ԳԻՏՈՒԹՅՈՒՆ և ԲԱՆԱԿԱՆ ՆԱԽԱԳԻԾ

Posts tagged “ՌՆԹ

Ո՛Չ: ՀԱՅ ԿԵՆՍԱԲԱՆՆԵՐԸ ՉԵՆ ՀԱՍԿԱՑԵԼ ԲՋՋԻ ԻՐԱԿԱՆ ԲԱՐԴՈՒԹՅՈՒՆԸ: ԻՆԺԵՆԵՐԱԿԱՆ ՄԱՐՏԱՀՐԱՎԵՐ ԿԵՆՍԱԲԱՆՆԵՐԻՆ

  ՀՀ ԳԱԱ Մոլեկուլային կենսաբանության ինստիտուտ, կրտսեր գիտաշխատող Հովակիմ Զաքարյանն ինձ հետ ֆեյսբուկյան մեկնաբանություններում հեգնանքով մեկնաբանում է. “Մեքենայի շարժիչի և մարդածին այլ բարդ մեխանիզմների հետ համեմատություններով փորձում են ցույց տալ, որ տեսեք թե նման բարդ մոլեկուլների/համակարգերի համար էլ բանական միտք է անհրաժեշտ” և ավելացնում. “նման հեքիաթները ուրիշներին պատմիր”:

Screenshot_7

  Իսկապես,   մարդածին  բարդ մեխանիզմները անհամեմատելի են շատ ավելի կատարյալ ինժեներական լուծումներով հագեցած մոլեկուլյար մեքենաների հետ: Մոլելուլյար մեքենաներ, որոնց կատարյալ կառուցվածքը և աշխատանքը նույնիսկ ժամանակակից նանոտեխնոլոգիայի առկայության պայմաններում անգերազանցելի ինժեներական գլուխգործոցներ են իրենց պտտման արագությամբ և կատարած աշխատանքի արդյունավետությամբ: Մոլեկուլային մեքենաների կողքին մարդածին “բարդ” մեխանիզմները` շարժիչները և մեքենաները թվում են շատ պարզունակ, ինչպես օրինակ  քարե դարի գործիքները ի համեմատություն ժամանակակից  գործիքների:   The Annual Review of Biomedical Engineering  գիտական ամսագրում ասվում է.    “Մոլեկուլյար մենքենաները գլխավորապես ավելի արդյունավետ են, քան նրանց մեծամաշտաբ նմանօրինակները”:

Բակտերիայի մոլեկուլյար շարժիչ արագությունը` 18000 պտ/րոպեում ՕԳԳ-100%

Բակտերիայի մոլեկուլյար շարժիչ
արագությունը` 18000 պտ/րոպեում
ՕԳԳ-100%

Ըստ էության, հայ կենսաբանները շատ հեռու են հասկանալու բջջի և նրանում գործող մոլեկուլյար մեքենաների իրական բարդությունը և դա այն պատճառով, որ նրանց մոտ բացակայում է   ինժեներական մտածողությունը, որն թույլ կտար զանազանելու ինժեներական նախագծված կառուցվածքները:

եթե որևէ կենսաբանի հարցնեք, թե բջիջը ինչից է կազմված, ապա նա անմիջապես կպատասխանի “Բջիջն կազմված է ցիտոպլազմայից, բջջակորիզից, բջջաթաղանթից…և այլն”: Սակայն,  արդյո՞ք այս տերմինները ինչպիսին են “ցիտոպլազմա” ամբողջովին նկարագրում են այն ինչ իրենից ներկայացնում է բջիջը: Գուցե՞  այս տերմինալոգիայի պատճառով է, որ կենսաբանները շատ աղոտ պատկերացում ունեն բջջի և նրանում գործող նանոմեքենաների մասին: Համալսարանում կենսաբանը “Ցիտո+պլազմա” բառի տակ երբեք չի կարող հասկանալ, որ “Բջիջը մի “գործարան”  է, որն  հագեցած է առաջատար  նանոտեխնոլոգիական մեքենանեներով  (շատ ավելի առաջատար և զարգացած, քան մարդկային որևէ  ինժեներական տեխնոլոգիա), որոնք արտադրվում և ղեկավարվում են ծածկագրված բազմաշերտ թվային ինֆորմացիայի միջոցով: Այդ նանոմեքենաները  ապահովում են բջջի կենսագործունեությունը և ինքնավերարտադրությունը“:

(ավելին …)

Advertisements

ԷՆԶԻՄԸ (ՍՊԻՏԱԿՈՒՑԸ) ԽԱԽՏՈՒՄ Է ԷՎՈԼՅՈՒՑԻԱՅԻ ՀԻՄԱԿԱՆ ԴՐՈՒՅԹԸ

  Վիեննայի բժշկական համալսարանի (Medical University of Vienna) մի խումբ գիտնականներ (Medizinische Universität Wien) Գերմանիայի Մարբուրգ համալսարանի հետազոտողների հետ հետազոտել են “Ռիբոնուկլեազ P” էնզիմը (Սպիտակուցները, որոնք գործում են, որպես կատալիզները անվանավում են էնզիմներ` enzymes), որն գտնվում է յուրաքանչյուր կենդանի օրգանիզմում: Ուսումնասիրության արդյունքները հրապարակվեցին 2012թ.-ի հունիսի 28-ին “ The international journal Cell Reports”-ում:

 (Andreas Taschner, Christoph Weber, Aurélie Buzet, Roland K. Hartmann, Andreas Hartig, Walter Rossmanith. ” Nuclear RNase P of Trypanosoma brucei: A Single Protein in Place of the Multicomponent RNA-Protein Complex”  Cell Reports, 28 June 2012)

 Էվոլյուցիոն պրոցեսներում պարզ և խնայողական լուծումները գերիշխում են բարդ և աշխատատարների նկատմամբ: Անակնկալ արդյունքը այն է, որ էվոլյուցիոն խնայողականության սկզբունքը ըստ էության չի վերաբերում այս էնզիմին

 Մոլեկուլյար բարդության կարևորության ուսումնասիրման համար օգտագործվեց “Ռիբոնուկլեազ P” էնզիմը, որն էլ համեմատվեց նույն խնդրի պարզ լուծումների հետ: Խնդրիրը կայանում էր հետևյալում ինչու մի էնզիմը կազմված է մեկ բաղադրիչից մինչդեռ մյուսները մի քանի բաղադրիչներից:

 “Ռիբոնուկլեազ P” էնզիմը Փոխադրական ՌՆԹ-ի (transfer RNAs) սինթեզի հիմնական քայլերից մեկի պատասխանատուն է բոլոր կենդանի օրգանիզմների բջիջներում: մինչ այս կատարված բոլոր հետազոտություններում “Ռիբոնուկլեազ P”-ն բաղկացած է ՌՆԹ-ից և ամենաքիչը 10 սպիտակուցներից, որտեղ ՌՆԹ-ն ամենակարևոր մասն է կազմում: “Trypanosoma brucei” ախտածին մանրեի հետազոտման ժամանակ գիտնակնները հայտնաբերեցին օրգանիզմ, որն ունի “Ռիբոնուկլեազ P”, որն կազմված է մեկ սպիտակուցից: “Ռիբոնուկլեազ P” էնզիմը երբեմն բարդ է, իսկ երբեմն պարզ: “Իհարկե շատ հետաքրքիր է իմանալ, թե ինչո՞ւ որոշ օրգանիզմների մոտ այս էնզիմը այդքան բարդ է, եթե հասանլի է պարզ ձևը”-ասում է հետազոտող Ուոլտեր Ռոսմանիտը (Walter Rossmanith):

 Զարմնալի է, բայց հետազոտողները հեշտությամբ կարողացան փոխարինել “baker’s yeast”-ի բարդ էնզիմը “Trypanosoma brucei” պարզով: “Մենք այժմ ցանկանում ենք շարունակել համեմատել երկու տեսակի էնզիմները, որպեսզի հասկանանք թե ինչ հնարավոր առավելություն ունի բարդ էնզիմը: Վերջ ի վերջո սա առարկայորեն հակասում է էվոլյուցիոն պրոցեսներում խնայողականության միտմանը”- ասում է Ուոլտեր Ռոսմանիտը (Walter Rossmanith):

(ավելին …)


ԿԵՆՍԱՔԻՄԻԱԿԱՆ ՄԱՐՏԱՀՐԱՎԵՐ ԿՅԱՆՔԻ ԾԱԳՄԱՆ “ՌՆԹ ԱՇԽԱՐՀ” ՏԵՍՈՒԹՅԱՆԸ

   1980-ականներին հետազոտողներն 1982թ. Թոմաս Չեկը հայտնաբերեց, որ մի շարք ՌՆԹ-ներ ունեն կատալիտիկ ակտիվություն: Այսպիսով 1986թ.-ին առաջ եկավ <<ՌՆԹ Աշխարհ>> տեսությունը, ըստ որի ՌՆԹ-ն եղել է առաջին ինքնավերարտադրվող մոլեկուլը: Ենթադրվում էր, թե ժամանակի ընթացքում ՌՆԹ-ի մոլեկուլները սովորել են բջջաթաղանթներ կազմել և, ի վերջո ՌՆԹ օրգանիզմը առաջ է բերել ԴՆԹ-ին:Սակայն ավելի ուշ պարզվեց, որ այն պայմաներում, որոնք կարող էին գոյություն ունենալ երկրի վրա կյանքի ծագման ժամանակ ՌՆԹ-ի սինթեզը խիստ դժվարությամբ կարող էր տեղի ունենալ; Ավելին, պարզվեց, որ ՌՆԹ-ն պարզպես ունակ չէ վերարտադրման, ինչպես կարծում էին սկզբում:

Այժմ դիտարկեմ 3 մարտահրավերները, որոնք փլուզում են կյանքի ծագման “ՌՆԹ աշխարհ” տեսությունը

(ավելին …)


ԿՅԱՆՔԻ ԾԱԳՄԱՆ “ՌՆԹ-ԱՇԽԱՐՀ” ՏԵՍՈՒԹՅՈՒՆԸ ՀԵՐՔՎԵԼ Է

    Երկրի վրա կյանքի առաջացման խնդիրը անխուսափլիորեն առնչվում է գենետիկ ինֆորմացիայի պատճենավորման խնդրի հետ: Մոլեկուլային “պատճենահանող մեքենաների” ծագման մասին վեճերը չեն դադարում կենսաբանների միջև:

  Սպիտակուցները իրենցից ներկայացնում են խիստ որոշակի ամենինաթթունների հաջորդականություն և այդ հաջորդականության մասին ինֆորմացիան գտնվում է ԴՆԹ-ում, հետևաբար սպիտակուցները չեն կարող առաջանալ առանց ԴՆԹ-ի, սակայն ԴՆԹ-ի առաջացման համար անհրաժեշտ է սպիտակուցների և ՌՆԹ-ի մասնակցությունը, ստացվում է փակ շրջան, որն նման է “հավի և ձվի” երկընտրանքին` առաջինը առաջացել սպիտակուցը թե՞ ԴՆԹ-ն: երբ 1982թ. Թոմաս Չեկը հայտնաբերեց, որ մի շարք ՌՆԹ-ներ ունեն կատալիտիկ ակտիվություն, իսկ այդ ակտիվությամբ օժտված ՌՆԹ-ները անվանվեցին Ռիբոզիմներ թվաց թե Ռիբոզիմները պատասխանում են “հավ կամ ձու” խնդրին և այդ փակ շջանից դուրս գալու նպատակով 1986թ-ին Nature ամսագրում` ( Origin of life: The RNA world ), առաջին անգամ առաջարկվեց ՌՆԹ-աշխարհ տեսությունը, որն վերջին 25 տարվա ընթացքում մեծ աջակցություն ստացավ բազմաթիվ գիտնականնների կողմից: Ըստ ՌՆԹ-աշխարհ տեսության մոլեկուլյար էվոլյուցիայի առաջին փուլերում հիմանական դեր էին խաղում ոչ թե սպիտակուցները, այլ ՌՆԹ-ն, որն ենթադրվում էր, որ եղել է առաջին ինքնավերարտադրվող մոլեկուլը, իսկ սպիտակուցները և ԴՆԹ-ն առաջացել են ավելի ուշ:

Պրոֆեսոր Գուստավո Կաետանո-Անոլլես (Gustavo Caetano-Anollés)

 Ամենահզոր հակափաստարկը ընդդեմ այս տեսության առաջակել են ԱՄՆ-ի Իլինոիս նահանգի  հետազոտողները PLoS ONE-ում հրատարակված աշխատությամն մեջ`   Harish A, Caetano-Anollés G (March 12,  2012) “Ribosomal History Reveals Origins of Modern Protein Synthesis ”. PLoS ONE   PLoS ONE 7(3)

 Նոր հետզաոտության ղեկավար  (University of Illinois crop sciences) և (Institute for Genomic Biology)   Պրոֆեսոր Կաետանո-Անոլլեսը (Gustavo Caetano-Anollés)    և նրա ասպիրանտ  Աջիդ Հարիշը (Ajith Harish) ռիբոսոմային սպիտակուցները և ռիբոսոմային ՌՆԹ-նենթարկելովմոլեկուլյար անալիզի, ինչպես նաև  վերլուծելով  ռիբոսոմային ՌՆԹ-ի թերմոդինամիկ  հատկությունները, որի հիման վրա և կազմվել է գրաֆիկներ, որոնք ներկայացնում են ռիբոսոմային ՌՆԹ-ի և սպիտակուցների էվոլյուցիան: արդյունքում պարզվել է, որ սպիտակուցները իրենց հնությամբ չեն զիճում ՌՆԹ-ին:

 Այս նոր բացահայտումը մարտահրավեր է նետում ՌՆԹ-աշխարհ տեսությանը: ես համոզված եմ, որ ՌՆԹ-աշխարհ տեսությունը ճիշտ  չէ”-ասում է  Պրոֆեսոր Կաետանո-Անոլլեսը հավելելով. “Նուկլեինաթթունների աշխարհը չէր կարող գոյություն ունենալ եթե կապված չլիներ սպիտակուցներին”

ՌՆԹ-ի  (ձախից) և սպիտակուցների (աջից ռիբոսոմային ՌՆԹ-ի հետ միասին) էվոլյուցիան


ՌՆԹ-ի (ձախից) և սպիտակուցների (աջից ռիբոսոմային ՌՆԹ-ի հետ միասին) էվոլյուցիան

 Սպիտակուցների սինթեզը իրականացվում է ռիբոսոմների միջոցով, որոնք կազմված են ՌՆԹ-ի մի քանի մոլեկուլներից, որոնց հետ կապված են մինչև 80 սպիտակուցային մոլեկուլներ: “ՌՆԹ-ն չի կարող իրականացնել սպիտակուցների սինթեզի մոլեկուլյար ֆունկցիան, որն անհրաժեշտ է  բջջի համար”-ասում է Պրոֆեսոր Կաետանո-Անոլլեսը  (Caetano-Anollés): Ըստ Պրոֆեսոր Կաետանո-Անոլլեսի  ՌՆԹ աշխարհի կողմնակիցները  ռիբոսոմի էվոլյուցիոն ծագման մասին ենթադրություն են անում առանց պատշաճ գիտական աջակցության: 

 Ըստ  Պրոֆեսոր Կաետանո-Անոլլեսի “սա խստորեն առաջարկում է այն միտքը, որ սպիտակուցները առաջացել են ավելի վաղ քան ռիբոսոմային ՌՆԹ-ն ներգրավել էր օգնելու նրանց կազմավորման համար, նաև այն, որ մինչ Ռիբոսոմային ՌՆԹ-ն  դեր է խաղացել   սպիտակուցնի սինթեզի գործում, նրանք նաև ներգրաված էին այլ առաջադրանքներ կատարելու մեջ”

 “Սա գլուխկոտրուկի հիմնական մասն է”-ասում է Պրոֆեսոր Կաետանո-Անոլլեսի  հավելելով, որ “Եթե ռիբոսոմային սպիտակուցների և ՌՆԹ-ի էվոլյուցիոն զարգացումը, ինչպես նաև նրանց միջև փոխազդեցությունը ընթանար աստիճանաբար, քայլ առ քայլ, ապա ռիբոսոմը չի կարող լինել ՌՆԹ աշխարհի արտադրանք: Փոխարենը այն պետք է ռիբոնուկլեինասպիտակուցային աշխարհի արտադրանք լինի: Ըստ էության բջջային մեքենանների կառույցի հիմնական մասերը միշտ նույն են եղել կյանքի սկզբից մինչև ներկան`դա զարգացող և փոխազդող սպիտակուցներ և ՌՆԹ մոլեկուլներ են”

(ավելին …)