Автор Тема: Закон Вирхова и физика происхождения жизни  (Прочитано 3238 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн василий андреевич

  • Участник форума
  • Сообщений: 8107
    • Просмотр профиля
Re: Закон Вирхова и физика происхождения жизни
« Ответ #15 : Апрель 30, 2019, 19:57:35 »
  Если делать ставку на карбоксильные группы, то начинать надо с простых жирных кислот, а то и с жирных спиртов (с прото бактерий и протоархей). В воде и те другие будут коагулироваться, выставив наружу к воде, ими связываемой, кислородные головки и пряча внутрь углеводородное тело. И нужен источник энергии для проведения реакций в теле.
  Можно ли гидроксильные группы вплотную друг к другу, окружающие глобулу считать протомембраной? Пусть нельзя. Но связная вода уже есть. И есть волны, пробегающие вдоль ее поверхностей. Волны - это достаточный тепловой эффект, что бы транслировать энергетические обмены и связанные с этими обменами химические реакции, главными из которых будут, на первых парах реакции замещений серы и селена. Сернистые соединения подготовят почву для включений фосфора и аммиака. Где-то рядом будут реакции магний-кальциевой пары. И с обязательным железом, который может быть как донором, так и акцептором электрона.

  Но это я так, для подчеркивания простоты сложности  :'(
 

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 132
    • Просмотр профиля
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
Только там ничего нет про репликацию, добрались ли Вы до неё?
Протоклетка, как биофаза, имеет такие же фундаментальные физические свойства как и современные клетки (см. рис. 1 в моей статье). То есть в ней созданы необходимые физические условия для превращения протоклетки в живую клетку. Теперь задача экспериментов в том, чтобы изучить сорбционные свойства пептидов в отношении нуклеотидов (что касается Вашего вопроса) и далее - роль сорбции в формировании полинуклеотидов. Такого рода исследования не проводили потому, думаю, что не было обоснованных предложений их проводить. Как видите, нет никакой почвы для ответа на Ваш вопрос. Добавлю, что в литературе высказывают мнение (с примерами) о том, что и белки способны к репликации. Значение этих наблюдений и догадок раскроется только в том случае, с моей точки зрения, когда опыты будут ставить не в пробирках, а в биофазе - в коацерватах и безмембранных органеллах.

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 132
    • Просмотр профиля
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
Если бы к кислороду был допущен катион, то это разрушило бы нашу молекулу. Связная вода организует не только сам мостик из дополнительных связей, но и формирует дополнительные, как бы защитные слои, в которых тепловая подвижность молекул воды растет в сторону объемной.
Если допустить катион на ангстремы или доли ангстрема к кислороду карбоксильной группы, то из игры выходит такой МАКРОСКОПИЧЕСКИЙ параметр, как диэлектрическая проницаемость – она в таких масштабах расстояний будет снижаться. Этим я хочу сказать, что анализ электростатических взаимодействий в ангстремном масштабе сталкивается с трудностями, из-за которых взаимодействия близкого контакта остаются неизученными, насколько мне известно. Вы постоянно смещаете фокус внимания на взаимодействия катион-вода, что резко увеличивает мутность понятийного пространства в макроскопическом масштабе. 😊


Повторюсь, связывание катиона с водой идет с рассеянием тепла, следовательно, для отрыва надо затратить то же количество энергии, которая выше у натрия. Этот энергетический, но не электростатический эффект...
Если действительно водородная связь в фазе связанной воды прочнее, то обоим катионам, оказавшимся в этой фазе, придется потрудится больше, чем в объемной воде. К сожалению, Вы ничего не говорите о связывании воды с катионом в СРАВНИТЕЛЬНОМ плане - в двух средах: связанная вода/свободная вода. Для физиологии клетки важно это сравнение.

В связной воде первый "слой" воды так же закрепощен, но не столько энергетическими, сколько водородными связями.
Любая связь, включая водородную, оплачивается энергией. Непонятно, почему Вы разводите связь налево, а энергию – направо.

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 132
    • Просмотр профиля
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
Significance of hydrogen bonds (video Abstract).

Оффлайн василий андреевич

  • Участник форума
  • Сообщений: 8107
    • Просмотр профиля
почему Вы разводите связь налево, а энергию – направо.
  Потому, что у меня нет цифровых данных, а на ангстремных расстояниях их невозможно добыть непосредственным измерением. Приходится нагородить кучу сложностей, что бы через отсев бредовостей вывести простоту. Начинать рассудительность приходится с классических представлений, если они не работают приходится идти к квантовым. Волновое и статистическое описание, как переходный мостик.
Если действительно водородная связь в фазе связанной воды прочнее, то обоим катионам, оказавшимся в этой фазе, придется потрудится больше, чем в объемной воде.
  Ставим умозрительный эксперимент. Коагулянт из жирных кислот с плотнейшей упаковкой наружных карбоксильных групп, образовавшийся в пресной воде, будет разрушен в морской. То же самое с простейшими ПАВами - мыльными (квазикристаллическими) пленками. А вот встраивание, допустим, серы в гидрофильные головки молекул, квазикристаллические свойства макромолекулярных кластеров сохраняет.
  Следовательно, важность играют не просто карбоксилы, а их определенное чередование с "дырками", в которых выпячиваются на поверхность коацервата, нейтральные или даже гидрофобные окончания, что как раз и характерно для сложных белковых молекул. Но этим, подобным белкам сложностям надобно еще каким-то образом состояться.
Вы постоянно смещаете фокус внимания на взаимодействия катион-вода, что резко увеличивает мутность понятийного пространства в макроскопическом масштабе.
  Это необходимое, по крайней мере для меня, условие, предваряющее разборки с катионами в связной воде. Проще всего объяснить разницу в поведении за счет разницы относительных скоростей в диффузии катионов и воды. При этом связная вода будет иметь "нулевую" скорость относительно макромолекулы, что сделает даже умозрительные расчеты невозможными в рамках оперирования импульсами и моментами сил. Слишком много нюансов.
  Через энергию тепловых флуктуаций - для натрия эта энергетика выше, потому когда натрий будет лишь колеблется с высокой частотой в окружении притянутых им атомов кислорода, калий будет иметь свободу для "прыжков" в новое окружение. Тогда в связной воде калий должен обладать большей свободой перемещения, нежели натрий.
  Однако такая простота зыбка, ибо вторжение натрия в связный слой полностью разрушит подобные представления. Введение Вами понятия биофазы, как особого, способного к перестройке состояния пограничного слоя, обязывает рассматривать уже три кластера, при чем так, что свойства самой биофазы - это не граница раздела, а пограничное многополосье со сложным энергетическим рельефом.
  За счет чего это "усложнение" состоялось? Для биолога проще оперировать понятием раздражение, от которого "био-" стремится избавиться. Избавляться от присутствия натрия, как более активного раздражителя надо в первую очередь. Избавиться от калия - уже вторично.

  В геологии широко пользуются понятием геохимического барьера, как фазы раздела фациальных сред. Например, устье пресной реки, впадающей в соленое море - барьер. Или окресности черного курильщика - явный барьер.
  На барьере фаз все образования, устаканенные в одной из фаз будут разрушаться. И из обломков начнут складываться особые объединения. Их особость будет в том, что плотность карбоксильных групп, обращенная к воде, будет иметь подвижность измения своей геометрии в зависимости от концентраций тех или иных элементов.
  Для подобной концепции и нагородил атрибутику из волновых свойств в предыдущем сообщении. Только фрактальность карбоксильной поверхности, то выпячиваемая, то сворачиваемая до линейности, сможет обеспечить "выживаемость и усложнение".

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 132
    • Просмотр профиля
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
Однако такая простота зыбка, ибо вторжение натрия в связный слой полностью разрушит подобные представления. Введение Вами понятия биофазы, как особого, способного к перестройке состояния пограничного слоя, обязывает рассматривать уже три кластера, при чем так, что свойства самой биофазы - это не граница раздела, а пограничное многополосье со сложным энергетическим рельефом.

Вы часто употребляете кинетические/динамические термины (разрушение, встраивание и т.п.), поэтому я хотел бы обратить внимание, что все мои рассуждения касаются только состояния диффузионного равновесия. Для физиологии клетки, как я ее здесь представляю, важно сравнение двух фаз: биофазы (сердцевиной которой является пептид, а объем формируется связанной водой) и внешней для биофазы водной среды. Сравнение! Систему биофаза/среда можно уподобить системам лёд/вода и масло/вода. То есть биофаза это объем, а не поверхность или пограничный слой. Перестраивается не пограничный слой, свойства которого стабильны в состояния равновесия, а пептид (в результате того или иного воздействия). Изменились свойства адсорбента (пептида) - изменились и свойства адсорбата (связанной воды). Взятые вместе, эти изменения (пептида и водной оболочки) приводят к перестройке биофазы в целом. Результаты перестройки снова приходят в состояние термодинамического равновесия до следующего толчка, вызывающего следующую перестройку биофазы. Представляется, что равновесное состояние системы несколько упрощает задачу для физики. 

Оффлайн Evol

  • Участник форума
  • Сообщений: 1563
    • Просмотр профиля
А как тут обстоят дела с плотностями и температурами, уважаемый Vladimir Matveev?
Коли пошла речь о сравнении фаз, свойств адсорбента и адсорбата - куда же без них.

Оффлайн talash

  • Участник форума
  • Сообщений: 1471
    • Просмотр профиля
    • неленивый сайт
Возникновение жизни – это физико-химический процесс, который неизбежно начинается, как только возникают соответствующие условия. Простые пептиды возникают самопроизвольно (в отличие от курицы), сложные формируются только в живой клетке в результате дальнейших физико-химических превращений, которые принято называть эволюцией.

Я также являюсь сторонником вышеописанной общей модели эволюции.

Хочу поделиться своим методом отсева бреда. Когда читаю специалистов, то прежде всего обращаю внимание на общую картину. Что получилось у автора в голове в результате индукции частностей. Если автор не имеет или не излагает общей картины, читать его перестаю. Быть может это сторонник всемирного разума. Типа есть такой всемирный разум, который управляет эволюцией жизни. А сам автор может считать себя его пророком, и думать, что при помощи словоблудия он также участвует в эволюции жизни. При этом он может быть начитанным, знать много умных слов и даже словосочетаний. Здесь много подобных типов.

Поскольку у Вас есть общая картина и она совпадает с моей, то я Вас читаю на сколько хватает времени и пытаюсь немного расширить свои представления.

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 132
    • Просмотр профиля
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
А как тут обстоят дела с плотностями и температурами, уважаемый Vladimir Matveev?
Коли пошла речь о сравнении фаз, свойств адсорбента и адсорбата - куда же без них.

Температура и химический состав сред - физиологические или близкие к ним (см. табл. 1 в моей статье), что касается плотности (воды?), то тут вырисовывается интересная картина. Ученые с биологическим образованием роль воды в чем бы то ни было не рассматривают вообще. В их подаче макромолекулы действуют как бы в вакууме. Ученые с физическим образованием, напротив, уделяют пристальное внимание взаимодействию пептидов с водой (их мнения о плотности связанной воды расходятся). Возникает интересный вопрос: чем вызваны эти образовательные различия?

Для биологов трагическое событие случилось в 1930 году (трагическое потому, что оно превратно повлияло на карьеры тысяч ученых). В этом году Лауреат Нобелевской премии Арчибальд Хилл опубликовал статью о распределении мочевины между живыми клетками и средой, в которой показал, что концентрация мочевины в клетках такая же, что и в физрастворе. Из этого следовало, что вода в клетке ничем не отличается от воды в среде. Значит, белки и другие макромолекулы клетки не оказывают никакого влияния на свойства воды, то есть вода ни с чем в клетке не взаимодействует и ее можно рассматривать как среду инертную. Этот эксперимент Хилла был настолько зубодробительным, что всякие разговоры об особых свойствах внутриклеточной воды прекратились раз и навсегда. Вывод Хилла вошел в курсы лекций высших учебных заведений биологического профиля по всему миру. Выросло не одно поколение специалистов, для которых вода была лишь театральной сценой, а не участником спектакля. К счастью, о победе Хилла над клеточной водой ничего не знали физики, поэтому они сохранили здравое отношение к воде, молекула которой не могла не взаимодействовать электростатически с любыми зарядами, где бы они не находились, включая макромолекулы. Подробней о прискорбной истории с мочевиной можно ознакомиться в этой подборке материалов: http://www.bioparadigma.spb.ru/files/Matveev-2019-Karfagen.pdf

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 132
    • Просмотр профиля
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
Я также являюсь сторонником вышеописанной общей модели эволюции.

Для полной определенности скажу так: происхождение жизни необходимо рассматривать только в рамках клеточного подхода. Вне клетки происходила химическая эволюция - абиогенез, но жизнь могла возникнуть только в протоклетке - в физических условиях, свойственных живой клетке. Клеточная теория живет и побеждает!   

Оффлайн василий андреевич

  • Участник форума
  • Сообщений: 8107
    • Просмотр профиля
Сравнение! Систему биофаза/среда можно уподобить системам лёд/вода и масло/вода. То есть биофаза это объем, а не поверхность или пограничный слой. Перестраивается не пограничный слой, свойства которого стабильны в состояния равновесия, а пептид (в результате того или иного воздействия). Изменились свойства адсорбента (пептида) - изменились и свойства адсорбата (связанной воды). Взятые вместе, эти изменения (пептида и водной оболочки) приводят к перестройке биофазы в целом. Результаты перестройки снова приходят в состояние термодинамического равновесия до следующего толчка, вызывающего следующую перестройку биофазы. Представляется, что равновесное состояние системы несколько упрощает задачу для физики.
  В принципе, понял какие граничные условия Вы ставите. Я же потому о "динамике, а не о статике", что не вижу в фазовых переходах диффузионного равновесия. Переход вода-лед - это "выпадение в осадок" наименее энергичных молеклул, т.е. такое увеличение беспорядка воды, которое обеспечивает упорядочивание льда. Переход масляной дисперсии в коагулянт избавляет молекулы воды от необходимости быть в состоянии порядка вокруг каждой капельки масла. По-простому, общее количество связной воды после коагуляции снижается. Вода осуществляет отрицательную работу по организации взвеси в целое.
  Далее, Вы вводите биофазу, как объем связной воды, плюс, объем пептида с его пограничным слоем, ограничивая свойство связной воды только утратой растворяющей способности, так как водородные связи воды уже закрепощены на безуспешной попытке разорвать-растворить молекулу пептида.
  А откуда возьмется дозированная энергия для синтеза внутренней среды пептида? "Доза" должна накопиться в адсорбированной воде, что бы кратковременный сброс этой "квантованной" порции был усвоен пептидом для переорганизации своих химических связей. В общем виде этот переход состоится как изменение энтальпии структуры пептида.
  Что бы "усложниться" вначале надо затратить энергию на деструкцию химической связи, т.е. преодолеть барьер активации, а потом отвести меньшую долю энергии, что бы не произошло обратной реакции.
  И этот циклический процесс требуется объяснить за счет работы связной воды. Не слишком ли просто для оперирования термином "равновесное состояние"?

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 132
    • Просмотр профиля
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
Далее, Вы вводите биофазу, как объем связной воды, плюс, объем пептида с его пограничным слоем, ограничивая свойство связной воды только утратой растворяющей способности, так как водородные связи воды уже закрепощены на безуспешной попытке разорвать-растворить молекулу пептида.
Сниженная растворяющая способность связанной воды имеет физиологическое значение. Я не ограничиваюсь этим свойством, а сосредоточиваюсь на нем, как значимом. Макромолекулы рис. 1 уже растворены (PEO, например). Попыток их растворить делать не нужно.
 
А откуда возьмется дозированная энергия для синтеза внутренней среды пептида? "Доза" должна накопиться в адсорбированной воде, что бы кратковременный сброс этой "квантованной" порции был усвоен пептидом для переорганизации своих химических связей. В общем виде этот переход состоится как изменение энтальпии структуры пептида.
Поскольку речь идет об адсорбции, то вопрос стоит так: почему вообще вещества адсорбируются? Почему хлор адсорбируется на активированном угле противогаза? По той же причине и вода адсорбируется на молекулярной поверхности макромолекулы.
 
Что бы "усложниться" вначале надо затратить энергию на деструкцию химической связи, т.е. преодолеть барьер активации, а потом отвести меньшую долю энергии, что бы не произошло обратной реакции.
Если под химической связью Вы подразумеваете ковалентную связь, то об этом типе связи у меня вообще речь не идет. Речь о физической адсорбции, то есть о процессе, в котором участвуют вторичные связи – водородные, гидрофобные и т.д.

Оффлайн talash

  • Участник форума
  • Сообщений: 1471
    • Просмотр профиля
    • неленивый сайт
Этот эксперимент Хилла был настолько зубодробительным, что всякие разговоры об особых свойствах внутриклеточной воды прекратились раз и навсегда. Вывод Хилла вошел в курсы лекций высших учебных заведений биологического профиля по всему миру. Выросло не одно поколение специалистов, для которых вода была лишь театральной сценой, а не участником спектакля.

Напомнило другой известный эксперимент, как Вейсман хвосты мышам отрезал.
У меня немного другое мнение на счёт убедительности подобных экспериментов. Есть такой тип людей, для которых мнение сообщества это объективная реальность, наиболее выпуклый и откровенный их представитель здесь это Арефьев. Когда таких людей в сообществе становится много, то любой бред может быть признан убедительнейшей истиной в последней инстанции, достаточно, чтобы он был выгоден элите, которая в конечном итоге и формирует мнение сообщества.

На мой взгляд пытаться переубедить их это бороться с ветрянными мельницами. Нужно объединяться энтузиастам и отделяться от них в отдельное сообщество, чтобы было как раньше, когда в науку шли в основном энтузиасты-исследователи.

Оффлайн talash

  • Участник форума
  • Сообщений: 1471
    • Просмотр профиля
    • неленивый сайт
Для полной определенности скажу так: происхождение жизни необходимо рассматривать только в рамках клеточного подхода. Вне клетки происходила химическая эволюция - абиогенез, но жизнь могла возникнуть только в протоклетке - в физических условиях, свойственных живой клетке. Клеточная теория живет и побеждает!

Скажите, а Вас интересует только эксперимерты в реальности? Как считаете, можно ли при помощи компьютерного моделирования неких максимально упрощённых систем элементов получить что-то подобное на начальные стадии зарождения жизни? Открыть какие-то закономерности этого процесса?

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 132
    • Просмотр профиля
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
Скажите, а Вас интересует только эксперимерты в реальности? Как считаете, можно ли при помощи компьютерного моделирования неких максимально упрощённых систем элементов получить что-то подобное на начальные стадии зарождения жизни? Открыть какие-то закономерности этого процесса?

Моделирование безусловно полезно, но у него есть одна проблема: какую модель исследуемого объекта выбрать и какие взаимодействия в неё заложить.