Симметрия

Информация - Математика и статистика

Другие материалы по предмету Математика и статистика

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



авых и левых молекулах, она была встречена в штыки. Многие из его современников никак не хотели согласиться с тем, что атомы в молекуле должны располагаться именно так, как их поместил Вант-Гофф. Однако теория нидерландского профессора давала единственно удовлетворительное объяснение вращению поляризованного света, поэтому она все же получила признание. Тем временем химики разработали методы прямого определения формы молекул. И мы теперь знаем, что Вант-Гофф был прав.

 

 

 

АСИММЕТРИЯ ЛЮБОЙ ЦЕНОЙ

 

Природа всегда отбирает среди множества вариантов те, которые проще и надежнее всего обеспечивают жизнь и ее продолжение. Естественно, ее действия отличны от действий человека, отыскивающего нужное слово в словаре или решение задачи в учебнике. Она просто вслепую воспроизводит все решения, как верные, так и ложные, полагаясь на то, что наилучшее из них пробьет себе дорогу, выживет в процессе эволюции, на протяжении сотен тысяч или миллионов лет. Подобно тому как это происходит и в технике (здесь уж, конечно, не без помощи человека), в живой природе побеждает то, что наиболее просто и надежно.

Одна из важнейших предпосылок жизни наследственность. Потомками лошадей снова и снова должны быть лошади. И в своих основных чертах они должны походить на родителей.

Австрийский естествоиспытатель Грегор И. Мендель (1822 1884) в 1860г. на основании своих знаменитых опытов по гибридизации сортов гороха (!) пришел к выводу, что дети половину наследственных факторов получают от одного из родителей, а половину от другого. Благодаря успехам современной микробиологии мы довольно отчетливо представляем себе, как это осуществляется с помощью носителей наследственности генов.

Мы вернулись к модели генной спирали, построенной Уотсоном и Криком. При оплодотворении женского яйца наследственность может передаваться только в материальной форме. При этом однозначно должно указываться, какие именно признаки наследуются. Здесь сразу же намечаются два возможных пути осуществления этой задачи.

Первый путь это образование определенных химических соединений, каждое из которых соответствует наследуемому свойству. Однако он содержит много недостатков. И прежде всего он сопряжен с использованием огромного количества различных соединений для передачи всего набора наследуемых свойств. Вполне вероятно, что для передачи свойства длинные ноги лошади потребуется совсем иное химическое соединение, чем для передачи того же свойства блохе или слону. Кроме того, некоторые соединения неоднозначны: достаточно вспомнить о левой и правой винной кислоте. Более простым является другой путь кодирования информации, основанный на том же принципе, что и работа телеграфного аппарата системы Морзе или телетайпа. Телеграф знает и использует только три структурных элемента: тире, точку и пробел. Но информация, записанная с помощью азбуки Морзе, может содержать ошибки (а при передаче наследственности это недопустимо). Так, увидев на телеграфной ленте бессмысленное слово зергало, телеграфист, надо думать, поймет из контекста, что имеется в виду зеркало. В случае особых сомнений он может запросить передающую станцию. Однако во избежание подобных недоразумений, чтобы исключить искажения, лучше подстраховаться. Наиболее простой способ при передаче каждая буква дублируется: ззееррккааллоо. Вероятность дважды заменить букву гораздо меньше, чем совершить ошибку один раз. К тому же при таком способе кодирования всегда известно, где начало, а где конец сообщения. Если мы прочитали на ней топор, то однозначно заключаем, что это никак на ропот. В силу всех этих преимуществ в природе в ходе естественного отбора для передачи наследственной информации победил принцип азбуки Морзе. Лента, несущая эту информацию, состоит из молекул сахара и фосфата, построенных в два ряда. В каждом ряду они чередуются через одну: сахар фосфат сахар фосфат. В пределах обоих рядов напротив каждой молекулы сахара располагается тоже молекула сахара, а против каждой молекулы фосфата молекула фосфата. Промежутки между парами сахар сахар (но не фосфат фосфат) заполнены еще четырьмя видами химических соединений, которые получили следующие названия: аденин (А), цитозин (Z), гуанин (G) и тимин (Т). Запомним лишь обозначающие их буквы A, Z ,G и Т. А всегда связано с Т, a Zс G. Одна из этих групп всякий раз связывает пары сахар сахар обоих рядов. В наглядном изображении получается полоса, напоминающая лестницу, поручни которой состоят из сахара и фосфата, перекладины (ступеньки) из групп АТ или ZG. Для ступенек возможны комбинации ТА и АТ наряду c ZG и GZ. Кроме того, последовательность перекладин может быть произвольной: скажем, комбинации Z G могут следовать подряд несколько раз. Но пока такая лестница, подобно лестнице, которой пользуется электрик, остается прямой, она все еще сохраняет возможность оказаться симметричной. Последствия этого могли бы стать катастрофическими для любого живого существа. Но, к счастью, концы лестницы спирально закручены. Такая абсолютная асимметрия исключает всякую генетическую ошибку.

Построив свою модель, Уотсон и Крик получили первое доказательство ее правильности. Размеры отдельных молекул были им известны. Действительности могла соответствовать лишь такая модель, к которой свободно подходили бы все структурные элементы. И только двойная спираль удовлетворяла этому требованию. Те кто ближе знакомые с этим предметом, зна

s