Původ života (1/5) -- Kdo jsem? Odkud pocházím?

28. července 2008 v 17:56 | sagan (zavináč) email (tečka) cz |  Víra a věda
Kdo jsem? Odkud pocházím? Je možné, aby něco tak složitého jako jsou molekuly DNA, vzniklo náhodou? Většina studentů na středních školách se učí, že život začal, když blesk prošel skrze atmosféru prazemě a vyprodukoval chemikálie zvané aminokyseliny. Mnozí, kteří věřili, že život začal bez Stvořitele, byli původně touto argumentací přesvědčení.

Pozorujeme, jak naše tělo roste, jak je komplikované. Život vypadá jako něco zázračného, kouzelného, obsahujícího něco více než hmotu, hmotu a něco navíc. Lidé se domnívají, že mezi anorganickou chemií a životem existuje nepřekonatelná hranice, že je pro vznik živých organismů potřebného něco navíc. Životní síla (vis vitalis), síla Stvořitele. Živé může pocházet jen ze živého.
Někteří navrhují, že život na Zemi má svůj původ jinde v kosmu, např. na Marsu, že se na Zemi dostal z jiného kosmického tělesa. Možnost přenosu života z cizích kosmických těles (hypotéza panspermie) je možná, ale neřeší otázku původu života, pouze jeho vznik posouvá na jiné místo a jiný čas. My ale chceme vědět, jak život začal poprvé.
Pokusíme se jako detektivové nejpve nalézt okamžik, kdy se objevil rys společný všem živým formám.
Vznik buněk. Každý z nás byl kdysi jednobuněčným organismem, zygotou, z níž prostřednictvím mitózy vznikly všechny buňky jeho současného těla.

Buňka (cell)

Mé tělo je tvořeno ohromným počtem buněk, řádově jej tvoří asi 1013 buněk (jednička následovaná třinácti nulami, tj. deset biliónů). Jednotlivé buňky jsou v mnoha ohledech podobné, v jiných jsou rozdílné jedna od druhé, jsou specializované např. na přenos kyslíku (buňky červených krvinek), pohlcování potravy (střevní buňky), na citlivost vůči světlu (buňky oka).
Struktura živočišné buňky prokazatelná elektronovým mikroskopem. Chromatin v jádře (euchromatin a heterochromatin) je souborem DNA a dalších proteinů. Základní strukturální jednotkou chromatinu je nukleosom. Nukleosom sestává ze čtyř typů histonů (H2a, H2b, H3 a H4) kolem nichž se obtáčí molekula DNA.
Živočišná buňka na snímku z elektronového mikroskopu. N1 - jádro, Ec - euchromatin, Hc - heterochromatin, G - Golgiho aparát, Lyp - lyzozom, Mi - mitochondrie, RER - drsné endoplazmatické retikulum.
Chromozómy
Při dělení buněk (mitóze) se z látek nacházejících se v cytoplasmě vytváří kopie chromozómů přítomných v původní buňce. Před rozdělením původní buňky získá každá nová buňka identickou kopii sady chromozómů. V případě člověka získá každá nová buňka celou sadu 46 chromozómů. Člověk má 44 chromozómů a dva pohlavní chromozómy (dva X chromozómy - muž, jeden X a jeden Y chromozóm - žena).
Chromozóm je jediná molekula DNA svinutá tak, aby se vešla do jádra buňky. DNA je v chromozómu doplněná o další bílkoviny.
Mitóza.

Chromozóm se při kopírování (replikaci) dělí na dvě vlákna. Každému říkáme chromatida. Jedna chromatida je identickou kopií druhé chromatidy. Vlevo chromozóm za běžných podmínek, vpravo chromozóm při kopírování.
Centroméra dělí každou chromatidu na krátké rameno chromatidy (na obrázku část chromatidy od centroméry nahoru) a dlouhé rameno chromatidy (na obrázku část chromatidy od centroméry dolů).
Uspořádání chromozómu, histonů, DNA. Všechny buňky v našem těle mají až na drobné výjimky naprosto shodné chromozómy.

Ve skutečnosti existují dva druhy buněk. Prokaryotické (bez jádra, jednodušší) a eukaryotické (s jádrem, tvoří naše těla). Prokaryotické mají typický rozměr 10 µm, eukaryotické 100 µm. Oba druhy buněk tvoří jednobuněčné i vícebuněčné organismy.

Stavební kameny života

Žádný jiný prvek není tak flexibilní, jako uhlík. Vytváří ho hvězdy, všude ve vesmíru je ho dostatek. Může se vázat s jedním atomem, dvěma, třemi nebo čtyřmi atomy. Může se vázat s dalším uhlíkem. To mu umožňuje tvořit stále složitější a složitější molekuly… a život na Zemi.
Atom uhlíku s šesti protony a šesti neutrony v jádře.
Organická chemie je předmět, kterého se obává řada studentů medicíny. Je to chemie molekul s uhlíkem. Některé organické molekuly tvoří živé organismy, jiné nikoliv. Molekuly založené na uhlíku a vodíku (vazbě C-H) jsou označovány jako organické molekuly. Organický materiál tedy představuje hmotu s uhlíkovými atomy bez ohledu na to, zda je hmota "živá" či "neživá".
Život pod mikroskopem.
96 % hmoty organismů je tvořeno z uhlíku, kyslíku, vodíku a dusíku. Většinu ze zbývajících 4 procent tvoří vápník, fosfor, draslík, síra, sodík, chlór a hořčík. Mikrobiogenní (stopové) prvky mají společně menší zastoupení než 0,01%. Jsou to bor (B), chrom (Cr), kobalt (Co), měď (Cu), fluor (F), jod (I), železo (Fe), mangan (Mn), molybden (Mo), selen (Se), křemík (Si), cín (Sn), vanad (V) a zinek (Zn).

Aminokyseliny

Aminokyseliny jsou organické sloučeniny, které mají všechny stejný základ lišící se v pouze v jediné skupině vázané k uhlíku (R).
Aminokyseliny jsou založeny na skupině aminů (jeden dusík a dva vodíky) a skupině karboxylových kyselin (jeden uhlík, dva kyslíky a vodík) vzájemně spojených přes společný atom uhlíku. Jednotlivé aminokyseliny se liší pouze ve skupině označené jako R.
Tím mohou existovat tisíce kombinací výsledných molekul, tisíce rozličných aminokyselin známe ze Země. Ale jen 20 z aminokyselin tvoří život na Zemi. Jen 20 aminokyselin tvoří bílkoviny (= proteiny), které tvoří živočichy a rostliny.
Život je velmi vybíravý. Od nejmenší bakterie k tomu největšímu slonovi, jsou to stejné aminokyseliny. Všech 20 aminokyselin je vytvořeno podle stejného vzoru. Těchto 20 aminokyselin se odlišuje pouze v proměnné skupině R. Například nejjednodušší aminokyselina -- glycin -- má namísto R jeden vodíkový atom. A pouze těchto 20 kyselin tvoří řetězce: bílkoviny.
Glycin.

Bílkoviny (= proteiny)

Živá hmota je tvořena bílkovinou z podstatné části. Bílkovina hraje důležitou roli ve struktuře a funkci našich buněk, tkání a orgánů. Bílkoviny jsou tvořeny spojením jednotlivých aminokyselin. Mohou tvořit kratší řetězce spojením několika málo aminokyselin anebo vytvářet dlouhé molekulární řetězce spojením stovek aminokyselin.
Trojrozměrná struktura stočené bílkoviny.
Bílkoviny se musí stočit do složitých tvarů, aby vykonávaly svoji práci. Mohou pak coby protilátky bojovat proti infekcím, přeměňovat jídlo na energii, kopírovat DNA. Bez správného stočení je bílkovina bezcenná. Celkový trojrozměrný tvar je pro funkci bílkoviny důležitější než pořadí atomů v její jednorozměrné podobě. Podlouhlý bílkovinný řetězec stáčí do správného tvaru molekula bílkoviny chaperonin. Obvykle pouze v jediném tvaru pracuje bílkovina správně. Trojrozměrný tvar bílkoviny závisí na aminokyselinách a jejím okolím v buňce. Proto může být bílkovina jinak stočena, pokud ji vytvoříme a zkoumáme pouze ve zkumavce. Správný tvar molekuly je nezbytný např. pro správnou signalizaci mezi dvěma buňkami mozku. Molekula zapadá do svého receptoru (příjemce) podobně jako zámek do klíče. Vytvořit bílkovinu uměle v laboratoři není snadné, protože se řetězec vzájemně ovlivňuje a peptizace uvolňuje energii, která často cílovou bílkovinu rozloží.
Jednou z nejdůležitějších bílkovin savců včetně člověka je hemoglobin. Jak ukazuje obrázek, hemoglobin se skládá ze čtyř stočených částí: ze dvou α-globinů a dvou β-globinů. Každá z částí nese železnatý iont (modrý disk) tedy červené barvivo (hem, haem).
Existuje nespočet možností, jak z aminokyselin vytvořit bílkoviny, ale jen 100 000 jich najdeme v živých organismech na Zemi. Lidé jsou tvořeni asi třiceti tisíci rozdílnými bílkovinami. Život je hodně vybíravý. Uspořádání (a na základě toho i funkce) bílkoviny je určená pořadím aminokyselin, které tuto bílkovinu tvoří. A toto pořadí je v bílkovinách dáno pořadím bází v asi nejznámější bílkovině: DNA.
Pokračování článku -- klikněte zde.
#
 

5 lidí ohodnotilo tento článek.

Komentáře

Zobrazit vše (418)
Zobrazit starší komentáře

401 MarkPseup MarkPseup | E-mail | Web | Neděle v 18:40 | Reagovat

cialis calgary 4 ave ne
<a href="http://cialis-tt.com">tadalafil online</a>
ricetta medica cialis information
<a href=http://cialis-gg.com#cialis+without+a+doctor's+prescription>cialis tablets 5mg-10mg or 20 mg</a>

402 MarkPseup MarkPseup | E-mail | Web | Pondělí v 1:16 | Reagovat

colloidal silver bijwerkingen cialis
<a href="http://cialis-gg.com">buy cialis 20mg</a>
samok overseas cialis vs viagra
<a href=http://cialis-gg.com#female+cialis+online+mail-order+pharmacies>buy cialis</a>

403 RobertTus RobertTus | E-mail | Web | Pondělí v 3:45 | Reagovat

<a href="http://medicalcases.eu/purchasing-lorazepam-online/">Purchasing Lorazepam online</a>

404 MarkPseup MarkPseup | E-mail | Web | Pondělí v 4:00 | Reagovat

postec nome generico de cialis
<a href="http://cialis-gg.com">coupon cialis</a>
urbanol generic cialis
<a href=http://cialis-gg.com#cialis+without+a+doctor's+prescription>cialis on line</a>

405 MarkPseup MarkPseup | E-mail | Web | Pondělí v 8:08 | Reagovat

can cialis cause skin rashes
<a href="http://cialis-gg.com">cialis 30 day sample</a>
zablokovanie telefonneho cialis
<a href=http://cialis-gg.com#20mg+cialis>cialis cost</a>

406 MarkPseup MarkPseup | E-mail | Web | Pondělí v 18:08 | Reagovat

cialis next day delivery
<a href="http://cialis-gg.com">tadalafil 20 mg</a>
a vogel pollinosan forte bijsluiter cialis
<a href=http://cialis-gg.com#buy+cialis>buy cialis online</a>

407 MarkPseup MarkPseup | E-mail | Web | Pondělí v 21:06 | Reagovat

vaccini antinfluenzali controindicazioni cialis
<a href="http://cialis-tt.com">cialis canada</a>
meritene protein controindicazioni cialis
<a href=http://cialis-tt.com#cialis+super+active+online+mail-order+pharmacies>tadalafil coupon</a>

408 MarkPseup MarkPseup | E-mail | Web | Včera v 0:07 | Reagovat

cialis dosage equivalent viagra samples
<a href="http://cialis-gg.com">cheap cialis 20mg</a>
zetia generic alternatives to cialis
<a href=http://cialis-tt.com#cialis+canada>cheap 20mg cialis</a>

409 MarkPseup MarkPseup | E-mail | Web | Včera v 3:13 | Reagovat

neruda cialis
<a href="http://cialis-gg.com">cialis</a>
plavo srce dejstvo cialis
<a href=http://cialis-gg.com#cialis+20>cialis tablets 5mg-10mg or 20 mg</a>

410 MarkPseup MarkPseup | E-mail | Web | Včera v 4:43 | Reagovat

podomexef 100 200 wirkstoff cialis
<a href="http://cialis-tt.com">trust pharmacy cialis</a>
cialis srbija prodaja
<a href=http://cialis-gg.com#lowest+cialis+prices>cialis on line</a>

411 Thomas Thomas | E-mail | Web | Včera v 5:22 | Reagovat

I really enjoy the blog article.Really looking forward to read more. Fantastic.

412 MarkPseup MarkPseup | E-mail | Web | Včera v 7:41 | Reagovat

generic cialis online fast shipping
<a href="http://cialis-gg.com">cialis canadian pharmacy</a>
kristina lilley cialis
<a href=http://cialis-tt.com#cialis+prices>buy 20mg cialis</a>

413 MarkPseup MarkPseup | E-mail | Web | Včera v 13:34 | Reagovat

how quickly does cialis start working
<a href="http://cialis-gg.com">cheap generic cialis</a>
bramox 5mg cialis
<a href=http://cialis-tt.com#cialis+printable+coupons>lowest cialis prices</a>

414 MarkPseup MarkPseup | E-mail | Web | Včera v 15:09 | Reagovat

prochlorperazine maleate bp tablets 5mg cialis
<a href="http://cialis-gg.com">generic for cialis</a>
kansen krema dejstvo cialis
<a href=http://cialis-tt.com#cialis+without+a+doctor's+prescription>cialis savings card</a>

415 MarkPseup MarkPseup | E-mail | Web | Včera v 16:49 | Reagovat

cialis bula posologia
<a href="http://cialis-tt.com">buy tadalafil</a>
cialis 20 mg boite de 4 prix
<a href=http://cialis-tt.com#cialis+tablets+5mg-10mg+or+20+mg>black cialis online mail-order pharmacies</a>

416 Jamiedergy Jamiedergy | E-mail | Web | Včera v 17:16 | Reagovat

<a href="http://gearso.eu/how-klonopin-worked/">How Klonopin worked?</a>

417 MarkPseup MarkPseup | E-mail | Web | Dnes v 3:15 | Reagovat

omepramix generico de cialis
<a href="http://cialis-tt.com">cialis daily</a>
medicina cialis de 20 mg
<a href=http://cialis-gg.com#buy+20mg+cialis>cialis tablets 5mg-10mg or 20 mg</a>

418 MarkPseup MarkPseup | E-mail | Web | Před 25 minutami | Reagovat

cialis farmacon
<a href="http://cialis-tt.com">liquid cialis</a>
posso tomar meio comprimido de viagra vs cialis
<a href=http://cialis-tt.com#cost+of+cialis>black cialis online mail-order pharmacies</a>

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama