Szimmetriasértést - az oka a létezés és a mechanizmus alakulása a világ
Szimmetriasértést - az oka a létezés és a mechanizmus alakulása a világ.
„Mi a hernyó felhívja a végén a világ,
A tanár felhívja a pillangó. "
(Richard Bach, "Illusions")
Így. Akár tetszik, akár nem, de a szimmetria, hogy „mindig veled”. Ellentétben sok emberi alkotások, a természetben nincs tökéletes szimmetria. Igyekszünk, hogy megvitassák. hogyan és milyen esetekben a szimmetria van törve, és milyen szerepet játszottak okozza a megsértése, valamint a létezését a világban.
Röviden a koncepció szimmetria
„Symmetry” - a görög szó fordítása „arányosság” úgy kell értelmezni, hogy az arányosság - részben a harmónia, a megfelelő kombinációját része az egész. (. 2. ábra) További tudományos megfogalmazás a következő: van egy strukturális szimmetria invariáns egy transzformációs objektumot. A legegyszerűbb standard transzformációk - forgás, transzferek és a mérlegelés.
Van egy nagyon összetett, több szintű besorolását a fajta szimmetria. Itt nem vesszük figyelembe a komplexitás a besorolás, akkor vegye figyelembe, csak az alapvető rendelkezéseket, és felidézni a legegyszerűbb példa. A legfelső szinten három típusa van a szimmetria: a strukturális, dinamikus és geometriai. Minden ilyen típusú szimmetria a következő szintre van osztva a klasszikus és nem klasszikus. Az alábbiakban a következő hierarchikus szinteken. Grafikus ábrázolása minden szintjén alárendelés ad elágazó dendrogramot. A mindennapi életben gyakran találkozunk az úgynevezett tükörszimmetriával. Ez a szerkezet a tárgyak mikor osztható jobb és bal, illetve alsó és felső fele a képzetes tengelynek nevezett tükör szimmetria tengelye. Ebben az esetben, amelynek a fele ellentétes oldalán a tengely - azonos egymással.
Példák a más típusú szimmetria például, homogenitás és izotrópiájára helyet. Az ilyen típusú szimmetria 2 nyújt, hogy a tulajdonságok a tárgy vagy a rendszer nem változik, ha költöznek egy pontot a térben és / vagy elfordítja bármely irányba. Ezek a tulajdonságok posztulált teret (homogenitás és izotróp) alapú teljes Euclid geometria: tulajdonságai geometriai alakzatok és a pontosság tételek változatlanok maradnak, függetlenül a mérete és alakja a térbeli helyzetét.
Bizonyos esetekben ez annak tudható be, az időt. Egyes elemek. rendszerek és a természet törvényei változatlanok maradnak egy bizonyos ideig. Ugyanez homokóra azonos önmagával ma és az elmúlt évben, és öt év után. Towers Püthagorasz és Archimedes törvénye változatlan maradt több ezer éve. Ezek a minták következtében idő homogenitását.
Rövid történeti háttér
Meddig emberek elkezdtek gondolkodni szimmetria, ismeretlen. Információ elérte nekünk, hogy a közepén az első évezredben a harmónia (szimmetria) nagy figyelmet szenteltek Püthagorasz és a pythagoreusok. Úgy látta, hogy a világ lényege a harmónia a harmónia a számok. Először tárgyalt a „jobb” és „bal”. Valamivel több mint 100 évvel halála után a Pitagorasz közötti kapcsolat fogalmak „jobb” - „balra”, „felfelé” - „le”, „perod” és „hátsó” Próbáltam felfogni Arisztotelész. Azt írta: „Nem minden szervezetnek meg kell nézni fel és le, jobbra és balra, elöl és hátul, de csak azok, amelyek az oka a mozgás maguk és animált az” (1). Úgy vélte, az ég élő tárgy, amely egy oka a mozgás. Az azonos tárgyú belevette állatokban és emberekben. Tárgyak környező emberi, élettelen és nincs ok önmagában nem tartalmaz, így a jobb és bal oldala határozza meg az emberi tudat. Itt Arisztotelész már látott egy csipetnyi szimmetriasértés, mivel magában foglalja különbségek törvények a mozgás, attól függően, hogy a jelenléte vagy hiánya bizonyos „oka a mozgását.” Symmetry van jelen, és a kilátást Platón a szerkezet a világon, amely szerint neki, áll a szabályos sokszögek, amelyeknek tökéletes szimmetria.
Figyelembe véve a belső dolgok lényegét megismerhetetlen, Immanuel Kant azt állította, hogy nem tudjuk felfogni a különbség hasonló, de nem helyettesíti a dolgok, mint például a jobb és a tükörben, ha úgy tűnik, hogy a bal oldalon. Ebben lehetetlensége helyettesítés Kant megnyilvánulása aszimmetria. Mivel tudjuk, hogy nagyon sok fajta szimmetria, akkor feltételezhetjük, hogy van azonos számú fajta aszimmetriák, ha azt feltételezzük, hogy bármilyen típusú szimmetria zavarják, és hogy minden megsértése szimmetria van aszimmetria.
Asymmetry molekuláris szinten
Az első kísérleti bizonyítékát aszimmetria molekuláris szinten tulajdonában vannak Louis Pasteur. Pasteur világszerte ismert, mint egy ragyogó mikrobiológus, alapítója egy új korszak jellegének megértéséhez mikroorganizmusok. Azonban ő nem orvos, de van egy kémiai oktatás. Mit csinált a speciális, hoztak hírnevet és elismerést minden vegyész. Még tanuló, 1848 Pasteur felfedezte mikroszkópos különbségeket a szerkezet a borkősav kristályok. Néhány az arcok a kristály nem tudott azonban részekre osztani bordáját, így Pasteur le az ilyen kristályok hemihedral. Felét az arcok néhány kristályokat néző különböző irányokba, mint abban az esetben, tükrös visszaverődés. (Ábra. 1).
Ezek a kristályok hasonlóak voltak, de nem azonos, nem hozhatók fedésbe egymásra. Ez a tulajdonság hívták királis, a görög szó χειρ (heirus) - kézzel. Ez azt jelenti, az aszimmetria a jobb és bal oldalon. (Például, ha az objektum tükröződik ideális sík tükör eltér a tárgy, az objektum inherens kiralitású).
Felosztása a kristályok mikroszkóp alatt láthatóan csipesszel típusú irányítottság félig arcok, Pasteur elő két variáns a megoldások, és a kapott oldatokat teszteltünk azon képességükre, hogy forgassa a polarizált fény síkját. Azt találtuk, hogy az egyik típusú megoldás forgatjuk a polarizált fény síkját az óramutató járásával megegyező, míg a másik - ellen. A vegyes oldat forgás nélkül aktivitást. Számunkra nagyon fontos, hogy a borkősav fermentációval előállított, ellentétben a kémiailag szintetizált, volt optikailag aktív, azaz, képes forgó polarizációs síkját. Azaz, a biológiai termék aszimmetrikus, és a molekula tartalmaz csak egy típusú (királisan tiszta), míg a vegyület nem biológiai eredetű álló mind jobbraforgató és balraforgató molekulák (D- és L-izomerek) azonos mennyiségben (1., 2).
Chemistry and Biochemistry, természetesen szorosan kapcsolódik a biológiában. Ezért úgy véljük, néhány tény biológiai jelentőséggel bír ebben a szakaszban.
A legfontosabb molekulák élet - nukleinsavak és fehérjék is tartalmaznak összetételükben optikailag aktív izomerek. Így, a cukor - dezoxiribóz és ribóz, tartalmazza, a nukleinsavak a D-izomerek, és a szintetizált proteint a riboszómák tartalmaznak csak L-amino-savakat. (Abban az esetben, a kémiai szintézis D- és L-származékok képződne egyenlő mennyiségekben). Azonban, annak ellenére, hogy a celluláris riboszomális fehérjék szintetizált, amely csak az L-aminosavak, egyes baktériumok tartalmaznak olyan fehérjéket is, amelyek tartalmaznak és D-izomerek. D-aminosavak is megtalálhatók a vérplazmában a magasabb rendű szervezetek. Leggyakrabban formájában D-izomerek detektáljuk alanin, aszparagin és szerin. Így. végül, a biológiai termékek nem lehet királisan tiszta. Azonban ez nem kapcsolódik a „promiszkuitás” riboszómák. Aminosav racemizáció és az izomerizációs történik, hogy már miután a fehérjék már szintetizált során az úgynevezett poszttranszlációs módosítások. Megjegyezzük, hogy a megjelenése egy D-aminosav-fehérje még jellemzőbb az idősek, valamint a patológiás állapotok, mint például az Alzheimer-kór és a Parkinson-kór, valamint a szklerotikus változásokat, szürkehályog és a rák betegségek (5).
Következésképpen a termék alapvető molekuláris genetikai eljárással - a fehérjeszintézis riboszóma - királisan tiszta, vagyis a aszimmetrikus. Azonban később ez az aszimmetria részben megtört.
Valami hasonló megtalálhatók a növényi és állati élet: mindkét oldalán az egyenlítő, néhány kivételtől eltekintve domináló jobbkezes kagyló, csavar, hogy a jobb oldalon, és a legtöbb szőlő 3. Más szavakkal, azt látjuk megnyilvánulása szimmetriasértés a biológiai világ. Az oka ennek a jelenségnek még nem ismert. Vegyünk néhány példát a biológiai világ részletesebben.
Miután Immanuel Kant mondta: „Két dolog az elmét megtöltik egyre újabb és egyre erősebb tisztelet, annál gyakrabban és hosszabb gondolok rájuk - ez a csillagos ég fölöttem és az erkölcsi törvény bennem” (6). Folytatva ezt a gondolatot, akkor adjunk hozzá, hogy a személy tudta megkapja ugyanazt a tiszteletet, még felhős időben, amikor a csillagok nem látható ránézésre a környező természet. Bármilyen darab élő, akár levél vagy fűszál katicabogár, csoda, hogy nem tud segíteni, de csodálni, és amely nem maradhat lepődni. Valóban, ezek közül akár csak az élet mérhetetlenül bonyolultabb és tökéletesebb, mint bármi ember hozott létre az évezredek során a történelem. Valamint, ami miatt nem volt ez a szép, lehetetlen biológiai világ?
Születés bármilyen élő objektum, hogy a cella formák ismerős számunkra, vagy molekuláris paraziták - vírusok és bakteriofágok - kezdődik egy példányát genomiális nukleinsav (NA) - replikáció. Replikáció - olyan folyamat, amely engedelmeskedik a törvényei szimmetria, kialakítva gyermek lánc NK azonosak egymással, és a szülő mátrix (3. ábra).
Az esetek túlnyomó többségében a sejtosztódásban leányvállalatai példányban anyai genom, sőt, nem különböznek egymástól. Ennek megfelelően, az így kapott utódsejtek azonosak.
Képzeljük el, hogy ez az egyetlen módja a hasadási folyamat ment mindig a kezdeteknél, amikor megalakult az első cella vagy több cella a kevés. Ebben az esetben a föld most már lakott számos leszármazottai azonos primer cella vagy több cellát. Minden megfigyelt hihetetlen (de létező) a biológiai sokféleség lehetetlen lenne. Tudjuk, hogy ez nem így van. Miért van kialakítva a sok életformát alkotó gyönyörű világot. Őket eredményeként jött létre a megsértése szimmetria.
A replikálódó bakteriális DNS láthatóvá lehet tenni a következők szerint. A replikációs folyamatban van egy állandó és normál körülmények között nem áll meg. DNS újonnan képződött sejtek (baktériumok) már a folyamat a duplájára már része a sejt genomjának jövőben. Ez azt jelenti, hogy minden szimmetria az ábra. A valószínűsége 10 -10 - 10 -3 vannak változások a DNS-t. Ezek a változások lehetnek úgynevezett pontmutáció - megváltozása betűk a genetikai szöveg (hasonló helyesírási, ha gépelés az irodalmi szöveg), és a nagy genomi átrendeződések: veszteség a szöveg egyes részeit - a törlés, beszúrás idegen töredékek, mint ahogy az a horizontális transzfer - behelyezés, változás szegmensek szerinti célzás NK - inverziós szegmensek egy másik helyről NC - transzlokáció, megduplázva vagy más növekedése multiplicitása szakaszainak NC - duplikációk amplifikációs (4. ábra).
Mindezek az események nevezünk kár NC. lehetetlen elképzelni, hogy a kialakult egy új minőségének jövőbeli szervezetek leszármazottai a sejtek, amelyekben a DNS történt ezen események bekövetkezte nélkül ezeket az eseményeket. Ezért ezek az események tekinti potenciálisan több evolúciós jelentős. De ha összehasonlítjuk a szerkezet a DNS-lánc leányvállalatok, amelyek közül az egyikben a változás történt, a másik ép maradt, azt látjuk, hogy minden esetben volt megsértése szimmetria. Gyermek lánc DNS nem lesz többé azonos, megszűnt a tükrözött másolatok. Azért jöttünk, hogy egy nagyon fontos következtetés, hogy az evolúció lehetetlen anélkül, hogy elszakadna a szimmetria, ami azt jelenti, hogy az összes megfigyelt gazdagságát és sokféleségét, a biológiai világ merült miatt a szimmetria megsértése.
Látni, hogy a szimmetria a DNS-molekulát nem feltétlenül tekinthető időpontjában a DNS replikációját. Pihenő DNS is szimmetrikus részre. Nagyon jól tudjuk, hogy ez a szám a szimmetria formájában ismétlődések nukleotid szekvenciák mindegyikében jelen genomok. A túlnyomó többség rövid, nem kódoló szekvenciákat. Azonban szinte minden genomja tartalmazhat ismétlődéseit kódoló szekvenciák. Ezek olyan termékek, a gén párhuzamos. Az ilyen sokszorosított példányát általában megtartják szimmetria (azonos az eredeti példány) nagyon hosszú. Mivel a különböző típusú mutációk válnak nem funkcionális pszeudogéneket. Azaz, a szimmetria van törve, szinte azonnal.
Sokszorosítása és erősítést nem kódoló szekvenciákat vezet ismétlés előre vagy fordított orientációban. Az ismétlés lehet határos vagy diszpergálhatók és elrendezve bizonyos genetikai szerkezete (10, 11).
Míg példányban az ismétlődő azonos egymással, a szimmetria nem törött, de a változások, amelyek miatt a szimmetria is zajlik ezekben a másolatok (5.).
Ábra. 5. riboszómális RNS.
Világoszöld kiemelkedések és duzzanatok - szimmetriasértő fordított ismétlődéseket.
Bizonyos esetekben az ilyen változások nem eredményeznek látható fiziológiai vagy fejlődési következményeit. De néha változtatni a szöveg egyik példányát az ismétlés vezet megjelenése új funkciókat. Mint az egyik példa szerkezet terminális ismétlődő Tn5 (11).
Körülbelül ugyanez megtörténhet egy duplikált gént, azaz egyszerre vagy több lépcsőben vagy több gén kópia DNS régió lesz nem egy pszeudogén, és az új gént. Ha az ingatlan, amely kódolja az új gént, azt állítják, az adott körülmények között a létezés, mint szelekciós gént rögzítve van, és őrzi a populációban. A hangsúly az evolúciós szerepe szimmetriasértés nem véletlen. Prominens evolucionista és a genetikus a 20. században, született podóliai alkalmazottja T.Morgana később Theodosius Dobzhansky mondta: