Abilitatea de a crea

Fiziologie și medicină

Termenul însuși a fost inventat de un alt laureat al Premiului Nobel, Christian de Duv, care, la mijlocul anilor '50, a studiat structura celulelor, inclusiv celulele umane. El a descoperit organoizi speciali, adică structuri speciale în celule care au produs procesarea intracelulară a moleculelor mari în cele mai mici. Aceste organele pe care le numește lizozomi, care din greacă pot fi traduse ca "telosolvente" (λύσι - dizolve, sōma - corp). Procesul de auto-identitate a celulei, el, respectiv, numit autophagy (αύτος - el însuși, φαγεΐν - este). În 1974, De Duve a primit Premiul Nobel pentru descoperirea celor mai multe lizozomi.







Yoshinori Osumi a devenit interesat de acest subiect la sfârșitul anilor 1980, când avea deja 44 de ani. În acel moment, a existat o opinie că lizozomii sunt o grămadă de compost pentru macromolecule de celule inutile. Cu toate acestea, nu a existat nici un răspuns la întrebări, de ce această grămadă nu crește în mod continuu și din care se construiește celula. Există o ipoteză că nu numai eliminarea materialului inutil, ci și reutilizarea acestuia. Dar cum - nimeni nu știa.

Osumi pe bună dreptate a decis că a fost necesar să înceapă procesul cu celule de celule mai simple și a ales drojdie cu celulă unică pentru aceasta. Poate părea insultătoare pentru oameni, dar mamiferele sunt mult mai aproape de drojdie decât de drojdie, de exemplu la viruși. Ei au, ca și în celulele noastre, un nucleu și tot felul de organele care îndeplinesc diferite funcții.

Osumi a efectuat experimente ca și cum ar fi hrănit celulele și făcându-le repede. Sa constatat că în acele celule care au experimentat o penurie de alimente, procesul de autofagie și celule activate, în esență, în sine a mâncat și se reconstrui din nou aceeași într-o anumită măsură, molodeem au fost distruse, în primul rând și produsele de descompunere a activității celulelor. Ce este respins este supus reciclării.

Acest proces protejează orice celulă - atât sănătoasă cât și malignă. El explică evoluția bolilor la celulele de lungă durată: lizozomii lor nu au timp să dezasambleze "gunoi moleculare", care le otrăvește viața. Acest lucru explică, de asemenea, stabilitatea celulelor tumorale maligne, precum și protecția împotriva virușilor care au învățat să evite "dezasamblarea" lizozomală prin penetrarea în celulă.

Desigur, nu puteți cădea în euforie și considerați că ați găsit în cele din urmă dovezi că postul prelungește viața. Moderarea în totul este, fără îndoială, adevărată, însă foametea reală omoară parțial deoarece procesul autofagiei nu se poate întâmpla fără sfârșit. Celulele se distrug, inclusiv celulele musculare ale inimii, iar moartea are loc.

Valoarea rezultatelor lui Yoshinori Osumi constă în faptul că specialiștii au văzut ce se întâmplă în timpul acestui proces. Există multe întrebări, dar multe oportunități noi. A devenit mai clară modul în care microcosmosul lumii funcționează, de care suntem parte, cum să o ajutăm să supraviețuiască în siguranță. Douăzeci și șapte de ani de muncă nu au fost irosite, iar profesorul Osumi își continuă lucrarea, care se ocupă de orice celulă de pe această planetă.

Acest trio de fizicieni au investigat fenomene foarte ciudate în stări neobișnuite de materie, cum ar fi superconductivitatea și superfluiditatea, precum și filmele bidimensionale și filamentele unidimensionale. Și pentru a explica ce se întâmplă în această lume ciudată, au început să folosească un nou aparat matematic, și anume topologia.







Astfel, topologia este combinată cu fizica cuantică, deoarece un cuantum este o anumită porțiune de energie. Și aparatul matematic folosit în topologie sa dovedit a fi foarte productiv tocmai pentru a studia această lume ciudată în care fenomenele fizice cuantice devin disponibile pentru observațiile din macrocosmosul nostru.

Suntem obișnuiți să auzim din emisiunile științifice populare că în lumea atomilor și a particulelor elementare există legi surprinzătoare care sunt destul de diferite de ceea ce vedem în jurul nostru. Motivul este simplu - este temperatura, că sunt mișcări haotice ale atomilor. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât atomii sunt mai mobili. Dacă sunt foarte calde, atunci își pierd norii electronici și apoi spunem că materia a găsit o stare de plasmă. Cea mai rece este aburul sau gazul, atunci când atomii zboară liber în spațiu, fără a crea nici o formă sau un anumit volum.

Chiar mai rece, iar acum aburul se condensează în lichid când există un anumit volum, dar până acum nu există nici o formă. În următoarea etapă de reducere a energiei, atomii sunt asamblați în structuri complete - apare un solid. Dar chiar și atunci atomii tremură prea mult pentru a vedea fenomene cuantice.

Dar aproape de așa numitul zero absolut, adică minus 273 ° C, lucrurile uimitoare încep să se întâmple. Cu mai mult de o sută de ani în urmă, Kammerling Onnes a descoperit că, într-un conductor răcit la o asemenea temperatură, rezistența electrică dispare complet - curentul poate circula fără sfârșit. Pentru descoperirea fenomenului supraconductivității, el a devenit câștigător al Premiului Nobel în 1913. Și după două decenii, Peter Kapitsa a descoperit fenomenul de superfluiditate.

Greu de crezut, dar dacă este mai mică o barca pe mare de heliu superfluid, l-ar fi înecat imediat, ca heliu superfluid a început imediat să urce laturile sale și umple totul. Kapitsa a primit Premiul Nobel pentru această descoperire în 1978. Apropo, Lev Landau, care a fost implicat în cercetări teoretice în acest domeniu, a devenit de asemenea laureat al Premiului Nobel în 1962.

Aceste ciudățenii sunt posibile, pentru că aproape de zero absolută, vibrațiile atomilor încetează - iar fenomenele cuantice își manifestă în cele din urmă proprietățile în lumea noastră. Deși în laborator, dar pot fi observate.

Există și alte procese uimitoare asociate cu proprietățile cuantice ale materiei și trecerea de la o stare la alta. În 1983, David J. Thouless, folosind metode topologice, a fost în măsură să explice natura așa-numitul efect cuantic Hall, care descrie conductivitatea electrică a straturilor subțiri conductoare, care poate lua numai valori întregi, în creștere în două, trei, patru ori și așa mai departe.

Toate aceste materiale ciudate din state ciudate promiteau o revoluție revoluționară în domeniul electronicii de ultimă generație, inclusiv computerele cuantice și ingineria electrică destul de uimitoare bazată pe utilizarea supraconductorilor.

Istoria stabilirea unor mecanisme, asamblate din molecule singulare, a început în 1984, când câștigătorul premiului Nobel Richard Feynman a prezis posibilitatea teoretică de a construi mecanisme ale moleculelor în aproximativ 20-30 de ani. Cu toate acestea, în practică, crearea unor astfel de mașini a mers într-un alt mod.

De obicei, moleculele sunt legate prin așa-numitele legături covalente, care se formează ca urmare a suprapunerii unei perechi de nori de electroni de valență. Cu toate acestea, chimistul a visat să creeze legături între molecule de tip mecanic, de exemplu, ca dinții la unelte.

In acel moment, cercetatorii, condusi de Fraser Stoddart, au adunat un inel molecular prin care trecea aceeasi axa moleculara. Când acest design a primit energie termică, inelul a început să sări de la un capăt al axei la celălalt. În următorii zece ani, acest grup a creat un mușchi artificial care ar putea îndoi cea mai bună placă de aur.

Pentru prima dată, a fost posibilă nu numai proiectarea elementelor nanoworld, ci și funcționarea lor. A lucra înseamnă a trăi. Obiectul biologic, în care a venit echilibrul chimic, este pur și simplu mort. Această realizare nu a fost încă realizată - omenirea învață să creeze ceva capabil să construiască noi structuri moleculare. Desigur, oamenii de știință sunt doar la începutul drumului, dar acum există oportunități uimitoare care trebuie folosite numai în mod corespunzător.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: