Успехи физических наук, 2010

Успехи физических наук, 2010.

    Рассмотрена эволюция биофизической парадигмы в течение 65-ти лет после выхода книги Э. Шрёдингера " Что такое жизнь с точки зрения физики?" (1944 г.). На основе успехов молекулярной генетики показано, что все признаки, которыми характеризуются живые системы, встречаются в системах неживой природы. Рассмотрены десять логико-физических парадоксов, которые позволяют дать определение жизни в терминах пространственно-временной иерархии структур и комбинаторной вероятностной логики.

Жизнь с точки зрения физики можно определить как результат процесса игры взаимодействий материи, в которой одна её часть приобрела свойство запоминать вероятности появления удач и неудач в предыдущих раундах этой игры, повышая тем самым свой шанс на существование в последующих раундах. Эту часть материи сегодня называют живой материей.

Содержание
1. Введение (337).
2. Проблема определения живого (338).
2.1. Смена парадигмы. 2.2. Появление новых биофизических наук (геномика, протеомика, метаболика). 2.3. Эволюционная история живых организмов на молекулярном уровне. 2.4. Обнаружение факторов, ускоряющих эволюцию живых систем. 2.5. На границе живого и неживого.
3. Игра живой и неживой материн (десять парадоксов) (340).
3.1. Парадокс Платона и Сократа. 3.2. Парадокс Зенона. 3.3. Парадокс демона Максвелла. 3.4. Парадокс кота Шрёдингера. 3.5. Парадокс стохастического храповика. 3.6. Парадокс дефицита времени. 3.7. Парадокс гомохирального строения. 3.8. Парадокс конфликта части и целого. 3.9. Санкт-Петербургский парадокс. 3.10. Парадокс буриданова осла.
4. Обсуждение (365).
5. Заключение (367). Список литературы (367).


Смена парадигмы.
    Можно говорить о двух направлениях изучения процессов жизни и биологической эволюции: снизу вверх (bottom-up) и сверху вниз (top-down).

    В апреле 2003 г. средства массовой информации сообщили о завершении крупного международного научного проекта по расшифровке трёх миллиардов нуклеотидных пар, содержащих генетическую информацию человека. За 12 лет работы параллельно с геномом человека были расшифрованы геномы многих микроорганизмов и многоклеточных животных. Генетический код всех организмов был единым, но количество генов было разным. Различия оказались не столь велики, как ожидалось.

    Первоначально не было недостатка в оптимистичных прогнозах при ответе на вопрос: как расшифровка генома человека изменит облик эволюционной биологии и современной медицины? Однако были и голоса скептиков. Число обнаруженных генов в ДНК человека оказалось равным всего 30000, а предполагалось, что их по крайней мере в три раза больше (порядка 100000). Это число генов совпало с числом генов мыши. Более того, выяснилось, что качественно по геному мы отличаемся от мыши структурой всего 300 генов. Порядка 100 наших генов соответствуют геномам вирусов и бактерий, которые к этому времени также были расшифрованы. До сих пор непонятно, что представляют собой обширные нуклеотидные последовательности в промежутках между генами у человека и какую роль они играют в развитии организма. В геноме человека задействовано только 10~4 его нуклеотидного запаса. Тем не менее исследования снизу вверх - от молекулярного уровня к целостным организмам - позволили вскрыть эволюцию последовательностей нуклеиновых кислот и белков.
 
   Анализ полных геномов позволяет изучать историю кариотипа (набора хромосом) живых организмов. Как и в случае генов в цепи ДНК, событием здесь является перестановка хромосомных "текстов", слияния и разрывы хромосом. Такие исследования дали возможность строить филогенетические деревья на целых геномах. События, формирующие геном (дупликации, горизонтальные переносы и т.п.), оказались крайне важными при исследовании прокариот, обладающих пластичностью генома. Стало ясно, что штаммы одного вида на этом уровне различаются по составу генов на 30 %.

    Наконец, в последнее время появилась возможность изучать эволюцию регуляторных систем и иерархию уровней экспрессии генов. Можно надеяться, что это приведёт к пониманию таких процессов, как эволюция строения тела у животных, неравномерность скоростей морфологической эволюции, прерывистость эволюции и т.д. В области перехода от одномерного генетического кода к трёхмерному морфологическому строению живого организма пока имеется много вопросов. Это "пока" сохраняет площадку для проявления креационизма (от creation - сотворение).



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Успехи физических наук, 2010 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать книгу - Успехи физических наук, 2010. - Яндекс Народ Диск.

Скачать книгу - Успехи физических наук, 2010. - depositfiles.




Теги: книга по физике :: журнал :: 2010