Не бывает глупых вопросов. Каждая хромосома содержит только часть генома. При этом у многих организмов каждая хромосома имеет более одной копии (например у млекопитающих чаще всего их две, по одной от одного родителя). То есть у человека 23 хромосомы, каждая в двух копиях (в итоге получаем 46). Они называются гомологичными. И вот у гомологичных хромосом последовательности почти идентичны (отличия есть, но зачастую это небольшие замены относительно коротких участков). При этом разные хромосомы могут тоже нести перекрывающиеся участки. Например у X и Y хромосом есть перекрывающиеся участки, но они составляют лишь пару % от их длинны.
Нет, она не существует в виде единой молекулы ни в какой из фаз цикла (только если это не организм с одной хромосомой). Не совсем болтается, хромосомы имеют свои «территории» в ядре. То есть их расположение подчинено определенным правилам.
На самом деле прогресс наметился уже пару лет как. Есть несколько технологий. Мне больше всего импонирует Oxford Nanopore Technologies. Они с каждым годом все лучше и лучше. Если в вкратце, то есть пора, через которую протягивается цепь ДНК. При этом меряется изменение ток, проходящий через пору. В зависимости от того, какой нуклеотид занимает в данный момент отверстие поры мы будем регистрировать разное значение силы тока. (Большой нуклеотид закрывает больше и ток будет меньше). И, собственно, считываем дальше.
Если интересно, можете разобраться глубже
По сути еще 10 лет назад мы могли читать лишь маленькие кусочки по 500-1000 нуклеотидов. Сейчас длинна прочтений потенциально больше на порядок. Значит собирать геном можно точнее и проще.
Посатараюсь держать темп, благодарю.
О моделировании. С большего можно смоделировать. В 2014 Вентер с компанией успешно внедрили минимальный геном и по сути создали первую искусственную клетку. И вот процессы в ней смогли смоделировать. (Если интересно www.cell.com/fulltext/S0092-8674(12)00776-3).
Но во первых. Моделируют не реакции и то как они проходят, а просто число реакций в клетке в определенный момент времени. То есть мы можем сказать, сколько сейчас АТФ синтезировалось +-, но не можем сказать где конкретно и тд. Модель, кстати, смогла предсказать кое-что, что потом было подтверждено экспериментально. Например, падение скорости репликации (копирования) ДНК конце первой половины процесса.
Но все вышесказанное характерно для одного организма. У него чуть менее 500 генов. У нас с вами около 20.000. Число элементов в системе и их взаимодействий на порядки больше. + Мы все еще плохо их знаем. Поэтому до полного моделирования клеток эукариот далеко. Бывают попытки смоделировать один биохимический путь (в зависимости от форм и концентраций ферментов предсказывать с какой скоростью он будет идти, но полноценных моделей я не видел, пока что).
2. Все организмы очень похожи и одновременно не похожи. Например ДНК и ее модификации у нас с бактериями почти идентичны. И мы и они используем NADH, ATP и тд. Но многие механизмы отличаются. ДНК хранится, копируется по разному, с помощью разных систем. Ферменты делающие одно и тоже порой отличаются по строению и скорости работы. Так что подход в общем будет схожим (то же ДНК, несколько схожие метаболические пути), но модели будут существенно отличаться (из-за отличия некоторых механизмов). С рыбами у нас очень много общего, если смотреть на клеточном уровне.
Постараюсь немного рассказать о хранении ДНК и отличие механизмов хранения, к концу недели.
Когда речь идет о сравнении мозга и современных компьютеров, нужно понимать, что эти системы работают по-разному. Мозг работает асинхронно, и обработка информации отличается от того, что происходит внутри процессора. Сравнивать их немного некорректно.
Посчитал, что это слегка перегрузит материал. NADH, действительно важен, но затрагивая его здесь, нужно было бы объяснять откуда берется протон с электроном, почему он идет на ЭТЦ, что такое ЭТЦ, как формируется электрохимический градиент, зачем он нужен, и наконец как он «трансформируется» в энергию связи АТФ. Это бы удвоило материал.
Я ставлю себе цель объяснить сложные вещи так, что бы читающий не биолог понял и запомнил. Поэтому, увы, приходится следить за размерами статей, опуская подробности и дробя материал. NADH и его «коллеги» будут чуть позже:)
Нужно не забывать, что это лишь примерные оценки. В бактериальных клетках реакций меньше. Я встречал цифры в районе 100к. Клетки можно заставить майнить, но пока у нас слишком «лапки» для таких задач. До сих пор едва смогли «с нуля» рабочую клетку собрать)
Глава не совсем из учебника. Она сжата так, что ее можно прочесть за 4 минуты, и при этом уловить связь между отдельными клеточными элементами. Я бы хотел постепенно перейти к более сложным моментам. А для этого нужно понимание базовых вещей.
P.S. Не все тут читали школьный учебник биологии, и я в том числе)
Маленькая, но для квантовых эффектов великовата. Из примеров квантовых эффектов в биологии на ум сразу приходит фотосинтез.
Есть специальные антенны, состоящие из молекул пигментов, которые поглощают свет. Энергия поглощенных фотонов вызывает электронное возбуждение, которое передается в реакционный центр. Так вот, молекулы пигментов находятся на крайне малом расстоянии, 1-3 нм и вот тут, при передаче энергии от пигментов к реакционным центрам начинают действовать квантовые эффекты.
По сути да, как работает я постараюсь написать, простым языком (с фокусом на регуляции процесса)
Нет, она не существует в виде единой молекулы ни в какой из фаз цикла (только если это не организм с одной хромосомой). Не совсем болтается, хромосомы имеют свои «территории» в ядре. То есть их расположение подчинено определенным правилам.
Если интересно, можете разобраться глубже
По сути еще 10 лет назад мы могли читать лишь маленькие кусочки по 500-1000 нуклеотидов. Сейчас длинна прочтений потенциально больше на порядок. Значит собирать геном можно точнее и проще.
О моделировании. С большего можно смоделировать. В 2014 Вентер с компанией успешно внедрили минимальный геном и по сути создали первую искусственную клетку. И вот процессы в ней смогли смоделировать. (Если интересно www.cell.com/fulltext/S0092-8674(12)00776-3).
Но во первых. Моделируют не реакции и то как они проходят, а просто число реакций в клетке в определенный момент времени. То есть мы можем сказать, сколько сейчас АТФ синтезировалось +-, но не можем сказать где конкретно и тд. Модель, кстати, смогла предсказать кое-что, что потом было подтверждено экспериментально. Например, падение скорости репликации (копирования) ДНК конце первой половины процесса.
Но все вышесказанное характерно для одного организма. У него чуть менее 500 генов. У нас с вами около 20.000. Число элементов в системе и их взаимодействий на порядки больше. + Мы все еще плохо их знаем. Поэтому до полного моделирования клеток эукариот далеко. Бывают попытки смоделировать один биохимический путь (в зависимости от форм и концентраций ферментов предсказывать с какой скоростью он будет идти, но полноценных моделей я не видел, пока что).
2. Все организмы очень похожи и одновременно не похожи. Например ДНК и ее модификации у нас с бактериями почти идентичны. И мы и они используем NADH, ATP и тд. Но многие механизмы отличаются. ДНК хранится, копируется по разному, с помощью разных систем. Ферменты делающие одно и тоже порой отличаются по строению и скорости работы. Так что подход в общем будет схожим (то же ДНК, несколько схожие метаболические пути), но модели будут существенно отличаться (из-за отличия некоторых механизмов). С рыбами у нас очень много общего, если смотреть на клеточном уровне.
Постараюсь немного рассказать о хранении ДНК и отличие механизмов хранения, к концу недели.
Можете подробней посмотреть здесь www.altenergy.org/renewables/what-are-microbial-fuel-cells.html, или если хотите, вот русский аналог
ru.wikipedia.org/wiki/Микробные_топливные_элементы
Я ставлю себе цель объяснить сложные вещи так, что бы читающий не биолог понял и запомнил. Поэтому, увы, приходится следить за размерами статей, опуская подробности и дробя материал. NADH и его «коллеги» будут чуть позже:)
P.S. Не все тут читали школьный учебник биологии, и я в том числе)
Есть специальные антенны, состоящие из молекул пигментов, которые поглощают свет. Энергия поглощенных фотонов вызывает электронное возбуждение, которое передается в реакционный центр. Так вот, молекулы пигментов находятся на крайне малом расстоянии, 1-3 нм и вот тут, при передаче энергии от пигментов к реакционным центрам начинают действовать квантовые эффекты.
По сути да, как работает я постараюсь написать, простым языком (с фокусом на регуляции процесса)