Ключевое слово
19 | 10 | 2017
Новости Библиотеки

Шахматы онлайн

Чессбомб

Welcome, Guest
Username: Password: Remember me

TOPIC: Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития.

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 10 Авг 2009 16:50 #1

  • Quantrinas
  • Quantrinas's Avatar
  • OFFLINE
  • Физик
  • Posts: 12016
  • Thank you received: 2
  • Karma: 0
ivank написал(а):
Дальше начинаются настоящие проблемы. Ведь при обычном клонировании пересаживают ядро целиком, со всей трехмерной структурой хроматина (комплекс ДНК со специальными белками), которая до сих пор изучена плохо. Вне хроматина ДНК имеет смысл пересаживать лишь у бактерий (точнее, прокариот), что успешно сделали.. А у эукариот (включая человека), даже когда организация хроматина в ядре будет изучена, то непонятным останется, как такую сложную структуру можно собрать на искусственно синтезированной ДНК.
Означает ли это, что наследственная информация и программа развития организма храниться не только в ДНК, но и в этом хроматине? Вообще, мне всегда было интересно, каким образом наследственная информация превращается в организм, не план же подробный там содержится?

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 10 Авг 2009 18:50 #2

  • ivank
  • ivank's Avatar
  • OFFLINE
  • Стольник
  • Posts: 114
  • Thank you received: 1
  • Karma: 0
Quantrinas написал(а):
Означает ли это, что наследственная информация и программа развития организма храниться не только в ДНК, но и в этом хроматине?
В каком-то смысле - да (у эукариот), но это уже эффекты второго порядка. Манипуляциями с ДНК их обычно можно перекрыть.

Quantrinas написал(а):
Вообще, мне всегда было интересно, каким образом наследственная информация превращается в организм, не план же подробный там содержится?
Более удачная метафора - не план, а набор рецептов. Если ... То ... Затем...
Тема, кстати, уже kasparovchess.crestbook.com/viewtopic.php?pid=79634#p79634 затрагивалась - #11
Last Edit: 04 Дек 2014 16:05 by Vladimirovich.

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 10 Авг 2009 20:38 #3

  • ОлегО
  • ОлегО's Avatar
  • OFFLINE
  • Чашник
  • Posts: 43
  • Karma: 0
ivank написал(а):
Quantrinas написал(а):

Вообще, мне всегда было интересно, каким образом наследственная информация превращается в организм, не план же подробный там содержится?Более удачная метафора - не план, а набор рецептов. Если ... То ... Затем...
Тема, кстати, уже затрагивалась - #11
А существуют ли оценки объема информации, необходимой для построения организма? Если да, то как ее количество соотносится, скажем, с количеством атомов (а может и чего-то более мелкого) в исходных клетках? Вон в упомятой теме Крыс, если я правильно его понял, предположил, что 3-мя измерениями не обойтись.

Отредактировано ОлегО (2009-08-11 00:42:08)

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 10 Авг 2009 21:14 #4

  • ivank
  • ivank's Avatar
  • OFFLINE
  • Стольник
  • Posts: 114
  • Thank you received: 1
  • Karma: 0
Если учитывать только информацию в программе (ДНК), то оценку можно получить на примере организмов с маленьким геномом. Для свободноживущих одноклеточных организмов получается около 1 млн. нуклеотидов, то есть 2 млн. бит. Для многоклеточных организмов - мм...сложнее сказать - 10-20 млн. нуклеотидов.

Если учитывать информацию, которая содержится в интерпретаторе (клетке), то непонятно, как ее разумно посчитать.

Как определить требуемое количество информации из первых принципов - совсем непонятно.

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 11 Авг 2009 16:14 #5

  • ОлегО
  • ОлегО's Avatar
  • OFFLINE
  • Чашник
  • Posts: 43
  • Karma: 0
ivank написал(а):
Как определить требуемое количество информации из первых принципов - совсем непонятно
Для оценки сверху: Представим организм в виде эдакой 3-х мерной BMPшки, состояшей из пикселей-атомов. Предположим, что каждый атом определенного цвета должен быть расположен в предписанной ему точке 3-х мерного пространства. Формула для количества информации у меня получилась в виде суммы логарифмического ряда - писать не буду. Но приблизительно получается, что количество бит раз в 100 больше количества атомов.
ivank написал(а):
... Для многоклеточных организмов - мм...сложнее сказать - 10-20 млн. нуклеотидов...
Т.е. ~ 10^(7-8) бит. Если объем сформировавщегося зародыша, допустим, 1 литр (чего там мелочиться
), то атомов в ем~ 10^27. И битов ему надо ~10^29. Получается, что эффективность природного алгоритма преобразования в JPG - 10^21. Не оттуда ли дауны образуются
. Похоже, что всех чайников начальник в чем-то прав.

Отредактировано ОлегО (2009-08-11 20:30:31)

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 11 Авг 2009 16:22 #6

  • Quantrinas
  • Quantrinas's Avatar
  • OFFLINE
  • Физик
  • Posts: 12016
  • Thank you received: 2
  • Karma: 0
ОлегО написал(а):
Предположим, что каждый атом определенного цвета должен быть расположен в предписанной ему точке 3-х мерного пространства.
Так не пойдёт. Организм явно строится не путём расположения атомов в пространстве, тут более хитрая схема, знать бы какая.

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 11 Авг 2009 16:35 #7

  • ОлегО
  • ОлегО's Avatar
  • OFFLINE
  • Чашник
  • Posts: 43
  • Karma: 0
Quantrinas написал(а):
тут более хитрая схема, знать бы какая.
Ну под понятием алгоритма преобразования я и имел все это ввиду. Но все равно многовато. А вот знать конечно хочется - но чревато

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 11 Авг 2009 16:36 #8

  • Quantrinas
  • Quantrinas's Avatar
  • OFFLINE
  • Физик
  • Posts: 12016
  • Thank you received: 2
  • Karma: 0
ОлегО написал(а):
А вот знать конечно хочется - но чревато
Может и чревато, но неизбежно. И даже думаю, что люди займутся этим вплотную в самое ближайшее время.

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 11 Авг 2009 16:45 #9

  • ОлегО
  • ОлегО's Avatar
  • OFFLINE
  • Чашник
  • Posts: 43
  • Karma: 0
Да конечно занимаются. Я на что намекал: вся ли необходимая информация и программа ее обработки находится в клетке? А клетка 3-х мерная или ... (см. гипотезу Крыса)

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 11 Авг 2009 16:47 #10

  • Quantrinas
  • Quantrinas's Avatar
  • OFFLINE
  • Физик
  • Posts: 12016
  • Thank you received: 2
  • Karma: 0
ОлегО написал(а):
А клетка 3-х мерная или ... (см. гипотезу Крыса)
Намекаете на потусторонние силы?

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 11 Авг 2009 16:53 #11

  • ОлегО
  • ОлегО's Avatar
  • OFFLINE
  • Чашник
  • Posts: 43
  • Karma: 0
Quantrinas написал(а):
Намекаете на потусторонние силы?
Ну если в трех-мерной клетке инфы недостаточно, тогда вам, физикам, виднее - какие силы

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 11 Авг 2009 17:47 #12

  • ivank
  • ivank's Avatar
  • OFFLINE
  • Стольник
  • Posts: 114
  • Thank you received: 1
  • Karma: 0
1) Можно привести такую аналогию: огромная цифра вроде 10^29 характеризует микросостояние, а в геноме записан рецепт достижения определенного макросостояния. Информации для этого требуется существенно меньше.

2) Нужно учесть информацию, содержащуюся в интерпретаторе. Минимальный интерпретатор - это единичная клетка, в случае многоклеточного организма - зигота, ее объем - порядка 10^(-9) л. Получаем оценку сжатия снизу - 10^9

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 11 Авг 2009 18:33 #13

  • ОлегО
  • ОлегО's Avatar
  • OFFLINE
  • Чашник
  • Posts: 43
  • Karma: 0
Пишут, что в зиготе примерно 10^10 пар нуклеотидов. Значит сверху осталось всего 10^19. Учитывая, что предложенная модель, как бы сказать помяче... В общем, еще порядков 5 могу уступить. А если еще и Ivank снизу подвинется. Короче нобелевсий комитет может готовиться
, )

Отредактировано ОлегО (2009-08-11 23:12:44)

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 12 Авг 2009 18:53 #14

  • ivank
  • ivank's Avatar
  • OFFLINE
  • Стольник
  • Posts: 114
  • Thank you received: 1
  • Karma: 0
ОлегО написал(а):
Пишут, что в зиготе примерно 10^10 пар нуклеотидов.
У человека - да. Но считается, что эта информация избыточна. Минимальное количество пар нуклеотидов в зиготе многоклеточного организма - порядка 10^6, как я уже говорил. Насколько на самом деле избыточен геном человека - неизвестно, экспериментально выкидывать все лишнее умеют пока только из геномов вирусов и простейших бактерий.

ОлегО написал(а):
Короче нобелевсий комитет может готовиться

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 13 Авг 2009 15:13 #15

  • ОлегО
  • ОлегО's Avatar
  • OFFLINE
  • Чашник
  • Posts: 43
  • Karma: 0
ivank написал(а):
Но считается, что эта информация избыточна.
Значит есть оценки, сколько ее надо. Собственно об этом я и спрашивал в посте 17.

Отредактировано ОлегО (2009-08-13 19:14:53)

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 13 Авг 2009 22:27 #16

  • ivank
  • ivank's Avatar
  • OFFLINE
  • Стольник
  • Posts: 114
  • Thank you received: 1
  • Karma: 0
Я и ответил - для построения многоклеточного организма нужен геном порядка 10 млн. нуклеотидов. Для построения организма человека - никто точно не скажет, но считается, что порядка 100 млн.

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 14 Авг 2009 07:01 #17

  • ОлегО
  • ОлегО's Avatar
  • OFFLINE
  • Чашник
  • Posts: 43
  • Karma: 0
ivank написал(а):
но считается, что порядка 100 млн
Но ведь эта оценка должна быть на чем-то основана?

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 15 Авг 2009 06:20 #18

  • ivank
  • ivank's Avatar
  • OFFLINE
  • Стольник
  • Posts: 114
  • Thank you received: 1
  • Karma: 0
Нижняя оценка основана на общей протяженности тех участков, функциональность которых не вызывает сомнений (гены, регуляторные участки, участки крепления к ядерному белковому скелету). Верхняя оценка - на доле консервативных (медленно эволюционирующих) участков. Я привел верхнюю оценку.

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 15 Авг 2009 12:54 #19

  • Хайдук
  • Хайдук's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 29600
  • Thank you received: 48
  • Karma: 21
У коих существ длиннейшие ДНК? Связана ли длина генома с продвинутостью организма? Где человек на этой шкале?

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 15 Авг 2009 14:13 #20

  • Хайдук
  • Хайдук's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 29600
  • Thank you received: 48
  • Karma: 21
Каков процент заведомо лишней ДНК (РНК у ретровирусов), которая дремлет, может мутирует всуе, а толку никакого? Однако может эти участки выключены другими и стоит последним смутировать, как дремлющие вдруг просыпаются и начинают давно забытую работу. Вряд ли есть участки, которые никогда за миллиарды лет ничего не делали (в услугу разным существам), а только прозябали. Как и в старых компьютерных программах многие ветви никогда не используются, не мешают (особенно если прокомментированые
), но могут стать доступными при некоторых очень редких сочетаниях входных данных. Весьма трудно будет нащупать действительно лишние участки генома, ибо оценку удаления может дать лишь большое число поколений, которые продолжат мутировать, скажем, в других участках, перекликаясь (о чём мы не будем догадываться) с возможными эффектами нашего удаления. Очень может быть, что любые участки все же имеют некоторое незначительное влияние, пока дожидаются своего звездного часа на протяжении эволюции и тем самым создают непредсказуемое разнообразие биосферы

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 15 Авг 2009 19:37 #21

  • Крыс
  • Крыс's Avatar
  • OFFLINE
  • Отец Русской Демократии
  • Posts: 33839
  • Thank you received: 59
  • Karma: 11
Quantrinas написал(а):
Намекаете на потусторонние силы?
Прошу прощения, а слабые взаимодействия, или глюоны - это потусторонние, или посюсторонние силы? А эффект Ааронова-Бома? Да и зачем далеко искать систему с лишними степенями свободы - вот что первично, по-Вашему, заряд или э/м поле? И, если не затруднит, почему.

Чтобы остальным было понятно к чему я клоню: нет ли подходящего местечка для записи более объемной информации (для развития живых организмов), чем запись в 3-мерном пространстве белковыми молекулами. Возможно, гены лишь код (подключения к тексту программы), а сама программа где-то вне 3-мерных объектов.

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 16 Авг 2009 07:31 #22

  • ivank
  • ivank's Avatar
  • OFFLINE
  • Стольник
  • Posts: 114
  • Thank you received: 1
  • Karma: 0
Хайдук написал(а):
У коих существ длиннейшие ДНК? Связана ли длина генома с продвинутостью организма? Где человек на этой шкале?
Вот картинка пределов изменения размера генома в разных группах организмов (в пикограммах ДНК, т.е., примерно, в миллиардах нуклеотидов). Для человека это значение - около 3. Ось ординат примерно соответствует усложнению организации.

Как видите, корреляция есть, но слабая. Это давно известный факт - en.wikipedia.org/wiki/C-value_enigma
Корреляция же между сложностью организации и размером явно функциональной части генома гораздо лучше.
Last Edit: 29 Апр 2015 12:26 by Vladimirovich.

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 16 Авг 2009 07:41 #23

  • ivank
  • ivank's Avatar
  • OFFLINE
  • Стольник
  • Posts: 114
  • Thank you received: 1
  • Karma: 0
Хайдук написал(а):
Весьма трудно будет нащупать действительно лишние участки генома, ибо оценку удаления может дать лишь большое число поколений, которые продолжат мутировать, скажем, в других участках, перекликаясь (о чём мы не будем догадываться) с возможными эффектами нашего удаления. Очень может быть, что любые участки все же имеют некоторое незначительное влияние, пока дожидаются своего звездного часа на протяжении эволюции и тем самым создают непредсказуемое разнообразие биосферы
В краткосрочном эволюционной перспективе многие участки явно лишние, так как размеры генома даже близкородственных видов могут отличаться на порядок. В долгосрочной перспективе (другими словами, в случае отбора на на уровне клад) полезным может оказаться что угодно. Другое дело, хватит ли для реализации этой возможности времени жизни Вселенной

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 16 Авг 2009 07:45 #24

  • ivank
  • ivank's Avatar
  • OFFLINE
  • Стольник
  • Posts: 114
  • Thank you received: 1
  • Karma: 0
Крыс написал(а):
нет ли подходящего местечка для записи более объемной информации (для развития живых организмов), чем запись в 3-мерном пространстве белковыми молекулами. Возможно, гены лишь код (подключения к тексту программы), а сама программа где-то вне 3-мерных объектов.
Если сама программа где-то в другом месте, то тогда непонятно, почему молекулярные биологи так успешно могут манипулировать свойствами организмов: превращать одну бактерию в другую, полностью заменяя ее геном, отращивать мухам ноги вместо антенн и т.д.

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 16 Авг 2009 09:46 #25

  • ОлегО
  • ОлегО's Avatar
  • OFFLINE
  • Чашник
  • Posts: 43
  • Karma: 0
Крыс написал(а):
нет ли подходящего местечка для записи более объемной информации
Так я,в принципе, с этого и начинал (пост 3), когда спросил: есть ли оценки - сколько информации надо? Ivank сообщил, сколько ее на сегодня в клетке нашли. Но вот достаточно ли этого? Если отследили все информационные потоки в процессе развития, то наверное да, достаточно. Но отследили ли?

Отредактировано ОлегО (2009-08-16 19:58:40)

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 16 Авг 2009 12:55 #26

  • Хайдук
  • Хайдук's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 29600
  • Thank you received: 48
  • Karma: 21
Наверное бывают мутации или перестройки ДНК, которые более вероятны, чем другие, исходя из окружающих биохимических условий. Можно ли предвосхитить на таком основании некоторые тенденции в организации и функциях организмов?

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 16 Авг 2009 13:16 #27

  • Хайдук
  • Хайдук's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 29600
  • Thank you received: 48
  • Karma: 21
Крыс написал(а):
нет ли подходящего местечка для записи более объемной информации (для развития живых организмов), чем запись в 3-мерном пространстве белковыми молекулами. Возможно, гены лишь код (подключения к тексту программы), а сама программа где-то вне 3-мерных объектов.
Даже если и бывают дополнительные степени свободы, принципиально они нечем не лучше обычных материальных, ибо в такой же мере объективные и, стало быть, в такой же мере материальные

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 16 Авг 2009 13:52 #28

  • Хайдук
  • Хайдук's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 29600
  • Thank you received: 48
  • Karma: 21
Крыс написал(а):
слабые взаимодействия, или глюоны - это потусторонние, или посюсторонние силы? А эффект Ааронова-Бома? Да и зачем далеко искать систему с лишними степенями свободы - вот что первично, по-Вашему, заряд или э/м поле?
Пока заряд и поле, электроны/позитроны и фотоны, фермионы и бозоны равноправны. Но сами 3-ёх мерное пространство и время кажутся поверхностными, производными понятиями
. Интересно можно ли говорить о развитии математики квантовой механики (Гильбертово пространство и т.д.), которое проглотило бы традиционные алгебру, геометрию, топологию и т.д. Блестящий французский математик Ален Кон (Alain Connes) пытается продвигать дальше стандартную модель электрослабых взаимодействий на основании своей некоммутативной геометрии, вообще черт его знает чем подвернётся дело


Отредактировано Хайдук (2009-08-16 17:54:05)

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 16 Авг 2009 14:59 #29

  • Хайдук
  • Хайдук's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 29600
  • Thank you received: 48
  • Karma: 21
ivank написал(а):
Корреляция же между сложностью организации и размером явно функциональной части генома гораздо лучше.
Мусор несомненно бывает, каков в среднем его процент от всего размера?

Молекулярная и клеточная биология, генетика, биология развития. 16 Авг 2009 16:56 #30

  • Крыс
  • Крыс's Avatar
  • OFFLINE
  • Отец Русской Демократии
  • Posts: 33839
  • Thank you received: 59
  • Karma: 11
ivank написал(а):
Если сама программа где-то в другом месте, то тогда непонятно, почему молекулярные биологи так успешно могут манипулировать свойствами организмов: превращать одну бактерию в другую, полностью заменяя ее геном, отращивать мухам ноги вместо антенн и т.д.
А что же тут непонятного?!

Можно подумать, что биологи могут отрастить у мухи лапу тигра с женскими пальцами и маникюром. Просто манипулируя генами они запускают разные программы. Гены же являются кодами этих программ. Кодами не в обычном программистском смысле, а что-то вроде имен функций.
Или я что-то пропустил и биологи уже разобрались в алгоритмах программ по выращиванию ног вместо антенн?

Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования