Українські рефератиучбові матеріали на українській мові

RefBaza.com.ua пропонує студентам та абітурієнтам найбільшу базу з рефератів! Також ви можете ділитися своїми рефератами для поповнення бази.

Біологія в 21 столітті

Реферат: Біологія в 21 столітті

У біології сталося кілька таких подій, що дозволило абсолютно по-новому підійти до дослідження сутності життя. Найголовніше – вчені навчилися читати генетичну інформацію. Прочитали гени вже багатьох бактерій, деяких рослин i найпростіших тварин, практично прочитали геном людини. Тут залишилися складні, але переважно математичні, технічні проблеми. Коли оголосили, що розшифровано геном людини, було у вигляді, що отримано «буквений текст». Нині з'явилися методи, дозволяють швидко читати такі тексти.

Усі, що з нашого генетиці, закодовано поєднаннями «літер», кожна з яких складається з трьох «символів». Символи, звані нуклеотиди, позначаються як А, Р, Т і Ц. Це дуже прості молекули. Трійки цих символів утворюють літери, їх двадцять штук. Кожна літера кодує деяку амінокислоту. Проте найцікавіше - дізнатися, що означає кожна фаза цього тексту. Наприклад, фаза то, можливо кодом деякого білка – щодо одного білці зазвичай від ста близько тисячі амінокислот.

Закодированы то й функції організму загалом – а більш складним способом. Є спеціальні фази, які визначають, як складуться клітини, коли повинна померти дана клітина, коли інша повинна б виникнути й т. буд.

Та й щоб закодувати все властивості організму лише у молекулі, потрібно колосальне стиснення інформації. Молекула ДНК дуже довга, іноді у десятки сантиметрів (!), а розмір одного символу – одному нанометру. В Україні десяток таких молекул, у бактерії- одна. Давно прораховано, що в ній можна записати усе, що потрібно.

Вже відомо, як записані, наприклад, білки, зброджують цукор в нас у кишечнику. Сьогодні маємо повну бібліотеку всього тексту, що міститься у кожному живої клітині. Поняты окремі його фрагменти – переважно те, що належить до біохімії клітини. Але є договір текст, взагалі має сенсу – з нашої, сучасної погляду. Можливо, деякі місця у результаті розширення зрештою не зрозуміють.

Часто можна почути, що деякі квантові ефекти грають істотну роль під час передачі генетичної інформації, але ніяких наукових даних для цього немає, є лише віра. Поки що немає жодних підстав вважати, що реплікація ДНК забезпечується чимось, крім звичайній хімії. Робиться дзеркальна копія цієї молекули, і потім копія копії, і виникає молекула, тотожна вихідної. ДНК – це єдина саморазмножающаяся молекула у нашій організмі.

Які ж завдання вирішуватиме біологія в 21 столітті ?

Здебільшого біологи вважають, що як перша завдання це старіння. Тут два погляду. Одна – загальноприйнята, що старіння – це поломка складної системи, яка рано чи пізно має відбутися. Але Вейсманом (Weismann) наприкінці 19 століття стояла висловлена інша думка – що смерть була придумана еволюцією у тому, щоб вибраковувати непотрібні особини, щоб швидше змінювалися покоління, щоб популяція не засорялась монстрами ( що старшими організм, тим більша ймовірність, що він родить потворне потомство ). Щоб усе це запобігти, була – спеціально! – придумана смерть внаслідок старіння.

Перші вказівки на користь вейсмановской погляду вже зараз є. Виявлено такі гени, при поломки яких істота живе довше. Є така хробачок, яка має вдалося вибити два певних гена – та її життя подовжилася ушестеро. У 1999 виконано досвід на мишах: їм зіпсували ген ( це й називається нокаут гена ), який кодує так званий білок р66 , - і тривалість життя піддослідних особин зросла на 30 відсотків.

Є багато цікавих завдань. На одній із них найкраще сформулював Ілля Ілліч Мечников: « Людина, що у результаті довгого циклу розвитку, носить їх у собі явні сліди тваринного походження. Придбавши невідому в тваринний світ ступінь розумового розвитку, він зберіг багато ознаки, вони виявилися йому лише не потрібними, але прямо шкідливими». Ось то була ідея всього життя. Мечников вважав, що старіння відбувається тому, що в товстому кишечнику є шкідливі бактерії. В нього проста ідея, що товста кишечник винайдено еволюцією, щоб крапати рідше. Пташка всі ці справи робить на льоту, їй це заважає, й мала немає товстого кишечника. Але коли його заєць втікає від вовка аж раптом дорогою присяде – вовк його дістане, і якщо вовк займеться цим у гонитві за зайцем, він його прогавить. Мечников був одержимий ідеєю бактеріальних токсинів, які народжуються бактеріями, які у товстому кишечнику. Згодом виявилося, що токсини такі є – але з них старіємо. Мечников ж пропонував просто видаляти товстий кишечник! Говорив, що ви частіше ходитимете до вбиральні, зате житимете значно більше.

Але він має рацію, у цьому, що ми успадкували від нерозумної природи вже непотрібні нам еволюційні механізми. Старіння – саме них.

Є ще цікаве завдання для початку століття – розв'язання проблеми старіння генетичного матеріалу. У бактерій генетичний матеріал має форму кільця. Коли потрібно зробити копію, з цього кільцеву молекулу у певних місцях може сісти певний білок, фермент, котрий за ній повзе і нарощує її копію. Природно, в нього у своїй ніколи й справа й зліва є молекула ДНК, вона ж ж кільцева. І коли постали звані еукаріоти, складніші клітини, то ДНК розірвалася, вона почала лінійної. Але вражає, що «копирующий» механізм залишився незмінним. Він досі працює тільки тоді ми, коли його і правих й зліва є генетичний матеріал. Відповідно, самий кінчик молекули ДНК не копіюється. Цей перехід стався сотні мільйонів років як розв'язано. Упродовж цього терміну виникла сила-силенна інших ферментів, змінилися старі ферменти – а от цей механізм чомусь залишився незмінним.

Тому кожна така копія коротше попередньої. Як якби писар, переписуючи книжку, завжди лінувався переписати останню сторінку. І це триває мільйони… Які ж природа від цього виплуталася? Вона стала нарощувати на кінці молекули ДНК якийсь безглуздий текст, який робиться цілком інакше, й без участі ферменту. Від, що це текст обтрепывается, нікому ні тепло ні холодно. У ембріона працює спеціальний білок, наращивающий безглузді ділянки. Потім, коли ембріон народжується, цей фермент – чомусь – припиняє працювати. І ми починаємо старіти. На ракових клітинах – навпаки, фермент активується й починає нарощувати кінчики.

Постає питання, чому ж еволюція допустила таке неподобство? Найбільш цінна молекула – і такі неточність зчитування. Нещодавно американський біолог Джефф Боулз (Jeff Bowles) висунув таку ідею: розрив кільця і він винаходом смерті від голови. Так природа винайшла старіння (бактерії ж ми старіють). Звідси ми виходимо на цю проблему раку зовсім з іншого боку: то, можливо, якщо вдасться вбити цей фермент, ми переможемо ракову пухлина. Ось знову повернулися до цієї теми старіння, якщо навіть гіпотеза Вейсмана неправильна, вона може бути, рак вдасться вилікувати з цієї філософії.

Взагалі, в біології зараз відбуваються дивовижні речі. Не недавно, у бактерій виявили найсправжнісінький електромотор. Виявилося, що вони обертають жгутики з допомогою різниці потенціалів на оболонці. Не образне вираз, там найсправжнісінький електродвигун, причому з реверсом, - навіть помінявши напрям поля, бактерії можуть крутити жгутик у напрямі. Вони включають і виключають свій мотор коли хочуть, вони мають дуже складна система прийняття рішень. Бактерії підсумовують деяку інформації і приймає рішення. Вони дивовижні істоти. Наприклад, в'язкість середовища вимірюють точніше, ніж найкращий вискозиметр. Температуру вимірюють із приголомшливою точністю. Інформація потрапляє всередину, обробляється, і видається деяке рішення: залишатися дома чи відпливати. Зазвичай кажуть, що колесо винайшов людина. І це вони – яке там колесо, електромотор винайшли! Можна створити різницю потенціалів в цій оболонці штучно – і він крутитися.

Тепер людська клітина, фибробласт, з підшкірній клітковини. А в ній, всередині, - клітинна електропроводка, справжній електричний кабель, який учені виявили з допомогою спеціального барвника, - він забарвлює ті ділянки клітини, де є різницю потенціалів. За цією дротах тече струм, різницю потенціалів впоперек оболонки кабелю (мембрани) може становити чверті вольта. Поки що незрозуміло, у яких функція цих дротів, але це, що італійські вчені виявили нових властивостей живою клітиною – зрозуміло.


Схожі реферати

Статистика

[1] 2