2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Закон Вирхова и физика происхождения жизни
Сообщение04.05.2019, 07:43 
Аватара пользователя


22/08/08
82
Санкт-Петербург
Matveev, V.V. Cell theory, intrinsically disordered proteins, and the physics of the origin of life, Prog. Biophys. Mol. Biol. (2019), https://doi.org/10.1016/j.pbiomolbio.2019.04.001

Аннотация. Клеточная теория Шванна, опубликованная в 1839 г., утвердила идею о том, что клетка является основным структурным элементом живой природы. Позднее, решая вопрос о размножении клеток, Вирхов расширил клеточную теорию постулатом: клетка может произойти только от предсуществующей клетки. Но от чего произошла самая первая клетка? В этой статье предлагается расширить закон Вирхова предположением о том, что между неживой протоклеткой и первой живой клеткой сохранялась преемственность фундаментальных физических свойств (принцип инвариантности физических свойств). Протоклетка понимается здесь как физическая система в форме клетки, сформированная из биологически значимых пребиотических макромолекул, прежде всего пептидов, в результате самосборки, и обладающая потенциалом для превращения в живую клетку. Принимается, что ключевые физические свойства протоклетки определяются физическими свойствами термодинамической фазы (биофазы), возникающей в результате адсорбции воды на молекулярной поверхности пептидов (фазоцентричный подход). Биофаза рассматривается как физическая основа безмембранной протоклетки, внутренняя среда которой отделена от внешней среды благодаря фазе адсорбированной воды. Приводятся свидетельства того, что первые протоклетки могли сформироваться на основе внутренне неупорядоченных пептидов. Представлены данные о сходстве физических свойств живых клеток и следующих модельных систем: растворы белков и искусственных полимеров, коацерватные капли, гранулы ионообменной смолы. Совокупность данных о сходстве физических свойств клеточных моделей и живых клеток позволяет перефразировать постулат Вирхова следующим образом: физические свойства живой клетки могли произойти только от физических свойств протоклетки.

Полный текст на русском: http://www.bioparadigma.spb.ru/files/Ma ... fizika.pdf

Cell theory and the physics of the origin of life (video Abstract 1).
https://youtu.be/wkAdf38kB5w
Significance of hydrogen bonds of water (video Abstract 2).
https://youtu.be/niwruHM58Uc

Буду признателен коллегам за критические замечания.

 Профиль  
                  
 
 Posted automatically
Сообщение04.05.2019, 11:44 
Модератор
Аватара пользователя


16/02/11
3731
Бурашево
 i  Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (Ф)» в форум «Дискуссионные темы (Мд)»
Причина переноса: в подходящий раздел.

 Профиль  
                  
 
 Re: Закон Вирхова и физика происхождения жизни
Сообщение24.05.2019, 13:48 


07/12/12
25
Сборка белков происходит в рибосоме. На сегодня, "прошелкивание" одного кодирующего звена через рибосому смоделировано на суперкомпьютерах методами молекулярной динамики. То есть, вопрос происхождения жизни, вроде как, сводится к вопросу возникновения рибосомы. Мне кажется, исследования методами МД содержат больше конкретики, чем "клетка произошла от протоклетки".

 Профиль  
                  
 
 Re: Закон Вирхова и физика происхождения жизни
Сообщение24.05.2019, 13:57 
Аватара пользователя


22/08/08
82
Санкт-Петербург
То есть, вопрос происхождения жизни, вроде как, сводится к вопросу возникновения рибосомы.

Всё гораздо хуже.
Основной вопрос науки о происхождении жизни: мембрана или фаза?
Неразрешимые противоречия в науке о происхождении жизни.
Мой доклад на конференции по астробиологии: https://youtu.be/BRZUc-9PXHk

 Профиль  
                  
 
 Re: Закон Вирхова и физика происхождения жизни
Сообщение24.05.2019, 15:16 
Экс-модератор
Аватара пользователя


23/12/05
11217
 i  Vladimir Matveev, для цитирования используйте тег quote (кнопки Изображениеи Изображение)

 Профиль  
                  
 
 Re: Закон Вирхова и физика происхождения жизни
Сообщение27.05.2019, 18:02 


07/12/12
25
Цитата:
Основной вопрос науки о происхождении жизни: мембрана или фаза?

Похоже, Вы не оставили шансов "мембране".
Спасибо за ссылку, было интересно!

 Профиль  
                  
 
 Re: Закон Вирхова и физика происхождения жизни
Сообщение28.05.2019, 04:00 


15/01/19
41
Цитата:
Возникновению первых клеток должно было предшествовать накопление органических веществ в среде и появление определённой формы пребиотического метаболизма. Протоклетки содержали как минимум два обязательных элемента: наследственную информацию в виде молекул, способных к саморепликации, и определённого рода оболочку, которая ограждала внутреннее содержимое первых клеток от окружающей среды.

Наиболее вероятным кандидатом на роль саморепликативных молекул является РНК, поскольку она может одновременно выступать и носителем наследственной информации, и катализатором; кроме того, РНК, в отличие от ДНК, самодостаточна для осуществления биосинтеза белков[20][21].

Неизвестно также, из каких веществ были построены мембраны первых клеток, однако, вполне вероятно, это могли быть простые амфифильные соединения, такие как соли жирных кислот, способные самоорганизовываться в липосомы, которые могут проходить циклы роста и деления. Жирные кислоты были синтезированы во многих экспериментах по воспроизведению пребиотических условий, также они были найдены в метеоритах[21][22].

Эволюция клеток — Википедия

Плюс липосомы обладают селективной проницаемостью:
Цитата:
Эти оболочки захватывают в себя часть окружающего водного раствора, а образующая их фосфолипидная мембрана обладает свойствами полупроницаемого барьера, легко пропускающего воду, но препятствующего диффузии растворенных в ней веществ.

Липосомы — Соросовский образовательный журнал

В итоге, согласно «мембранной» теории, около 4 млрд лет назад произошло объединение способных к саморепликации молекул РНК, несущих наследственную информацию, и способных к росту и делению липосом, как первой клеточной мембраны. В то же время, насколько я понял, описанный в вашей статье подход деление клеток не объясняет. Или я ошибаюсь?

 Профиль  
                  
 
 Re: Закон Вирхова и физика происхождения жизни
Сообщение28.05.2019, 07:15 
Аватара пользователя


22/08/08
82
Санкт-Петербург
Beliak в сообщении #1395857 писал(а):
Цитата:
В итоге, согласно «мембранной» теории, около 4 млрд лет назад произошло объединение способных к саморепликации молекул РНК, несущих наследственную информацию, и способных к росту и делению липосом, как первой клеточной мембраны. В то же время, насколько я понял, описанный в вашей статье подход деление клеток не объясняет. Или я ошибаюсь?


В своей статье я говорю о делении клеток как о делении одной водной белковой фазы на две. В этом же ключе рассматривают сейчас и деление живых клеток. Микросферы Фокса (наиболее изученные модели протоклеток) также демонстрируют деление при изменении рН, температуры, ионной силы. Эти наблюдения банальны с точки зрения фазовых переходов - развитого раздела физики. При изменении условий среды изменяются свойства фазеров: распределение электронной плотности на макромолекуле, плотности зарядов, дипольные моменты полярных групп. Как видите, здесь есть от чего отталкиваться, если стоит задача исследовать деление протоклетки. Но от чего отталкиваться при делении липосомы - мыльного пузыря? Применим ли механизм деления пузыря к делению протоклетки, если она представляет собой белковую фазу?

Легко перечислять, что с чем ДОЛЖНО объединиться, чтобы получилась клетка. Труднее экспериментально показать, например, самопроизвольное возникновение осмысленной последовательности нуклеотидов. Я не знаю, чтобы у кого-то в пробирке, вдруг, сам собою, возник ген ионного канала. Что бы он делал в первобытном бульоне?

С другой стороны, пептиды спонтанно образуются из аминокислот, причём аминокислотная последовательность у них НЕслучайная, а определяется пока неизвестными физическими факторами. Неслучайные пептиды обладают и неслучайными физическими свойствами, важнейшим из которых для происхождения живой клетки являются сорбционные свойства. Подробнее об этом смотрите в моей статье (привожу ссылки еще раз, чтобы не заставлять никого пускаться в поиски):

http://www.bioparadigma.spb.ru/files/Matveev-2019-Kletochnaya.teoria.i.fizika.pdf
Cell theory and the physics of the origin of life (video Abstract 1).
https://youtu.be/wkAdf38kB5w
Significance of hydrogen bonds of water (video Abstract 2).
https://youtu.be/niwruHM58Uc

Большинство рассуждений о том, как произошла протоклетка, заканчивается обычно на образовании липидной мембраны. Авторы такого рода почему-то считают, что достигают этим пункта назначения. Но на липосомах не получены данные, которые были бы похожи на данные для живых клеток (см. рис.1 в моей статье). Живая клетка тут же погибла, если бы ее смогли обрядить просто липидной пленкой. Согласно общепринятым представлениям, мало липидов, нужно еще встроить в них насосы, каналы, переносчики и много чего ещё. Поэтому энтузиазм таких авторов мне не понятен.

Сила мембранной теории в её простоте. Слева и справа от мембраны – растворы. Разница в количестве и качестве растворенных веществ – это функция мембраны. Всё! Другое дело адсорбция веществ на молекулярной поверхности белков. Задача изучать ТАКУЮ адсорбцию даже не стоит. Однако перемены грядут: These Organelles Have No Membranes.
https://www.the-scientist.com/features/these-organelles-have-no-membranes-65090

 Профиль  
                  
 
 Re: Закон Вирхова и физика происхождения жизни
Сообщение10.06.2019, 10:33 
Аватара пользователя


22/08/08
82
Санкт-Петербург
Video Abstract 3. The energy of the physiological atom.
https://youtu.be/LNzfqfiUxEk

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 9 ] 

Модераторы: Jnrty, Модераторы, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group