биология

Подписчиков: 22     Сообщений: 201     Рейтинг постов: 1,203.4

ученые пластик наука биология не баян ...Всё самое интересное фэндомы 

Будущий спасатель нашей планеты. Случайное открытие ученых.Немного дополню этот пост http://joyreactor.cc/post/3080919

Ученые установили, что гусеницы большой восковой моли способны разлагать полиэтиленовые пакеты. Результаты их исследований были опубликованы в журнале Current Biology.
"Это открытие может помочь избавиться от огромного количества мусора, который скапливается на свалках и в океане", — заявил Франс Пресс один из авторов исследования, профессор Кембриджского университета Паоло Бомбелли. Полиэтилен представляет собой серьезную проблему для окружающей среды, так как очень медленно разлагается в естественных условиях.
Открытие было сделано практически случайно. Одна из авторов исследования биолог Федерика Берточчини, увлекающаяся пчеловодством, однажды обнаружила в ульях личинок большой восковой моли — бабочки-вредителя, известной под латинским названием Galleria mellonella. Берточчини собрала гусениц в полиэтиленовый пакет, но спустя какое-то время обнаружила, что он прогрызен насквозь, а гусеницы расползлись по ее дому.
Берточчини вместе с коллегами из Кембриджского университета провела полноценный эксперимент, поместив несколько сотен гусениц на полиэтиленовый пакет из супермаркета. Уже через 40 минут ученые обнаружили в нем первые отверстия, а спустя 12 часов гусеницы съели уже 92 миллиграмма полиэтилена. Это значительно больше, чем объем вещества, который был бы за аналогичное время разложен бактериями или грибком, говорится в статье.
Следующие эксперименты показали, что гусеницы способны полностью переваривать полиэтилен. Разложения полиэтилена удалось добиться и поместив на его поверхность раздавленных гусениц. Это заставило ученых предположить, что подобное действие вызывает некий особый фермент, вырабатываемый либо железами гусениц, либо бактериями-симбионтами в их пищеварительной системе.
Гусеницы этого вида моли питаются воском, что, по предположению исследователей, и помогло им выработать способность перерабатывать полиэтилен. Ученые надеются позднее выделить то вещество, которое производят нужное действие, а затем синтезировать его искусственным путем. "Вряд ли возможно разводить миллионы гусениц на пакетах", — пояснила Берточчини.
https://news.rambler.ru/science/36710914-naydeny-gusenitsy-p...
rT/.Г- V Î ЩЩЙ »rtfofi Ж В£*ж |VR - fcV чтЛ. •,Всё самое интересное,интересное, познавательное,,фэндомы,ученые,пластик,наука,биология,не баян
Развернуть

наука биология видео интересное песочница ...Всё самое интересное фэндомы 

Как одноклеточный организм почти уничтожил жизнь на Земле


Развернуть

школа креатив видео фото NSFW школота разное стриптиз песочница эротики удалённое ...Всё самое интересное Эротика lite где мои 15 лет Голандия Мечта детства нидерланды урок учительница Анатомия биология 

Учительница моей мечты.

 Дэбби Хиркенс (Debby Heerkens), учитель биологии в одной из школ в Нидерландах. Она придумала действительно запоминающийся способ обучения своих учеников. Она встала на стол и сняла с себя одежду, чтобы показать костюм из спандекса, на котором очень точно были изображены мышцы и органы. Под первым нарядом был следующий, на котором показано где находятся все кости в ее теле.

Дебби эта мысль пришла в голову, когда она увидела, как кто-то ходит в подобных леггинсах. После этого она нашла такие же в интернете, она была уверена, что все будет чики-пуки и пошла в школу. 

 Поскольку урок всем очень понравился, студенты (особенно прогулявшие данную лекцию) спрашивали о том, когда она будет проводить еще один подобный урок. Ишь ты...


Вот так вот ученики узнали о внутренних органах...

школа,учительница,креатив,Мечта детства,видео,video,фото,NSFW,нидерланды,Голандия,где мои 15 лет,урок,Анатомия,биология,приколы про школьников,приколы про школу и учителей, картинки, комиксы и видео,Всё самое интересное,интересное, познавательное,,разное,стриптиз,Эротика,красивые фото обнаженных,


...мышцах...

школа,учительница,креатив,Мечта детства,видео,video,фото,NSFW,нидерланды,Голандия,где мои 15 лет,урок,Анатомия,биология,приколы про школьников,приколы про школу и учителей, картинки, комиксы и видео,Всё самое интересное,интересное, познавательное,,разное,стриптиз,Эротика,красивые фото обнаженных,


...и костях...

школа,учительница,креатив,Мечта детства,видео,video,фото,NSFW,нидерланды,Голандия,где мои 15 лет,урок,Анатомия,биология,приколы про школьников,приколы про школу и учителей, картинки, комиксы и видео,Всё самое интересное,интересное, познавательное,,разное,стриптиз,Эротика,красивые фото обнаженных,




ЗЫ:      

Ну почему, когда я учился в школе, не было подобных учительниц ?! Жизнь-Боль !!!

школа,учительница,креатив,Мечта детства,видео,video,фото,NSFW,нидерланды,Голандия,где мои 15 лет,урок,Анатомия,биология,приколы про школьников,приколы про школу и учителей, картинки, комиксы и видео,Всё самое интересное,интересное, познавательное,,разное,стриптиз,Эротика,красивые фото обнаженных,


Развернуть

разное The Brights эволюция биология антропология ...Всё самое интересное 

Что поведал ардипитек

  В октябре 2009 года вышел в свет специальный выпуск журнала Science, посвященный результатам всестороннего изучения костей ардипитека — двуногой обезьяны, жившей на северо-востоке Эфиопии 4,4 млн лет назад. Вид Ardipithecus ramidus был описан в 1994 году по нескольким зубам и фрагментам челюсти. В последующие годы коллекция костных остатков ардипитека значительно пополнилась и сейчас насчитывает 109 образцов. Самой большой удачей стала находка значительной части скелета особи женского пола, которую ученые торжественно представили журналистам и широкой публике под именем Арди. В официальных документах Арди значится как скелет ARA-VP-6/500.

Всё самое интересное,интересное, познавательное,,разное,The Brights,эволюция,биология,антропология

  Одиннадцать статей, опубликованных в спецвыпуске Science, подвели итоги многолетней работы большого международного исследовательского коллектива. Публикация этих статей и их главная героиня Арди были широко разрекламированы, но это отнюдь не пустая шумиха, потому что изучение костей ардипитека действительно позволило подробнее и точнее реконструировать ранние этапы эволюции гоминид.

  Подтвердилось предположение, высказанное ранее на основе первых фрагментарных находок, что A. ramidus — прекрасный кандидат на роль переходного звена (кандидат, а не просто переходное звено, потому что нельзя строго доказать по ископаемым костям, что кто-то был чьим-то предком или потомком. Однако во многих случаях об этом можно судить с большой степенью уверенности, как, например, в случае Арди) между общим предком человека и шимпанзе (к этому предку, по-видимому были близки оррорин и сахелянтроп) и более поздними гоминидами — австралопитеками, от которых, в свою очередь, произошли первые представители рода людей (Homo).

Оррорин тугененсис Сахельантроп чадский Австралопитек Кадабба,Всё самое интересное,интересное, познавательное,,разное,The Brights,эволюция,биология,антропология

  Вплоть до 2009 года самым древним из детально изученных гоминид была Люси, афарский австралопитек, живший около 3,2 млн лет назад (Джохансон, Иди, 1984). Все более древние виды (в порядке возрастания древности: Australopithecus anamensis, Ardipithecus ramidus, Ardipithecus kadabba, Orrorin tugenensis, Sahelanthropus chadensis) были изучены на основе фрагментарного материала. Соответственно, наши знания об их строении, образе жизни и эволюции тоже оставались фрагментарными и неточными. И вот теперь почетное звание самой древней из хорошо изученных гоминид торжественно перешло от Люси к Арди.


➡  Датировка и особенности захоронения

  Кости A. ramidus происходят из одного слоя осадочных отложений толщиной около 3 м, заключенного между двумя вулканическими прослоями. Возраст этих прослоев был установлен при помощи аргон-аргонового метода (один из самых надежных способов радиометрического датирования вулканических пород. Является результатом усовершенствования калий-аргонового метода, основанного на постоянстве скорости превращения радиоактивного изотопа 40К в 40Аr) и оказался одинаковым (в пределах погрешности измерений) — 4,4 млн лет. Это значит, что костеносный слой образовался (в результате наводнений) сравнительно быстро — максимум за 100000 лет, но вероятнее всего — за несколько тысячелетий или даже столетий.

  Раскопки были начаты в 1981 году. Всего добыто более 140 000 образцов костей позвоночных, из которых 6000 поддаются определению до семейства. Среди них — 109 образцов А. ramidus , принадлежавших как минимум 36 индивидуумам. Фрагменты скелета Арди были рассеяны по площади около 3 м2. Кости были необычайно хрупкими, поэтому извлечь их из породы стоило немалых трудов. Причина смерти Арди не установлена. Она не была съедена хищниками, но ее останки, судя по всему, были основательно растоптаны крупными травоядными. Особенно досталось черепу, который был раскрошен на множество фрагментов.

➡  Окружающая среда

  Вместе с костями A. ramidus найдены остатки разнообразных животных и растений. Среди растений преобладают лесные, среди животных — питающиеся листьями или плодами деревьев (а не травой). Судя по этим находкам, ардипитек жил не в саванне, а в лесистой местности, где участки густого леса чередовались с более разреженными. Соотношение изотопов углерода 12С и 13С в зубной эмали пяти особей A. ramidus свидетельствует о том, что ардипитеки питались в основном дарами леса, а не саванны (для трав саванны характерно повышенное содержание изотопа 13С). Этим ардипитеки отличаются от своих потомков — австралопитеков, которые получали от 30 до 80 % углерода из экосистем открытых пространств (ардипитеки — от 10 до 25 %). Однако ардипитеки все-таки не были чисто лесными жителями, как шимпанзе, пища которых имеет лесное происхождение почти на 100 %.

  Тот факт, что ардипитеки жили в лесу, на первый взгляд противоречит старой гипотезе, согласно которой ранние этапы эволюции гоминид и развитие двуногого хождения были связаны с выходом из леса в саванну. Аналогичные выводы ранее делались в ходе изучения оррорина и сахелянтропа, которые тоже, по-видимому, ходили на двух ногах, но жили в лесистой местности. Однако на эту ситуацию можно посмотреть и с другой точки зрения, если вспомнить, что леса, в которых жили ранние гоминиды, были не очень густыми, а их двуногое хождение — не очень совершенным. По мнению С. В. Дробышевского, комбинация «переходной среды» с «переходной походкой» не опровергает, а, как раз наоборот, блестяще подтверждает старые взгляды. Гоминиды переходили из густых лесов на открытые пространства постепенно, и столь же постепенно совершенствовалась их походка.

➡  Череп и зубы

  Череп Арди похож на череп сахелянтропа. Для обоих видов характерен небольшой объем мозга (300—350 см3), смещенное вперед большое затылочное отверстие (то есть позвоночник крепился к черепу не сзади, а снизу, что указывает на двуногое хождение), а также менее развитые, чем у шимпанзе и гориллы, коренные и предкоренные зубы. По-видимому, сильно выраженный прогнатизм (выступание челюстей вперед) у современных африканских человекообразных обезьян не является примитивной чертой и развился у них уже после того, как их предки отделились от предков человека.

  Зубы ардипитека — это зубы всеядного существа. Вся совокупность признаков (размер зубов, их форма, толщина эмали, характер микроскопических царапин на зубной поверхности, изотопный состав) свидетельствует о том, что ардипитеки не специализировались на какой-то одной диете — например, на фруктах, как шимпанзе. По-видимому, ардипитеки кормились как на деревьях, так и на земле, и их пища не была слишком жесткой.

  Один из важнейших фактов состоит в том, что у самцов A. ramidus , в отличие от современных человекообразных (кроме человека), клыки были не крупнее, чем у самок. Самцы обезьян активно используют клыки и для устрашения соперников, и как оружие. У самых древних гоминид (Ardipithecus kadabba, Orrorin, Sahelanthropus) клыки у самцов, возможно, тоже были не больше, чем у самок, хотя для окончательных выводов данных пока недостаточно. Очевидно, в человеческой эволюционной линии половой диморфизм (межполовые различия) по размеру клыков очень рано сошел на нет. Можно сказать, что у самцов произошла "феминизация" клыков. У шимпанзе и гориллы диморфизм, по-видимому, вторично усилился, самцы обзавелись очень крупными клыками. У самцов бонобо клыки меньше, чем у других современных человекообразных. Для бонобо характерен также и самый низкий уровень внутривидовой агрессии. Многие антропологи считают, что между размером клыков у самцов и внутривидовой агрессией существует прямая связь. Иными словами, можно предположить, что уменьшение клыков у наших далеких предков было связано с определенными изменениями в социальном устройстве. Например, с уменьшением конфликтов между самцами.

➡  Размер тела

  Рост Арди составлял примерно 120 см, вес — около 50 кг. Самцы и самки ардипитеков почти не различались по размеру. Слабый половой диморфизм по размеру тела характерен и для современных шимпанзе и бонобо с их сравнительно равноправными отношениями между полами. У горилл, напротив, диморфизм выражен очень сильно, что обычно связывают с полигамией и гаремной системой. У потомков ардипитеков — австралопитеков — половой диморфизм, возможно, усилился (см. ниже), хотя это не обязательно было связано с доминированием самцов над самками и установлением гаремной системы. Авторы допускают, что самцы могли подрасти, а самки — измельчать в связи с выходом в саванну, где самцам пришлось взять на себя защиту группы от хищников, а самки, может быть, научились лучше кооперироваться между собой, что сделало физическую мощь менее важной для них.

➡  Посткраниальный скелет

  Арди передвигалась по земле на двух ногах, хотя и менее уверенно, чем Люси и ее родня — австралопитеки. При этом у Арди сохранились многие специфические адаптации для эффективного лазанья по деревьям. В соответствии с этим в строении таза и ног Арди наблюдается сочетание примитивных (ориентированных на лазанье) и продвинутых (ориентированных на ходьбу) признаков.

  Кисти рук Арди сохранились исключительно хорошо (в отличие от рук Люси). Их изучение позволило сделать важные эволюционные выводы. Как мы уже знаем, долго считалось, что предки человека, подобно шимпанзе и гориллам, ходили, опираясь на костяшки пальцев рук. Этот своеобразный способ передвижения характерен только для африканских человекообразных обезьян и орангутанов; прочие обезьяны при ходьбе опираются обычно на ладонь. Однако кисти рук Арди лишены специфических черт, связанных с «костяшкохождением». Кисть ардипитека более гибкая и подвижная, чем у шимпанзе и гориллы, и по ряду признаков сходна с человеческой. Теперь ясно, что эти признаки являются примитивными, исходными для гоминид (и возможно, для общего предка человека и шимпанзе). Строение кисти, характерное для шимпанзе и горилл (которое, между прочим, не позволяет им так ловко манипулировать предметами, как это делаем мы), напротив, является продвинутым, специализированным. Сильные, цепкие руки шимпанзе и горилл позволяют этим массивным животным эффективно передвигаться по деревьям, но плохо приспособлены для тонких манипуляций. Руки ардипитека позволяли ему ходить по ветвям, опираясь на ладони, и лучше подходили для орудийной деятельности. Поэтому в ходе дальнейшей эволюции нашим предкам пришлось не так уж сильно «переделывать» свои руки.

  В строении ступни ардипитека наблюдается мозаика признаков, свидетельствующих о сохранении способности хвататься за ветки (противопоставленный большой палец) и одновременно — об эффективном двуногом хождении (более жесткий, чем у современных человекообразных обезьян, свод стопы). Потомки ардипитеков — австралопитеки — утратили способность хвататься ногами за ветки и приобрели почти совсем человеческое строение стопы.

  Ардипитек преподнес антропологам немало сюрпризов. По признанию авторов, такую смесь примитивных и продвинутых черт, которая обнаружилась у ардипитека, никто не смог бы предсказать, не имея в руках реального палеоантропологического материала. Например, никому и в голову не приходило, что наши предки сначала приспособились ходить на двух ногах за счет преобразований таза и лишь после отказались от противопоставленного большого пальца и хватающей функции ступней.

  Таким образом, изучение ардипитека показало, что некоторые популярные гипотезы о путях эволюции гоминид нуждаются в пересмотре. Многие признаки современных человекообразных оказались вовсе не примитивными, а продвинутыми, специфическими чертами шимпанзе и гориллы, связанными с глубокой специализацией к лазанью по деревьям, повисанию на ветвях, «костяшкохождению», специфической диете. Этих признаков не было у наших с ними общих предков. Те обезьяны, от которых произошел человек, были не очень похожи на нынешних.

Всё самое интересное,интересное, познавательное,,разное,The Brights,эволюция,биология,антропология

Марков А.В. «Эволюция человека. Обезьяны, кости и гены». М.: Астрель: CORPUS, 2011. Стр. 72-79.
Развернуть

разное эволюция биология ...Всё самое интересное 

Тепловой поток через открытую пору способствует непрерывной репликации нуклеиновых кислот и отбору более длинных цепочек

С помощью имитации куска пористой породы из сети крошечных стеклянных капиллярных трубок, которые нагревали с одной стороны, группа немецких ученых создала условия, в которых может быть достигнута стабильная репликация длинных цепочек нуклеиновых кислот (главная предпосылка для возникновения жизни на Земле) и преодолены термодинамические причины их деградации. Ученые предполагают, что на ранних стадиях эволюции Земли такие условия могли возникать в потоке тепловой энергии через пористые породы вблизи гидротермальных источников.

Механизмы репликации нуклеиновых кислот занимают центральное место в теории происхождения жизни на Земле. Согласно этой теории, функцию хранения генетической информации и катализа химических реакций первоначально выполняли комплексы молекул рибонуклеиновых кислот. В ходе дальнейшей эволюции они были заменены комплексами ДНК-РНК-белок, обособленными от внешней среды мембраной. В ходе первичной эволюции на Земле полимеры нуклеиновых кислот должны были постепенно увеличиваться в размере, для того чтобы они смогли принять на себя функцию хранения и воспроизведения информации, которая необходима для нормального функционирования живых организмов. Например, даже самый маленький известный в науке геном бактерии Carsonella (внутриклеточный симбионт насекомых листоблошек) насчитывает 159 662 пар оснований, что в тысячи раз длиннее «геномов» самореплицирующихся рибозимов.

Однако еще в конце 1960-х эксперименты по искусственной эволюции нуклеиновых кислот in vitro (в пробирке) показали, что генетическая информация из длинных молекул нуклеиновых кислот быстро теряется. Происходит это потому, что для самовоспроизведения коротких молекул полимеров требуется меньше материала. Скорость их синтеза намного выше, и это приводит к тому, что короткие молекулы постепенно вытесняют из реакционной среды более длинные молекулы генетических полимеров. Более того, если мутации в процессе репликации могут изменить длину последовательности нуклеинового полимера, то «выживание» только коротких последовательностей — практически неизбежный эволюционный финал.

Так, Сол Шпигельман с коллегами в своих классических исследованиях ввели РНК, выделенную из простого бактериофага Qв, в реакционную смесь, которая содержала фермент репликации РНК того же вируса Qв (так называемая РНК-зависимая РНК полимераза, или РНК-репликаза) и материал для построения новых РНК — одиночные нуклеотиды. В этой среде запустился процесс синтеза новых молекул-копий вирусной РНК. Через некоторое время из исходного раствора небольшая часть синтезированной РНК была перенесена в пробирку со свежей реакционной смесью. Этот процесс регулярно повторяли (см. D. Kacian et al., 1972. A Replicating RNA Molecule Suitable for a Detailed Analysis of Extracellular Evolution and Replication).

В результате через 74 цикла подобных переносов оригинальная цепь, состоявшая из 4500 нуклеотидных оснований, трансформировалась в карликовый геном, содержавший всего 218 оснований. Полученный таким образом Шпигельмановский монстр был способен к очень быстрому размножению. Позднее, в 1997 году, было показано, что в ходе дальнейшей эволюции монстр Шпигельмана становится еще короче. Его «геном» редуцируется всего до 48 или 54 нуклеотидов, которые просто являются местами связывания фермента РНК-репликазы (F. Oehlenschläger, M. Eigen, 1997. 30 Years Later — a New Approach to Sol Spiegelman's and Leslie Orgel's in vitro EVOLUTIONARY STUDIES Dedicated to Leslie Orgel on the occasion of his 70th birthday).

Следовательно, возникает совершенно закономерный вопрос: каким же образом в ходе ранних стадий земной эволюции самопроизвольно протекающий процесс редукции наследственного материала мог бы быть преодолен? Как раз на него и попытались ответить немецкие ученые из Центра нанонауки Мюнхенского университета Людвига–Максимилиана. Они предположили, что довольно простые физические процессы, которые лежат в основе модели выживания более длинных молекул (рис. 1), могут встречаться в естественных условиях в пористых горных породах вблизи гидротермальных источников.

Прежде всего, необходим тепловой поток через небольшие поры, который создает внутри пор температурный градиент. Внешний поток приносит в открытую пору молекулы полимеров разной длины. Подогрев с одной стороны поры слегка уменьшает плотность жидкости, она начинает подниматься по этой стороне. Молекулы полимеров растут, получая строительный материал из внешнего потока, перемещаются в результате диффузии к более холодной части поры и там осаждаются более холодным нисходящим потоком жидкости (движение молекул из зоны с более высокой температурой в зону с более низкой называют термофорезом). В итоге, из-за разности температур, возникает микроциркуляция воды, которая и удерживает более длинные молекулы полимеров, а более короткие молекулы вымываются из поры. Авторы отмечают также, что местная конвекция, которая переносит молекулы постоянно между теплой и холодной зонами, вызывает их циклическую денатурацию. Денатурация ДНК заключается в расплетании и разделении цепей (без разрыва ковалентных связей), что способствует репликации молекул полимеров. Таким образом, сочетание внешнего притока, термофореза и конвекции избирательно улавливает длинные молекулы и вымывает короткие, а общая скорость внешнего притока определяет предельный размер молекул, которые будут «выживать» в данных условиях.

reduced entropy (4) Size selection (2) Influx ^Gravity (1) Accumulation,Всё самое интересное,интересное, познавательное,,разное,эволюция,биология

Рис. 1.Локальное снижение энтропии является ключевой особенностью живых систем и может быть вызвано потоком тепловой энергии.
a — современные клетки питаются химической энергией, что позволяет им содержать, поддерживать и реплицировать кодирующие информацию полимеры, что необходимо для дарвиновской эволюции.
b — поток тепловой энергии через геологические трещины вблизи источника тепла.
c — (1) температурный градиент в пределах трещины миллиметрового размера индуцирует накопление молекул посредством термофореза и конвекции; (2) внешний поток приносит строительные материалы в открытую пору; (3) экспоненциальная репликация облегчается местной конвекцией, которая переносит молекулы постоянно между теплой и холодной зонами и, таким образом, вызывает циклическую денатурацию нуклеотидов; (4) сочетание внешнего притока, термофореза и конвекции избирательно улавливает длинные молекулы и вымывает короткие. Скорость притока определяет предельный размер молекул в результате отбора по их длине. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Chemistry


Чтобы проверить эту гипотезу, Браун и его коллеги создали имитацию куска пористой породы из сети крошечных стеклянных капиллярных трубок, которые нагревали с одной из сторон. Они проделали целую серию опытов, в которых отдельно исследовали накопление молекул в капиллярах и фракционирование молекул в тепловом фильтре (рис. 2).

vs = 6 jim S" Outflow Trapped DNA fraction b 'k Flow profile Concentration profile Trapped Transport (flow x concentration; 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 -r~ 40 -~r~ 60 ~r~ 80 —i— 100 —I— 120 —i— 140 DNA strand length (bp),Всё самое интересное,интересное,

Рис. 2.«Тепловой фильтр», отбирающий нити по длине.
a. Открывание ассиметрично подогреваемой поры запускает постоянный восходящий «пищевой» поток. Маркер длин двухцепочечных молекул ДНК (от 20 до 200 пар нуклеотидов с шагом 20 пар нуклеотидов), был введен в капилляр-ловушку для оценки длины цепей улавливаемых молекул. Последующая промывка капилляра чистым буфером с постоянной скоростью (vs = 6 микрометров в секунду) продемонстрировала пороговое свойство фильтра — цепочки меньше или равные 80 пар нуклеотидов вымывались из поры, в то время как более длинные цепочки удерживались внутри.
b. Несимметричная структура потока создается наложением восходящего потока и конвекции. Термофорез толкает длинные цепочки в нисходящий поток и захватывает их: накапливает более длинные молекулы в нижней части нисходящего потока. Короткие цепочки подвергаются влиянию общего восходящего потока и покидают пору. Захват цепочек фильтром является функцией скорости общего «пищевого» потока.
c. Скорость внешнего потока vs регулирует разделение нуклеиновых кислот (в поре остаются более длинные молекулы). Как и в эксперименте (a), маркер длин двухцепочечных молекул ДНК был вначале введен при малой скорости потока, которую затем последовательно увеличивали. Высвобожденные из теплового фильтра ДНК измеряли с использованием гель-электрофореза.
d. Удержанные фильтром фракции ДНК, полученные из электрофорезного геля, составляют ландшафт отбора (в двухмерном пространстве факторов: скорость потока — размер молекулы) в пользу длинных олигонуклеотидов в этой термальной среде обитания. Зависящая от скорости захватываемая фракция (то есть молекулы определенной длины: чем выше скорость потока, тем более тяжелая фракция задерживается в поре) описывается моделью динамики в жидкости. Линии разброса отражают соотношение сигнал/шум изображений геля.
Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Chemistry


И конечно же, они изучали действие отбора в созданных ими условиях в популяции реплицирующихся молекул (рис. 3). В последнем эксперименте в раствор вводили термостабильную ДНК-полимеразу (см. также Taq polymerase). В экспериментах они использовали не фрагменты РНК, а фрагменты ДНК. Фрагменты ДНК намного проще получить в лабораторных условиях, а процессы взаимодействия молекул ДНК и РНК со средой очень сходны.

36mer Time (min) 36mer 75mer 0:00 h 2:15 h 75mer fraction n. Concentration (nM) Time (min) Time (h),Всё самое интересное,интересное, познавательное,,разное,эволюция,биология

Рис. 3.Отбор в популяции реплицирующихся молекул ДНК, населяющих термальные местообитания.
a. Молекулы ДНК подвержены температурным колебаниям, которые обусловлены совместным влиянием термофореза, конвекции, «пищевого» потока и диффузии. Моделирование случайных траекторий молекул продемонстрировало, что цепочки длиной 75 пар оснований циркулируют в системе в среднем 18 минут. Цепочки длиной 36 пар оснований из-за их повышенной диффузии демонстрируют более быструю циркуляцию, но вымываются из системы после пяти минут.
b.Термостабильная ДНК-полимераза участвует в репликации двухцепочечных молекул ДНК длиной 80 пар оснований в процессе температурной конвекционной циркуляции. Количественные измерения ДНК, окрашенные флуоресцентным красителем (SYBR Green I), демонстрируют экспоненциальную репликацию с временем удвоения 102 секунды.
c. Открытая пора (см. рис. 1c) была заселена популяцией, состоящей из двух типов нуклеиновых кислот (36 и 75 пар оснований). Количественный электрофорез в геле показал устойчивую репликацию (сохранение в среде в течение 7 часов, до конца эксперимента) только более длинных молекул. Более короткие цепочки снижали численность и затем исчезали (вымывались из реакционной среды), вопреки их более быстрой репликации (меньшему времени удвоения числа молекул).
d. Относительные концентрации двух конкурирующих видов внутри термальных местообитаний. Давление отбора, вызванное термальным градиентом, изменяет в течение времени структуру популяции, состоящей из двух типов молекул (желтые прямоугольники), в соответствии с аналитической моделью репликации. Значения абсолютной приспособленности 1,03 и 0,87 для более длинных и более коротких цепочек соответственно. Без температурного градиента более короткие нуклеотиды выигрывают у более длинных молекул (синие кружки), аналогично данным экспериментов Шпигельмана. Линии разбросаотражают соотношение сигнал/шум изображений геля.
Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Chemistry


Как только исследователи стали проводить эксперименты, они тут же обнаружили, что более длинные цепочки ДНК чаще сохранялись в капиллярах, чем более короткие (рис. 2). В результате более длинные цепочки полимеров воспроизводились намного лучше внутри поры и их число увеличивалось, в то время как более короткие последовательности сократили «численность» настолько, что в итоге они вымерли (рис. 3).

Таким образом, Брауну и его коллегам удалось подобрать такие экспериментальные условиях, в которых стабильно сохранялись цепочки нуклеиновых кислот длиннее монстра Шпигельмана приблизительно в 4 раза. Более того, так как скорость притока определяет предельный размер сохраняющихся в капиллярах молекул, то принципиально возможно подобрать такие условия, при которых будут «выживать» еще более длинные молекулы полимеров.

Другой интересной особенностью проведенного эксперимента был процесс «расселения» полимеров. Когда репликация и захват молекул внутри поры достигают устойчивого состояния, то вновь реплицированные молекулы покидают ловушку-пору вместе с «кормовым» потоком. Это обеспечивает эффективную передачу генетических полимеров в соседние системы пор.

Авторы публикации отмечают, что если в представленную систему ввести процесс мутирования, то такие эксперименты предоставляют захватывающую возможность изучать механизмы дарвиновской эволюции, которые могли бы протекать среди населения молекул в температурных градиентах ранней Земли.

Обсуждаемая статья: Moritz Kreysing, Lorenz Keil, Simon Lanzmich & Dieter Braun. Heatflux across an open pore enables the continuous replication and selection of oligonucleotides towards increasing length // Nature Chemistry. Published online 26 January 2015. Doi:10.1038/nchem.2155.


Автор:Владимир Гриньков


Источник: http://elementy.ru/news/432432

Развернуть
В этом разделе мы собираем самые смешные приколы (комиксы и картинки) по теме биология (+201 картинка, рейтинг 1,203.4 - биология)