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2014-01-12

細胞の性別

クラミドモナスという単細胞生物の藻類がいます。これはアオミドロなどの仲間で池の緑色の濁りになるような植物で、この単細胞生物は私たちの配偶子(卵や精子)と同じように染色体を一対しか持ってません。
さて、ジョーンズというアメリカ人の研究者が、研究室でクラミドモナスの培養系にしばらく栄養を与えないで、ころあいを見計らって栄養を与えたところ、クラミドモナス達は一斉に代謝をはじめ、そろって分裂を行いました。(同調分裂)そういう状態にしておいて今度は培養液から窒素だけを抜き取りました。するとクラミドモナス達は数時間もしないうちに全ての細胞が相手を探して合体(接合)してしまいました。
窒素源が無くなるという事は、細胞が生きていくのに欠かすことの出来ないタンパク質が、細胞の中で作れない事を意味します。細胞にとってタンパク質ができない、ということはすなわち死ぬ、ということです。
染色体を一体しかもってないのは配偶子(卵や精子)でそれらが合体(接合)するってことは、有性生殖ですね。
合体するということは、細胞の中で働くタンパク質の中には、数がとても少なくしかも重要な働きをするものがあります。分子数にして四千も五千もあるタンパク質もあれば一分子か二分子しかないタンパク質もあります。今かりに、そういう数は少ないけれど重要なタンパク質が古くなっていて、そろそろ作り直さなければならないという時期になって材料が無いからタンパク質を作るのは終りは細胞の死を意味します。太古の地球でこういう事があって、二匹以上が集まれば、相手の持ち合わせているタンパク質を使って全体をまかなうことが出来ます。
太古の厳しい環境で飢餓に対して合体する。そういうシステムを獲得したのが有性生殖の始まりだと思います。
あたし達の身体の細胞は両親から対の遺伝子を貰ってます。そうような細胞は配偶子(卵や精子)とは異なり、分裂を繰り返し、再生、新しく生まれ変わることができます。しかし分裂には限界の回数があって、細胞は永久には生きている事が出来ない仕組みになってます。ところが配偶子(卵や精子)は一旦リセットされ、分裂回数をリセット出来ます。
親から子供(子孫)への流れは、まさにリセットし、分裂の限界を超える仕組みといえます。

*性と進化の秘密 思考する細胞たち 団まりな著から引用
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2013-01-25

生物のダイナミック・イクイリブリアム (動的な生命活動)

試験マウスに食べ物を与える実験について紹介します。
これは重窒素を食物に入れ、食べたマウスの身体の流れについての実験です。

窒素は原子番号7の元素で、原子核には、陽子が七個、中性子が七個含まれていて、重さの質量数は14です。
しかしながら自然界に存在してます窒素の中には、わずかながら、科学的性質の変わらない、少し重い重窒素が存在していて、これを重水素といいます。
陽子が七個、中性子が八個なので、重窒素は、重さが15です。

普通の餌で育てられた試験マウスに、3日の間、重窒素で認識されたロイシンという、アミノ酸を含む餌を与えます。
予測としては、子供マウスなら、成長期であるため身体の一部に重窒素アミノ酸が取り込まれるはずですが、成熟マウスなら、生命維持のエネルギー源に費やされ、燃やされるはずで身体に重窒素アミノ酸は残らないと思われます。

実験結果は予測に反して、
尿中に排泄されたのは、投与量の27.4%。
糞中に排泄されたのは、わずか2.2%。

殆どの重窒素アミノ酸がネズミの体内のどこかにとどまりました。

調べてみると、56.5%の重窒素が、あらゆる所の身体を構成しているタンパク質の中に取り込まれてました。
特に、多いのは、腸壁、腎臓、脾臓、肝臓の臓器と、血液中のタンパク質(血清)で、考えられていた、エネルギー源の筋肉タンパク質への取り込みは、遥かに低い事が判明しました。

身体中に元々あったタンバク質は、たった、3日間のうちに、半分が重窒素アミノ酸、新しいタンバク質に入れ替わっていて、今後餌を与え続けたら、全てのタンバク質が入れ替わります。
つまり古いタンバク質は、壊されて、新しいタンバク質へと常に置き換えられているという結果となりました。

生命は、食べる事によって、ダイナミックに原子の流れを身体中で行っており常に更新されている。
よく挨拶で「お変わりないですね^^お元気そうで」といいますが、1週間も経過すると身体中は同じ形状を
保ちながらも更新されているので細胞レベルでいうと全く違う人www

時間の流れ、エントロピーの増大によって生命も、いつか壊れて、土に帰り原子材料に分解されることは
防ぎようは無いですが、生命とは身体内部に原子のダイナミックな流れを維持し、入れ替えるという仕組み
によって変わりなく生命維持していると言えます。
これが、生きている定義といえます。

原子のダイナミックな流れが無いものは無生物と言えると思います。

2013-01-25

食べ物の行方

食べ物の行方
例えは、豚肉を食べます。でも、あたし達は豚にはなりませんね。
食べ物は、消化によって、たんぱく質と脂肪、炭水化物に分解されますがたんぱく質を例に仕組み
について説明します。

たんぱく質はというと、小腸の上皮細胞の所から、プロテアーゼというペプチド結合加水分解酵素で、たんぱく質を構成されている20くらいのアミノ酸に分解して吸収されます。
ようするにアミノ酸という、豚にとっても、人にとっても共通の基本単位まで分解されました。
共通単位まで分解されたアミノ酸は必要な各細胞に送られ、細胞内の核にある遺伝子DNAを使って、RNAに転写され、リボソームでmRNAとアミノ酸を結び付けながら、今度は基本単位まで分解されたアミノ酸を
人に必要なたんぱく質に合成して、各細胞で使われます。
こんな仕組みで、豚用のたんぱく質は、食べると一旦分解されて、人用に組み立てられて、使われるのです。
遺伝子は親から子への遺伝だけのためにあるわけではないのですね。

ちなみに中には、必修アミノ酸と言って、人の身体の中では作る事が出来なく、外から食べて、取り入れる物もあります。だから、色々な食べ物を適量食べないといけないのですね(^.^)

2013-01-25

生命の大きさの理由

原子の直径は1〜2オングストロームで、(1mの百億分の一)です。
一方細胞は30万〜40万オングストロームです。
どうして生物はこんなにも原子(物質)と比較して大きくならなければならないの
でしょうか?
ここで
例外的な振る舞いをする粒子の頻度は、平方根の法則。ルートnで求められるという
式があります。

量子論での原子の振る舞いで例えるてみます。
空気中の粒子を見てみると、あちこちの方向に絶えず揺らいてますが、霧とか水滴を例にすると、重力によって、全体を平均すると徐々に地表へと落下していきます。
エントロピーの増大、秩序ある現象は、膨大な数の原子が、一緒になって平均化した振る舞いをするといえ、統計学的な法則にしたがいます。
ただし平均から離れて例外的な振る舞いをする原子もあり、例では、落下ではなく上昇するもの、例えば、濃度の濃い方へとか薄い方への振る舞いをするものもあります。

原子(物質)では
つまり100個の粒子があれば、n=100なので、ルート100で、およそ十個程の粒子は平均から外れた振る舞いをします。

ここで、大きさについて比較をしてみましょう。
もし、生命体がたった百個の原子から成り立つ場合はどうでしょう?
ルート100で、十個程の原子が異なる振る舞いをして、10%も不正確な生命活動をする原子が存在してます。

次に、生命が百万個の原子から出来ているとしたら、平均から外れた振る舞いは1000個となりますから、0.1%となり、不正確な生命活動をする原子の数は格段に下がります。
実際の生命は、百万どころか、その何億倍。
これが、原子に比べて、生命が大きくなければならない理由です。





2013-01-12

ウイルスは生命?

1892年、タバコモザイク病と言って、タバコの葉っぱの病気の病原が細菌濾過器を通過しても感染性を失わないことをロシアのディミトリー・イワノフスキーが発見し、それが細菌よりも微小な顕微鏡では観察できない存在であることを報告したのが、ウイルス発見の始まりだそうです。細菌濾過器は、凄く小さな穴が空いた陶器の様なもの。
細菌より小さい穴の陶器を使って、濾過するから、細菌より小さいって、分かったらしい。
ウイルスは、タンパク質が結晶状に規則正く並んでいて、正八面体とか、いろいろ、規則正しい形らしく、中にRNDの有るものや、DNAがあります。
細胞のように、自ら栄養を捕獲したり、エネルギーを出す事もなく、普段、単体で居る時は、結晶化されて、生命活動は無いから、そこら辺に居る時は、たぶん、壊れない限り、何百年もそのまま。
ですが、いったん細胞に感染すると、細胞を使って、自分のRNDを細胞内に送りこんで、全て細胞のシステムを流用して、自己繁殖します。普段単体の時は、生命らしい働きは全く無いから、生きているとは
言えません。
生命というより、機械と言えますね。
細胞を使って、自己繁殖する機械。
だれかが作ったのでしょうか?
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