JOURFIXE

Жидкие кристаллы жизни
23 НОЯБРЯ, 14:45 // Алексей Петров
Жидкие кристаллы жизни
// isis.rl.ac.uk
Учёные из университетов Колорадо и Милана открыли неожиданную форму существования коротких кусочков ДНК в водном растворе – и предложили новое видение процесса зарождения жизни на Земле.
СМОТРИ ТАКЖЕ

*
Теория жизни, слепленная глиной
На этой неделе в ходе специально собранной

* Совместная жизнь бактерий

Профессор Ноэл Кларк из университета Колорадо в Болдере и его команда с удивлением обнаружили, что очень короткие части наследственной цепочки могут во вводном растворе самоорганизовываться в определенные жидкокристаллические фазы, самостоятельно ориентироваться в пространстве параллельно друг другу и выстаиваться в колонны. Статья, описывающая достижение международного коллектива ученых, опубликована в свежем номере Science.

Это открытие может послужить сильным аргументом в пользу концепции Опарина, согласно которой жизнь на Земле зародилась несколько миллиардов лет назад в так называемом доисторическом абиотическом супе – жидкой фазе, в которой образовались первые короткие последовательности молекул, близких по свойствам и морфологии к современным ДНК. Серьёзных конкурентов у этой теории так и нет, однако у неё есть одно очень слабое место – теория Опарина не в силах объяснить, как из небольших, по большому счёту, молекул, появились длинные цепочки ДНК, способные к самовоспроизведению.

Так как случайное образование таких длинных цепочек, как гибкая и универсальная молекула ДНК, практически нереально, ученые уже давно ищут механизм, позволяющий небольшим молекулам самоорагнизовываться, выбирать себе комплементарную пару (молекулу с подходящими размерами, формой и химическими свойствами), соединяться в цепочки и направленно повторять процесс самокопирования в большом количестве итераций.

Работа Кларка и его коллег, похоже, нащупала этот механизм.

Новое исследование впервые показало, как в растворе коротких фрагментов ДНК происходит их селективная конденсация в каплеобразные образования, параметры среды внутри которых позволяют молекулам вступать в дальнейшие реакции соединения и образования более длинных цепочек с помощью выраженных способностей к формированию жидкокристаллических фаз.

По словам Кларка, процесс выглядел следующим образом: короткие отрезки двойной спирали ДНК самоорганизуются и выстраиваются в колонны, состоящие из многих и многих единичных фрагментов.

Кларк предполагает, что набор химреактивов в доисторическом абиотическом супе мог привести к спонтанному образованию небольших молекул, похожих структурно на короткие участки ДНК. Случайно образовать короткие куски таких молекул куда проще, чем всю длинную последовательность. Эти короткие молекулы, в силу определенной геометрии и химических свойств, могли собираться в капли жидкокристаллических фаз, селективное взаимодействие внутри которых и определило появление длинных цепочечных молекул.

Жидкие кристаллы
вещества, переходящие при определенных условиях (температура, давление, концентрация в растворе) в жидкокристаллическое состояние, которое является промежуточным между кристаллическим состоянием и жидкостью.


Жидкие кристаллы фрагментов ДНК под микроскопом // Мити Накали



Молекулы, образующие жидкокристаллические фазы, как правило, имеют вытянутую геометрию и такую полярность, которая позволяет им выстраиваться в большие упорядоченные молекулярные домены, внутри которых все молекулы имеют одинаковую пространственную ориентацию, что делает их особенно чувствительными к таким воздействиям, как изменение температуры или градиента электрического поля.

РНК и ДНК же, в свою очередь, – это длинные полимерные цепочки с большим количеством нуклеотидов, или азотистых оснований, которые с высокой селективностью вступают во взаимодействия с азотистыми основаниями второй цепочки. Этот принцип называется принципом комплементарности.

Комплементарность
в молекулярной биологии - взаимное соответствие, обеспечивающее связь дополняющих друг друга структур (макромолекул, молекул, радикалов) и определяемое их химическими свойствами. Комплементарность возможна,

Именно он позволяет двум цепочкам молекулы соединяться и закручиваться в спираль, всем известную еще со школьной скамьи. Генетическая информация в ДНК кодируется в последовательности нуклеотидов, а отдельные гены могут иметь продолжительность от сотен до миллионов таких «букв». Длина этих участков цепи колеблется от микронных размеров до миллиметровых.

Полинуклеотидная цепь ДНК уже показала свою способность к образованию фаз, близких к жидкокристаллическим, в которых одна длинная цепочка выстраивается параллельно другой. Фактором, способствующим параллельному ориентированию длинных молекул ДНК, является их вытянутая форма и большая длина.

Так, если вы высыпите в коробку пачку спагетти, а затем хорошенько её потрясете, в итоге все макаронины лягут более или менее параллельно друг другу.

Серия экспериментов, проделанная американскими и итальянскими учеными, была призвана показать способность также и очень коротких участков ДНК к образованию жидкокристаллической (ЖК) фазы. Исследование показало, что даже крохотные фрагменты цепочки, имеющие в своем составе всего шесть азотистых оснований и образующие в паре с комплементарным отрезком ДНК молекулу размером 2 на 2 нанометра, все еще способны к образованию жидкокристаллических фаз. И это несмотря на то, что у таких молекул вообще нет «длинной» стороны!

Структурный анализ ЖК-фаз показал, что своим появлением они обязаны способности коротких участков ДНК к состыковке своими концами.

В результате такого «торцевого» взаимодействия возникают вытянутые по форме агрегаты. И хотя эти агрегаты не являются новыми, длинными молекулами, свойства их весьма близки к свойствам длинноцепочечных участков ДНК.

Гидрофильность и гидрофобность
понятия, характеризующие сродство веществ или образованных ими тел к воде: это сродство обусловлено силами межмолекулярного взаимодействия. Слова «гидрофильный» и «гидрофобный»

Стыковка отрезков ДНК оказалась возможна, благодаря наличию специфических химических свойств у концевых участков молекул, которые позволяют им обратимо притягиваться друг к другу, подобно магнитам, вытесняя молекулы воды между собой. Такое свойство молекул и веществ называется гидрофобностью. Взаимодействие молекул и образование вытянутых структур, равно как и жидкокристаллических фаз, ученые смогли наблюдать воочию, благодаря комбинации современных методик исследования материи.

В дополнение ко всему, отмечает Кларк, к образованию вытянутых агрегатов оказались способны далеко не все нанометровые фрагменты ДНК, а только те, что смогли объединиться в парные цепочки по принципу комплементарности.

Для того чтобы прояснить этот вопрос, команда ученых проводила эксперименты с комплементарными и некомплементарными отрезками ДНК. Разница в поведении сводилась в итоге к наличию или отсутствию жидкокристаллической фазы.

Кларк доволен проделанной работой и полученными результатами, так как выводом из всего исследования является тезис о способности очень маленьких молекул «искать» себе партнеров, образовывать капли со строгой внутренней организацией молекул и таким образом содействовать образованию более крупных и длинных цепочек в водном растворе. Это знаковый кирпичик в теории возникновения жизни на нашей планете – вопросе спорном, обсуждаемом, но так и не разрешенном.

А при чем тут Опарин? Это у мадам Лепешинской жизнь самозарождалась из крсталов!!!

Причём Опарин - разъяснено авторами статьи уже во втором абзаце. Лепешинская же была просто полуграмотной дурой , зничтожавшей бактерии пестиком в фарфоровой ступке, добытые из-под собссных ногтей... Не исключено, что больная параноидальной шизой. Сравнивать её с Опариным - мягко говоря некорректно ...

" Выхожу я в лабораторию, на меня зашикали. Академик над прибором, от которого пар идет, колдует и напевает: "...а вместо сердца - пламенный мотор". Ну как не уважать себя в такую минуту!? Я и уважал. Вдруг что-то треснуло, что-то открыли, гайки скинули, академик крикнул: "Ура!", подбежал ко мне, руку трясет и говорит:
- Вы, батенька, возможно будете прародителем вновь зарождающегося человеческого племени на другой планете! Каждый ваш живчик пойдет в дело! В одном термосе - народ, в двух - нация! А может, наоборот. Сам черт не разберется в этих сталинских формулировках. Поздравляю! Желаю успеха! - и убежал.
Я ни хуя не понимаю. Влада Юрьевна смотрит на меня, вроде и не она дрочила. А, оказывается, вот что: мою наизлейшую малофейку погружали в разные жидкие газы, замораживали, к ебаной бабушке, в камень, ну и оттаивали. Оттают и глядят: живы хвостатые или нет. А в них гены затасованы. Никак газ не могли подобрать и градусы. И вот - подобрали. И что же? Ракет тогда не было, а Кизма мечтал запустить мою малофейку на Андромеду, и, в общем, я в этом деле не секу, посмотреть надо, что выйдет. Понятно? Ты ебало не разевай. Еще не то услышишь... Они попали бы на Андромеду, и в стеклянном приборе, как в пузе, забеременели бы. Через девять месяцев - раз и появляются на Андромеде живехонькие николаи николаичи. Штук сто сразу, и приспосабливаются, распиздяи, к окружающей среде. Не поверишь? Мудило! А ты купи карпа живого, заморозь, а потом в ванну брось, он и оживет.
- А-а-а!
- Хуй на! Чтоб не падал от удивления. Так вот, возвращается академик, хотя нет... Сначала я говорю: "Дайте взглянуть хоть краем глаза на этих живчиков". Пристроил шнифт к микроскопу, гляжу. А их видимо-невидимо. Правда, что народ или нация, и каждый живчик в ней - николай николаевич. Надо бы, думаю, по пизде на каждого, но наука еще додумается. Вот тут приходит академик и говорит: "Вы, батенька, уж как-нибудь сдерживайте себя, не рычите, не орите при оргазме, а то уж по институту слух пополз, что мы вивисекцией занимаемся. А времена, знаете, какие? Мы - генетики - без пяти минут враги народа. Да-с, не друзья, а враги. Сдерживайте себя. Трудно, по себе помню. Но сдерживайте, скрипите хотя бы зубами".
- Это, - говорю, - нельзя. От зубного скрипа в кишке глисты зарождаются.
- Кто вам, мой милый, сказал?
- Мама еще говорила.
- Кизма, подкиньте эту идею Лепешинской, пусть ее молодчики скрипят зубами и ждут самонарождения глистов в своих прямых кишках. По теории вероятности успех обеспечен. А еще лучше вставьте им в анусы по зубному протезу. Так будет ближе к глистине... Шарлатаны! Варвары! Нахлебники! Враги народа! - тут академик закашлялся, побледнел весь, глаза закатил, трясется, вот-вот хуякнется на пол, я его на руки взял.
- Не бздите, - говорю, - папаша. Ебите все в рот, плюйте на солнышко, как на утюг, разглаживайте морщинки!
Академик засмеялся, целует меня, благодарит меня за теплое живое слово.
- Не буду бздеть, не буду! Не дождутся! Пусть бздит неправый! "
Юз Алешковский. "Николай Николаевич"

Читал, конечно, и не раз ! Сцылка - первый класс ! Академичнее не бывает ! Зачот ! В мемориз !!!