Upload
diem
View
52
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
E. D. r. n. A káosz a rend szolgálatában. Az egyszerű élet. Az élőlények hasonlóak és egyszerűek. Az élőlények változatossága. Az élőlények változatossága: Woese rendszere. Az élőlények egyszerűsége: közös pontok ( teljesség igénye nélkül!). DNS Anyagcsereutak Genetikai kód - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
A káosz a rend szolgálatában
Az egyszerű élet
Az élőlények hasonlóak és egyszerűek
Az élőlények változatossága
Az élőlények változatossága: Woese rendszere
Az élőlények egyszerűsége: közös pontok ( teljesség igénye nélkül!)
• DNS
• Anyagcsereutak
• Genetikai kód
• Biokatalizátorok: ált. fehérjék
• Alapvető strukturális hasonlóságok: sejtes szerveződés, a sejt három alrendszere (határoló, anyagcsere, programozó)
• Stb.
Az élőlények egyszerűsége: közös pontok
Anyagcsere alrendszer
Örökítőanyag(programvezérlő alrendszer)
ProgramozSzintetizál
Határoló alrendszer
Fluid automata
Az anyagcsere alrendszer
Programvezérlő alrendszer
A határoló alrendszer
Az élő anyag jellemzői
Az élőlényekre is érvényesek a fizika törvényei. Ebből a szempontból nem vagyunk különlegesek:
V0
g t
V0
Szlotty.
Az élő anyag jellemzői
A termodinamika (hőtan) 2. főtétele: a világegyetemben a rendezetlenség minden folyamat során nő.
A rendezetlenség mértéke az ENTRÓPIA.
Jele: S
[S]=J/K
Az entrópia
• Egy szobában a tárgyakat össze-vissza hajigáljuk. Rendet rakhatunk így?
(Minden tárgynak egy helye van és nagyon sok „nem-helye”.)
Az entrópia
Rendet rakunk: S csökken?
A szobában levő tárgyak tekintetében igen.
A világegyetem egészét tekintve nem (2. főtétel!).
Rendrakás munkaigényes
A munka növeli az entrópiát
Hőtermelés (a részecskék kaotikus mozgása)
Szellőztetés
Így a világegyetem össz-entrópiája nőtt, de a világegyetem „engem érdeklő” részének entrópiája csökkent.
Entrópia és ozmózis
• Felhalmozódás egy szűk térrészben: valószínűtlenebb, tehát kisebb entrópiájú, mint a szétszórt állapot
• Diffúzió a 2. főtétel következménye
• Az ozmózis a diffúzió speciális esete!
Entrópia és ozmózis
A BA
B
h
Az „entrópia-paradoxon”
Példák diffúzióra és ozmózisra: ATP szintézis
Enzimreakciók
Membránpotenciál
Gondolkodás, érzelmek
STB…
A diffúzió és az ozmózis az életfolyamatokhoz, azaz a sejt rendezett állapotának fenntartásához nélkülözhetetlen!
Diffúzió Biokémiai folyamatok
Rendezettség fenntartása
Második főtétel
Az élő rendszerek az entrópiát megszelídítették
Az élő rendszerek komplexek
Az evolúció motorjai: a mutáció és a szelekció
• Mutációval új változatok jönnek létre
• A szelekció miatt a nagyobb rátermettségű
terjed el
Hamm.
pl. örökletes izomsorvadás
Az evolúció és a komplexitás
{Nagy komplexitás > maximális entrópia is nagy-a rendszer „hajlamosabb” nagyobb entrópiájú állapotba
sodródni }
A szelekció gyakran a komplexitás növekedésének kedvez
Ehhez mutációkra van szükség
Miért jönnek létre mutációk?
Másolási hibák
• A tulajdonságokat a DNS (és a környezet) határozza meg
• A DNS-ben 4 féle bázis kódolja az információt: A, T, G, C
• Ezek sorrendje határozza meg a fehérjék elsődleges szerkezetét
• A DNS sejtosztódáskor, így az ivarsejtjeink képződésekor is lemásolódik, megkettőződik
Másolási hibák
Másolási hibák
• Több a hibás másolat, mint a nem hibás
(magyar ABC 44 betűből áll, ezek közül adott pozícióban 1 a helyes, a többi hibás)
DNS: 4 „betű”
10 bp hosszúságú DNS: 10 „betű”
Minden pozícióban 4 lehet: 410=1.048.576 lehetőség
Ezek közül 1 hibátlan, 1.048.575 hibás!
Másolási hibák
Egyetlen sejtünkben 9.000.000.000 bp-nyi DNS van!
43.000.000.000 -1 hibás kópia, 1 hibátlan
A legpontosabb másolórendszer is hibázik!
A 2. főtétel következménye, hogy létrejönnek mutációk
Másolási hibák
A mutációk többsége „káros”, ritkán „hasznosak”
pl. albínók
Szaporodás és szexuális folyamatok
2. főtételÖröklődő változatosság
Szelekció
Mutációk
Evolúció
A szelekció nem véletlenszerű és így az evolúció sem az!
Ld.: Boeing 747-es, egy értelmes szöveg véletlen begépelése és egyéb butaságok
+ szél =
HAMIS
Egy példa a komplexitás növekedésére
Nilsson és Pelger: néhány 100.000 év
Az egyes átmeneti formák ma is megtalálhatók egyes állatcsoportoknál
Egyszerűsíthetetlen összetettség: HAMIS
1. Az átmeneti, egyszerűbb alakok léteznek
2. Szürkehályog!
Az „entrópia-paradoxon” 2.
Mutációk Evolúció
Komplexitás növekedhet
Második főtétel
A komplexitás növekedése nem sérti a fizika törvényeit.
Az élő rendszerek az entrópiát megszelídítették