Стэнфордские учёные создали компьютер внутри живой клетки. Что сложнее клетка или компьютер
Стэнфордские учёные создали компьютер внутри живой клетки / Хабр
Команда биоинженеров Стэнфордском университете в свою очередь создала логический элемент из генетического материала, который получил название биологический транзистор или транскриптор. Об этом они сообщили в журнале Science 28 марта этого года.
В публикации исследователи описали универсальную систему генетических транзисторов внутри функционирующей клетки, которая может включаться или отключаться при определенных условиях. Авторы исследования высказывают надежду, что со временем такие группы транзисторов могут стать микроскопическими живыми компьютерами.
Компьютеры такого рода могут выполнять разнообразные задачи: определять наличие какого-либо токсина, считать количество делений раковой клетки или предоставлять детальную и точную информацию о действии препарата на какой-либо вид клеток. К примеру, чтобы избежать неконтролируемого деления раковых клеток, можно запрограммировать компьютер внутри клетки на смерть при достижении определенного порога количества делений.Дрю Энди (на фотографии) надеется, что в будущем будет возможным помещать миниатюрные компьютеры в любую живую клетку, однако замечает, что речи о замене кремниевой микроэлектроники не идёт. Не предвидится замены кремниевой начинки телефонов или ноутбуков на живые ЭВМ, но компьютеры будут работать там, где кремний никогда не смог бы.
Команда продемонстрировала работу биокомпьютеров на примере бактерии E. Coli, что весьма типично для генетических исследований. «Транскрипторы» используют особые ферменты для контроля потока полимеразы РНК вдоль цепочек ДНК подобно тому, как миллионы кремниевых транзисторов в компьютерах управляют током электронов. Выбор ферментов транскрипторов — трудоёмкая и важная задача, поскольку они должны быть работоспособны как в бактериях, так и в грибках и животных клетках.
Как и обычные кремниевые транзисторы, транскрипторы позволяют маленькому току управлять поведением большего. Малое изменение активности фермента (затвор транскриптора) приведёт к большому изменению связанных генов (канал). Комбинируя транскрипторы, исследователи создали полный набор элементов булевой логики — биологические эквиваленты И, И-НЕ, ИЛИ, исключающего ИЛИ и исключающего НЕ-ИЛИ. С набором таких элементов биологический компьютер сможет выполнять вычисления внутри клетки.
Для проведения вычислений в клетке, тем не менее, требуется биологическое устройство для хранения данных, и эксперименты по кодированию информации в генетическом материале уже проводились. Не следует ожидать быстрого появления производительных биологических компьютеров, но вполне возможно распространение, например, нового типа лекарств. В надежде на развитие технологии биологических вычислений исследователи из Стэнфорда передали дизайн (био)логических элементов в общественное достояние.
По материалам сайтов ExtremeTech и Стэнфордской школы медицины.
habr.com
Генетические и клеточные биокомпьютеры.
Главная → Технологии → Генетические и клеточные биокомпьютеры
Эля Рыбак
В настоящее время, когда каждый новый шаг в совершенствовании полупроводниковых технологий дается со все большим трудом, ученые ищут альтернативные возможности развития вычислительных систем. Естественный интерес ряда исследовательских групп (среди них Оксфордский и Техасский университеты, Массачусетский технологический институт, лаборатории Беркли, Сандия и Рокфеллера) вызвали природные способы хранения и обработки информации в биологических системах. Итогом их изысканий явился (или, точнее, еще только должен явиться) гибрид информационных и молекулярных технологий и биохимии – биокомпьютер. Идут разработки нескольких типов биокомпьютеров, которые базируются на разных биологических процессах. Это, в первую очередь, находящиеся в стадии разработки ДНК- и клеточные биокомпьютеры.
ДНК-компьютеры
Как известно, в живых клетках генетическая информация закодирована в молекуле ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). ДНК – это полимер, состоящий из субъединиц, называемых нуклеотидами. Нуклеотид представляет собой комбинацию сахара (дезоксирибозы), фосфата и одного из четырех входящих в состав ДНК азотистых оснований: аденина (А), тимина (Т), гуанина (G) и цитозина (C). Молекула ДНК образует спираль, состоящую из двух цепей, объединенных водородными связями. При этом основание А одной цепи может соединяться водородными связями только с основанием Т другой цепи, а основание G – только с основанием С. То есть, имея одну из цепей ДНК, всегда можно восстановить строение второй. Благодаря этому фундаментальному свойству ДНК, получившему название комплементарности, генетическая информация может точно копироваться и передаваться от материнских клеток к дочерним. Репликация молекулы ДНК происходит за счет работы специального фермента ДНК-полимеразы. Этот фермент скользит вдоль ДНК и синтезирует на ее основе новую молекулу, в которой все основания заменены на соответствующие парные. Причем фермент начинает работать только если к ДНК прикрепился коротенький кусочек-затравка (праймер). В клетках существует также родственная молекуле ДНК молекула матричной рибонуклеиновой кислоты (РНК). Она синтезируется специальным ферментом, использующим в качестве образца одну из цепей ДНК, и комплементарна ей. Именно на молекуле РНК в клетке, как на матрице, с помощью специальных ферментов и вспомогательных факторов происходит синтез белков. Молекула РНК химически устойчивее, чем ДНК, поэтому экспериментаторам с ней работать удобнее. Последовательность нуклеотидов в цепи ДНК/РНК определяет генетический код. Единицей генетического кода – кодоном – является последовательность из трех нуклеотидов.
Ученые решили попытаться по примеру природы использовать молекулы ДНК для хранения и обработки данных в биокомпьютерах.
Первым из них был Леонард Эдлмен из Университета Южной Калифорнии (см.: "Molecular Computation of Solutions to Combinatorial Problems. Science, 1994, № 266, р. 1021), сумевший решить задачу гамильтонова пути. Суть ее в том, чтобы найти маршрут движения с заданными точками старта и финиша между несколькими городами (в данном случае семью), в каждом из которых разрешается побывать только один раз. "Дорожная сеть" представляет собой однонаправленный граф. Эта задача решается прямым перебором, однако при увеличении числа городов сложность ее возрастает экспоненциально. Каждый город Эдлмен идентифицировал уникальной последовательностью из 20 нуклеотидов. Тогда путь между любыми двумя городами будет состоять из второй половины кодирующей последовательности для точки старта и первой половины кодирующей последовательности для точки финиша (молекула ДНК, как и вектор, имеет направление). Синтезировать такие последовательности современная молекулярная аппаратура позволяет очень быстро. В итоге последовательность ДНК с решением составит 140 нуклеотидов (7x20).
Остается только синтезировать и выделить такую молекулу ДНК. Для этого в пробирку помещается около 100 триллионов молекул ДНК, содержащих все возможные 20-нуклеотидные последовательности, кодирующие города и пути между ними. Далее за счет взаимного притяжения нуклеотидов А-Т и G-C отдельные цепочки ДНК сцепляются друг с другом случайным образом, а специальный фермент лигаза сшивает образующиеся короткие молекулы в более крупные образования. При этом синтезируются молекулы ДНК, воспроизводящие все возможные маршруты между городами. Нужно лишь выделить из них те, что соответствуют искомому решению.
Эдлмен решил эту задачу биохимическими методами, последовательно удалив сначала цепочки, которые не начинались с первого города – точки старта – и не заканчивались местом финиша, затем те, что содержали более семи городов или не содержали хотя бы один. Легко понять, что любая из оставшихся после такого отбора молекула ДНК представляет собой решение задачи. (Подробнее см.: Боркус В. "ДНК – основа вычислительных машин". PC Week/RE, № 29-30/99, с. 29).
Вслед за работой Эдлмена последовали другие. Ллойд Смит из Университета Висконсин решил с помощью ДНК задачу доставки четырех сортов пиццы по четырем адресам, которая подразумевала 16 вариантов ответа. Ученые из Принстонского университета решили комбинаторную шахматную задачу: при помощи РНК нашли правильный ход шахматного коня на доске из девяти клеток (всего их 512 вариантов).
Ричард Липтон из Принстона первым показал, как, используя ДНК, кодировать двоичные числа и решать проблему удовлетворения логического выражения. Суть ее в том, что, имея некоторое логическое выражение, включающее n логических переменных, нужно найти все комбинации значений переменных, делающих выражение истинным. Задачу можно решить только перебором 2n комбинаций. Все эти комбинации легко закодировать с помощью ДНК, а дальше действовать по методике Эдлмена. Липтон предложил также способ взлома шифра DES (американский криптографический), трактуемого как своеобразное логическое выражение (http://www.wisdom.weizmann.ac.il/users/udi/public_html/index.html). Первую модель биокомпьютера, правда, в виде механизма из пластмассы, в 1999 г. создал Ихуд Шапиро из Вейцмановского института естественных наук. Она имитировала работу "молекулярной машины" в живой клетке, собирающей белковые молекулы по информации с ДНК, используя РНК в качестве посредника между ДНК и белком.
А в 2001 г. Шапиро удалось реализовать модель в реальном биокомпьютере (см. Programmable andautonomous computing machine made of biomoleciles, Nature, 2001, № 44, р. 430), который состоял из молекул ДНК, РНК и специальных ферментов. Молекулы фермента выполняли роль аппаратного, а молекулы ДНК – программного обеспечения. При этом в одной пробирке помещалось около триллиона элементарных вычислительных модулей. В результате скорость вычислений могла достигать миллиарда операций в секунду, а точность – 99,8%.
В конце февраля 2002 г. появилось сообщение, что фирма Olympus Optical претендует на первенство в создании коммерческой версии ДНК-компьютера, предназначенного для генетического анализа. Машина была создана в сотрудничестве с доцентом Токийского университета Акирой Тояма.
Компьютер, построенный Olympus Optical, имеет молекулярную и электронную составляющие. Первая осуществляет химические реакции между молекулами ДНК, обеспечивает поиск и выделение результата вычислений. Вторая – обрабатывает информацию и анализирует полученные результаты.
Анализ генов обычно выполняется вручную и требует много времени: при этом формируются многочисленные фрагменты ДНК и контролируется ход химических реакций. "Когда ДНК-компьютинг будет использоваться для генетического анализа, задачи, которые ранее выполнялись в течение трех дней, можно будет решать за шесть часов", – сказал сотрудник Olympus Optical Сатоши Икута.
В компании надеются поставить технологию генетического анализа на основе ДНК-компьютера на коммерческую основу. Она найдет применение в медицине и фармации. Ученые планируют внедрять молекулярные наноустройства в тело человека для мониторинга состояния его здоровья и синтеза необходимых лекарств.
Возможностями биокомпьютеров заинтересовались и военные. Американское агентство по исследованиям в области обороны DARPA выполняет проект, получивший название Bio-Comp (Biological Computations, биологические вычисления). Его цель – создание мощных вычислительных систем на основе ДНК. Попутно исследователи надеются научиться управлять процессами взаимодействия белков и генов. Для этого планируется создать мощный симулятор Bio-SPICE, способный средствами машинной графики визуализировать биомолекулярные процессы. Bio-SPICE планируется развивать на принципах открытых исходников (open source). Программа рассчитана на пять лет.
Клеточные компьютеры
Еще одним интересным направлением является создание клеточных компьютеров. Для этой цели идеально подошли бы бактерии, если бы в их геном удалось включить некую логическую схему, которая могла бы активизироваться в присутствии определенного вещества. Такие компьютеры очень дешевы в производстве. Им не нужна столь стерильная атмосфера, как при производстве полупроводников. И единожды запрограммировав клетку, можно легко и быстро вырастить тысячи клеток с такой же программой.
В 2001 г. американские ученые создали трансгенные микроорганизмы (т. е. микроорганизмы с искусственно измененными генами), клетки которых могут выполнять логические операции И и ИЛИ.
Специалисты лаборатории Оук-Ридж, штат Теннесси, использовали способность генов синтезировать тот или иной белок под воздействием определенной группы химических раздражителей. Ученые изменили генетический код бактерий Pseudomonas putida таким образом, что их клетки обрели способность выполнять простые логические операции. Например, при выполнении операции И в клетку подаются два вещества (по сути – входные операнды), под влиянием которых ген вырабатывает определенный белок. Теперь ученые пытаются создать на базе этих клеток более сложные логические элементы, а также подумывают о возможности создания клетки, выполняющей параллельно несколько логических операций.
Потенциал биокомпьютеров очень велик. По сравнению с обычными вычислительными устройствами они имеют ряд уникальных особенностей. Во-первых, они используют не бинарный, а тернарный код (так как информация в них кодируется тройками нуклеотидов). Во-вторых, поскольку вычисления производятся путем одновременного вступления в реакцию триллионов молекул ДНК, они могут выполнять до 1014 операций в секунду (правда, извлечение результатов вычислений предусматривает несколько этапов очень тщательного биохимического анализа и осуществляется гораздо медленнее). В-третьих, вычислительные устройства на основе ДНК хранят данные с плотностью, в триллионы раз превышающей показатели оптических дисков. И наконец, ДНК-компьютеры имеют исключительно низкое энергопотребление.
Однако в разработке биокомпьютеров ученые столкнулись с целым рядом серьезных проблем. Первая связана со считыванием результата – современные способы секвенирования (определения кодирующей последовательности) не совершенны: нельзя за один раз секвенировать цепочки длиной хотя бы в несколько тысяч оснований. Кроме того, это весьма дорогостоящая, сложная и трудоемкая операция.
Вторая проблема – ошибки в вычислениях. Для биологов точность в 1% при синтезе и секвенировании оснований считается очень хорошей. Для ИТ она неприемлема: решения задачи могут потеряться, когда молекулы просто прилипают к стенкам сосудов; нет гарантий, что не возникнут точечные мутации в ДНК, и т. п. И еще – ДНК с течением времени распадаются, и результаты вычислений исчезают на глазах! А клеточные компьютеры работают медленно, и их легко "сбить с толку". Со всеми этими проблемами ученые активно борются. Насколько успешно – покажет время.
Биокомпьютеры не рассчитаны на широкие массы пользователей. Но ученыенадеются, что они найдут свое место в медицине и фармации. Глава израильской исследовательской группы профессор Эхуд Шапиро уверен, что в перспективе ДНК-наномашины смогут взаимодействовать с клетками человека, осуществлять наблюдение за потенциальными болезнетворными изменениями и синтезировать лекарства для борьбы с ними.
Наконец, с помощью клеточных компьютеров станет возможным объединение информационных и биотехнологий. Например, они смогут управлять химическим заводом, регулировать биологические процессы внутри человеческого организма, производить гормоны и лекарственные вещества и доставлять к определенному органу необходимую дозу лекарств.
Статья опубликована в PC Week/RE № 19, 2003 г., c. 32.
www.computer-museum.ru
Строение клетки человека: просто о сложном
Клетка человека не отличается от аналогичной структуры в составе тела других животных, если рассматривать только общий план строения. Анализируя строение клетки человека, цитологи выделяют две области, которые различаются функциями – ядро и цитоплазму. Повседневную деятельность, обеспечение постоянных нужд единицы всего живого выполняет цитоплазма.
Все специфические функции, такие как сокращения мышечной клетки или передача нервного сигнала, тоже выполняются за счет работы цитоплазмы. Поэтому у разных типов клеток цитоплазма отличается. А вот ядро по строению одинаковое даже у разных видов.
Строение ядра клетки достаточно однообразно в единицах живого разного типа. Там находятся глыбки хроматина и ядрышки. Хроматин вовсе не является химическим соединением, это просто ДНК в «упакованном» состоянии. В хроматине есть также РНК и немного белков гистонов.
Ядро чаще всего бывает круглое или овальное. Но встречаются и продолговатые, и разделенные поперечными перетяжками (так бывает в нейтрофилах). Рассматривая строение клетки человека, нужно отметить, что в ней существует целая система мембран и интерфазное (вне деления) ядро всегда окружено ядерной оболочкой. В оболочке есть отверстия, называемые ядерными порами. Через них в ядро и из него проходят макромолекулы.
Внутренняя среда ядра сильно отличается от среды клетки, это обеспечивается тонкими диафрагмами пор, которые пропускают только нужные ядру вещества внутрь. Так ядро обменивается с цитоплазмой химической информацией. В ядрышке образуется рРНК, необходимая для размножения клетки. Часто ядрышки сливаются в одно и в микроскопе видно одно большое ядрышко.
Ядерный сок по химическому составу – коллоидный раствор протеинов, он плохо окрашивается на препаратах для электронного микроскопа и выглядит как светлая область на микрофотографиях. Это довольно разреженная среда, где облегчена диффузия метаболитов, а генетический материал может перемещаться исключительно быстро.
А что же делает цитоплазма? В ее» обязанности» не входит только организация размножения, все остальное она может делать. Строение клетки человека таково, что основа жизни – окисление, происходит именно в цитоплазме. Она состоит из множества маленьких структур, которые называют органеллами или органоидами, по аналогии с органами в большом организме.
Большинство органелл представляют собой мембранные структуры. Не содержат мембран только свободные рибосомы, центриоли, реснички и жгутики (все три вида органелл состоят из микротрубочек), а также фибриллярные структуры (микрофиламенты и фибриллы).
Строение клетки человека в принципе мембранно, то есть все отделы закрыты мембранами. Митохондрии, например, вообще имеют в составе два слоя мембран, в которых происходит синтез энергетических молекул – АТФ в результате реакций клеточного дыхания. Митохондрии уникальны, потому что это паразиты, которые стали симбионтами. Они имеют свой геном и вообще довольно-таки независимы. Предполагается, что они ведут род от бактерий.
Рибосомы, которые иногда соединяются в полирибосомы, занимаются синтезом белка, необходимого для цитоплазмы. А он очень нужен не только для построения структур, но и для того, чтобы держать баланс осмотического давления в норме.
Эндоплазматический ретикулум представляет собой пузырьки, связанные между собой. На некоторых из них имеются рибосомы. Белок, который ими синтезируется, не плавает в соке цитоплазмы – цитозоле, а изолирован перед выведением из клетки или при использовании на иные нужды.
Аппарат Гольджи - что-то вроде стопки мешочков. В нем накапливаются и сортируются различные вещества. Белки здесь приобретают свою конечную структуру, а также именно здесь образуются лизосомы.
Кстати, о лизосомах. Они разрушают ненужные компоненты клеток, если что-то не так с ними, то развиваются болезни накопления. После гибели клетки они разрушают даже окружение мертвой погибшей единицы живого, а не только ее саму.
Строение живой клетки отличается от строения мертвой в первую очередь тем, что в погибшей происходит кариолизис – распад ядра и переваривание содержимого клетки после рассасывания мембран лизосом.
fb.ru
Строение клетки человека: просто о сложном
Клетка человека не отличается от аналогичной структуры в составе тела других животных, если рассматривать только общий план строения. Анализируя строение клетки человека, цитологи выделяют две области, которые различаются функциями – ядро и цитоплазму. Повседневную деятельность, обеспечение постоянных нужд единицы всего живого выполняет цитоплазма.
Все специфические функции, такие как сокращения мышечной клетки или передача нервного сигнала, тоже выполняются за счет работы цитоплазмы. Поэтому у разных типов клеток цитоплазма отличается. А вот ядро по строению одинаковое даже у разных видов.
Строение ядра клетки достаточно однообразно в единицах живого разного типа. Там находятся глыбки хроматина и ядрышки. Хроматин вовсе не является химическим соединением, это просто ДНК в «упакованном» состоянии. В хроматине есть также РНК и немного белков гистонов.
Ядро чаще всего бывает круглое или овальное. Но встречаются и продолговатые, и разделенные поперечными перетяжками (так бывает в нейтрофилах). Рассматривая строение клетки человека, нужно отметить, что в ней существует целая система мембран и интерфазное (вне деления) ядро всегда окружено ядерной оболочкой. В оболочке есть отверстия, называемые ядерными порами. Через них в ядро и из него проходят макромолекулы.
Внутренняя среда ядра сильно отличается от среды клетки, это обеспечивается тонкими диафрагмами пор, которые пропускают только нужные ядру вещества внутрь. Так ядро обменивается с цитоплазмой химической информацией. В ядрышке образуется рРНК, необходимая для размножения клетки. Часто ядрышки сливаются в одно и в микроскопе видно одно большое ядрышко.
Ядерный сок по химическому составу – коллоидный раствор протеинов, он плохо окрашивается на препаратах для электронного микроскопа и выглядит как светлая область на микрофотографиях. Это довольно разреженная среда, где облегчена диффузия метаболитов, а генетический материал может перемещаться исключительно быстро.
А что же делает цитоплазма? В ее» обязанности» не входит только организация размножения, все остальное она может делать. Строение клетки человека таково, что основа жизни – окисление, происходит именно в цитоплазме. Она состоит из множества маленьких структур, которые называют органеллами или органоидами, по аналогии с органами в большом организме.
Большинство органелл представляют собой мембранные структуры. Не содержат мембран только свободные рибосомы, центриоли, реснички и жгутики (все три вида органелл состоят из микротрубочек), а также фибриллярные структуры (микрофиламенты и фибриллы).
Строение клетки человека в принципе мембранно, то есть все отделы закрыты мембранами. Митохондрии, например, вообще имеют в составе два слоя мембран, в которых происходит синтез энергетических молекул – АТФ в результате реакций клеточного дыхания. Митохондрии уникальны, потому что это паразиты, которые стали симбионтами. Они имеют свой геном и вообще довольно-таки независимы. Предполагается, что они ведут род от бактерий.
Рибосомы, которые иногда соединяются в полирибосомы, занимаются синтезом белка, необходимого для цитоплазмы. А он очень нужен не только для построения структур, но и для того, чтобы держать баланс осмотического давления в норме.
Эндоплазматический ретикулум представляет собой пузырьки, связанные между собой. На некоторых из них имеются рибосомы. Белок, который ими синтезируется, не плавает в соке цитоплазмы – цитозоле, а изолирован перед выведением из клетки или при использовании на иные нужды.
Аппарат Гольджи - что-то вроде стопки мешочков. В нем накапливаются и сортируются различные вещества. Белки здесь приобретают свою конечную структуру, а также именно здесь образуются лизосомы.
Кстати, о лизосомах. Они разрушают ненужные компоненты клеток, если что-то не так с ними, то развиваются болезни накопления. После гибели клетки они разрушают даже окружение мертвой погибшей единицы живого, а не только ее саму.
Строение живой клетки отличается от строения мертвой в первую очередь тем, что в погибшей происходит кариолизис – распад ядра и переваривание содержимого клетки после рассасывания мембран лизосом.
Источник: fb.ruКомментарии
Идёт загрузка... Похожие материалы
Бизнес Анализ кредитоспособности предприятия: просто о сложномКаждое предприятие сталкивается рано или поздно с необходимостью взять некоторую сумму в кредит с целью обеспечения текущей деятельности, для покупки дорогостоящего оборудования или с другой целью. Очевидно, что далек...
Автомобили Как ездить на мотоцикле. Просто о сложном.Сегодня мотоцикл является довольно распространенным транспортным средством, за рулем которого можно увидеть как подростков, так и людей почтенного возраста. Перейдя на использование мотоцикла, многие горожане спосо...
Домашний уют Двухъярусная кровать своими руками. Просто о сложномДвухъярусная кровать своими руками – это задача, которая посильна каждому. Для самостоятельного изготовления потребуется материал, инструменты, усердие и, конечно, желание. Необходимость материальных компонентов...
Домашний уют Как поливать орхидеи в домашних условиях: просто о сложномВ квартирах и домах частыми гостями стали орхидеи. Фото- и ...
Закон Снять с учета автомобиль: просто о сложномКаждому автомобилисту приходилось хотя бы раз задаваться вопросом о том, а как же снять с учета автомобиль.
Закон Документы на финскую визу - просто о сложном!Если в ваши планы входит посещение Финляндии, то в обязательном порядке придется оформлять визу.
Закон Банковская тайна. Просто о сложномНаверняка многие из нас регулярно пользуются самыми различными услугами коммерческих банков. Некоторые клиенты предпочитают хранить в кредитных организациях свои денежные сбережения, другие доверяют им свои ценности (...
Здоровье Нужна ли к препарату инструкция? «Кагоцел» - просто о сложномВ холодный сезон мы уже привычно готовимся к эпидемии острых респираторных инфекций. Чеснок, мед, клюква и даже черная редька с лимоном – весь этот набор обязательно появляется в доме с наступлением ноября. Одна...
Искусство и развлечения Просто о сложном: как нарисовать лилиюБольшой путь начинается с первого шага, и если вы хотите рисовать цветы, лучше всего начинать с простых эскизов. Хотите знать, как нарисовать лилию? Смотрите, повторяйте, повышайте мастерство и превзойдите учителя!
Компьютеры Просто о сложном: как работает компьютер?Полагаю, что раз вы уже читаете данную статью с Интернет-ресурса, значит, с таким устройством, как компьютер, знакомы, видели его и представляете, как оно выглядит.А задумывались ли вы когда-нибудь над тем, как...
monateka.com
Тайна появления жизни на Земле. Часть первая: как создать клетку?
Сегодня жизнь завоевала каждый квадратный сантиметр Земли, но когда планета только сформировалась, она была мертвым камнем. Как и когда произошел знаковый переход? С чего началась жизнь? Едва ли можно придумать более серьезный, большой и сложный вопрос. На протяжении большей части истории человечества никто не сомневался в том, что это дело богов. Любое другое объяснение было немыслимым.
Больше нет. За последнее столетие многие ученые пытались выяснить, с чего могла начаться первая жизнь. Они даже пытались воссоздать момент Сотворения в своих лабораториях: создать совершенно новую жизнь с нуля. Пока никому это не удалось, но мы прошли долгий путь. Сегодня многие ученые, изучающие происхождение жизни, уверены, что они на верном пути — и у них есть эксперименты, которые подкрепляют их уверенность в этом.
Это история наших попыток выяснить наше истинное происхождение. Это история одержимости, борьбы и блестящего творчества, которые привели к некоторым из величайших открытий современной науки. Стремление понять истоки жизни посылало мужчин и женщин в самые отдаленные уголки нашей планеты. Некоторых ученых считали дьяволами во плоти, другие же продолжали работать под пятой жестоких тоталитарных правительств.
Это история рождения жизни на Земле.
На самом деле динозавры жили не так давно
Жизнь стара. Динозавры — самые известные вымершие создания — появились 250 миллионов лет назад. Но жизнь появилась намного, намного раньше.
Древнейшим из известных окаменелостей порядка 3,5 миллиарда лет, в 14 раз больше, чем самым старым динозаврам. Но окаменевшая летопись может уводить нас еще дальше. К примеру, только в августе 2016 года ученые обнаружили окаменелых микробов, которым 3,7 миллиарда лет.
Этим волнистым узорам может быть 3,7 миллиарда лет
Сама Земля ненамного старше, ей 4,5 миллиарда лет.
Если предположить, что жизнь образовалась на Земле — что представляется разумным, учитывая, что мы до сих пор не нашли ее в другом месте, — то это должно было произойти в тот миллиард лет, который протекал между формированием Земли и появлением самых старых известных окаменелостей.
Сужая диапазон времени возможного появления жизни, мы можем делать обоснованные предположения о том, как это произошло.
Древо жизни: больше всего бактерий и архей
С 19 века биологи знают, что все живые существа состоят из «клеток»: крошечных мешочков живой материи, которые бывают разных форм и размеров. Впервые клетки были обнаружены в 17 веке, благодаря изобретению первых микроскопов, но потребовалось более ста лет, чтобы понять, что они были основой всей жизни.
Вы, конечно, не похожи на сома или тираннозавра, но микроскоп покажет, что вы сделаны практически из тех же клеток. Как и растения, и грибы. Но пока что самой многочисленной формой жизни являются микроорганизмы, состоящие из одной клетки. Бактерии — самая известная группа, их можно найти всюду на Земле.
В апреле 2016 года ученые представили обновленную версию «древа жизни»: в некотором смысле фамильного древа каждого живущего вида. Почти все ветви представлены бактериями. Более того, форма этих ветвей говорит о том, что бактерии были общим предком всей жизни. Другими словами, каждое живое существо — включая вас — произошло от бактерий.
Выходит, мы можем точнее определить проблему происхождения жизни. Используя только материалы и условия, которые были на Земле 3,5 миллиарда лет назад, мы должны сделать клетку.
Насколько сложно это будет?
Целая живая клетка
Первые эксперименты
На протяжении почти всей истории никто не считал нужным задаваться вопросом, как появилась жизнь, поскольку ответ казался очевидным. До 1800-х годов большинство людей верили в «витализм». Это интуитивное представление, что живые существа наделены особым, магическим свойством, которое отличает их от неодушевленных предметов.
Витализм часто связывался с религиозными убеждениями. Библия говорит, что Бог использовал «дыхание жизни», чтобы оживить первых людей, и бессмертная душа является формой витализма.
Только вот есть одна проблема. Витализм — это полная чушь.
К началу 1800-х годов ученые обнаружили несколько веществ, которые казались уникальными для жизни. Одно из таких соединений было мочевиной, которую обнаружили в моче и выделили в 1799 году. Только это все так же укладывалось в концепцию витализма. Только живые существа были в состоянии производить эти химические вещества, поэтому они, видимо, были заряжены энергией жизни и это делало их особенными.
Но в 1828 году немецкий химик Фридрих Вёлер нашел способ делать мочевину из распространенного химического вещества, цианата аммония, который не имел очевидную связь с живыми существами. Другие последовали его примеру, и вскоре стало ясно, что химические вещества жизни можно сделать из более простых химических веществ, не имеющих ничего общего с жизнью.
Фридрих Вёлер, немецкий химик
Это был конец для витализма в качестве научной концепции. Но людям оказалось трудно расстаться с этой идеей. Очень многим казалось, что говорить, что в химических вещества жизни нет ничего «особенного», это как отнимать у жизни ее магию, делать ее механической или бездушной. Ну и, конечно же, это противоречило Библии.
Даже ученые пытались спасти витализм. Еще в 1913 году английский биохимик Бенджамин Мур горячо проталкивал теорию «биотической энергии», которая была тем же витализмом, но с другим названием. У этой идеи был сильный эмоциональный подтекст.
Да и сегодня, впрочем, эта идея порой всплывает тут и там. Например, существует множество научно-фантастических историй, в которых «энергию жизни» можно увеличить или высосать. Вспомните «энергию регенерации», используемую Повелителями Времени в «Докторе Кто». Кажется необычным, но это очень и очень старая идея.
Тем не менее после 1828 года ученые получили здравые причины искать «безбожное» объяснение первого появления жизни. Но не искали. Казалось бы, эту тему нужно исследовать, но по факту тайну происхождения жизни игнорировали десятилетиями. Возможно, все еще были слишком привязаны к витализму, чтобы сделать следующий шаг.
Чарльз Дарвин показал, что вся жизнь произошла от одного общего предка
Вместо этого гигантским прорывом в биологии 19 века стала теория эволюции, разработанная Чарльзом Дарвином и другими.
Теория Дарвина, изложенная в «Происхождении видов» в 1859 году, объяснила, как все это разнообразие жизни могло появиться из единственного общего предка. Каждый отдельный вид теперь уже не был создан Богом, а произошел от древнего организма, который жил миллионы лет назад: последний универсальный общий предок.
Эта идея оказалась чрезвычайно противоречивой, опять же, потому что не сходилась с Библией. Дарвин и его идеи оказались под шквалом атаки, отчасти возмущенных христиан.
Теория эволюции ничего не говорила о том, как появился самый первый организм.
Дарвин считал, что жизнь появилась в «маленьком теплом пруду»
Дарвин знал, что это глубокий вопрос, но — возможно, опасаясь новых нападок со стороны церкви — осмелился обсудить его лишь в 1871 году. Приподнятый тон письма показывает, что он знал глубокое значение этого вопроса:
«Но если бы (и ох какое это большое «если бы») мы могли представить себе небольшой теплый пруд со всеми видами аммиака и фосфорной соли — со светом, теплом, электричеством — в котором химически образовалось бы белковое соединение, готовое пройти через еще более сложные изменения…»
Другими словами, что если когда-то был небольшой водоем, наполненный простыми органическими соединениями и купающийся в солнечном свете? Некоторые из этих соединений, возможно, в совокупности образовали бы полуживое вещество вроде белка, который мог бы начать развиваться и становиться все более сложным.
Эта идея была поверхностной. Но она легла в основу первой гипотезы появления жизни.
Что любопытно, эта гипотеза появилась в СССР.
Александр Опарин жил и работал в СССР
Во времена Сталина все было под контролем государства. Даже идеи людей, биологов, не связанных с коммунистической политикой. Что примечательно, Сталин фактически запрещал ученым изучать обычную генетику. Вместо этого он продвигал идеи фермера Трофима Лысенко, которые, по его мнению, больше соответствовали коммунистической идеологии. Ученые, работающие в области генетики, были вынуждены публично поддерживать идеи Лысенко, чтобы не оказаться в лагерях.
Именно в такой репрессивной среде Александр Опарин проводил свои исследования в области биохимии. Он мог работать, поскольку был преданным коммунистом: поддерживал идеи Лысенко и даже получил орден Ленина, высшую награду времен СССР.
В 1924 году Опарин опубликовал свою работу «Происхождение жизни». В ней он изложил свое видение зарождения жизни, которое было поразительно похоже на маленький теплый пруд Дарвина.
Океаны сформировались после того, как Земля остыла
Опарин пытался представить, какой была Земля после формирования. Поверхность была обжигающе горячей, поскольку на нее падали камни из космоса. Мешанина из полурасправленных пород, содержащих огромный спектр химических веществ, в том числе и на основе углерода.
В конце концов Земля остыла достаточно, чтобы водяной пар конденсировался в жидкую воду и пошел первый дождь. Он наполнил земные океаны, которые были горячими и богатыми углеродсодержащими химическими веществами. То, что нужно для жизни.
Сначала различные химические вещества взаимодействовали между собой с образованием множества новых соединений, некоторые из которых были сложными. Опарин предположил, что молекулы, важнейшие для жизни, сахара и аминокислоты, могли образоваться в водах Земли.
Затем некоторые химические вещества начали формировать микроскопические структуры. Много органических веществ не растворяется в воде: к примеру, масла образуют слой поверх воды. Но когда некоторые из этих веществ контактируют с водой, они образуют сферические шарики «коацерваты», которые могут быть до 0,01 сантиметра в поперечнике.
Если вы взглянете на коацерваты через микроскоп, они ведут себя весьма подвижно, как живые клетки. Они растут и меняют форму, иногда делятся на две части. Они также могут вбирать химические вещества из окружающей воды, поэтому в них могут оказаться подобные жизни химвещества. Опарин предположил, что коацерваты были предками современных клеток.
Пятью годами позже, в 1929 году, английский биолог Джон Бёрдон Сандерсон Холдейн независимо предположил очень похожие идеи в короткой статье, опубликованной в Rationalist Annual.
К тому времени Холдейн уже немало внес в теорию эволюции, помогая интегрировать идеи Дарвина в развивающуюся науку о генетике.
Английский генетик Дж. Холдейн
Как и Опарин, Холдейн описал, каким образом органические вещества могли бы накапливаться в воде, «пока первобытные океаны не дошли бы до консистенции горячего разбавленного супа». Это подготовило бы почву для «первых живых или полуживых вещей», которые сформировались и оказались в тонкой масляной пленке.
Показательно, что среди всех биологов мира только Опарин и Холдейн дошли до этого. Мысль о том, что живые организмы могут образоваться в процессе простых химических реакций, без бога или даже «жизненной силы», была радикальной. Как и теория эволюции Дарвина до нее, она тоже была плевком в лицо христианства.
Но в рамки СССР вписывалась отлично. Советский режим был официально атеистическим, а его лидеры с радостью поддерживали любые материалистические объяснения глубоких явлений вроде жизни. Холдейн тоже был атеистом и еще и коммунистом в придачу.
«В то время принятие или непринятие идеи зависело главным образом от человека: был ли он религиозным, поддерживал ли левые или коммунистические идеи», говорит эксперт по происхождению жизни Армен Мулкиджанян из Университета Оснабрюк в Германии. «В Советском Союзе их принимали с радостью, потому что им был не нужен Бог. В западном мире, если взглянуть на людей, которые мыслили в этом направлении, все они были левыми, коммунистами и так далее».
Мысль о том, что жизнь сформировалась в первичном бульоне органических веществ, стала гипотезой Опарина-Холдейна. Она была аккуратной и убедительной, но была одна проблема. Ее не поддерживали никакие экспериментальные доказательства. И так продолжалось почти четверть века.
Гарольд Юри
К тому времени, когда Гарольд Юри стал интересоваться происхождением жизни, он уже получил Нобелевскую премию по химии 1934 года и помог построить атомную бомбу. Во время Второй мировой войны Юри работал над Манхэттенским проектом, собирая нестабильный уран-235, необходимый для сердечника бомбы. После войны он боролся, чтобы сохранить ядерные технологии под контролем граждан.
Также он заинтересовался химией космоса, в частности тем, что происходило во времена формирования Солнечной системы. Однажды он прочитал лекцию и отметил, что в атмосфере Земли, вероятно, не было кислорода, когда она впервые сформировалась. Это стало идеальным дополнением к первичному бульону Опарина и Холдейна: хрупкие химические вещества могли быть уничтожены при контакте с кислородом.
Докторант по имени Стэнли Миллер был в аудитории, а затем подошел к Юри с вопросом: можно ли проверить эту идею? Юри был скептичен, но Миллер настоял на своем. Поэтому в 1952 году Миллер начал самый известный эксперимент на тему происхождения жизни.
Эксперимент Миллера-Юри
Настройки были простыми. Миллер соединил серию стеклянных колб и пустил по ним четыре химических вещества, которые могли присутствовать на ранней Земле: кипящая вода, газообразный водород, аммиак и метан. Затем он подверг газы многократному воздействию электрического тока, чтобы имитировать удары молнии, которые были обычным явлением на Земле в те времена.
Миллер обнаружил, что «вода во флаконах стала значительно розовее после первого дня, а к концу недели раствор стал красным и мутным». Очевидно, образовалась смесь химических веществ.
Проанализировав смесь, Миллер обнаружил, что в ней есть две аминокислоты: глицин и аланин. Аминокислоты часто называют строительными блоками жизни. Они используются для образования белков, которые управляют большинством биохимических процессов в наших телах. Миллер сделал два важнейших компонента жизни буквально с нуля.
Результаты были опубликованы в престижном журнале Science в 1953 году. Юри поступил весьма необычно для старших ученых, сняв свое имя с работы и отдав все лавры Миллеру. Несмотря на это, исследование часто называют «экспериментом Миллера-Юри».
Стэнли Миллер в лаборатории
«Сила Миллера-Юри в том, что вы можете произвести множество биологических молекул просто из атмосферы», говорит Джон Сазерленд из Лаборатории молекулярной биологии в Кембридже, Великобритания.
Детали оказались неверными, поскольку более поздние исследования показали, что атмосфера ранней Земли была другой смесью газов. Но это не меняет факта. Эксперимент удался, простимулировал воображение публики и разлетелся на цитаты.
После эксперимента Миллера другие ученые начали искать способы создания простых биологических молекул с нуля. Решение тайны происхождения жизни, казалось, вот-вот появится.
Но потом выяснилось, что жизнь была сложнее, чем кто-либо думал. Живые клетки были не только мешками с химическими веществами: они были сложнейшими крошечными машинами. Внезапно создание клетки с нуля оказалось гораздо более сложной задачей, чем думали ученые.
Продолжение следует…
hi-news.ru
Основные типы и устройство клеток
Все существа состоят из клеток. Каждая клетка — своего рода миниатюрная фабрика, способная вырабатывать энергию и вещества, необходимые для жизнедеятельности организма.
Что общего между дрожжами и синим китом? И дрожжи, и кит состоят из клеток — элементарных единиц жизни. Работа клеток управляется белками. Синтез белков в свою очередь определяется генетической программой, записанной в сложных молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
Ученые различают два основных типа клеток. Прокариотические («доядерные») клетки, свойственные бактериям и синезеленым водорослям, не имеют ядра, а их ДНК не окружена дополнительной оболочкой. В эукариотических («обладающих ядром») клетках всех остальных организмов (от дрожжей до жирафов) ДНК находится внутри ядра.
Простые системы
Клетки прокариот устроены довольно просто. Каждая окружена клеточной, или плазматической, мембраной толщиной в несколько миллионных долей миллиметра. Эта «пленка» защищает содержимое клетки от внешних воздействий. Клеточная мембрана состоит из липидов (жироподобных веществ) и белков. В ней есть особые «поры», контролирующие обмен молекулами между клеткой и окружающей средой. Внутри клетка заполнена вязкой жидкостью — цитоплазмой, содержащей массу белков, в том числе ферментов, а также рибосомы — частицы, ответственные за «сборку» новых белков.
Рибосомы синтезируют белки, соединяя молекулы различных аминокислот строго в соответствии с генетической информацией. Ее предоставляют рибосомам молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК) — копии участков ДНК (генов). Все процессы в прокариотических клетках протекают непосредственно в цитоплазме.
Сложные конструкции
Как и прокариотические, эукариотические клетки отделены от окружающей среды мембраной, но их внутренняя среда устроена сложнее. Она разделена на цитоплазму и ядро, содержащее молекулы ДНК. В цитоплазме находятся органеллы. Они тоже окружены мембранами, которые отграничивают их содержимое от остальной цитоплазмы. Органеллы — это «органы» клетки, ее постоянные структуры. Каждый их вид специализируется на выполнении строго определенной функции. Одни вырабатывают энергию, другие отвечают за фотосинтез и т. д. Деятельностью всех органелл управляет клеточное ядро.
Эндоплазматическая сеть, или эндоплазматический ретикулум (ЭПР), состоит из многочисленных сообщающихся друг с другом канальцев и цистерн. Эта органелла участвует в обменных процессах. Главная ее функция — транспорт белков. Белки синтезируются на рибосомах, прикрепленных к внешней стороне мембраны ЭПР. Белки, которые нужно вывести из клетки наружу, проникают сквозь мембрану ЭПР внутрь органеллы, накапливаются там и в особых мембранных пузырьках, отделяющихся от цистерн ЭПР, перемещаются в другие части клетки или в комплекс Гольджи. В комплексе Гольджи белки видоизменяются (превращаются в более сложные белки) и накапливаются в так называемых секреторных пузырьках, содержимое которых и выводится из клетки через ее тончайшую плазматическую (клеточную) мембрану.
Биохимическая мини-фабрика
Все эти процессы требуют огромного количества энергии, которую вырабатывают «силовые станции» клетки — митохондрии. Эти крошечные органеллы работают автономно от остальной клетки: у них даже есть своя ДНК. В митохондриях протекают реакции окисления органических молекул, а выделяемая при этом энергия запасается в виде молекул аденозинтрифосфата (АТФ). Этот процесс называется клеточным дыханием. Молекулы АТФ расщепляются в самых разных частях клетки, которая использует высвобождаемую энергию для своих нужд. Клеточное дыхание — очень эффективный процесс. Окисления одной молекулы глюкозы достаточно для образования 36 молекул АТФ. Для сравнения: в клетках бактерий, ответственных за спиртовое брожение, одна молекула глюкозы позволяет синтезировать лишь две молекулы АТФ.
Особый случай: клетки растений
Клетки растений окружены жесткой стенкой из целлюлозы, под которой находится клеточная мембрана. В растительных клетках есть еще один тип «энергетических» органелл — хлоропласты. Внутри хлоропластов находятся молекулы хлорофилла — зеленого пигмента, способного улавливать энергию солнечного света. С помощью этой энергии растения синтезируют из углекислого газа и воды органические вещества — углеводы (сахара). Этот процесс получил название фотосинтеза. Растения могут запасать углеводы в виде крахмала, превращать их в другие органические вещества или использовать для синтеза АТФ с помощью митохондрий. Вот почему растения, в отличие от животных и грибов, не нуждаются во внешних источниках пищи: они создают ее сами, а затем высвобождают из нее необходимую для жизнедеятельности энергию.
Клетки животных в свою очередь наделены способностями, отсутствующими у растений. Например, сперматозоиды снабжены жгутиком, у основания которого находятся митохондрии, снабжающие его энергией. Только за счет биений жгутика сперматозоид способен двигаться и достигать яйцеклетки. Мышечные клетки животных содержат микроскопические белковые нити — миозиновые и актиновые филаменты. Когда филаменты начинают скользить друг относительно друга, клетка и вся мышца в целом укорачивается (сокращается). У растений таких «сократительных» белков нет.
932mir-znaniy.com
ВНИМАНИЕ!ТОЛКОВАНИЕ БИБЛИИ: СКАЧАТЬ КНИГУ «Познакомьтесь с Богом Библии», цель которой – знакомство людей с азами учения Библии и Богом, каким Он в ней представлен можно в форматах с файлообменника pdf, rtf , fb2, epub, doc, odt, txt, а также с нашего сайта . ЧИТАТЬ ОНЛАЙН → «Познакомьтесь с Богом Библии» СКАЧАТЬ КНИГУ «Возвращаясь к истокам христианского вероучения» – рассуждение о вероучении первоапостольской церкви и его изменении со временем – можно в форматах с файлообменника pdf, rtf , fb2, epub, doc, odt, txt, а также с нашего сайта . ЧИТАТЬ ОНЛАЙН → «Возвращаясь к истокам христианского вероучения» ЗАКАЗАТЬ В ПЕЧАТНОМ ВИДЕ на странице → Задать вопрос по Библии  Облако тегов: МИКРОМИР человека, молекула, ДНК, клетка, жизнь внутри организма |
ВНИМАНИЕ!!! ДАННЫЙ МАТЕРИАЛ ПЕРЕРАБОТАН, ДОПОЛНЕН И ВКЛЮЧЕН В КНИГУ «Творение или эволюция? Сколько лет Земле?». ДЛЯ ЧТЕНИЯ ПЕРЕЙДИТЕ НА СТРАНИЦУ --> ДНК, белок, клетка – сложнейший микромир Чтоб убедиться в абсурдности самозарождения, давайте посмотрим, как устроен микромир. Отметим, что рассмотрим мы его лишь поверхностно, так как он чересчур сложен. Клетка — элементарная единица строения и жизнедеятельности всех живых организмов. Она обладает собственным обменом веществ, способна к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию. Каждая клетка – это город в миниатюре, состоящий из электростанций, путепроводов, очистных сооружений и т.д. Клетка состоит из ядра, мембраны, цитоплазмы, хромосом, рибосом, ДНК, РНК, белков и многих других элементов, каждый из которых, в свою очередь, имеет собственный микромир. Естественно, клетка может существовать и выполнять свои функции, если все эти структуры созданы одновременно. Молекула белка (протеина) состоит из 50 – 40000 соединенных между собой аминокислот. 
Рис. Принцип строения белка из аминокислот Причем разнообразие белковых структур, создаваемых из 20 видов аминокислот, трудно переоценить. Так, цепочка из 100 аминокислот (небольшой белок) может быть представлена более чем в 10 в 130 степени вариантах, попросту говоря, 10 и 130 нолей. Для примера: в мировом океане 10 в 40 степени молекул воды (10 и 40 нолей). Причем, месторасположение каждой аминокислоты в структуре белка имеет огромное значение, как в компьютерной программе. Если хоть один элемент переставить местами, молекула протеина не будет работать, а значит, не сможет функционировать и выполнять свое предназначение и клетка, то есть часть организма, в которой нужны клетки с этими белками не будут работать. Представьте, как ничтожно мала возможность спонтанного появления самого простого протеина и тем более конкретного который нужен клетке и как следствие организму! А ведь для функционирования простейших клетки и организма нужны тысячи различных протеинов. Без рибосом и РНК аминокислоты не могут соединиться в протеин, тем более именно в такой, какой необходим на данном этапе конкретной клетке. РНК берет информацию об этом нужном белке из ДНК, а рибосомы выступают в качестве строительной площадки. 
Рис. Синтез белка в клетке В молекуле ДНК хромосом человека насчитывается от 50 до 245 миллионов сложно выстроенных пар азотистых оснований. Биохимики посчитали, что в 1 молекуле ДНК возможно 10 в 87 степени вариантов соединения находящегося в ней материала. И лишь один вариант позволит создать Вас лично – со всеми правильно функционирующими органами и индивидуальными качествами. Ученые-материалисты считают, что земле 4,5 млрд. лет. Этот период времени соответствует 10 в 25 степени секунд. То есть, если каждую секунду придумывать один вариант ДНК, то и возраста Земли не хватит, для того чтоб создать одну функционирующую ДНК. Но дело не только в колоссальной сложности ДНК. Дело в том, что ДНК является программой, которую можно сравнить с компьютерным кодом. Только этот код по своей величине и сложности превосходит программы, созданные человеком. Знаменитый программист Билл Гейтс так говорил о ДНК: "Человеческая ДНК подобна компьютерной программе, только бесконечно совершеннее". Задумайтесь, раз есть программа, то нужен и считывающий механизм, иначе любая программа всего лишь мусор. Так вот, ДНК содержит и код для создания механизма для считывания информации с себя и дальнейшего строительства по этой программе всего организма. В ДНК записано где и в какое время в человеке должен быть создан определенный белок и другие элементы. Из одной клетки, в которой находится ДНК, начинается самостроительство любого организма. Делиться молекуле ДНК позволяет ее строение. Она состоит из двух параллельных идентичных ниток нуклеотидов, связанных слабой химической водородной связью. Когда молекула делится, цепочка разрывается, оставляя всю информацию в каждой из полученных новых клеток. 
Рис. Структура ДНК Кто создал материал для клетки? Кто соединил этот материал в клетку? Кто придумал различные - отличающиеся друг от друга, предназначенные для разных функций, но небоходимые каждому организму клетки. Кто записал информацию в виде программы в ДНК? Кто создал механизм для прочтения и выполнения этой информации? О гениальной сложности клетки снят научно-документальный фильм " Чудо в клетке (чудо клетки)", в котором в виде анимации показано какие архисложные происходят внутри клетки процессы. Существует множество видеоматериалов об этом "Жизнь клетки", "Мир клетки" и др. Для анализа теории Дарвина нужно понимать, что в те времена наука могла увидеть в микроскоп лишь крупные бактерии, а клетка представлялась людям малюсенькой емкостью с жидкостью. Тем более им ничего не было известно о микробиологии и генетике. Сегодня многие ученые осознают невероятную сложность строения клетки и в целом организма. Часть из них встают на сторону креационистов. Но многие верят в случай. Таким образом мы видим не противостояние ученых против религии, а две религии - 1) вера в Бога и творение и 2) вера в случайное счастливое зарождение жизни и ее дальнейшее саморазвитие. Но даже простого разума достаточно, чтоб понять практическую невозможность последнего. Подумайте, как миллионы неживых элементов с помощью химических связей сорганизовались в сложные огромнейшие структуры ДНК, РНК, рибосомы, белки и т.д., соблюдая строго определенную последовательность (в том числе, программу), а затем, "продумав" и "распределив" между собой взаимодействия, окружив себя оболочкой, создали из себя живой организм - клетку с огромнейшими разнообразными возможностями и функциями. Как затем клетки, делясь, расползались не в кисель, а создавали отдельные органы, ткани, кости, сосуды, мозг, которые сложно взаимодействуя между собой, образовывали жизнеспособный и способный к самовоспроизведению организм. Откуда появился мужской род и женский? Если предположить, что мы произошли от амебы, то правильнее была бы теория деления. Как в процессе эволюции внутри вида его представители делились постепенно на мужской род и женский, причем сохраняя жизнеспособность и приобретая возможность уникального воспроизведения себе подобных, да еще разными способами (внутреннее, внешнее, двойное оплодотворение…)? Как появлялись на свет новые существа, например, млекопитающие, когда строение женского и мужского организмов еще только находилось в процессе разделения и развития? Ведь недоразвитые спермотозоиды, яйцеклетки и матка просто не способны создать живое существо. Как разнополые существа и их органы развивалось параллельно будучи при этом жизнеспособными. Сегодня мы видим, что даже малое отклонение или заболевание в сперматозоидах, яйцеклетках и матке делает человека бесплодным. А говоря об эволюционном развитии, просто неизбежно постепенное совершенствование всего как внешнего так и внутреннего, в том числе и органов размножения. Как размножались недоразвитые существа с недоразвитыми органами размножения и как размножались промежуточные формы? Ответа на эти вопросы у материалистов нет, да и не может быть. Здесь уместно вспомнить о риторическом вопросе, на который материалисты никогда не смогут найти ответа: "Что было ранее курица или яйцо?". Не смотря на кажущуюся комичность вопроса, он очень серьезен. Курица, не могла бы появиться без яйца – совершенного устройства для образования эмбриона, роста зародыша и развития его в курицу. Так и яйцо не могло появиться вдруг неоткуда без курицы. Данная взаимоисключающая аналогия накладывается и на другие спорные моменты материалистической теории эволюции. Как было выше отмечено, любой организм имеет ДНК, в которую записана вся информация о нем. Без этого готового ДНК с заложенной в него информацией не было бы этого совершенного организма. Так и ДНК можно взять только из уже созданного существа. Сэр Фред Хойль профессор астрономии в Кембридже посвятил много времени математическому вычислению возможности случайного возникновения жизни и впоследствии заявил: «Скорее смерч, промчавшийся через кладбище старых автомобилей, может собрать «Боинг-747» из хлама, поднятого в воздух, чем из неживой природы сможет возникнуть живая». Поэтому, наука до сих пор не может привести повторяющегося примера самозарождения жизни! СЛОЖИВШАЯСЯ УБЕЖДЕННОСТЬ ТЕОРИЯ ДАРВИНА ОПЫТ МИЛЛЕРА КЛЕТКА, МОЛЕКУЛА, ДНК - МИКРОМИР ЧЕЛОВЕКА, ЖИЗНЬ ВНУТРИ ОРГАНИЗМА ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ. СЛОЖНЕЙШИЕ ОРГАНИЗМ И ОРГАНЫ ЧЕЛОВЕКА. МИКРО И МАКРОЭВОЛЮЦИЯ РОЛЬ МУТАЦИИ В ЭВОЛЮЦИИ. ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР ПОЧЕМУ НЕ НАХОДЯТ В ЗЕМЛЕ ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ, ИСКОПАЕМЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ФОРМЫ?? ОБЕЗЬЯНЫ НЕ ПРЕДКИ ЧЕЛОВЕКА. НЕТ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ФОРМ ТЕОРИЯ БОЛЬШОГО ВЗРЫВА, ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ. РАЗОБЛАЧЕНИЕ ЭВОЛЮЦИИ НА ЗЕМЛЕ СКОЛЬКО ЗЕМЛЕ ЛЕТ? ВОЗРАСТ ЗЕМЛИ: Радиоуглеродный метод ошибается Магнитное поле Земли ослабевает «Проткнутые» слои Эрозия почв на начальном уровне Содержание гелия невысоко Возраст Луны меньше 10000 лет Прирост населения соответствует Библейскому возрасту земли Луна недалеко от Земли Ледовые кольца показывают не годы Коралловый риф рос меньше 5000 лет Динозавры надежные свидетели Все люди произошли от одной пары Пласты содержат результаты жизнедеятельности людей Цивилизациям и письменности менее 5000 лет Слои Земли не имеют собственной датировки. Геологические слои. Геохронологическая шкала Отсутствие научных доказательств. Кент Ховинд Вывод
|
apologetica.ru
