Поиск по сайту
Изданы две книги сайта Форнит
Научно-популярная: «Познай себя» и специализированная: «Основы адаптологии» - обе доступны.
Короткий адрес страницы: fornit.ru/1875
Содержание журнала Достижения науки, техники и культуры
Ссылка на первоисточник статьи: http://www.popmech.ru/article/8962-energiya-virusa/.

Энергия вируса: Солитоны лямбда

Специалисты долгое время не находили объяснения способности бактериофагов время от времени самопроизвольно «выключаться». И вправду, механизм этот оказался очень необычным.
Начать придется издалека. Еще в 1970-х советский физик Александр Давыдов предложил интересную теорию, объясняющую изменение конформации (формы) длинных молекулярных цепочек. Составив уравнение, описывающее энергию такой цепочки, он показал, что решение его возможно с использованием функции солитона – одиночной волны, распространяющейся вдоль нее.
Давыдов также выяснил, что если солитон окажется изолирован на определенном участке цепочки, его вибрация заставит цепочку изогнуться в этом участке, изменяя форму всей молекулы. Сегодня концепция эта известна под видом особой квантовой квазичастицы, «солитона Давыдова». Считается, что этот механизм играет существенную роль, скажем, в фолдинге белков – процессе, о котором можно прочесть в заметке «Квантовые белки».
Пригодилась эта концепция и работающим в Швеции Андрею Крохотину и Антти Ниеми (Antti Niemi), которые применили ее к довольно неожиданной проблеме – поведению бактериофагов, вирусов, поражающих бактерии. Напомним, что, закрепившись на клеточной оболочки бактерии, фаг впрыскивает в нее свою ДНК, которая в конце концов забирает контроль над клеточными системами и начинает воспроизводиться в огромном количестве копий. В конце концов клетка гибнет, рассеивая миллионы частиц вируса.
Но не всегда дело обстоит столь зловещим образом. Известны случаи, в которых бактериофаг словно сам себя выключает. Успешно внедрив свой геном в ДНК бактерии, он просто затихает там и ничем себя не проявляет. Он копируется и передается потомству вместе с остальной частью бактериальной хромосомы, но и все. Выражаясь профессиональным языком, вирус переходит из лизогенного состояния к литическому циклу развития. Но как же включается этот переход? Крохотин с Ниеми объясняют его с точки зрения старой теории: по их мнению, начинается он с того, что солитон «запирается» в молекулярной структуре фага.
Как и Давыдов ранее, ученые начали с составления уравнения, описывающего энергию вирусной частицы – точнее говоря, хорошо известного и изученного фага лямбда, поражающего бактерии кишечной палочки. И, как некогда Давыдов, они показали, что решение уравнения может быть получено для случая, в котором энергия молекулярной структуры меняется под действием солитонов – точнее, нескольких солитонов, некоторые из которых противоположно направлены.
Крохотин и Ниеми пришли к выводу, что в случае, когда в структуре вируса оказываются «заперты» такие солитоны, они определяют его пространственную форму. Теперь, если в систему поступает немного энергии извне, пары солитонов и противоположно направленных «антисолитонов» взаимно уничтожают друг друга, что приводит к заметному и резкому изменению формы фага. В новой форме вирус и переходит от лизогенного к литическому циклу.
Хотя внешне работа выполнена исключительно теоретическая, она позволяет сделать ряд предсказаний, вполне проверяемых на практике. Кроме того, она требует от вирусной частицы некоторых структурных особенностей, наличие которые также можно проверить у реальных фагов. Осталось лишь дождаться, когда экспериментаторы за это возьмутся.

По сообщению Physics arXiv Blog

Дополнительно: Механизм остановки движущегося солитона в однородной молекулярной цепочке
В. Д. Лахно, Н. С. Фиалко, http://crm.ics.org.ru/uploads/kim1/crm09111.pdf


Обсуждение Сообщений: 1. Последнее - 03.05.2011г. 11:58:10


Оценить статью >> пока еще нет оценок, ваша может стать первой :)

   
Архив новостей
Анонсы новостей сайтов-участников    http://www.scorcher.ru/xml/news.rss - что это?
Смерть и адаптивность
Более общим, чем естественный отбор, для личности является понятие своевременности и своеместности существования - хронотоп личности:
Смерть и адаптивность.
12-07-2017г.

Дети и политика
Что вырастит из ребенка: носитель чужих идей (робот), просто проживающее свою жизнь быдло или самобытный человек, сформировавший свое личное мнение по самым важным именно для себя вопросам: Дети и политика.
18-06-2017г.

Эвристика вероятности
Сегодня существуют методы, позволяющие даже в случае минимального жизненного опыта оценивать, насколько вероятно, что вам врут партнеры и близкие, насколько уверенно можно допускать зависимость между явлениями, в том числе, казалось бы, совершенно не связанными: Эвристика вероятности.


27-05-2017г.

Модели понимания и зависимость
В статье рассмотрена особенность субъективных моделей, негативная для адекватности понимания - зависимые состояния: Модели понимания и зависимость.
16-05-2017г.

Ненависть к несправделивости
Ненависть настолько сильное чувство и настолько имеет далеко идущие последствия, что стоит разобраться в этом психическом явлении: Ненависть к несправделивости.
19-04-2017г.

КПД политических революций
Насколько приемлемой для социума является политическая революция, суть которой многие апологеты ее необходимости для развития маскируют в самые различные формы:
КПД политических революций.
06-04-2017г.

Система произвольной адаптивности
Ясно и просто показываются принципы образования и взаимодействия функциональных элементов, присущих сознанию: Система произвольной адаптивности.
01-04-2017г.

Изданы две книги сайта Форнит
Издательский дом "Библио-Глобус" издал первый тираж книг "Основы адаптологии" и "Познай себя":
Изданы две книги сайта Форнит.
28-03-2017г.

Интерпретация
Об интерпретирующих свойствах субъективных моделей понимания действительности, о сути понимания и объяснения, о причинах иллюзий понимая: Интерпретация.
21-03-2017г.

Проблема рабочих мест
В этой статье будет рассмотрены факторы, влияющие на возникновение потребности в рабочих местах - в самом широком смысле, включая и возможности занять свою нишу в частном бизнесе:
Проблема рабочих мест
02-03-2017г.

Яндекс.Метрика
 посетителейзаходов
сегодня:11
вчера:22
Всего:25872720