Самосборка
Oct. 16th, 2011 11:17 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
grihanВообще-то вся синтетическая химия - суть самосборка. Химик только добавляет одни реагенты к другим, а уж встречаются между собой в растворе они сами по себе - никто кроме диффузии и электростатики их не двигает.
Также растут кристаллы - одна молекула "приклеивается" к другой, "выбирая" наиболее энергетически выгодную конформацию, пока не образуются, например, вот такие красавцы.
Тоже самое происходит и в живой клетке. Молекулы, плавая в цитоплазме, сами собираются в некие структуры, потом эти структуры совершают катализ самосборки других структур, итд итп вплоть до многоклеточного организма. Всё это выглядит как огромный работающий завод без единого рабочего, начальника цеха, директора или уборщицы. Всё работает по (био)химическим законам без чьего-либо сознательного надзора или управления - результат химической эволюции, постепенного усложнения, выживания работающих систем и отмирания неработающих.
Начало исследования законов самосборки молекул было во многом продиктовано природными процессами, исследовались в первую очередь именно они или их близкие подобия. Однако в биохимии исследования сильно затруднялись тем, что будучи очень сложными, такими, что человеческому мозгу порой даже их форму тяжело представить, биологические объекты со скрипом поддавались физическим методам или теоретическим расчётам.
Так постепенно (в начале 90-ых) возникла идея - а почему собственно исследовать только природную самосборку? А может подойти с другой стороны? Исследовать модели, легче поддающиеся исследованиям и попытаться понять природу на их основе. То есть собрать сначала знания, разбросанные под горящим фонарём, а уж потом двигаться к перегоревшим. Ну а что может быть самым простым для нашего убогого серого вещества? Правильно! Геометрические фигуры.
В этой табличке схематически изображены синеньке и красненькие молекулы. Синенькие могут реагировать только с красненькими, соединяясь активными группами на концах. Вот и всё. Площадь таких фигурок - от двух до десятка квадратных нанометров. Можно и больше.
Оказалось, что при определённой силе связи и отношении между реагентами получаются исключительно изображённые структуры. И даже если смешать несколько разных синих с разными красными - всё равно они выбирают из раствора тех - которые дают наиболее упорядоченные структуры - не перемешиваясь между собой, фактически осуществляя не только самосборку, но и самосортировкy.
Вот, например, синтез одного из множества видов "молекулярного треугольника". Платина на молекуле 1 селективно взаимодействyeт с азотом в молекуле 2 и при смешении растворов этих двух молекул в отношении 1:1 получаeтся треугольник 3 с выходом близким к 100%.
Пример самосортировки: при смешивании синего уголка с красными палками разной длины селективно получаются два типа равносторонних треугольников.
И никто не заставляет ограничиваться 2-мя измерениями.
Вот интересный свежий пример. Поменяв всего лишь один кислород в синенькой детальке на азот, тем самым увеличив угол тета всего на восемь градусов - самосборкой получаем вместо маленькой клетки большую.
Уже умеют помимо красных и синих брать кое-какие другие "зелёные" - и "хирургически" делать замены одной синей на зелёную или делать нечто новое - "красно-сине-зелёное" с чётким порядком. И то-ли ещё будет.
На картинке снизу берут клетку и засчёт (вероятно) стабилизации менее заряженной системы селективно меняют "синюю" деталь на "краснyю".
У этого всего, помимо эстетической красоты и фундаментального понимания, уже есть множество аппликаций. С помощью одних молекулярных клеток ускоряют органические реакции, с помощью других - стабилизируют взрывчатые или самовоспламеняющиеся вещества. В клетки другого типа вставляют лекарства и доводят их до целевых органов, минуя здоровые. И это только навскидку. Возможно со временем мы сможем использовать эти знания для получения синтетической жизни.
Пожалуй на сегодня хватит.
UPD: Продолжение
Также растут кристаллы - одна молекула "приклеивается" к другой, "выбирая" наиболее энергетически выгодную конформацию, пока не образуются, например, вот такие красавцы.
Тоже самое происходит и в живой клетке. Молекулы, плавая в цитоплазме, сами собираются в некие структуры, потом эти структуры совершают катализ самосборки других структур, итд итп вплоть до многоклеточного организма. Всё это выглядит как огромный работающий завод без единого рабочего, начальника цеха, директора или уборщицы. Всё работает по (био)химическим законам без чьего-либо сознательного надзора или управления - результат химической эволюции, постепенного усложнения, выживания работающих систем и отмирания неработающих.
Начало исследования законов самосборки молекул было во многом продиктовано природными процессами, исследовались в первую очередь именно они или их близкие подобия. Однако в биохимии исследования сильно затруднялись тем, что будучи очень сложными, такими, что человеческому мозгу порой даже их форму тяжело представить, биологические объекты со скрипом поддавались физическим методам или теоретическим расчётам.
Так постепенно (в начале 90-ых) возникла идея - а почему собственно исследовать только природную самосборку? А может подойти с другой стороны? Исследовать модели, легче поддающиеся исследованиям и попытаться понять природу на их основе. То есть собрать сначала знания, разбросанные под горящим фонарём, а уж потом двигаться к перегоревшим. Ну а что может быть самым простым для нашего убогого серого вещества? Правильно! Геометрические фигуры.
В этой табличке схематически изображены синеньке и красненькие молекулы. Синенькие могут реагировать только с красненькими, соединяясь активными группами на концах. Вот и всё. Площадь таких фигурок - от двух до десятка квадратных нанометров. Можно и больше.
Оказалось, что при определённой силе связи и отношении между реагентами получаются исключительно изображённые структуры. И даже если смешать несколько разных синих с разными красными - всё равно они выбирают из раствора тех - которые дают наиболее упорядоченные структуры - не перемешиваясь между собой, фактически осуществляя не только самосборку, но и самосортировкy.
Вот, например, синтез одного из множества видов "молекулярного треугольника". Платина на молекуле 1 селективно взаимодействyeт с азотом в молекуле 2 и при смешении растворов этих двух молекул в отношении 1:1 получаeтся треугольник 3 с выходом близким к 100%.
Пример самосортировки: при смешивании синего уголка с красными палками разной длины селективно получаются два типа равносторонних треугольников.
И никто не заставляет ограничиваться 2-мя измерениями.
Вот интересный свежий пример. Поменяв всего лишь один кислород в синенькой детальке на азот, тем самым увеличив угол тета всего на восемь градусов - самосборкой получаем вместо маленькой клетки большую.
Уже умеют помимо красных и синих брать кое-какие другие "зелёные" - и "хирургически" делать замены одной синей на зелёную или делать нечто новое - "красно-сине-зелёное" с чётким порядком. И то-ли ещё будет.
На картинке снизу берут клетку и засчёт (вероятно) стабилизации менее заряженной системы селективно меняют "синюю" деталь на "краснyю".
У этого всего, помимо эстетической красоты и фундаментального понимания, уже есть множество аппликаций. С помощью одних молекулярных клеток ускоряют органические реакции, с помощью других - стабилизируют взрывчатые или самовоспламеняющиеся вещества. В клетки другого типа вставляют лекарства и доводят их до целевых органов, минуя здоровые. И это только навскидку. Возможно со временем мы сможем использовать эти знания для получения синтетической жизни.
Пожалуй на сегодня хватит.
UPD: Продолжение
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2011-10-17 04:00 am (UTC)no subject
Date: 2011-10-17 01:28 pm (UTC)вспомнилась
Date: 2011-10-17 04:03 am (UTC)Не, у Вас правда интересно.
Re: вспомнилась
Date: 2011-10-17 01:28 pm (UTC)no subject
Date: 2011-10-17 05:14 am (UTC)no subject
Date: 2011-10-17 01:29 pm (UTC)no subject
Date: 2011-10-17 08:00 am (UTC)no subject
Date: 2011-10-17 01:39 pm (UTC)2. для химика они все одинакого просты
3. в следующем посте
4. никаких. они делаются из разных кирпичиков - посмотрите внимательно на таблицу
no subject
Date: 2011-10-17 02:15 pm (UTC)no subject
Date: 2011-10-17 02:27 pm (UTC)no subject
Date: 2011-10-17 02:48 pm (UTC)no subject
Date: 2011-10-17 03:41 pm (UTC)no subject
Date: 2011-10-17 08:11 am (UTC)no subject
Date: 2011-10-17 01:27 pm (UTC)no subject
Date: 2011-10-17 03:48 pm (UTC)no subject
Date: 2011-10-17 08:19 am (UTC)Заберу в субботний дайджест.
no subject
Date: 2011-10-17 01:31 pm (UTC)cnacu6o
Вопрос
Date: 2011-10-19 11:53 am (UTC)Я тут немного поотстал, как мне тебе публично задать вопрос вне твоей ветки? Это возможно физически?
А вопрос о способах хранения инфомации и распознавании образов
( в мосгу, есессено)
Re: Вопрос
Date: 2011-10-19 03:17 pm (UTC)Чья фраза это?
Date: 2011-10-19 11:55 am (UTC)Будем считать это научно установленным фактом?
Моё
Date: 2011-10-19 03:18 pm (UTC)Скорее парадигмой. Пока не показано обратное.
Моя парадигма
Date: 2011-10-19 10:21 pm (UTC)Моя парадигма - маленькие зеленые человечки собирают плавающие в цитоплазме молекулы в некие структуры, потом собирают эти некие структуры в некие архи-структуры и т.д и т.п вплоть до многоклеточного организма.
Пока не доказано обратное, я буду свято верить в это.
Re: Моя парадигма
Date: 2011-10-19 10:39 pm (UTC)Но вот не увидить твоих зелёных человечков, не померить их массу, объём или площадь, не объяснить откуда они взялись ты не сможешь - ты не сможешь.
Я же смогу замечательно (хоть пока и не без некоторого количества белых пятен) показать, как они сами собираются следуя простейшим физическим законам, симулировать процессы на моделях экспериментально, а также теоретически, например квантовой механикой. Смогу на основе этого вывести определённые законы, с помощью которых я смогу лечить болезни, делать полезные материалы итд итп - а ты своим человечкам можешь только жертвы приносить и молиться.
Прости - мне не очень интересно вести разговор на таком низком уровне.
Re: Моя парадигма
Date: 2011-10-20 12:07 am (UTC)Re: Моя парадигма
Date: 2011-10-20 12:01 am (UTC)Re: Моя парадигма
Date: 2011-10-21 01:45 pm (UTC)Поэтому, пожалуста, потрать 5 минут своего драгоценного времени, прочти (еще раз) мое рассуждение и ответь на 1 (один) вопрос, после чего я обещаю перестать морочить тебе голову
ха, я начал формулировать свой вопрос и почуствовал себя евреем из анекдота, где он поймал золотую рыбку, обещавшую исполнение трех желаний, и свое первое желание выразил так:
- Хочу быть богатым, умным и красивым - это раз....
Короче, вопрос:
Какой выбор наиболее близко описывает Ваше мнение по нижеследующему параграфу
(отметьте несколько если нужно)
А. Не понял
Б. Меня это мало интересует
В. Рассуждение ошибочно, либо недоказуемое
Г. Это уже говорилось и не раз
Д. Может быть это и справедливо, ну и что?
Ежели знакомая нам Жизнь была бы создана Творцом с ограниченными возможностями
(полный лист возможностей:доставка микрорганизмов/вирусов и локальное искривление пространства с целью насылания на Землю геокосмических катастроф), то у Творца не было бы никакого другого выхода, как включить в проектиремую им систему следующие знакомые нам элементы:
- механизм хранения и дуплицирования информации
- механизм синтеза исходных строительных элементов по хранимому коду
- эволюционно-приспособительские функции
- доступ к хранителям информации для массового (в рамках популяции) изменения/корректирования программы (вирусы)
- механизм усвоения доступных источников энергии
Список несомненно может быть сокращен или расширен, но для этого надо обладать знаниями, которых у меня нет
И еще раз, это лемма типа Если..., то, а не гипотеза
Re: Моя парадигма
Date: 2011-10-24 01:06 am (UTC)Почитай вот это http://www.polit.ru/article/2008/04/10/paleontolog/
и посмотри вот это:
No title
Date: 2012-03-06 10:12 am (UTC)no subject
Date: 2012-03-07 06:24 am (UTC)no subject
Date: 2012-03-07 12:33 pm (UTC)Самосборка.
Date: 2012-03-07 11:09 am (UTC)no subject
Date: 2012-03-08 03:37 am (UTC)Конкурс научных блогов – 2012. Итоги
Date: 2012-05-03 10:34 am (UTC)Мои поздравления Сергею Белкову!
Date: 2012-05-03 04:39 pm (UTC)Ссылки для студентов
Date: 2012-05-03 05:26 pm (UTC)no subject
Date: 2012-05-13 07:25 pm (UTC)no subject
Date: 2012-05-13 07:28 pm (UTC)no subject
Date: 2012-05-13 08:01 pm (UTC)no subject
Date: 2012-05-14 03:31 am (UTC)no subject
Date: 2012-05-24 03:11 pm (UTC)http://pubs.acs.org.myaccess.library.utoronto.ca/doi/full/10.1021/cr200077m?source=chemport
no subject
Date: 2012-05-24 03:31 pm (UTC)СамоÑбоÑка
Date: 2013-01-08 07:03 am (UTC)no subject
Date: 2016-04-21 08:31 pm (UTC)