клуб бронникова
galactic.org.ua
обучение

Теоретическая база 1-й ступени

Методологический совет Клуба Бронникова
Галактического колледжа
Киев 04.02. - 11.10.2004.
.

1.1 - 1.4
1.5 - 1.9
1.10 - 1.12
2.1 - 2.3
2.4 - 2.5
2.6 - 2.7
3.1 - 3.2
3.3

4.1 - 4.2
4.3
5.2 - 5.3
6.1 - 6.2
6.3 - 6.4
7.1 - 7.2
7.3 - 7.4
8.1 - 8.2

Третья глава
Четвертая часть

Согласно «нейронной доктрине», сформулированной С. Рамон-и-Кахалем (1852-1934), нервные клетки — нейроны — являются основными структурными и функциональными единицами нервной системы. Эта доктрина базируется на следующих основных положениях.

• Каждый нейрон является анатомической единицей. Это означает, что нейрон представляет собой клетку, в которой, как и в других клетках, имеется ядро и цитоплазма. Снаружи нервная клетка окружена оболочкой — плазматической мембраной, или плазмалеммой. В цитоплазме нейрона содержатся органеллы общего значения: эндоплазматический ретикулум, рибосомы, митохондрии и т.п., а также специальные органеллы: нейрофибримы, построенные из белковых молекул длинные тонкие опорные нити, и тигроидное вещество, или вещество Лиселя, представляющее собой участки цитоплазмы с большим содержанием рибосом.

• Каждый нейрон является генетической единицей. Развиваясь из эмбриональной нервной клетки — нейробласта, — каждый нейрон содержит генетически запрограммированный код, определяющий специфику его строения, метаболизма и связей с соседними нейронами. Основные связи нейронов генетически запрограммированы. Однако это не исключает возможности модификации нейронных связей в процессе индивидуального развития при обучении и формировании различных навыков.

• Каждый нейрон является функциональной единицей. Иными словами, каждый нейрон представляет собой ту элементарную структуру, которая способна воспринимать раздражение и возбуждаться, а также передавать возбуждение в форме нервного импульса соседним нейронам или иннервируемым органам и мышцам.

• Каждый нейрон представляет собой поляризационную единицу, т.е. он проводит нервный импульс только в одном направлении. В силу этого отростки нейрона подразделяются на аксон, или нейрит, проводящий возбуждение от тела клетки и дендриты, которые проводят возбуждение к телу нейрона.
Согласно классическим представлениям, у нейронов один аксон, по которому возбуждение распространяется от клетки. Согласно новым результатам, полученным в электрофизиологических исследованиях, нейроны имеют более чем один аксон.


• Каждый нейрон есть рефлекторная единица. Нейрон является элементарной составной частью той или иной рефлекторной дуги, по которой осуществляется проведение импульсов в нервной системе от рецепторов, воспринимающих средовые воздействия, до эффекторных органов (мишеней), участвующих в ответной реакции на эти воздействия.

• Каждый нейрон является патологической единицей. Любая часть нервной клетки и ее отростков, отделенная путем повреждения от ее тела, погибает и подвергается распаду, или дегенерации. Хотя различные нейроны по-разному реагируют на повреждение, тем не менее при достаточно обширном повреждении цитоплазмы или ядра любого нейрона он погибает.
Погибшие нейроны не возмещаются. В случае их гибели после рождения число нейронов не может быть восполнено. Тем не менее, при повреждении аксона его восстановление возможно путем роста отростка и воссоздания утраченных им в результате повреждения связей. Это наблюдается в периферической нервной системе при повреждении нервов.

Архитектоника нервной системы (греч. architektonikē построение, структура) представляет собой строение и пространственные соотношения нервных клеток, волокон, сосудов, межнейронных связей и нейроглий.
Сами нервные клетки разнообразны, поэтому существуют несколько вариантов их классификации: по размеру клеток, форме тела, длине и числу отростков, типу секреции биологически активных веществ, конфигурации и величине биоэлектрических потенциалов, месту расположения в организме, характеру связи.

Строение нейрона
Наиболее характерной чертой строения нейронов является наличие у них отростков, с помощью которых они соединяются между собой и с иннервируемыми структурами (мышечными волокнами, кровеносными сосудами и т.п.). Длина отростков очень различна; в отдельных случаях она может достигать от 1 до 1,5 м.

По числу отростков принято выделять:
1 - Униполярный нейрон
(n. unipolare), имеет один отросток (аксон). У человека к униполярным нейронам относятся только нейробласты до периода образования дендритов. Таким образом истинных униполярных нейронов у человека нет. Имеются так называемые псевдоуниполярные (ложноуниполярные) нейроны, которые образуются из биполярных нервных клеток путем слияния их отростков в один. Псевдоуниполярными являются чувствительные нервные клетки, расположенные в спинномозговых узлах и чувствительных узлах черепных нервов.
2 - Биполярные нейроны
(n. bipolare), имеющие два отростка - аксон и дендрит.
3 - Мультиполярные нейроны
(n. multipolare), имеющие множество отростков - раньше считалось - только один аксон и, многочисленные дендриты. Согласно новым результатам, полученным в электрофизиологических исследованиях, нейроны имеют более чем один аксон.

Наиболее распространены мультиполярные нейроны.
Мультиполярность многих нейронов создает условия для одновременного восприятия и обработки каждым нейроном различных потоков информации, что лежит в основе синтетической деятельности нервной системы.

Схематическое изображение афферентных нервных клеток высших позвоночных животных: 1  — ложноуниполярная клетка из спинномозгового узла; 2 — биполярная нервная клетка сетчатой оболочки глаза; 3 — мультиполярная клетка из узла автономной нервной системы; А — аксон, Д — дендрит.

Отростки нервной клетки неравнозначны в функциональном отношении.
Дендриты проводят раздражение к телу нейрона.
Аксон
(нейрит) — проводит раздражение от тела нервной клетки и передает его либо на другие нейроны, либо на эффекторные структуры (в частности, на мышечные волокна). Благодаря
разветвлению аксона возбуждение от одного нейрона одновременно передается многим нервным клеткам. В результате осуществляется распределение поступающей с нервными импульсами информации между многими нейронами, что составляет один из элементов аналитической деятельности нервной системы.

Специализация элементов нервной цепи

Каждая уникальная структурная особенность того или иного нейрона отражает степень его специализации для выполнения определенных задач.

Нейрон с дивергентной структурой  (от лат. diverge - отклоняюсь) может посылать сигналы тысяче и даже большему числу других нейронов.
Нейрон может получать входную информацию от других нейронов с помощью одной, нескольких или многих входных связей, если на нем сходятся конвергентные пути (от лат. converge - приближаюсь, схожусь).

В некоторых нервных сетях имеются скопления или слои нейронов, в которых один нейрон образует выходные связи с очень большим числом других клеток (в таких сетях дивергенция доведена до крайних пределов). Изучение сетей такого типа начато лишь недавно, и единственные места, где они встречаются (насколько нам сейчас известно), - это некоторые части среднего мозга и ствола мозга. Преимущества подобной системы в том, что она может оказывать влияние на множество нейронов сразу и иногда осуществлять связь со всеми иерархическими уровнями, нередко выходя за пределы специфических сенсорных, двигательных и других функциональных альянсов.

Поскольку сфера воздействия таких сетей не ограничена какой-либо системой с определенными функциями, дивергирующие пути этих сетей иногда называют неспецифическими. Однако ввиду того, что такие сети могут влиять на самые различные уровни и функции, они играют большую роль в интеграции многих видов деятельности нервной системы. Иными словами, такие системы выступают в роли организаторов и режиссеров массовых мероприятии, руководящих согласованными действиями больших групп людей. Кроме того, медиаторы, используемые в дивергентных системах с одним входом, - это медиаторы с «условным» действием: их эффект зависит от условии, в которых он осуществляется. Подобные воздействия весьма важны и для интегративных механизмов (лат. integratio - восстановление, восполнение, от integer - целый).


Один из способов разобраться в общей организации нервной системы состоит в том, чтобы рассмотреть ее в форме приблизительной схемы.
На входе лежат группы рецепторов — видоизмененные нервные клетки, специализированные для преобразования в электрические сигналы разных форм информации, которая приходит к ним из внешнего мира.
Рецепторы образуют контакты с первой группой нейронов, те в свою очередь со следующими, и так далее. На каждом этапе аксоны ветвятся и подходят к следующему нейрону цепи, на котором конвергирует множество аксонов. Каждая воспринимающая клетка интегрирует возбудительные и тормозные импульсы, конвергирующие на ней от клеток низшего порядка.
Каждое такое переключение хочется сравнить с передачей эстафеты или с ретрансляционной станцией, однако то, что происходит в местах разрыва нейронной цепи, может быть намного сложнее того, что происходит в эстафетном беге, где каждый бегун передает эстафетную палочку следующему и на конечный пункт маршрута эта палочка прибывает в неизменном виде. В центральной нервной системе «эстафета» совершенно иного рода. На каждом синаптическом переключении сенсорного пути входные сигналы трансформируются: код, с помощью которого записано прибывшее сообщение, коренным образом меняется.
Таким образом, о синаптических ретрансляционных станциях лучше говорить как о станциях переработки данных - исходные данные на пути к высшим уровням неоднократно переводятся на другие языки.

Например, нервные клетки, объединенные в цепи, которые помогают нам воспринимать внешний мир или контролировать события, происходящие внутри нашего тела, именуются сенсорными (чувствительными) нейронами. Нейроны, объединенные в сети, вызывающие мышечные сокращения и, следовательно, движение тела, называются моторными или двигательными.

Иерархическая организация нейронных связей
В сенсорных системах иерархическая организация носит восходящий характер; в нее включаются различные клеточные уровни, по которым информация поступает в высшие центры - от первичных рецепторов к вторичным вставочным нейронам, затем к третичным и т.д.
Двигательные системы организованы по принципу нисходящей иерархии, где команды «спускаются» от нервной системы к мышцам: клетки, расположенные, фигурально говоря, «наверху», передают информацию специфическим моторным клеткам спинного мозга, а те в свою очередь - определенным группам мышечных клеток.

Иерархические системы обеспечивают очень точную передачу информации. В результате конвергенции или дивергенции информация фильтруется и происходит усиление сигналов. Но, подобно любой цепи, иерархическая система не может быть сильнее своего самого слабого звена. Любая инактивация  (от лат. in- - приставка, означающая отрицание) любого уровня, вызванная ранением, заболеванием, инсультом или опухолью, может вывести из строя всю систему.
Конвергенция и дивергенция, однако, оставляют цепям некоторый шанс уцелеть даже при их серьезном повреждении. Если нейроны одного уровня будут частично уничтожены, сохранившиеся клетки смогут все-таки поддерживать функционирование сети.

Иерархические системы существуют, конечно, не только в сенсорных или двигательных путях. Тот же тип связей характерен для всех сетей, выполняющих какую-то специфическую функцию.

Локальные сети
Если у клетки короткий аксон, настолько короткий, что волнам электрической активности, можно сказать, некуда распространяться, очевидно, что задачи и сфера влияния такого нейрона должны быть весьма ограниченными. Нейроны локальных сетей действуют как фильтры, удерживая поток информации в пределах какого-то одного иерархического уровня. Они, по всей видимости, широко распространены во всех мозговых сетях.

Локальные сети могут оказывать на нейроны-мишени возбуждающее или тормозящее действие. Сочетание этих особенностей с дивергентным или ковергентным типом передачи на данном иерархическом уровне может еще более расширять, сужать или снова фокусировать поток информации.

Место расположения элементов нервной цепи
Нейроны, ближе всего расположенные к месту действия (будь то ощущаемый стимул или активируемая мышца), - это первичные сенсорные или моторные нейроны, или нейроны первого порядка. Далее следуют вторичные нейроны (нейроны второго порядка), затем третичные (третьего порядка) и т.д.

Нейроны, аксоны которых выходят за пределы ц.н.с. и заканчиваются в эффекторных структурах периферических нервных узлах), получили название эфферентных (например двигательных, если они иннервируют мускулатуру).
Афферентные, или чувствительные, нервные клетки: их тела обычно округлой формы, имеют один отросток, который затем Т-образно делится. Один из отростков после деления направляется на периферию, где образует чувствительное окончание, а другой отросток — в ц.н.с., где формирует синаптические окончания, оканчивающиеся на других нейронных клетках.
Промежуточные нейроны, или интернейроны, отличаются тем, что и их тела, и их отростки располагаются только в ц.н.с.

Характеристика по направлению сигнала в нервной цепи
Афферентное звено
 (лат. afferens, afferentis приносящий) — компонент рефлекторной дуги, осуществляющий передачу возбуждения от рецепторов в центральную нервную систему.
Эфферентное звено (efferens, efferentis; лат. effero выносить, направленный от чего-то - органа, нервного центра) - компонент рефлекторной дуги, осуществляющий передачу возбуждения из ц.н.с. к исполнительным органам или тканям.

Коротко говоря, имеется вход — единственный для человека способ узнавать о внешнем мире. Имеется выход — единственный для человека способ реагировать на внешний мир и воздействовать на него. А между входом и выходом находится все остальное, что должно включать восприятие, эмоции, память, мысль и все прочее, что делает человека человеком.

Кора мозга является конечной станцией сенсорных проводящих путей. Нейроанатом бывает в высшей степени удовлетворен, когда ему удается проследить зрительные пути, скажем, от сетчатки до латерального коленчатого тела и оттуда — до зрительной коры. Трудность любого дальнейшего прослеживания заключается в сложности коры мозга, содержащей в себе 70 процентов всех нейронов центральной нервной системы человека. Что они делают со своими входными сигналами?

Множество нейронов сетчатки глаза, например, обрабатывает выходные сигналы фоторецепторного аппарата глаза.
Аксоны определенной части этих клеток сначала объединяются в зрительный нерв (около миллиона волокон).
Затем происходит перераспределение аксонов по двум путям, в процессе которого аксоны, вышедшие из назальной (носовой) половины сетчатки одного глаза, пересекают срединную плоскость головы, чтобы объединиться с аксонами, которые вышли из темпоральной (височной) половины сетчатки другого глаза. В результате образуются зрительные тракты.
Аксоны, составляющие зрительный тракт, распределяются между двумя большими конечными областями. Одна из них — это верхнее двухолмие; однако у всех приматов более важной областью, по крайней мере если судить по количеству аксонов, является латеральное коленчатое тело таламуса.
 Нейроны этого ядра проецируются в свою очередь в новую кору, а именно - в определенную зону у заднего полюса полушария мозга, известную под названием зрительной коры.
Следовало бы добавить, что многие из нейронов верхнего двухолмия, получающих зрительные волокна, посылают свои собственные аксоны в таламус, но не в латеральное коленчатое тело, а в латеральное заднее ядро. Нейроны этого последнего клеточного скопления в свою очередь проецируются в новую кору, однако не в ту область, в которую идут аксоны из латерального коленчатого тела, а в соседнюю, которая отличается от первичной зрительной коры. По-видимому, зрительная система имеет два пути, восходящих к зрительной коре.

Такие же наборы связей, подобных проводам, смонтированные по своим особым схемам и соединяющие между собой топографически организованные области, имеются по всей нервной системе, а как собираются эти точные схемы, остается одной из важных неразрешенных проблем нейрофизиологии.
Каким образом во время развития волокна выходят из сетчатки, доходят до коленчатого тела и распределяются там с абсолютной топографической точностью?


3.  Пятая часть
 
Организм (organizmo - устраиваю, сообщаю стройный вид) - отдельное живое существо, рассматриваемое как биологическая система.
Система (греч. systēma - целое, составленное из частей; соединение) - совокупность функционально связанных между собой элементов, представляющих собой единое структурное целое.
Функциональная система - совокупность взаимодействующих элементов (частей), имеющую входы и выходы для обмена со средой веществом, энергией, информацией.
 
Организм человека в каждый момент времени представляет слаженное взаимодействие - интеграцию по горизонтали и вертикали различных функциональных систем на основе их иерархического, многосвязного одновременного и последовательного взаимодействия, что в конечном счете определяет нормальное течение физиологических процессов.

Естественно возникает вопрос о том, откуда берутся такие системы, как они возникают в эволюции,  как они складываются в ходе развития мозга и по каким механизмам они видоизменяются под влиянием опыта и обучения?
Центральная задача состоит в том, чтобы раскрыть, как информация, закодированная в молекулах ДНК, трансформируется в связи между клетками внутри структур, в пространственные соотношения этих структур и связи между ними.

У ДНК две функции: содержать информацию на основе которой функционирует клетка и передавать эту информацию потомству.
Но современная наука считает, что кроме атомов и молекул, в клетке ничего нет. И подчиняется клетка тем же физическим закономерностям, что и неживые объекты. На современном этапе наука не имеет даже четкого определения "информация".
Такая ситуация связанна с тем что область современных научных знаний определяется теми уровнями которые фиксируют инструменты используемые исследователями.
И ранее в этой статье отмечалось - современная наука изучает "объекты", "частицы" но не "целое" и "связи". У науки просто нет инструментов "тоньше" молекул.

Но главными в изучения человека должны быть мозговые процессы, опосредующие поведение, психику и сознание. Адекватным уровнем описания подобных "высших" функций мозга являются не просто, физиологические возбуждения и торможения отдельных нейронов, областей и структур мозга, а специфические схемные процессы и функциональные системы, осуществляющие взаимоотношение целого организма с  его внутренней средой и средой (по отношению к нему) внешней.
И начало изучения работы мозга лежит через понимание перехода - "молекула" "живая клетка" организма.

Молекула (новолат. molecula, уменьшит, от лат. moles - масса) состоит из атомов, точнее - из атомных ядер, окружающих их внутренних электронов и внешних валентных электронов, образующих химические связи (валентность).

Впервые понятие о молекулах было введено в химии в связи с необходимостью отличать молекулу как наименьшее количество вещества, вступающее в химические реакции, от атома (от греч. atomos — неделимый) как наименьшего количества данного элемента, входящего в состав молекулы.

В химии под атомами разумеют малейшие частички материи, неделимые уже ни механическим, ни химическим путем.
Атомы, как одноименные, так и разноименные, обладают взаимным притяжением и дают, после уравновешения этих притягательных сил, соединения, называемый частицами или молекулами. По этой причине атомы не могут существовать в свободном состоянии, и лишь только будут выделены из своих соединений, как тотчас же вступают в новые соединения с другими атомами, или друг с другом.
Такая связь создаётся одной, двумя или тремя парами электронов, которыми владеют сообща два атома. Внутренние электроны атомов обычно не участвуют в образовании химических связей.
В случае одноатомных молекул (напр., инертных газов) понятия молекула и атом совпадают.

Геометрическая структура молекул определяется равновесным расположением атомных ядер.
Энергия взаимодействия атомов зависит от расстояния между ядрами. На очень больших расстояниях эта энергия равна нулю; если при сближении атомов образуется химическая связь, то атомы сильно притягиваются друг к другу (слабое притяжение наблюдается и без образования химической связи); при дальнейшем сближении атомов действуют электростатические силы отталкивания атомных ядер; препятствием к сильному сближению атомов является также невозможность совмещения их внутренних электронных оболочек.

Размер молекулы как целого, т.е. размер её электронной оболочки, есть величина до некоторой степени условная - имеется отличная от нуля, хотя и весьма малая, вероятность найти электроны молекулы и на большом расстоянии от её атомных ядер.
Практически размеры молекулы определяются равновесным расстоянием, на которое они могут быть сближены при плотной упаковке молекул в молекулярном кристалле и в жидкости.
На больших расстояниях молекулы притягиваются одна к другой, на меньших - отталкиваются.

В любoм живoм oргaнизме мoжнo нaйти три oснoвные мoлекулы: ДНК, РНК и белoк.
ДНК является хрaнителем инфoрмaции, белoк - кoнечный прoдукт, a РНК мoжет иметь три функции: хрaнитель инфoрмaции, ее перенoсчик или конечный продукт.

Молекула ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота), высокомолекулярное природное соединение представляющее собой 2 цепи (состоящих из мономеров), закрученные одна вокруг другой в спираль (двойная спираль).

Мономеры (от греческого monos — один, единственный) — вещества, молекулы которого способны реагировать между собой или с молекулами другого вещества с образованием полимера.

Биополимеры — высокомолекулярные соединения биологического происхождения, молекулы которых представляют собой цепочки, образованные из большого числа повторяющихся групп атомов. К биополимерам относят белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды.

Нуклеиновые кислоты (полинуклеотиды), высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновой кислоты – дезоксирибоза или рибоза, различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновую (РНК) кислоты. Последовательность нуклеотидов в нуклеиновых кислотах определяет их первичную структуру.

Нуклеотиды, органические соединения, состоящие из азотистого основания (аденина, гуанина, цитозина, тимина, урацила), углевода (рибозы или дезоксирибозы) и одного или нескольких остатков фосфорной кислоты.
Нуклеотиды ДНК различаются одним из 4 азотистых оснований - аденин (A), гуанин (G), цитозин (C), тимин (Т).
В РНК это аденин (A), гуанин (G), цитозин (C) и урацил (U).

Код генетической информации (единица генетического кода) триплетен - каждая кодирующая единица-кодон состоит из трех соседних нуклеотидов в гене. Именно последовательность чередования нуклеотидов представляет собой информацию.

Ген (греч. genos род, происхождение) — единица наследственного материала, ответственная за формирование какого-либо элементарного признака. Ген (генетический маркер) представляет собой участок молекулы ДНК (нескольких сотен до миллиона пар нуклеотидов) характеризуемый специфической для него последовательностью нуклеотидов определяющую конкретную функцию, отличную от функций других генов - конкретный ген обусловливает и контролирует первичную структуру конкретной транспортной молекулы (рибосомной РНК).

Генетическая информация (син. наследственная информация) — информация о строении и функциях организма, заложенная в совокупности генов.
Совокупность ДНК хромосом зрелой половой клетке, ДНК митохондрий и хлоропластов называется геномом (англ. genome, от греч. genos род, происхождение).

Под влиянием генетической информации геном оплодотворенной яйцеклетки начинает экспрессировать биологически активные вещества, в частности информационные молекулы - (РНК).
Таким образом, реализация информации, «записанной» в гене, осуществляется с помощью посредника, которым является рубинуклеиновойкислота РНК — матричная, или информационная, одноцепочечная молекула (мРНК от англ. messenger - переносчик).
РНК очень похожа на ДНК, разница всего в одном лишнем кислороде в углеродном кольце, но эта разница очень сильно меняет физические и химические свойства молекулы. Тогда как ДНК молекула очень прочная, РНК крайне неустойчива и начинает распадаться при первом удобном случае.
Синтез мРНК происходит на молекуле ДНК как на матрице. Такой матричный синтез обеспечивает точность «переписывания» (транскрипции от лат. transcriptio) особенностей нуклеотидной последовательности гена на молекулу мРНК.
Синтезированная мРНК из ядра клетки поступает в цитоплазму, где на рибосомах происходит реализация генетической информации -трансляция (от лат. translatio перенос, передача). На этом этапе по матрице иРНК строится последовательность цепи аминокислотных остатков полипептида. Тем самым создается первичная структура будущей молекулы белка.

Для регулярного правильного считывания информации в гене присутствуют: кодон инициации (лат. initium — начало), множество смысловых кодонов и кодон терминации (от лат. terminalis относящийся к концу). Три подряд расположенных нуклеотида представляют собой кодон (триплет), который и определяет, какая аминокислота будет располагаться в данной позиции в белке. Каждой аминокислоте соответствует от одного (Met, Trp) до шести (Leu, Arg, Ser) кодонов.

В молекуле иРНК вместо тимина (Т) присутствует основание урацил (U). Таблица генетического кода во всех руководствах представлена именно символами иРНК. Из 64 возможных кодонов смысловыми являются 61, а три — U-А-А, U-А-G, U-G-А — не кодируют аминокислоты и поэтому были названы бессмысленными, однако на самом деле они представляют собой знаки кодирующие начало и конец синтезируемой полипептидной цепи. Когда начали расшифровывать нуклеотидные последовательности генов, убедились, что первый же встреченный на иРНК кодон А-U-G задает фазу последующего считывания троек, то есть служит той самой фиксированной точкой, с которой начинается считывание. В конце гена обязательно стоит U-А-А или U-А-G или U-G-А.

Сравнительно короткие молекулы транспортного тРНК (примерно 70 нуклеотидов) могут создавать всевозможные трехмерные структуры, которые в некоторых случаях и являются носителями информации.
Каждая тРНК имеет акцепторный конец, к которому присоединяется аминокислотный остаток, и адаптерный конец, несущий тройку нуклеотидов, комплементарную какому-либо кодону иРНК, потому этот триплет назвали антикодоном. Способность нуклеотида «узнавать» своего напарника называется комплементацией (complement – дополняющий), а цепочки – комплементарные. Первый и второй нуклеотиды кодона строго следуют правилам комплементарности (A - U; G - C) при взаимодействии с соответствующими нуклеотидами антикодона, а вот взаимодействие с третьим нуклеотидом кодона позволяет себе некоторую нестрогость, неоднозначность спаривания. Благодаря этой неоднозначности каждое семейство кодонов для одной аминокислоты, различающихся по третьему нуклеотиду, может "обслуживаться" одним антикодоном.

Белки являются главными компонентами всех организмов, обеспечивающими выполнение важнейших процессов жизнедеятельности. В основном все белки построены из 20 стандартных аминокислот и отличаются друг от друга лишь последовательностью соединения аминокислотных звеньев, что допускает, однако, возможность существования огромного множества разнообразных белков.
Аминокислоты соединяются между собой пептидными связями, из-за этого их еще называют пептидами, а цепочки олиго- или поли- пептидами (греч. oligos малый, oligo – несколько, poly – много). Эти цепочки складываются в замысловатые клубки, которые мы и называем белками.

Синтез белка посредством считывания информации с гена в виде молекулы матричной РНК (мРНК) и ее трансляции в белковую молекулу называется экспрессией гена.
В каждой клетке экспрессируются далеко не все гены, а только определенная их часть, которая и определяет молекулярную специфику ее композиции и функций. Обычно для построения того или иного органа достаточно экспрессии в его клетках лишь нескольких процентов от общего числа генов в геноме.

Геном человека расшифрован не полностью - на 99 %. К 2004 году ученым удалось установить точную последовательность трех миллиардов генетических "букв" в молекуле ДНК, которая хранит 99 % генной информации о человеке. Количество генов приближается к 30 - 40 тысячам. Но некоторые ученые предполагают, что подсчет не точен и возможно число 100 - 120 тысяч.
Расшифрована полная структура нуклеотидных последовательностей 2-й, 7-й, 19-й, 21-й, 22-й хромосом и митохондриального генома человека.

Общая длина ДНК человека составляет около двух метров. Однако они целиком помещаются в ядре клетки, размер которого меньше сотой доли миллиметра. Это можно сравнить с тонкой леской длиной в 20 километров, упакованной в объем теннисного мяча. От объемной укладки молекул ДНК зависит, какие гены и когда будут проявлять активность. Укладка ДНК также влияет на специализацию клеток.

Около 99% всей ДНК клетки сосредоточено в хромосоме.
Хромосомы
(от хромо... и греческого soma — тело), структурные элементы ядра клетки, содержащие ДНК.
У человека общее число хромосом в половых клетках равно 23, а в соматических (греч. sōma, sōmatos, тело, «относящийся к телу»)  — 46. Совокупность числа хромосом в ядре каждой клетки организма называется хромосомным набором.
При делении каждая дочерняя клетка получает точно такой же набор хромосом какой был у материнской, значит на каком-то этапе генетический материал нужно удвоить. Для этой цели существует целая белковая машина, которая разъединяет две цепочки и на основе каждой из них строит комплементарные им, в конце процесса мы получаем две совершенно идентичные друг другу и изначальной молекуле хромосомы.
Хромосома есть ничто иное как очень плотно упакованая с помощью белков спираль. Есть несколько этапов, уровней упаковки, в результате чего длина молекулы сокращается в десятки тысяч раз и в клетку можно поместить не только несколько десятков хромосом, но еще и множество иных конструкций. Для получения доступа к закодированой информации на ДНК нужно разобрать все степени упаковки хромосомы и разъединить двойную спираль.

Остальная часть ДНК находится в других клеточных органоидах, определяя цитоплазматическую наследственность.
Органоиды (от орган и греч. eidos - вид), постоянные структуры животных и растительных клеток. Каждый органоид осуществляет определённые функции, жизненно необходимые для клеток. Таким образом, любое проявление жизнедеятельности клетки - следствие согласованной работы её взаимосвязанных компонентов, особенно органоидов. К органоидам относят митохондрии, комплекс Гольджи, клеточный центр, эндоплазматическую сеть, рибосомы, цитоплазматические микротрубочки и др.
Термин "органоиды" объясняется сопоставлением этих компонентов клетки с органами многоклеточного организма.

Таким образом реализация информации о строении и функциях организма базируется на ряде переходов от системы одного уровня к системе следующего уровня:

- начальная система:

что-то неопределенное

 

 

"что-то неопределенное" воздействует "чем-то неопределенным"

 
 


Элементарные частицы

 

элементарная частица воздействует "чем-то неопределенным"

 
 


Атом - Элементарные частицы - Атом

 

элементарные частицы и атомы взаимодействуют "чем-то неопределенным"

 
 


Молекула

 

молекулы взаимодействуют "чем-то неопределенным"

 
 


Молекула  +  Молекула

 
 

молекулы взаимодействуют "чем-то неопределенным"

 
- информационная система:


Нуклеотиды + Нуклеотиды

 
 

нуклеотиды взаимодействуют "чем-то неопределенным"

 
 


Ген

 
 

нуклеотиды взаимодействуют "чем-то неопределенным"

 
 


Нуклеиновые кислоты ( ДНК )

 

 

нуклеотиды взаимодействуют "чем-то неопределенным"

 


Рубинуклеиновая кислота РНК )

 
 

нуклеотиды взаимодействуют "чем-то неопределенным"

 


Белки

 
 

белки взаимодействуют "чем-то неопределенным"

- функциональная система:


Органоиды

 
 

органоиды саморегулируются "чем-то неопределенным"

 


Клетка

 

"Как", "почему", а главное "зачем" на основе атомов и молекул, возникает живая клетка - современная наука не знает.

Жизнь
(vita) — одна из форм движения материи, носителями которой являются нуклеопротеидные тела (белковые), обладающие свойством органической целостности, т.е. способностью саморегуляторной стабилизации при непрерывном обмене веществом и энергией с окружающей средой.
Организмы отличаются от неживых объектов обменом веществ, раздражимостью, способностью к размножению, росту, развитию, активной регуляции своего состава и функций, к различным формам движения, приспособляемостью к среде и т.п.
П.К. Анохин подчеркивал, что стабилизация на основе принципов саморегулирования является первичной и решающей чертой жизненного процесса, именно она обеспечила поступательное развитие структур в предбиологическом периоде. Можно говорить с уверенностью, что никакие близкие к жизни субстраты, в том числе и белок, сами по себе не могут составить жизни, если они не вовлечены в какую-то более обширную систему, функционирующую по принципу саморегуляторной стабилизации.
При этом, в отличие от неживых систем, в организме не происходит выравнивания энергетических разностей и перестройки структур в сторону более вероятных форм, а наблюдается обратное: восстанавливаются разности энергетических потенциалов, химического состава и т.д. Фактически непрерывно происходит работа "против равновесия".
И этот механизм "внутреннего сопротивления" заметен уже на молекулярном уровне функционирования мозга человека. Именно он запускает такие высшие формы реагирования живого организма как восприятие, мышление, осознанное действие и стремление к саморазвитию.

1.1 - 1.4
1.5 - 1.9
1.10 - 1.12
2.1 - 2.3
2.4 - 2.5
2.6 - 2.7
3.1 - 3.2
3.3

4.1 - 4.2
4.3
5.1
5.2 - 5.3
6.1 - 6.2
6.3 - 6.4
7.1 - 7.2
7.3 - 7.4
8.1 - 8.2

Обсуждение на  ФОРУМЕ

- школа бронникова - обучение - методика - мероприятия - фоторепортажи -
- организации - наука - медицина - реабилитация - литература - рассылка - форум -

- концепция - китай клуб - лаборатория пространств - интерактив лаборатория - адвокат клуб -
- главная - история - пресса - вернисаж - библиотека - словарь - обучение - объявления -



частные займы в краснодаре без залога
zaim-23.ru
Лечение наркомании Полтава
narkologicheskiy-centr.com.ua