Автор Тема: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток  (Прочитано 39131 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 112
    • Просмотр профиля
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
Цитировать
Просто договорю о спинах, а то, возможно, не совсем понятно написано. В этом случае придется учитывать квантомеханические эффекты и создавать матаппарат этажей в ...дцать пять...
Возможно, в сравнении с водородными связями, вкладом других взаимодействий можно пренебречь (?).

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 112
    • Просмотр профиля
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
Владимир Матвеев. Основной вопрос науки о происхождении жизни: мембрана или фаза? (доклад на 2-ой Всероссийской конференции по астробиологии «Жизнь во Вселенной: физические, химические и биологические аспекты», Пущино 5-9 Июня, 2016):


Скачать слайды:  http://www.bioparadigma.spb.ru/conf/Matveev-2016-The.great.basic.question.of.science.on.origin.of.life_Slides.pdf
Сайт конференции: http://cryosol.ru/astrobiology-2016.html

Матвеев В.В. (2016) Сравнение фундаментальных физических свойств клеточных моделей (протоклеток) и живых клеток свидетельствует о необходимости новой научной дисциплины – протофизиологии. Полный текст статьи:  http://www.bioparadigma.spb.ru/files/Matveev-2016-Protophysiology.Rus.pdf

Оффлайн василий андреевич

  • Участник форума
  • Сообщений: 6595
    • Просмотр профиля
http://www.bioparadigma.spb.ru/files/Matveev-2016-Protophysiology.Rus.pdf
Прочел с большим удовольствием! Спасибо.
  Для себя вынес ключевую фразу: "сорбционное аккумулирование вместо насоса". Т.е. обогащение калием - это естественный процесс, как свойство водных пленок вокруг гидрофильных окончаний белковых соединений. Тогда получается, что в возбужденных, допустим, механически, состояниях белок будет терять калий и восстанавливать его в фазы покоя без энергозатрат.
  Но можно идти и дальше. По сути, Вы прогнозируете своеобразный механизм выработки свободной энергии для нужд протоклетки. Скорее всего эта энергия растрачивается, как ионно-электрические явления взаимодействия с океанической средой.
  Лично я не увидел здесь противоречий с термодинамическими принципами. Однако для этого необходимо четко заявлять, что не прото(безоболочечная)клетка работает над окружающей средой, а среда совершает полезную работу над белком.
  Нужны четкие обоснования (теоретические) принципиальной неизбежности естественной аккумуляции ионов калия. Не уверен, что Вам будут полезны мои потуги, но все же именно подобный механизм аккумуляции я пытался изложить в теме "дивергенция малых отличий" на этом форуме (в этом же подразделе).
  С уважением, ВА.

Оффлайн Nur 1

  • Участник форума
  • Сообщений: 2036
    • Просмотр профиля
Глубокоуважаемый василий андреевич, здравствовать вам сейчас и на грядущие дни!

Вы пишете об ионно-электрических взаимодействиях...
Т. е. речь о балансе подведенной и отведенной энергии для открытых систем...
Тогда основное уравнение аккумулирования энергии должно определяться как дифференциал от произведения полной энергии аккумулирующей среды на ее массу...
Если мы при этом можем пренебречь удельными потенциальной и кинетической энергиями, тогда речь может идти о тепловом аккумулировании...
Стоп, предположим, что ионы натрия лишаются гидратных оболочек, попадая внутрь клетки...  Тогда во внешней среде эти оболочки превращают ионы в подобие газа. И что мы получаем... Клетку, как рабочее тело, повышенная плотность которого обеспечивает ей повышенную, по сравнению с внешней средой внутреннюю энергию. Тогда сорбционное аккумулирование будет сопровождаться выделением тепла при поглощении "газа" (т.е. попадании ионов натрия внутрь клетки) и наоборот, поглощением тепла при такой своеобразной "дегазации"...
Тогда обмен ионами калия будет выглядеть как массообмен, ну а слои воды - как жидкая фаза... В итоге мы получаем все агрегатные состояния и симуляцию "глобального" процесса изменения энтальпии...
Даже жарко стало... Глубокоуважаемый василий андреевич, я ничего сильно не напутал в этой картинке, не специалист все-таки...
Если нет, выскажу свои соображения о потенциале действия, уже что-то скомбинировалось в голове...

С почтением,
Nur.
« Последнее редактирование: Октябрь 04, 2016, 19:33:23 от Nur 1 »

Оффлайн василий андреевич

  • Участник форума
  • Сообщений: 6595
    • Просмотр профиля
Дорогой Нур, давайте торопиться потихоньку.
  Ведь Владимир Васильевич позволяет себе исключительно очень осторожные высказывания-предположения. Нам с Вами легче, ибо тут не наша ответственность, но будем разбираться последовательно.
  Итак, водо-слоистый адсорбционный слой воды. Предполагается (в частности, мной), что этот слой избирательно "притягивает" калий, отторгая натрий. Строго говоря, это уже нонсенс, ибо ионы калия и натрия химически неразличимы. Владимир Васильевич допускает сложную цепочку химико-физических процессов, которые способствуют адсорбции именно калия, у меня свои соображения на этот счет, о которых я вкратце коснулся в "дивергенции малых отличий". Важно: экспериментально сие пока не подтверждено ввиду, очевидно, мизерных градиентов.
  Но мы допускаем, что этот градиент есть, и он устанавливается самопроизвольно. Получается асимметрия концентраций только за счет того, что белок на своих гидрофильных границах организует из воды слоистый квазимолекулярный кластер. Теперь вспомним, что всегда присутствуют тепловые флуктуации в молекуле белка, например, по поверхности пробегает "звуковая волна". Это будет означать, частичное разрушение водной квазимолекулы, сопровождающееся выбросом из нее ионов калия, тогда как ионы натрия никуда не пойдут. Будем иметь ионно-электрическую (положительную) волну, пробегающую вдоль/вблизи поверхности. Возможно именно подобные эффекты измеряются на сфере Фокса.
  И я пока ничего не говорю о оболочечной клетке, только о гипотетической безоболочечной протоклетке. Главное, что становление асимметрии концентраций самопроизвольно, т.е. без энергозатрат самого белка, а любая асимметрия - это уже "разность потенциалов", это уже положительная энтальпия, которую можно расходовать на какие-либо "коммуникационные нужды" самой белковой молекулы.
  Переход же к мембранным процессам для меня сложен. Чисто умозрительно вполне могу допустить и тепловое если не аккумулирование, то, как минимум, "тепловой поток" от клетки в среду. И этот тепловой поток, о боже помоги(!), не связан с внутренними энергозатратами.

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 112
    • Просмотр профиля
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
Уважаемые коллеги! Позвольте ввести в оборот нашего обсуждения обширный, сложный и противоречивый материал. Здесь упоминался Поллак. Я обнаружил две статьи с резкой критикой некоторых идей Поллака и ответ Поллака на критику. Добавил и свою переписку с проф. Шерром (из того же университета, что и сам Поллак). Вы узнаете много интересного, в частности, о гидратных оболочках ионов натрия и калия. Комментировать этот материал не могу, т.к. речь идет о физической химии и ЯМР. Буду рад комментариям тех, кому эти дисциплины близки. Все файлы в архиве: http://www.bioparadigma.spb.ru/disc/Pollack-Schurr-Discussion.zip

Оффлайн Nur 1

  • Участник форума
  • Сообщений: 2036
    • Просмотр профиля
Глубокоуважаемый василий андреевич, добрый день!

Относительно различения атомов калия и натрия - может, все дело в поляризации... Слоистый слой воды ведь по сути диполь, и, следовательно, наверное, можно ожидать какие-либо осцилляции атомов молекул воды в магнитном поле. Которые, в свою очередь, влияют на спин ядер ионов натрия... К тому же атомные ядра и электроны, обладающие собственным магнитным моментом, в магнитном поле приобретают дополнительную энергию. Она может идти на расщепление линий спектра, а, возможно - на самопроизвольное открытие натриевых каналов...
Как это может происходить... Благодаря двум вещам: продольному профилю волны потенциала действия и предположению о том, что гидратированные ионы натрия могут адсорбироваться на поверхности водного кластера в подобие льда...   
« Последнее редактирование: Октябрь 05, 2016, 12:06:43 от Nur 1 »

Оффлайн василий андреевич

  • Участник форума
  • Сообщений: 6595
    • Просмотр профиля
Относительно различения атомов калия и натрия - может, все дело в поляризации...
Я рассуждаю много проще. "Диаметр" молекулы (иона) калия больше натрия. Следовательно, калий легче отдает валентный электрон и менее натрия активен в образовании ионного взаимодействия. Т.е. натрий как бы рыщет в поисках всё новых -О-Н партнеров, тогда как иону калия достаются "объедки" от натриевых партнеров.
  Теперь водный кластер, в котором большинство кислородных "ионных дыр" уже частично заполнены. Потому именно туда вытесняется калий, как менее активный партнер. Для меня архи важна естественность такого процесса образования градиента концентрации.
  Рассмотрим упрощенный пример. Яблоко падает к земле, растрачивая потенциальную энергию в кинетическую, а потом в тепло. Вопрос, откуда у яблока на ветке потенциальная энергия? Неужели яблоня тратит энергию на подъем соков в это яблоко? Нет, не тратит. Соки в стволе движутся естественно от слабого соляного раствора в корнях к сильному в плоде.
  И плод с сильным соляным раствором должен быть сброшен, что бы процесс был возобновляем.
  Так же и в протоклетке, избыточная концентрация калия должна быть сброшена в среду в виде ионно-положительной волны с вероятным тепловым эффектом при рассеянии этой волны. Не беда, если натрий войдет в разрывы водного кластера, в период покоя у протоклетки восстановится градиент, который по насыщению вновь будет рассеян через спонтанный выброс. Получим работоспособный контур, функционирующий по обратному циклу Карно, что в свою очередь означает возможность накапливать потенциальную энергию, создавая тепловые градиенты или энергоемкие белковые соединения.
  Главный вопрос, откуда энергия на эти процессы? Отвечаю отсебятиной: из беспричинных тепловых флуктуаций...

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 112
    • Просмотр профиля
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
Делюсь с коллегами своим изобретением "мультимедийная статья". Превращение обычной статьи в мультимедийную! Как это делается?
(Возможно, кому-нибудь пригодится.)

1. Извлекаем из публикации текст, разбиваем его на смысловые отрезки, и каждый такой отрезок превращаем в аудиофайл с помощью робота.
2. Под каждый кусок текста создаем слайд в PowerPoint'e и помещаем на него соответствующие иллюстрации и дополнительный пояснительный текст.
3. К готовому слайду привязываем нужный аудиофайл. Переходим к следующему слайду и т.д.
4. После того, как презентация будет готова, сохраняем ее как видеофайл и помещаем ее на YouTube, например.

Вот что у меня в итоге получилось: