Велики свет у малом свету


У једном чланку који се бави информатиком се, између осталог каже, да се свет шокирао сазнањем да информације које можемо пронаћи на интернету заправо имају и некакву физичку масу! Можда је претерано рећи да се баш цео свет шокирао, али мене је та вест заиста заинтригирала. Уколико је и неког од вас, чланак можете пронаћи овде. У чланку се помиње и да су све информације укупно, а ко зна колико их милијарди има, тешке свега колико и једна јагода. Огроман свет информација заузима тако мало простора. За једног биолога, ипак, то баш и није шокантно.

Већина мојих ђака зна да се све информације које су нам неопходне да би наше тело и изгледало и функционисало (баш као и код свих других живих бића) записане у генима. Гене добијамо од родитеља, па их називамо основним јединицама наслеђивања. Они су сачињени од макромолекула дезоксирибонуклеинске киселине, скраћено ДНК (код нас, а за Енглезе DNA, јер киселину називају acid).

Молекул ДНК изгледа као мердевине које су спирално увијене. Овај молекул називамо макромолекулом, јер су у његовом саставу многи мањи молекули. Заправо, делови ДНК су тзв. нуклеотиди. Једро се иначе назива нуклеус, па отуда и назив нуклеотидима, па отуда и назив дезоксирибонуклеинској киселини.

Овако изгледа модел ДНК.

Нуклеотид би био половина пречке ових „мердевина“, уз деличак вертикалне летве и он се састоји од неких делова. Ако кренемо од краја ка унутра, прво ћемо налетети на шећер дезоксирибозу. Јасно вам је да њему дезоксирибонуклеинска киселина дугује почетак свог назива. До сада смо у биологији помињали само шећер глукозу. Дезоксирибоза је такође шећер, али скроз различит. Угљеникових атома у глукози је шест, па она припада групи хексоза (-оза је иначе увек суфикс за шећере, а хекса значи шест), а дезоксирибоза је пентоза, што значи да угљеникових атома има пет. Уосталом, пребројте:

Први шећер је дезоксирибоза, а други је рибоза. Ако их упоредимо, видећемо да дезоксирибоза има један кисеоников атом мање; зато је дез-окси (што би значило без-кисеоника). Дакле, дезоксирибоза је рибоза али без једног кисеоника, па отуда и назив.

Саме пречке ових „мердевина“ чине пуринске и пиримидинске базе. Половина пречке је једна од тих база и она је везана за другу базу, другу половину пречке. Цака је у томе да не може свака база да се веже за сваку. Пуринска база се везује за пиримидинску, али тако да се аденин (пуринска) везује за тимин (пиримидинска), а гуанин (пуринска) за цитозин (пиримидинска). То је иначе одређено бројем доступних веза; аденин и тимин се везују двоструком, а цитозин и гуанин троструком везом. Ове везе су тзв. водоничне и њих основци не уче; довољно је да знамо да су ове везе прилично слабашне у односу на друге хемијске везе, попут ковалентне и јонске. То је добро за молекул ДНК јер понекад он мора да се раскине попут рајсфершлуса, али није добро да се то дешава увек. Зато молекул ДНК не изгледа као обичне мердевине, већ спирално увијене; са свих (спољних) страна су шећери рибозе који штите слабе водоничне везе, које су унутра. То значи да се пречке практично не виде и на ове мердевине бисмо се тешко попели. 🙂

И ово се дешава нашој ДНК, али о томе другом приликом.

Да ли је могуће да се аденин веже за цитозин или гуанин за тимин? Свашта је могуће. То су грешке које се дешавају и оне могу да доведу до мутација, односно промена на генима. Додуше, то није једини начин како мутације настају.

Дезоксирибозе су међу собом везане фосфатним групама. Фосфатна група је заправо део фосфатне киселине, чија је формула H3PO4 (али без водоника с почетка формуле). И то је то што се тиче овог молекула, који шематски изгледа овако:

Наранџасти петоугаоници су дезоксирибозе, међусобно повезане жућкасто обојеним фосфатима, а унутра су базе, свака обојена другачијом бојом.

Најважније је да се парови база смењују један за другим и у зависности од њиховог редоследа испољиће се одређена особина. Дакле, ова четворка је заслужна за невероватно разноврстан изглед свих живих створења на Земљи. Јер, није исто да ли ће се ређати АТ, АТ, ЦГ, па опет АТ или АТ, АТ, АТ, па тек онда ЦГ (користио сам почетна слова назива појединих база). Комбинација је бескрајно много, а од њих зависи коју боју очију ћемо имати, да ли ћемо имати реп или да ли ће нам плућни мехурићи бити лоптасти. Уз то, осим редоследа, особину одређује и број парова, а он се раликује од особине до особине. За неке је потребно више, а за друге мање. Дакле, заиста бескрајан број комбинација.

Враћам се на почетак приче и зашто сам остао нешокиран вешћу да огроман број информација са интернета стаје у тежину једне јагоде. ДНК је тако густо пакована, такође и захваљујући спиралној увијености, да када би се овај молекул одвртео из само једне (микроскопски ситне) ћелије, добила би се нит дуга два метра! А то је веће од већине људи. 🙂 Пробајте један мини оглед; узмите кончић и уврћите га докле год можете. Пре увртања га измерите лењиром. Након увртања га поново измерите. И још један податак; када би се саставили кончићи (од по два метра) из свих наших ћелија (а све, осим црвених крвних зрнаца их имају), добила би се дужина равна двоструком пречнику нашег Сунчевог система! Питајте наставнике географије колико је то. (За нестрпљиве који баш сада немају час географије, линк је овај). 🙂

Невероватна вест је осванула негде у децембру 2010. када је већи број научника, радећи у тиму, довео у сумњу нешто у шта се до тада није сумњало; да ДНК не мора да буде грађена од истог материјала код свих становника наше планете. Могуће је да је неки ванземаљски (микро)организам развио потпуно другачији материјал за неке своје гене, али се то од домаћих микроорганизама није очекивало. Овај тим је одгајао неке врсте бактерија на подлози у којој се налазио, иначе отрован, арсеник. Бактерије су га усвајале и чак се некако кроз анализе показало да се везивао и за, можда, ДНК. Научници су чак сугерисали да је арсеник истиснуо фосфор и заузео његово место. Сећате се, фосфор је кључни елеменат фосфата, којима су међусобно повезане дезоксирибозе. По мом мишљењу тада, ово сазнање је сасвим било довољно да се добије Нобелова награда; то би било откриће сасвим новог живота у односу на онај који познајемо.

И јесу ли освојили престижну научну награду? Ипак не. Изостале су неке анализе које би и потврдиле да је арсеник постао део ДНК. По мишљењу других научника, те анализе и није тако тешко урадити. Очигледно је да их је тим и урадио, видео резултате и – заћутао, верујем, разочарано. Ако је за утеху том тиму научника, отпорност бактерија са којима су радили на арсеник јесте занимљиво научно откриће. 🙂

Или нам можда тај тим тек спрема нека изненађења? Осмаци су ме баш на неком од претходних часова питали шта ако постоји живот на другој планети, али који је потпуно различит. Чак толико да му уопште није потребна вода. У том случају, потрага за водом на другим планетама нема баш много смисла, ако успут тражимо и живот. Експеримент који сам описао би дао доказ да живот заиста може да се разликује и да њихово питање итекако има резона. Док то не утврдимо, изгледа да нам предстоји још много учења о животу и његовој божанствености. 🙂

Ово су те бактерије. Питање за крај: да ли су у питању коке, бацили или спирили?

Advertisements

3 thoughts on “Велики свет у малом свету

  1. Знам дакле ће моје дете да учи биологију 🙂 Молим Вас, пишите и даље у истом духу, наравно, сад смо тек први разред. Свеједно, мени прија ово обнављање, можда и пријатно учење свега што ми је раније било сморно .)

  2. agroekonomija каже:

    Sjajan tekst. Blago Vašim učenicima!
    Ko zna koji sve elementi i materije, osim pomenutog arsenika, mogu biti osnova za početak novog života drugih stanovnika svemira.

  3. metodicar каже:

    Хвала Вам заиста на овим речима. Што се тиче малих ђака, не само да ћу свакако наставити да пишем, већ ћу неке текстове урадити баш за њих. За први разред не могу да обећам, али већ за трећи, четврти, сигурно ће бити нешто.

    Што се живота на другим планетама тиче, ко зна чега све ту има, а убеђен сам да има. Додуше не баш као у филмовима, али сигурно занимљиво. И искрено се надам да и моји ђаци мисле да је благо њима. 😀 Још једном, хвала на похвалама.

Оставите одговор

Попуните детаље испод или притисните на иконицу да бисте се пријавили:

WordPress.com лого

Коментаришет користећи свој WordPress.com налог. Одјавите се / Промени )

Слика на Твитеру

Коментаришет користећи свој Twitter налог. Одјавите се / Промени )

Фејсбукова фотографија

Коментаришет користећи свој Facebook налог. Одјавите се / Промени )

Google+ photo

Коментаришет користећи свој Google+ налог. Одјавите се / Промени )

Повезивање са %s