórkach, cząsteczkami wykorzystywanymi do sygnalizacji wewnątrzkomórkowej, jak również międzykomórkowej oraz składnikami kwasów nukleinowych i substratami do ich biosyntezy. Ze względu na swoje niezwykle istotne biologiczne funkcje mają bardzo duży potencjał jako terapeutyki. Polarna budowa tych związków powoduje jednak, że nie są one w stanie wnikać do komórek i nie ma naturalnych mechanizmów komórkowych pozwalających na ich dostarczenie.
      Opracowana przez badaczy z UW i PAN metoda polega na łączeniu nukleotydów z niewielkimi cząsteczkami, które mają za zadanie dostarczenie ich do wnętrza komórki. W tym celu naukowcy wykorzystali przede wszystkim cząsteczki cholesterolu, który zapewnia wydajny transport nukleotydów do wnętrza komórek.
      Za pomocą tej metody naukowcy wprowadzili do komórek analogi końca 5’ mRNA (analogi kapu) połączone z cząsteczkami cholersterolu. Koniec 5’ mRNA zaangażowany jest w inicjację procesu translacji mRNA, w wyniku czego powstają w komórkach białka. Analogi kapu potrafią naśladować koniec 5’ mRNA, bezpośrednio oddziałując z białkiem eIF4E, co blokuje biosyntezę białka w komórkach.
      Okazuje się, że w wielu nowotworach mamy do czynienia z nadekspresją białka eIF4E, czyli jest go więcej niż w zdrowych komórkach. To powoduje, że translacji zaczynają ulegać białka onkogenne stymulujące proces powstawania nowotworu. Związanie nadmiarowej ilości białka eIF4E może pozwolić na przywrócenie procesu translacji w komórkach na właściwe tory – wyjaśnia prof. Jacek Jemielity.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Worcester Polytechnic Institute (WPI) wykorzystali enzym obecny w czerwonych ciałkach krwi do stworzenia samonaprawiającego się betonu, który jest czterokrotnie bardziej wytrzymały niż tradycyjny beton. Ich osiągnięcie nie tylko wydłuży żywotność betonowej infrastruktury, ale pozwoli też na uniknięcie kosztownych napraw.
      Wykorzystany enzym reaguje na obecność dwutlenku węgla, tworząc wraz z nim kryształy węglanu wapnia, naśladujące strukturę, wytrzymałość i inne właściwości betonu. Pojawiające się pęknięcia są więc samoistnie łatane, struktura ulega więc naprawie, zanim pojawią się większe problemy.
      Jeśli niewielkie pęknięcia betonu są automatycznie naprawiane w miejscu pojawienia się, nie dojdzie do ich powiększenia się i pojawienia się problemów, które będą wymagały naprawy lub wymiany konstrukcji. Brzmi to jak z powieści science-fiction, jednak to prawdziwe rozwiązanie poważnego problemu budowlanego, mówi profesor Nima Rahbar, główny autor artykułu opublikowanego na łamach Applied Materials Today.
      Rahbar i jego zespół wykorzystali enzymy z grupy anhydraz węglanowych (CA), które odpowiadają za szybki transport dwutlenku węgla z komórek do krwi. CA został dodany do cementu. Działa on jak katalizator, który w połączeniu z CO2 tworzy kryształy węglanu wapnia. Ich struktura jest podobna do struktury betonu. Gdy w betonie pojawiają się pęknięcia, dochodzi do kontaktu enzymu z atmosferycznym CO2 i wypełniania pęknięcia.
      Szukaliśmy naturalnego składnika, który powoduje najszybszy transfer CO2 i okazał się nim enzym CA. Enzymy w naszych organizmach reagują niezwykle szybko, mogą więc być używane do naprawy i wzmacniania struktur betonowych, mówi Rahbar. Nowy beton w ciągu 24 godzin naprawia pęknięcia w skali milimetrów. To dziesiątki razy szybciej niż inne proponowane rozwiązania tego typu.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      HIF-1 - czynnik indukowany przez hipoksję - był dotąd znany jako jedno z najważniejszych białek odpowiedzialnych za odpowiedź komórki na brak tlenu. Najnowsze badania zespołu z Politechniki Federalnej w Zurychu pokazują, że HIF-1 hamuje także spalanie tłuszczu, co sprzyja otyłości.
      Szwajcarzy wykazali, że HIF-1 jest aktywny w adipocytach białej tkanki tłuszczowej. To sprawia, że tłuszcz nie znika nawet po zmianie diety. Wysokie stężenia czynnika indukowanego przez hipoksję występują u pacjentów z masywną otyłością. Na szczęście proces jest odwracalny.
      HIF-1 zawsze pojawia się, gdy tkanka znacznie powiększa się w krótkim czasie i staje się przez to niedotleniona. Odnosi się to zarówno do tkanki nowotworowej, jak i tłuszczu brzusznego. Mechanizm HIF-1 występuje u wszystkich kręgowców i we wszystkich typach komórek. Indukując wytwarzanie wielu cytokin, m.in. VEGF (czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego), pozwala komórce przetrwać w warunkach hipoksji. Ponieważ mitochondria uzyskują energię w czasie utleniania, komórki przestawiają się na glikolizę.
      Zespół Wilhelma Kreka wykazał, że podjednostka α białka HIF-1 jest krytyczna dla podtrzymania otyłości i związanych z nią patologii, w tym nietolerancji glukozy, insulinooporności i kardiomiopatii. HIF-1α wykonuje swe zadanie, hamując beta-oksydację kwasów tłuszczowych w macierzy mitochondriów (w procesie tym powstają równoważniki redukcyjne służące do uzyskania w łańcuchu oddechowym magazynującego energię ATP). Udaje się to m.in. dzięki transkrypcyjnej represji enzymu sirtuiny-2, która przekłada się na obniżoną ekspresję genów beta-oksydacji i mitochondriów.
      Szwajcarzy prowadzili badania na myszach, którym podawano wyłącznie wysokotłuszczową karmę. Gdy zwierzęta w krótkim czasie znacznie przytyły, w ich tkance tłuszczowej wykryto duże stężenia HIF-1. Oznacza to, że wskutek kiepskiego krążenia jej komórkom zaczęło doskwierać niedotlenienie. Gdy HIF-1 "wyłączono", myszy przestały tyć, nawet gdy ich dieta nadal obfitowała w tłuszcze. Kiedy zwierzęta przestawiano na zwykłą karmę, zaczęły chudnąć. Znikał nawet tłuszcz zgromadzony wokół serca. W dodatku nie był on przenoszony na inne narządy.
      W próbkach tkanki tłuszczowej pobranych od otyłych i szczupłych ludzi zaobserwowano ten sam wzorzec. U badanych z nieprawidłową wagą ciała stężenie HIF-1 było wysokie, a SIRT-2 niskie. U osób z prawidłową wagą wykrywano jedynie śladowe ilości HIF-1 (prawdopodobnie dlatego, że warunkach prawidłowego poziomu tlenu - normoksji - produkowany przez komórkę HIF-1α powinien być degradowany przez układ proteosomów).
      Ponieważ HIF-1 nie eliminuje enzymu SIRT-2 całkowicie, jego chemiczna aktywacja u pacjentów z nadwagą/otyłością mogłaby wymusić spalanie kwasów tłuszczowych.
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...