paleoforum.ru

Форумы сайта «Проблемы эволюции» => Дополнение к форуму: небиологические разговоры об эволюции => Тема начата: Vladimir Matveev от января 28, 2015, 13:55:45

Название: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от января 28, 2015, 13:55:45
Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток и происхождение внутриклеточной среды

Аннотация. Появившееся недавно предположение о калиевых прудах, как о колыбелях жизни, обогащают палитру идей о возможных условиях предбиологической эволюции на первобытной Земле, но не приближают нас к решению проблемы происхождения жизни в целом. Суть проблемы – в механизме разграничения двух сред, внутриклеточной среды и среды обитания протоклеток. Со времени открытия насосной функции Na, K-АТФазы так и не было найдено модели, которая могла бы рассматриваться в качестве предка современной натриевой помпы, что и вызвало к жизни идею калиевого пруда. Кризис современной методологии настолько глубок, что сталкивается даже с логическими противоречиями при попытке объяснить происхождение первой живой клетки. Одно из них состоит в том, что законы физики запрещают возникновение в термодинамически равновесной системе (пруд) неравновесной подсистемы (протоклетки). Имеющиеся подходы к решению проблемы происхождения жизни полностью игнорируют необходимость детального изучения клеточных моделей. Так, свойства микросфер Сиднея Фокса оказались несовместимыми с общепринятыми представлениями о функционировании живой клетки. Например, мы сталкиваемся со следующим парадоксом: математическая модель потенциала действия Ходжкина-Хаксли оказалась одинаково хорошо совместимой и с нервной клеткой и с микросферами Фокса, также способными генерировать потенциал действия. Цель настоящей статьи – предельно обнажить противоречия, возникающие при попытке объяснить происхождение протоклеток на основе сложившихся представлений о клетках живых. Ставится вопрос о необходимости значительного расширения сравнительных исследований живых клеток и их моделей.

Полный текст дискуссионной статьи: http://www.biophys.ru/sci-hyde-park/94-scireview/sci-hide-park/protocell/449-matveev-1st
Приглашаю обсудить эту статью на сайте: http://www.biophys.ru/sci-hyde-park
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от февраля 03, 2015, 18:19:01
Цитата: Vladimir Matveev от января 28, 2015, 13:55:45
Полный текст дискуссионной статьи: http://www.biophys.ru/sci-hyde-park/94-scireview/sci-hide-park/protocell/449-matveev-1st
А стоит ли пренебрегать простотой в пользу сложности? Если мы знаем такой единственный, по моему мнению, эволюционный принцип, как естественность повышения энтропии.
  В чем главная разница между катионами натрия и калия? Во-первых, размер. Но размер - это только для "дырок" в мембране. А если нет еще мембран?. Да и липидов нет.
  Внешний электрон у калия дальше от ядра, чем у натрия, потому имеет более низкий потенциал и, следовательно, соединение Na-О-С статистически более стойкое, чем соединение К-О-С. Всё. Этого достаточно, что бы вводить математическую рассудительность в терминах статистики распадов и новообразований. В итоге обязательно надо будет получить  гео-био-химио-барьер, который будет "обкладываться" мембранами, как неизбежностью эволюционирующих (конкурирующих) углеводородов.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 04, 2015, 07:30:09
ЦитироватьА стоит ли пренебрегать простотой в пользу сложности?
Вопрос в том, как объяснить, что простое (протоклетка) способно генерировать такой же потенциал действия как и сложное (нейрон).
Или простое не такое простое, как кажется, либо сложное не такое сложное как представляется.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от февраля 04, 2015, 10:16:28
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 04, 2015, 07:30:09
Или простое не такое простое, как кажется, либо сложное не такое сложное как представляется.
Прекрасно. Ведь это уже почти Пастернак с его гениальными строками о том, что понять простое можно только после разборок со сложным.
  Вы заострили проблему о замкнутой мембране, как некоем "демоне Максвела", осуществляющим негэнтропийное действо. При этом надо либо выдумывать новую физику, либо искать обходные пути, когда понижение энтропии самого стыка среда-система сопровождается повышением энтропии в "дальней" среде.
  Рассмотрим раствор метанола. Это гидрофильная молекула, т.к. гидрофобным "концом" -СН3 можно пренебречь. Диполи Н-О-Н при растаскивании метанола, вначале понизив свою энтропию, быстро вновь повысят ее, включив дипольную -О-Н в свою высокоэнтропийную структуру. Но если взять уже бутанол, то гидрофобное СН2-СН3 уже столь значительно понизит энтропию воды, что для повышения ее, воде придется как бы коагулировать бутанол, спрятав гидрфобные окончания в пузырек воздуха, а гидрофильные направить в сторону водной среды. Вот и получится гротескно упрощенная мембрана, под которую вода уже может начать заталкивать условных гидрофобов. И это появление "сложности" происходит естественно, т.е. с повышением энтропии, как появлением разнообразия в виде статистической вариабельности.

  С калий-натриевым градиентом должно происходить принципиально идентичное. К сожалению, я уже давно читал об этом насосе и помню только то, что там очень все не просто. Однако база должна быть проста.
  Как-то Фейнман, любивший через шутку говорить серьезные вещи, высказался, что теоретическая физика состоит из угадывания математических формул. У нас есть вроде незначительное отличие в электро-химическом потенциале, приводящее к столь впечатляющему (антиэнтропийному?) наносу. Вопрос: что производит работу по растаскиванию калий-натриевой смеси по "разным углам"? При этом пусть мы не знаем ничего о мембране и ее свойствах. Если нанос естественен, то уж углеводороды найдут способ приспособиться к этой естественности.
  Я вижу главный принцип, на котором можно построить гипотезу, в том, что калий-органика распадается статистически чаще, чем натрий-органика. Следовательно, имеем два различных градиента распада. И этого должно быть достаточно, что бы получить тенденцию к естественному образованию электро-химического барьера.
  В словесной же формуле получится некий софизм - что чаще распадается, то быстрее преобразуется в новую конфигурацию. Или даже так: условная "эволюция" калиевой системы выше эволюции натриевой среды. Или еще круче: когда натриевая среда повышает энтропию за счет перемешивания-рассредоточения включений, калиевая система повышает свою энтропию за счет разнообразия "форм" физико-химических объединений. Вот и получим, что однобокость (типа калий или натрий) не является средой для эволюции - только совместное действие-взаимодействие обоих "сред" позволяют применить термодинамический (как статику) принцип сохранности: энтальпия объединения (системного объединения) равна положительной работе калиевой системы над натриевой средой и отрицательной работе натриевой среды над калиевой системой Э=U+(-A).
  Забегая вперед скажу, что отрицательная работа среды (-А) будет выглядеть как ниспадающая логиста, где крутизна перегиба будет характеризовать сам барьер-мембрану, энтальпия (Э) как горбатая экспонента, а положительная работа или внутренняя энергия объединения (U) как восходяще-затухающая экспонента. Именно последняя кривая будет отражать принцип повышения энтропии.
  В посыле, есть два фактора - два различных градиента распада, в итоге, есть целый ряд экспонент, которым еще будет необходимо искать реалистические приложения.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 04, 2015, 10:42:37
ЦитироватьЯ вижу главный принцип, на котором можно построить гипотезу, в том, что калий-органика распадается статистически чаще, чем натрий-органика. Следовательно, имеем два различных градиента распада. И этого должно быть достаточно, что бы получить тенденцию к естественному образованию электро-химического барьера.
Это отдаленно ассоциируется с адсорбцией/десорбцией при условии, что "распады" носят не единичный, а массовый характер, т.е. в этот процесс вовлечены массы ионов. В этой связи Вас может заинтересовать этот отрывок из книги: http://www.bioparadigma.spb.ru/russianling/files/Ling-2008-Rus.Glavy.1-11.pdf
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Комбинатор от февраля 04, 2015, 15:23:00
Цитата: Vladimir Matveev от января 28, 2015, 13:55:45
Со времени открытия насосной функции Na, K-АТФазы так и не было найдено модели, которая могла бы рассматриваться в качестве предка современной натриевой помпы, что и вызвало к жизни идею калиевого пруда.

Я бы не был столь категоричен, см., например, раздел "Evolutionary history of the ATP synthases" здесь: http://www.macromol.uni-osnabrueck.de/ATP_synthase.php

Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 04, 2015, 17:09:49
Цитата с сайта http://www.macromol.uni-osnabrueck.de/ATP_synthase.php : "By analyzing the homology pattern for different subunits of these related enzymes, we have put forward a scenario of their origin from primordial protein translocases [6]."

[6] http://wp.nyu.edu/biochemistryshowcase/wp-content/uploads/sites/37/2014/03/F-and-V-type-ATPase-Nat-Rev-Microbiol.-2007-Nov511-892-9..pdf

Цитата из работы [6]: "In this Opinion, we examine the conserved and unique features of the molecular architecture and properties of the F. and V.type ATPases, and propose an evolutionary scenario in which their immediate ancestors were twocomponent membrane translocases that, initially, coupled ATP hydrolysis to RNA translocation across the membrane and, subsequently, to protein translocation."

Из этой выдержки ясно, что речь о гипотетических "транслокаторах", от которых, как полагают авторы, могли произойти интересующие их ферменты. Это - чистой воды предположение. Я же в своей статье говорю, что до сих пор не получена реально действующая модель натриевого насоса в пробирке. В пробирке! Смешали, нагрели, облучили, получили. То есть таким же, в принципе, образом как Фокс получил свои микросферы. Фокс не говорил о том, от чего и как могли бы произойти микросферы. Он их просто получил, рассматривал под микроскопом, изучал свойства! Даже эти "двухкомпонентные транслокаторы" еще никто не держал в руках.

И еще: зачем "ждать" происхождения натриевой помпы, когда микросферы и без нее генерируют потенциал действия?
Благодарю за возможность еще раз пояснить свою мысль...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Комбинатор от февраля 04, 2015, 18:35:23
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 04, 2015, 17:09:49
Я же в своей статье говорю, что до сих пор не получена реально действующая модель натриевого насоса в пробирке. В пробирке! Смешали, нагрели, облучили, получили. То есть таким же, в принципе, образом как Фокс получил свои микросферы. Фокс не говорил о том, от чего и как могли бы произойти микросферы. Он их просто получил, рассматривал под микроскопом, изучал свойства!

Ничего, в принципе, не имею против микросфер Фокса, но очевидная невозможность случайной самосборки натриевой помпы, в условном "органическом бульоне", имхо, тут совершенно не в тему. Они (микросферы), возможно, действительно были одним из элементов пазла, но не более того, не стоит зацикливаться исключительно на них. Например, в решении важнейшей проблемы происхождения механизма репликации РНК они, насколько я понимаю, помогают мало.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 04, 2015, 19:47:22
ЦитироватьОни (микросферы), возможно, действительно были одним из элементов пазла, но не более того, не стоит зацикливаться исключительно на них.
Я не зацикливаюсь. Я интересуюсь, почему микросферы генерируют потенциал действия, не имея помпы? Ради этого я написал статью. Я жду ответа на этот простой вопрос. А Вы призываете меня не зацикливаться, т.е. уйти от этой темы. Куда идти? Рассуждать об РНК, ДНК, рибосомах? Об этом написаны фолианты, а о микросферах - крохи. А дотронешься до этой крохи, как тут же раздается: не зацикливайтесь! Логичнее обвинить в зацикливании тех, что всю свою жизнь пишут только о Na,K-АТФазе...

Если мы не можем объяснить свойства микросфер, давайте так и скажем: не можем!
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Комбинатор от февраля 04, 2015, 21:21:21
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 04, 2015, 19:47:22
Я интересуюсь, почему микросферы генерируют потенциал действия, не имея помпы?

Возможно под действием света они постепенно запасают потенциальную энергию, которую потом быстро отдают в результате потери устойчивости и развития какого-то лавинообразного процесса. Ну, например, что-то вроде родопсина, но с другим механизмом запасения энергии.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 07:49:53
ЦитироватьВозможно под действием света они постепенно запасают потенциальную энергию, которую потом быстро отдают в результате потери устойчивости и развития какого-то лавинообразного процесса.
Как следует из рис. 2, свет влияет на активность "мембранных каналов" микросферы, но решающего влияния света на потенциал действия авторы не отмечают.

Что значит "запасают потенциальную энергию"? В виде ионных градиентов? Что касается родопсина, то мысль интересная. Однако получается, что с помощью спиртовки, вот так просто, можно синтезировать родопсиноподобный белок - сложный мембранный белок. А липидных мембран, между тем, в микросферах нет...

Кстати, из применимости модели Ходжкина-Хаксли к микросферным потенциалам действия следует, что у них есть натриевые каналы и калиевые каналы. Откуда?

Единственное место, где у нас работают с микросферами - это лаборатория Критского (Москва, Институт Баха). Они, например, показали, что в микросферах можно синтезировать АТФ: Kritsky, M. S., Kolesnikov, M. P., & Telegina, T. A. (2007, December). Modeling of abiogenic synthesis of ATP. In Doklady Biochemistry and Biophysics (Vol. 417, No. 1, pp. 313-315). MAIK Nauka/Interperiodica.
Было бы интересно сравнить условия, которые требуются для синтеза АТФ в клетке (согласно последним представлениям) с условиями, которые реально имеются в наличии в микросферах. 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Комбинатор от февраля 05, 2015, 08:59:57
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 07:49:53
Как следует из рис. 2, свет влияет на активность "мембранных каналов" микросферы, но решающего влияния света на потенциал действия авторы не отмечают.

Как следует из Рис. 7 A-C оригинальной статьи, как раз ровно это они и отмечают.
==============================
Fig. 7 A-C.
Electrical activity begins with illumination (10 lux) at A. It dies off when light is extinguished (B), and it begins again with reillumination (100 lux) at C. 
==============================

Цитата: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 07:49:53
Что значит "запасают потенциальную энергию"? В виде ионных градиентов?

Совсем не обязательно, есть масса способов запасения энергии, например, в виде энергии химических связей как это делается в АТФ.

Цитата: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 07:49:53
Что касается родопсина, то мысль интересная. Однако получается, что с помощью спиртовки, вот так просто, можно синтезировать родопсиноподобный белок - сложный мембранный белок. А липидных мембран, между тем, в микросферах нет...

Родопсин это один из самых простых белков, недаром его аминокислотная последовательность была расшифрована одной из первых. Я его привёл лишь в качестве примера простого механизма запасения энергии. Очевидно, для микросфер Фокса он впрямую не подходит.

Цитата: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 07:49:53
Кстати, из применимости модели Ходжкина-Хаксли к микросферным потенциалам действия следует, что у них есть натриевые каналы и калиевые каналы. Откуда?

Откуда это следует? Изменение уровня воды в сливном бочке унитаза тоже чем-то похоже на изменение силы тока при пробое диэлектрика, однако, этого факта ещё недостаточно для того, что бы утверждать, что внутри унитаза есть электропроводка...

Цитата: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 07:49:53
Единственное место, где у нас работают с микросферами - это лаборатория Критского (Москва, Институт Баха). Они, например, показали, что в микросферах можно синтезировать АТФ: Kritsky, M. S., Kolesnikov, M. P., & Telegina, T. A. (2007, December). Modeling of abiogenic synthesis of ATP. In Doklady Biochemistry and Biophysics (Vol. 417, No. 1, pp. 313-315). MAIK Nauka/Interperiodica.
Было бы интересно сравнить условия, которые требуются для синтеза АТФ в клетке (согласно последним представлениям) с условиями, которые реально имеются в наличии в микросферах. 

В указанной работе речь всего лишь о синтезе АТФ из АДФ, не более того. Похожая рекация происходит и без всяких микросфер. Например, ещё в 60-е годы прошлого века было показано, что при облучении смеси АДФ и этилметафосфата ультрафиолетовым светом с хорошим выходом синтезируется АТФ.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 12:38:28
ЦитироватьFig. 7 A-C. Electrical activity begins with illumination (10 lux) at A. It dies off when light is extinguished (B), and it begins again with reillumination (100 lux) at C. 
Электрическая активность здесь - активность ионных каналов. Это не потенциалы действия.


ЦитироватьСовсем не обязательно, есть масса способов запасения энергии, например, в виде энергии химических связей как это делается в АТФ.
Да есть масса способов, но мы здесь обсуждаем конкретный объект - микросферу. Давайте не расплываться по древу. Вы считаете, что в данных опытах в микросферах образовывалась АТФ? А кто ее утилизирует, натриевый насос?

ЦитироватьОткуда это следует? Изменение уровня воды в сливном бочке унитаза тоже чем-то похоже на изменение силы тока при пробое диэлектрика, однако, этого факта ещё недостаточно для того, что бы утверждать, что внутри унитаза есть электропроводка...
Если мы начнем сравнивать божий дар с яичницей, мы далеко зайдем. Мы сравниваем клетку и протоклетку. Этому сравнительному анализу ни унитазы, ни очистные сооружения ничего полезного не дадут.

ЦитироватьВ указанной работе речь всего лишь о синтезе АТФ из АДФ, не более того. Похожая рекация происходит и без всяких микросфер. Например, ещё в 60-е годы прошлого века было показано, что при облучении смеси АДФ и этилметафосфата ультрафиолетовым светом с хорошим выходом синтезируется АТФ.
Мы будем обсуждать вопрос о синтезе АТФ с точки зрения органической химии или вернемся в микросферу? Если Вас не интересует микросфера, тогда зачем продолжать разговор?

Еще раз повторяю: меня интересует сходство живой клетки и протоклетки. В чем причины этого сходства? Какова физика этого сходства? Почему протоклетка способна генерировать электрический потенциал? Есть ли между ними структурное сходство?
Что там происходит в унитазе и какие 33 способа синтеза АТФ разработаны фирмой Sigma меня в данный момент меня не  интересует... 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от февраля 05, 2015, 13:57:00
Попробую не для "истины", а исключительно из любви к рассудительности.
  Фононная гипотеза.
  Модель поверхности сферы Фокса было бы удобно представить как трехслойную. Внутренний слой состоит из цепи -С-С-С- связей. Средний слой из атомов кислорода с электроотрицательным потенциалом. Внешний слой из атомов водорода с электроположительным потенциалом.
  Фонон - это звуковая (тепловая) квант-волна, интерпретируемая как область сжатия, перемещающаяся вдоль углерод-углеродных связей. Пока фонон "гуляет" внутри ограниченной цепочки С-С связей эл. возбуждения незначительны. Когда фонон прорывается в соседнюю С-С связь, возникает механическое возбуждение с выталкиванием элетронной оболочки ближе к ядру кислорода, что неизбежно сказывается на "электроне" около внешнего атома водорода. Возникает электроотрицательная волна.
  Теоретически такая эл.отр. волна должна быстро рассеиваться на "дислокациях" из С-С связей. По аналогии с квантово механическими терминами такие волны можно назвать нулевыми биениями сферы Фокса.
  Еще раз подчеркну, я не знаю как устроена сфера Фокса.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Питер от февраля 05, 2015, 14:22:55
Проблема в  том.  что  статья  Фокса 1962  г.    абсолютно  не  конкретна.   Там  нет  ни  состава   микросфер,  ни  среды   их  формирования,  ни  харктеристики  микросфер,  ни того как  писали  потенциал.   В  итоге     обсуждать  просто  нечего. Нет,  можно  на  это    все  не  обращать  внимания  и  поставить    знак  равенства  между  нейроном  и   микросферой.  А  можно    задать.  Итак: а)состав  микросфер   Фокса  в  конкретных   экспериментах с  потенциалом  действия.  б)  состав  среды в)  методы      записи  потенциала.  В  общем   -  а  мальчик   был ?
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 14:43:19
ЦитироватьФонон - это звуковая (тепловая) квант-волна, интерпретируемая как область сжатия, перемещающаяся вдоль углерод-углеродных связей. Пока фонон "гуляет" внутри ограниченной цепочки С-С связей эл. возбуждения незначительны. Когда фонон прорывается в соседнюю С-С связь, возникает механическое возбуждение с выталкиванием элетронной оболочки ближе к ядру кислорода, что неизбежно сказывается на "электроне" около внешнего атома водорода. Возникает электроотрицательная волна.
Мудрено, но спасибо! :)
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 15:06:28
ЦитироватьПроблема в  том.  что  статья  Фокса 1962  г.    абсолютно  не  конкретна.   Там  нет  ни  состава   микросфер,  ни  среды   их  формирования,  ни  харктеристики  микросфер,  ни того как  писали  потенциал.   В  итоге     обсуждать  просто  нечего. Нет,  можно  на  это    все  не  обращать  внимания  и  поставить    знак  равенства  между  нейроном  и   микросферой.  А  можно    задать.  Итак: а)состав  микросфер   Фокса  в  конкретных   экспериментах с  потенциалом  действия.  б)  состав  среды в)  методы      записи  потенциала.  В  общем   -  а  мальчик   был ?
Лаборатория Фокса выпустила много статей за два с лишним десятилетия своего существования. Микросферы получали, растворяя сплав аминокислот в воде. Известно о них немало. И про среду их формирования есть. Потенциал действия отводили с помощью микроэлектрода внутри(прото)клеточно. В литературе микросферы Фокса широко признаны как модели клетки. Поэтому говорить о них как о какой-то странной мути из пробирки нельзя. Но если Вы считаете, что для Вас сведений недостаточно, то это Ваше дело. Это очень удобная позиция: сначала изучите объект настолько хорошо, насколько мне это нужно и я вам всё объясню.

Ясно одно, натриевого насоса в микросферах нет. Липидной мембраны нет. Натриевых и калиевых каналов нет. А потенциал действия есть!
Или Вы считаете, что дай Вам 10 млн долларов и Вы найдете там Na,K-АТФазу? 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Питер от февраля 05, 2015, 15:45:45
Я  не    получил  никаких  доказательств  того,  что  он  там есть. И  в  каких  именно  микросферах  - а  то     они  были  разные,  и в  том  числе с  лецитином.  Ссылочку  можно  но  нормальную  статью ?    И  про  "сплав  аминокислот"   не  пишите  -   там  сплава  нет  и  в  помине. 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Комбинатор от февраля 05, 2015, 15:46:46
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 12:38:28
Электрическая активность здесь - активность ионных каналов. Это не потенциалы действия.

А в чём конкрено тогда проявляется действие? И где можно посмотреть соответсвующие графики?
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 16:03:26
ЦитироватьИ где можно посмотреть соответсвующие графики?
Przybylski, A. T. (1985). Excitable cell made of thermal proteinoids. BioSystems, 17(4), 281-288.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0303264785900449

У этого автора несколько статей на эту тему...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 16:10:49
ЦитироватьЯ  не    получил  никаких  доказательств  того,  что  он  там есть. И  в  каких  именно  микросферах  - а  то     они  были  разные,  и в  том  числе с  лецитином.  Ссылочку  можно  но  нормальную  статью ?    И  про  "сплав  аминокислот"   не  пишите  -   там  сплава  нет  и  в  помине. 
Сухие аминокислоты смешивали в разных пропорциях, расплавляли при высокой температуре. Сплав растворяли в воде...
Ссылки есть в моем списке литературы. Оттолкнувшись от них, Вы найдете всю остальную литературу.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Комбинатор от февраля 05, 2015, 17:14:24
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 16:03:26
ЦитироватьИ где можно посмотреть соответсвующие графики?
Przybylski, A. T. (1985). Excitable cell made of thermal proteinoids. BioSystems, 17(4), 281-288.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0303264785900449

У этого автора несколько статей на эту тему...

Платить 40 баксов за доступ к статье как-то жаба душит... Может есть какие-то открытые статьи, например, того же Фокса с аналогичными графиками? И каков всё таки метод измерения этого самого таинственного "потенциала действия", если это не тривиальная разность потенциалов?
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 19:06:08
ЦитироватьПлатить 40 баксов за доступ к статье как-то жаба душит...
Попробуйте скачать с помощью этого сервера: http://sci-hub.org/
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Питер от февраля 05, 2015, 19:23:20
Комбинатор,   киньте в  личку  почту  -  статью  вышлю.
Аминокислоты  не    плавятся.   Твердофазный  синтез    пептидов  -  не  плавление.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 19:33:44
ЦитироватьАминокислоты  не    плавятся.   Твердофазный  синтез    пептидов  -  не  плавление.
Аминокислоты - бесцветные кристаллические вещества, растворимые в воде; tпл 220-315°С. Высокая температура плавления Аминокислоты связана с тем, что их молекулы имеют структуру главным образом амфотерных (двузарядных) ионов.
http://bse.sci-lib.com/article042507.html
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Питер от февраля 05, 2015, 19:42:14
Аминокислоты представляют собой кристаллические вещества с высокими (выше 250°С) температурами плавления, которые мало отличаются у индивидуальных аминокислот и поэтому нехарактерны. Плавление сопровождается разложением вещества. Аминокислоты хорошо растворимы в воде и нерастворимы в органических растворителях, чем они похожи на неорганические соединения. Многие аминокислоты обладают сладким вкусом.
http://school-sector.relarn.ru/nsm/chemistry/Rus/Data/Text/Ch3_6.html  из  ссылки
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 19:55:52
Цитироватьвысокими (выше 250°С) температурами плавления
Значит, всё-таки плавятся... Чем это опровергает мое сообщение? Разложением?
Значит, Вы отказываетесь от своего утверждения, что не плавятся? Думаю, тема закрыта.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от февраля 05, 2015, 21:39:40
Уважаемый василий андреевич, добрый вечер!

Как это  здесь понять, применительно к мембранам: "...с выталкиванием электронной оболочки ближе к ядру кислорода, что неизбежно сказывается на "электроне" около внешнего атома водорода." Происходит ионизация атомов водорода? С формированием горизонтального переноса электрона вдоль внешней поверхности мембраны? Прорыв "фонона" происходит при механическом воздействии на мембрану....
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от февраля 05, 2015, 22:15:37
Здравствуйте, Нур.
Я просто подумал, а могут ли быть блуждающие потенциалы на поверхности органической сферы, взвешенной в воде даже в том случае, если никакой отчетливой мембраны нет. (тут Питер верно замечает, что необходимо знать, как эти потенциалы регистрируются)
  Если сфера взвешена в воде, а ее внутренние молекулы имеют степени механической свободы, то обязательно развернутся таким образом, что бы во вне были направлены гидрофильные окончания. Соединение С-О-Н со стороны водорода и есть такое окончание. Кислород много "сильнее" притягивает к себе общий с водородом электрон, отчего водород становится "наполовину" электроположительным. Оттого и сфера на поверхности должна иметь положительный потенциал. Из умных книжек я еще чего-то помню о фононе, как организаторе свойств кристаллов и вытянутых квазикристаллов (молекулярных органических кристаллов).
  Поверхность органической сферы в воде это "упорядоченное" чередование областей беспорядка. Если фонон вырывается за пределы вытянутой молекулы, то он рассеивается в области беспорядка, вызывая в ней такие перестройки, которые могут выглядеть волноводами для следующих фононов. Сложение фононов - это уже значительная по мощности волна сжатия. Эти сжатия вполне себе механически воздействуют на -С-С- связи в том смысле, что искривляют общие электронные оболочки, отчего электронное облако сдвигается в сторону водородного окончания. Вполне вероятно, что такая электро волна-квант, следующая за фононом, может быть зарегистрирована.
 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от февраля 05, 2015, 23:58:03
василий андреевич,
теперь понятно...
Возникает мысль - не может ли подобная "канализированная" система быть источником сигналов, легко выделяемых на фоне хаотичных воздействий на соседнюю органическую сферу...
Если да, возникает другая мысль - не может ли генетический код отражать закономерности подобной сигнальной системы, преобразующей фононную механику в электрический потенциал оболочек органических сфер, типа азбуки морзе, например...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от февраля 06, 2015, 00:02:19
Просто Ваша фононная идея может быть, в этом случае, прообразом гипотез о случайном характере организации жизни, без всякого там разумного дизайна...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Питер от февраля 06, 2015, 06:17:04
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 19:55:52
Цитироватьвысокими (выше 250°С) температурами плавления
Значит, всё-таки плавятся... Чем это опровергает мое сообщение? Разложением?
Значит, Вы отказываетесь от своего утверждения, что не плавятся? Думаю, тема закрыта.
Тема    точно    закрыта  -   если вы   не  дочитываете фразу.   ПЛАВЛЕНИЕ  СОПРОВОЖДАЕТСЯ  РАЗЛОЖЕНИЕМ
Если   вы  доведете    аминокислоты   до  температуры    плавления  и  охладите  -    то  аминокислот там  не  будет.  Будут  продукты  их  развала.
Ну  и  почитайте  на  досуге тут  статью  по ссылке  -   там  температуры  много  ниже   температур  плавления.  Но как   раз   в   зоне  температур  твердофазного    синтеза.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Комбинатор от февраля 06, 2015, 09:50:37
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 05, 2015, 16:03:26
ЦитироватьИ где можно посмотреть соответсвующие графики?
Przybylski, A. T. (1985). Excitable cell made of thermal proteinoids. BioSystems, 17(4), 281-288.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0303264785900449

У этого автора несколько статей на эту тему...

И в этой статье ничего ни про мифический "потенциал действия", ни про "ионные каналы", увы, не нашёл. Насколько могу судить, в очередной раз констатируется наличие электрических разрядов на поверхности микросфер при их освещении. Если свет выключить, эффект пропадает.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 06, 2015, 10:46:20
ЦитироватьТема    точно    закрыта  -   если вы   не  дочитываете фразу.   ПЛАВЛЕНИЕ  СОПРОВОЖДАЕТСЯ  РАЗЛОЖЕНИЕМ
Если   вы  доведете    аминокислоты   до  температуры    плавления  и  охладите  -    то  аминокислот там  не  будет.  Будут  продукты  их  развала.
Ну  и  почитайте  на  досуге тут  статью  по ссылке  -   там  температуры  много  ниже   температур  плавления.  Но как   раз   в   зоне  температур  твердофазного    синтеза.
Плавится с разложением. Согласен. А что Вы написали в самом начале? Вы написали: аминокислоты не плавятся. Нонсенс! Если после плавления остаются одни только продукты развала, то в таких случаях пишут: вещество при нагревании разлагается (пример, йодистый азот).
Что касается протеиноидов, то Фокс использовал катализаторы... 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 06, 2015, 10:52:47
ЦитироватьИ в этой статье ничего ни про мифический "потенциал действия", ни про "ионные каналы", увы, не нашёл. Насколько могу судить, в очередной раз констатируется наличие электрических разрядов на поверхности микросфер при их освещении. Если свет выключить, эффект пропадает.
Вы меня спрашивали про рис.2. Я дал Вам первоисточник.
Если бы автор статьи заговорил о каналах, его статью завернули бы рецензенты. Они опубликовали данные. С показателями потенциометров не поспоришь.

Моя статья не обзор статей (кто и чего сказал), а интерпретация литературных данных.
У Вас есть иное понимание электрических свойств протоклеток?
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Комбинатор от февраля 06, 2015, 11:39:36
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 06, 2015, 10:52:47
Вы меня спрашивали про рис.2. Я дал Вам первоисточник.

Я просил Вас о подтверждении Вашего тезиса "решающего влияния света на потенциал действия авторы не отмечают."

Цитата: Vladimir Matveev от февраля 06, 2015, 10:52:47
Если бы автор статьи заговорил о каналах, его статью завернули бы рецензенты. Они опубликовали данные. С показателями потенциометров не поспоришь.

Потенциометры не позволяют определить физическую природу механизма накопления заряда под действием света, они лишь регистрируют конечный результат. По поводу рецензентов - без комментариев.

Цитата: Vladimir Matveev от февраля 06, 2015, 10:52:47
Моя статья не обзор статей (кто и чего сказал), а интерпретация литературных данных.

У Вас есть иное понимание электрических свойств протоклеток?

У меня в настоящее время нет такого понимания хотя бы в силу того факта, покамест науке вообще неизвестно, что из себя представляли первые (прото) клетки. Ещё раз, я не спорю, что факты, изложенные в статьях, на которые Вы ссылаетесь, интересны, но возможна различная из интерпретация. Если бы Вы описали хотя бы гипотетический механизм, заставляющий ионы натрия под действием света диффундировать через слой протеноидов против градиента их концентрации, то обсуждение, имхо, было бы гораздо более конструктивным.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Питер от февраля 06, 2015, 12:10:18
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 06, 2015, 10:46:20
ЦитироватьТема    точно    закрыта  -   если вы   не  дочитываете фразу.   ПЛАВЛЕНИЕ  СОПРОВОЖДАЕТСЯ  РАЗЛОЖЕНИЕМ
Если   вы  доведете    аминокислоты   до  температуры    плавления  и  охладите  -    то  аминокислот там  не  будет.  Будут  продукты  их  развала.
Ну  и  почитайте  на  досуге тут  статью  по ссылке  -   там  температуры  много  ниже   температур  плавления.  Но как   раз   в   зоне  температур  твердофазного    синтеза.
Плавится с разложением. Согласен. А что Вы написали в самом начале? Вы написали: аминокислоты не плавятся. Нонсенс! Если после плавления остаются одни только продукты развала, то в таких случаях пишут: вещество при нагревании разлагается (пример, йодистый азот).
Что касается протеиноидов, то Фокс использовал катализаторы... 
У  вас  есть    кусок  свинца в  10  грамм.   Вы  его      расплавили  и  охладили.    Что  получили в  итоге  ?   Свинец. 10  грамм.
У  вас  есть       10  грамм  аминокислот.   Расплавили  и  охладили.   Что  получили   ?   Нечто  -  но  не  аминокислоты.   В  итоге  они  плавятся  или  разлагаются  при  нагреве  ?
 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 06, 2015, 12:29:09
ЦитироватьУ меня в настоящее время нет такого понимания хотя бы в силу того факта, покамест науке вообще неизвестно, что из себя представляли первые (прото) клетки. Ещё раз, я не спорю, что факты, изложенные в статьях, на которые Вы ссылаетесь, интересны, но возможна различная из интерпретация. Если бы Вы описали хотя бы гипотетический механизм, заставляющий ионы натрия под действием света диффундировать через слой протеноидов против градиента их концентрации, то обсуждение, имхо, было бы гораздо более конструктивным.
В этой статье Вы найдете интересный и неожиданный эффект засветки:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cbin.10382/abstract?deniedAccessCustomisedMessage=&userIsAuthenticated=false

Цель моей статьи показать, что мембрано-насосная логика принципиально неприменима к протоклеткам Фоска. Поэтому неконструктивность обсуждения меня не удивляет и никаких претензий к участникам я не имею. Опубликовал этот материал здесь только для того, чтобы лишний раз проверить те выводы, к которым я прихожу в статье. Скажу больше, обращался к специалистам, которые, как говориться, собаку съели на теме Na,K-АТФазы. Ответа не получил. И это не признак дурости, которую так часто ищут на интернет-форумах, а своего рода признание ограниченности общепринятых представлений об электрических явлениях в живых клетках. Пока никаких "различных" интерпретаций я не увидел ни здесь, ни где-либо еще.

Вторая цель моего появления здесь - это попытка заинтересовать кого-нибудь интересной, как мне кажется, проблемой. Однако я не могу часами заниматься здесь просветительской работой. Списка цитированной литературы вполне достаточно для того, чтобы заинтересованный человек самостоятельно вышел на оперативный простор проблемы. А вот если меня пригласят выступить на семинаре, то это пожалуйста... 

Всем спасибо!
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от февраля 06, 2015, 12:50:46
Уважаемый Vladimir Matveev, добрый день!

Ваши две темы на этом форуме - по настоящему интересны и свободны от философствования и словоблудия. И вообще - они касаются самых передовых сегодня исследований по эволюции. И что же, вот так взять и бросить полемику...
Вот даже уважаемый василий андреевич заговорил о возможных самых тонких механизмах организации жизни без обобщения, почему я и позвал его в тему. Не надо часов "просветительской" работы... Давайте тему превратим в подобие семинара, ведь форум во многом, по моему мнению, отвечает задаче популяризации научных достижений. Пожалуйста, помогите нам это сделать и уверен, немало гостей форума охотно будут посещать тему, потому что здесь они смогут разобраться в сложнейшем вопросе без тех трудностей, с какими столкнуться, читая специальную литературу...
Это же важно, уважаемый Vladimir Matveev.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от февраля 06, 2015, 13:00:19
Вот, та же проблема возникновения Na,K-АТФазной помпы и ее связь с электричеством. Я бы о большем сказал, это один из самых интригующих вопросов в организации клеточных форм жизни. Вы совершенно правы, есть проблема, как вы выразились, "...ограниченности общепринятых представлений об электрических явлениях в живых клетках". Ключевое замечание и я попробую взять на себя смелость заявить о том, что интерпретации еще появятся здесь, только продолжим тему, не уходите с форума, пожалуйста. Лично обещаю Вам парочку...

С почтением,
Nur.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от февраля 06, 2015, 13:01:55
Уважаемый василий андреевич, где же Вы....
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 06, 2015, 13:15:20
Nur, спасибо на добром слове! Удержаться от общения с заинтересованными людьми трудно, поэтому, если таковые будут, пообщаюсь, конечно. Но только в разумных пределах! :)

Эту ветвь форума уже сейчас можно превратить в подобие семинара.
Кому интересно, могут посмотреть запись моего выступления на международной конференции по проблеме происхождения жизни (Москва, сентябрь 2014 г.):
http://oparin2014.inbi.ras.ru/index.ru.php 
http://oparin2014.inbi.ras.ru/programm.ru.php
http://oparin2014.inbi.ras.ru/index.ru.php
Скачать слайды: http://oparin2014.inbi.ras.ru/files/postrelease/ppt/23.09.2014_Matveev.pptx
Видеозапись: http://youtu.be/aPKf-wBUXmI
Если "калиевые пруды" - это вершина айсберга, то этот доклад - его подводная часть. В этой подводной части и нужно, по моему мнению, искать ответы на провокационные вопросы, которые ставят протоклетки.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от февраля 07, 2015, 18:52:29
Цитата: Nur от февраля 06, 2015, 13:01:55
Уважаемый василий андреевич, где же Вы....
Нур, Вы со свойственной Вам энергией энтузиазма, так сразу хотите объять необъятное, что я чуть тупею. Ведь разборки с протоклеткой сродни вопросу: "а что было до Большого Взрыва, да и был ли он"?
  И есть совсем рядом "четыре фундаментальных свойства".
  И благо, что Владимир Васильевич дозволяет превращение в семинар. Однако в данной теме первее калиевый пруд на фоне натриевого океана.
  В чем тут изюминка? Могла ли быть сформирована такая мембрана в калиевом пруду, которая скатившись в натриевый океан, смогла функционировать, поддерживая резкий К/Na градиент?
  Я почему-то думаю, что мембрана в пруду сформироваться могла, но функционировать в океане - нет. Но мембрана могла сформироваться чисто физико-химически и в океане с преобладанием натрия над калием. Потому вопрос о выдавливании натрия и захвате калия должен контролироваться как мембраной, так и эволюцией подмембранной, т.е. внутренней среды. А эта внутренняя среда могла использовать только какое-то определенное различие между данными ионами. Когда бы в океане преобладали не натрий и калий, а скажем литий и франций, то в механизм функционирования были бы включены именно они.
  Я вижу на поверхности только то очень небольшое различие, как большее у натрия над калием сродство ядра с внешнем электроном, о чем и сказал, выдав следствие о большем числе вариабельности органо-калиевых образований. Просто это в русле игрищ с энтропиией.

  Однако продолжаю считать, что невозможно понять хоть что-то в протоклетке до тех пор, пока не договоримся почему вода обладает такими экстраординарными свойствами. И тут мало знать, что молекула воды в водном сообществе является диполем. Структура воды - это постоянно изменяющиеся кластеры, состоящие из "мириадов" молекул. И именно вода распихивает по различным протоклеткам различные органические соединения. Следовательно, нет пути естественного образования клетки в пробирке. Нужны именно разные протоклетки, взаимодействующие между собой через водную среду. А это взаимодействие уже есть порядок обменных потоков, который сравним с конкуренцией. Иное название порядка - это производство отрицательной работы. Вот именно с позиции работы я и могу хоть что-то пытаться понять в той области, где я хуже дилетанта.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 08, 2015, 07:24:23
Интересные данные о распределении калия в живой клетке:
http://www.bioparadigma.spb.ru/revolution.htm
Статья короткая, научно-популярная...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от февраля 08, 2015, 21:45:02
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 08, 2015, 07:24:23
http://www.bioparadigma.spb.ru/revolution.htm
Статья короткая, научно-популярная...
Прочел. Хорошо. Как раз для меня. Снимаю шляпу. (а я скуп на лестные отзывы)
  Перечту уже со словарем и инетом.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от февраля 08, 2015, 21:47:11
Нур, алло, где Вы?
  Ведь тут есть философское осмысление. Ну хотя бы софизмов и вопросов... от Вас, очень мной уважаемого.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 09, 2015, 07:32:43
ЦитироватьПрочел. Хорошо. Как раз для меня.
Рад. Предлагаю посмотреть собственноручную видеоиллюстрацию к новому взгляду на физические свойства клеток, которые позволяют понять физические свойства протоклеток Фокса: https://www.youtube.com/watch?v=cuvoGbD5h3g
Уезжаю в командировку, поэтому быстрых ответов, коллеги, давать не смогу.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от февраля 16, 2015, 15:28:14
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 08, 2015, 07:24:23
Интересные данные о распределении калия в живой клетке:
http://www.bioparadigma.spb.ru/revolution.htm
Статья короткая, научно-популярная...
Уверен, Владимир Васильевич, что мне не по силам слонопотамно рассуждать о физиологии клетки, но Вы, как я понимаю, сталкиваетесь с той же проблемой, что и я, когда хотел "переврнуть" (может попробую еще) хрестоматийное учение о метаморфизме углей.
  А вдруг итог моих рассудительностей станет хорошей каплей в Ваши суждения?

Я оттолкнулся от того, что модельно есть только водо-органический адсорбат. Если "чистый", допустим, промытый в дистиллированной воде, адсорбат внести в морскую воду, то ионы натрия и калия проникнут в него в пропорциях свойственных морю.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от февраля 16, 2015, 15:58:08
  (я не был уверен, что рисунок проскочит)

Основная идея - это различие "силы" связей в приблизительном кластере С-О-Н:О=[Н(Na,К)]. В присутствии натрия связь (:) сильнее, чем в присутствии иона калия. И, казалось, бы в адсорбате должны присутствовать именно натриевые компоненты. Но дело в том, что данные структуры не являются стабильными, они распадаются пропорционально "силе". Т.е. калиевые распадаются статистически чаще натриевых, следовательно градиент распада калиевых круче, чем натриевых. Это изображено схематически на рисунке в виде прямых, натриевая выше, калиевая под ней.

Этого достаточно. Однако не хочу пока утомлять промежуточными рассуждениями, графиками, экспоненциальными формулами, ибо у меня, при учете слабых знаний, это займет несколько страниц.
  Изображаю сразу вывод. Он в логистических (S-образных) кривых в нижней части рисунка. Вертикальная ось - ось энергий, горизонтальная - объем (можно удаленность). Экспоненты находятся в отрицательной части энергий - это символ работы среды над адсорбционным кластером, когда ионы калия и натрия могут без ограничений выходить за пределы кластера или входить в него.
  По сути данные экспоненты - это нижние энергетические уровни, толстая короткая кривая для иона калия, тонкая длинная для натрия.
  Сложив эти функции, получим потенциальную яму для калия вблизи адсорбента и пологий "склон" для натрия. Это означает, что если адсорбату удастся заполучить проницаемую (!) мембрану, защищающую от механического перемешивания, то натрий выйдет за пределы протоклетки без всякого насоса, естественным образом, т.е. с повышением энтропии состояния формации клетка-внешний раствор. При этом понятно, что мембрана (по оси объема) сформируется в конце толстой крутой логисты.

Самый простой вывод, следующий из модели - это то, что должен существовать предел роста размера клетки, контролируемый "качеством" адсорбента.
Самым простым предсказанием было бы: чем больше клетка (если не учитывать "качество" белка), тем ниже в ней калиевый градиент. Было бы интересно проверить это на клетке агар-агара.

С уважением, ВА.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: valdeil от февраля 16, 2015, 23:56:06
Странно как-то всё выглядит. Свалены в кучу мембранный потенциал и потенциал действия, мембраны клетки и сократительный аппарат поперечно-полосатой мышцы. Всё, наработанное до эпохи широкого распространения интернета, вроде-бы, и не было никогда. В той же книге под редакцией П.Г.Костюка по мембранам, изданной ( в 70-е) вначале в КГУ, всё было подробно разобрано. Да, для дальнейшей работы оставался простор, но вот чтобы там  ставить ногами кверху результаты исследований- я такой возможности не припомню. К сожалению, мои книги, остававшиеся в Украине, уже не существуют. Ну, а ссылки на память ненадежны. Прощу извинить за неконструктивное высказывание, просто я удивлен этой "революцией".
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 21, 2015, 11:05:56
ЦитироватьСамый простой вывод, следующий из модели - это то, что должен существовать предел роста размера клетки, контролируемый "качеством" адсорбента. Самым простым предсказанием было бы: чем больше клетка (если не учитывать "качество" белка), тем ниже в ней калиевый градиент. Было бы интересно проверить это на клетке агар-агара.
Вы затрагиваете проблемы, которые никто даже не рассматривает применительно к нуждам физиологии клетки. Натрий и калий в клетке свободны (не связаны), и точка! У людей с таким пониманием адсорбция ассоциируется разве что с принципом работы противогаза...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 21, 2015, 11:08:19
Цитироватьпросто я удивлен этой "революцией"
Возможно, Вам будет интересно ознакомится с рецензией А.А. Болдырева: http://www.bioparadigma.spb.ru/russianling/recenzia_boldyrev.htm
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от февраля 21, 2015, 12:02:34
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 21, 2015, 11:05:56
ЦитироватьУ людей с таким пониманием адсорбция ассоциируется разве что с принципом работы противогаза...
Вообще-то я решал в рамках обычного статистического перераспределения. Ну да была бы честь предложена...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 21, 2015, 13:48:25
Василий Андреевич, ценен любой подход в такой тёмной области как роль сорбционных процессов в жизни клетки. Некоторые путают адсорбцию с взаимодействием. Адсорбция - это массовое взаимодействие, изменяющее физические характеристики вещества в макроскопическом масштабе...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от февраля 21, 2015, 14:48:39
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 21, 2015, 13:48:25
Адсорбция - это массовое взаимодействие, изменяющее физические характеристики вещества в макроскопическом масштабе...
Я не путаю адсорбцию с химическим взаимодействием. Когда вместо "-" поставил ":", то хотел подчеркнуть, даже не водородную, а слабо электростатическую, но все-таки связь. Ибо свободны ионы именно в окружающей среде, в окрестности же адсорбента, адсорбатив - это структура, называемая кластером, о чем может быть отдельный разговор.
  Но любая структура, и кластерная в том числе, обеспечивается за счет энерго(не электро) отрицательных, т.е. консолидирующих сил. Вот эти энерго-отрицательные силы, соотнесенные с ионом калия и натрия, по отдельности, я и попытался вычислить. При этом физиологические процессы, могущие происходить в протоглобуле, даже не клетке, а сгустке полимеров, мной не учитывались вовсе.

  На словах же суть статистической модели такова. Катионы калия покидают свои места, легче (чаще), чем катионы натрия. Т.е. калий "свободнее" натрия. Статистически это означает, что как только натрий покинет свое место, его скорее займет калий, чем натрий. Но сказать так просто (что я сделал мимоходом в раннем посте) - значит предстать говорилкой. Потому и попытался произвести формульный (качественный) расчет, итогом которого и стали логистические (S-образные) графики.
  Сложение двух графиков покажет, что образование потенциальной ямы для калия, и "склона" для выхода натрия - это естественный процесс "удержания" калия в ловушке структурированного адсорбатива, но только в присутствии, как это ни странно, натрия. Иначе это звучит так: в калиевом пруде (без достатка, даже, более, без превосходства натрия) калий в присутствии адсорбента удерживаться не будет. Т.е. для удержания калия в пресной воде нужна эволюция протоклетки в специализированную клетку.
  Я знаю только то, что во мне, межклеточная среда ближе к морской, чем внутриклеточная - не более.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 21, 2015, 16:19:46
Цитироватьэто естественный процесс "удержания" калия в ловушке структурированного адсорбатива, но только в присутствии, как это ни странно, натрия.
Ничего странного: натрий и калий - физиологические антагонисты. Клетка не будет работать с одним из двух катионов, как не будут "работать" качели-балансиры с одним седаком.

Другой взгляд на связывание калия и натрия показан на рис. 6:  http://www.bioparadigma.spb.ru/russianling/files/Ling-2008-Rus.Glavy.1-11.pdf
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от февраля 21, 2015, 19:53:02
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 21, 2015, 16:19:46
Другой взгляд на связывание калия и натрия показан на рис. 6:  http://www.bioparadigma.spb.ru/russianling/files/Ling-2008-Rus.Glavy.1-11.pdf
Теория Линга, это уже разборки с "тонкой настройкой" клетки, которая должна быть следствием наращивания структур вокруг естественного процесса, который я попытался модельно обозначить, исходя из единственной разницы - внешний электрон калия отстоит от ядра дальше, чем внешний электрон натрия.
  Естественный процесс тот, результатом которого будет повышение энтропии система+среда и снижение энергии системы, относительно среды. Потому и строил модель в координатах энергия-объем(удаленность). У Линга построение в координатах вероятность-размер.
  Главное предположение, что калий+ может уходить в среду гораздо легче, чем натрий+, именно это как бы обескураживает, являясь, на первый взгляд нонсенсом. Именно поэтому кажется, что необходим "обратный" насос. Но это не так, просто я не стал из-за экономии времени описывать достаточно длинный ход рассуждений.
  Главное в этих пропущенных рассуждениях - это работа среды, т.е. калий-натриевого океана. Как я успел понять, обычно эту работу не учитывают вовсе, и все построения сводятся к внутриклеточной среде, за исключением осмоса, обязующего соли из клетки выводиться в более соленый океан. Кстати именно по этой причине рыба (кроме скатов и акул) в море "пьет" соленую воду, тогда как пресноводная рыба страдает от избытка воды, поступающей через кожу.
  Но в нашем случае осмос - это только естественный процесс удаления солей из клетки, причем калий уходит с меньшими энерго затратами, чем натрий. Иначе это читается, как энергия по удалению калия в среду меньше энергии по удалению натрия.
  Общая формула для таких энергий, как системы точек энергосостояния Е=Ео(еxp(-Хх)), где Ео - начальная энергия; Х - экспериментально подбираемый вектор "исхода", как единица, деленная на среднестатистический объем(или расстояние) ухода катиона, для калия круче, чем для натрия; х- объм(или удаленность).
  Это будут первые две нисходяще затухающие экспоненты. Затем выводятся восходяще затухающие экспоненты, символизирующие возрастание энтропии, и характеризующие внутреннюю энергию системы, как положительная работа системы над средой. Затем еще пара, так называемых горбатых экспонент, символизирующих энтальпию формации среда+система, и уже затем выводятся пара логист, которые я изобразил на рисунке как окончательный вывод, в виде работы среды-океана над системой-протоклеткой.

Но мучить Вас всеми этими рассуждениями не хотел.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: valdeil от февраля 21, 2015, 20:42:23
Прочитал предложенный Владимиром Матвеевым отзыв А.А.Болдырева о рекламируемой книге Линга. По-моему, А.А.Болдырев выразился излишне дипломатично.
Рассуждения Линга не имеют отношения к науке. В.Матвеев подобные ответы получал на форумах ещё в 2008-2009 годах. Бизнес-бизнесом, но матчасть требует внимания. Под редакцией А.А.Болдырева хорошие книги по теме выходили, рекомендую к изучению.
На этом для себя тему закрываю.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 22, 2015, 08:09:16
Цитироватьматчасть требует внимания.
Пока никто из блестящих знатоков матчасти не смог ответить по существу вопросов, поставленных в "Калиевых прудах..." Тем, кто бессилен объяснить физические свойства протоклеток Фокса на основе знаний, почерпнутых из сборников Костюка, только и остается, что говорить о "пропаганде". Это признак слабости.

Теория Линга построена на известных физических принципах. Пример антинаучной теории - представления Шноля, например, который причины колебательных процессов, изучавшихся им на протяжении десятилетий, поместил в конце концов где-то в темных глубинах Вселенной. Вот и попробуйте теперь его опровергнуть!

Еще раз. "Калиевые пруды..." я написал не для того, чтобы дать любителям бытовой лексики повод для упражнений. Моя цель находится строго в рамках научного подхода: я хотел бы услышать объяснение свойств микросфер в терминах мембранной физиологии. Только и всего. 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от февраля 26, 2015, 08:16:19
Уважаемый Vladimir Matveev, доброго Вам дня!

Смиреннейше прошу простить меня за относительно долгое отсутствие на форуме: личные дела, а также желание на удалении проследить за ходом полемики. Ваша позиция, уважаемый Vladimir Matveev, близка мне, по меньшей мере, по нескольким основным причинам.
Во-первых, Вы очень физичны и избегаете любой метафизики в суждениях. Когда-то было метко подмечено, что жизнь, прежде всего - главный способ "существования белковых тел". Если я правильно Вас понял, Вы исходите из модели, опирающейся на инвариантность физико-химических свойств белков. То есть из того, что эти свойства неизменны по отношению к включающей их структуре, живой или неживой. По аналогии, следствием такой модели может быть утверждение о невозможности, только на основе этих свойств, вывода о том, с какой из структур мы имеем дело. Это следствие строго разделяет методы для изучения живого и неживого. Очень похоже на известный принцип неопределенности Гейзенберга. Если исходить из этого, то можно предположить, что так называемый генетический код и взаимодействие нуклеиновых кислот и белков вообще возникли без всякой связи с жизнью. И то, что используя аппарат изучения наследственности и роли белков в метаболизме организмов, не получится определить координаты и момент возникновения жизни на Земле. Чем детальнее будет наше представление о генетических механизмах, тем выше будет неопределенность нашего представления о времени и месте зарождения этих механизмов. Логичный с точки зрения физика, но обескураживающий, по моему мнению, вывод для большинства биологов.
Принципиально то, что, если принять эту точку зрения, нужно создавать целое направление, нацеленное на разработку методов определения координат возникновения жизни, совершенно отличных от методов молекулярной биологии и генетики. С этой точки зрения понятен Ваш скепсис по отношению к "...блестящим знатокам матчасти...". В свою очередь, я бы хотел, в случае серьезного обоснования подобного подхода, чтобы в биологии появился свой принцип неопределенности и был бы совсем непротив, если бы он носил Ваше имя...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Питер от февраля 26, 2015, 09:21:19
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 22, 2015, 08:09:16
Цитироватьматчасть требует внимания.
Пока никто из блестящих знатоков матчасти не смог ответить по существу вопросов, поставленных в "Калиевых прудах..." Тем, кто бессилен объяснить физические свойства протоклеток Фокса на основе знаний, почерпнутых из сборников Костюка, только и остается, что говорить о "пропаганде". Это признак слабости.

Теория Линга построена на известных физических принципах. Пример антинаучной теории - представления Шноля, например, который причины колебательных процессов, изучавшихся им на протяжении десятилетий, поместил в конце концов где-то в темных глубинах Вселенной. Вот и попробуйте теперь его опровергнуть!

Еще раз. "Калиевые пруды..." я написал не для того, чтобы дать любителям бытовой лексики повод для упражнений. Моя цель находится строго в рамках научного подхода: я хотел бы услышать объяснение свойств микросфер в терминах мембранной физиологии. Только и всего. 
А  ничего,  что  при  формировании   микросфер  используется  глицерин ?  И  совсем  не ясно  из всех  ваших ссылок,   какие  именно  микросфыеры  снимали  -  с  глицерином  или  без ?
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 26, 2015, 09:37:46
Спасибо, Nur, за моральную поддержку и за щедрый подарок - "принцип неопределенности Матвеева". :)) Я не вижу признаков существования такого принципа и не касаюсь очень сложной темы - происхождения генов и генетического аппарата в целом.
ЦитироватьКогда-то было метко подмечено, что жизнь, прежде всего - главный способ "существования белковых тел". Если я правильно Вас понял, Вы исходите из модели, опирающейся на инвариантность физико-химических свойств белков. То есть из того, что эти свойства неизменны по отношению к включающей их структуре, живой или неживой. По аналогии, следствием такой модели может быть утверждение о невозможности, только на основе этих свойств, вывода о том, с какой из структур мы имеем дело.
Всё верно, но для полной ясности приведу ниже два отредактированных отрывка из мой рукописи. Насчет "утверждение о невозможности" уточню: если потенциалы действия (ПД), показанные на рис. 1 предъявить, убрав все пояснения, электрофизиологу и попросить его указать, где "живой" ПД, а где модельный, то ему останется только гадать, выбирая между ними. Этот пример, и аналогичные примеры, доказывают, что физические свойства белков инвариантны по отношению к условиям их функционирования (в живой клетке или модельной системе). Но не нужно забывать, что белки могут существенно отличаться друг от друга по химическим свойствам или по характеру их взаимодействия с другими белками. По этой причине физические свойства белков необходимо рассматривать как самостоятельную характеристику этих полимеров.

Два отредактированных отрывка из моей рукописи.

Общепринятые физические принципы работы клетки, которые мы встречаем повсюду, и в статьях и в учебниках, применимы только к живым клеткам и не могут, как оказалось, быть использованы для объяснения физических свойств клеточных моделей – протеиноидных микросфер. Отсутствие в литературе содержательного, предметного сопоставления физических свойств живых клеток с аналогичными свойствами их моделей наводит на странную мысль о существовании двух физик белковых тел: одна имеет дело с липидами, каналами и насосами, а другая, неизвестная пока нам физика, управляет работой протоклеток Фокса. «Физики» почему-то разные, а явления, в основе которых они лежат, одинаковые: потенциалы покоя и действия, канальная проводимость, способность отличать K+ от Na+. Законы физики едины и поэтому физические принципы, определяющие организацию и функционирование клетки и протоклетки, должны быть одними для всех с начала времен. Основание для этого утверждения одно: фундаментом жизни во все времена были белки, свойства которых определяет их состав, а не характер геологической эпохи. Однако очевидно, что в научной среде пока нет такого понимания единства физических законов, управляющих свойствами и взаимодействиями белков, порождающими явление жизни. Тут будет, видимо, полезно ввести «принцип инвариантности физических свойств белков»: физические свойства белков не зависят от того, в состав какой структуры они входят, живой или протоклеточной. Модель Ходжкина-Хаксли не в состоянии дать объяснение этой инвариантности, так как она имеет физический смысл только в одном-единственном случае – в случае живой клетки.

Случайные наблюдения, сделанные в аскетичных исследованиях микросфер и других клеточных моделей необходимо объединить и значительно расширить в рамках специальной научной дисциплины – протофизиологии. Тщательному исследованию современными методами подлежат четыре фундаментальных физических свойства протоклеток: (i) полупроницаемость; (ii) способность накапливать одни вещества и удалять из своей внутренней среды другие; (iii) способность генерировать электропотенциалы, и (iv) осмотическая стабильность. Уверен, что полученные при этом знания значительно приблизят нас к решению проблемы происхождения жизни. 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 26, 2015, 09:44:46
ЦитироватьА  ничего,  что  при  формировании   микросфер  используется  глицерин ?  И  совсем  не ясно  из всех  ваших ссылок,   какие  именно  микросфыеры  снимали  -  с  глицерином  или  без ?
Стандартная процедура приготовления микросфер содержит этап диализной очистки полученного полимерного материала от низкомолекулярных соединений. По этой причине в микросферах содержится только полимерный материал.
Дайте, пожалуйста, ссылку на глицерин.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от февраля 27, 2015, 13:27:31
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 26, 2015, 09:37:46
Законы физики едины и поэтому физические принципы, определяющие организацию и функционирование клетки и протоклетки, должны быть одними для всех с начала времен. Основание для этого утверждения одно: фундаментом жизни во все времена были белки, свойства которых определяет их состав, а не характер геологической эпохи. 
О единстве законов физики живого и не - я поддержу, хотя многократно сталкиваюсь с попытками обратного утверждения.
  А вот почему именно белки, а не, допустим, полисаха или иные биополимеры попроще, как база для протоклетки? Ведь даже ДНК - устроена проще. Может и синтезируется проще, чем белки. И название протоклетака не совсем удачно, ибо ассоциируется с "оболочкой", т.е. мембраной.
  Есть явно живые организмы не имеющие мембраны, их обнаруживают в керне скважин, пробуренных на природный газ на глубине до пяти километров. Это желеобразные структуры, перетекающие в микропористой среде, заполненной водой с "адсорбированным" метаном. Жаль что точнее не смогу - очень давно читал исследования, может есть и в сети.

  Все (98%) органические вещества - это молекулярные кристаллы, иные названия: квази-, жидкие кристаллы, даже аморфные кристаллы. Их принципиальное физическое отличие от "нормальных" кристаллов - это многообразие фазовых переходов, при минимуме энергетического воздействия. Могут наблюдаться и спонтанные переходы (бифуркации) из одного состояния в другое.
  Смысл смены состояния - это переход к периодическому функционированию при неизменном факторе среды. Например, если есть постоянное давление газовой фазы, некоторые квазикристаллы поглощают этот газ вначале "круто", потом все меньше, пока не выходят на выполаживющуюся экспоненту, а затем выбрасывают весь газ, после чего начинается новый процесс наполнения газом.
  Любой же периодический процесс - это взаимная работа системы над средой и среды над системой, т.е. функционирование (по-иному, жизнь). Я в Вашей теме постоянно делаю ударение на работу среды над системой, Вы же отчего-то это игнорируете, будто верите, что клетка может работать сама-по-себе. Естественное функционирование - это обязательное повышение энтропии формации среда+система при понижении уровня потенциальной энергии среды. В противном раскладе все попытки "офизичить" живое потерпят фиаско.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 27, 2015, 14:03:59
ЦитироватьА вот почему именно белки, а не, допустим, полисаха или иные биополимеры попроще, как база для протоклетки? Ведь даже ДНК - устроена проще. Может и синтезируется проще, чем белки. И название протоклетака не совсем удачно, ибо ассоциируется с "оболочкой", т.е. мембраной.
Клетка - форма организации живого. Клеточная теория: http://www.yaklass.ru/materiali?mode=cht&chtid=54
Клетки (модели клетки) на основе не белков, а чего-то другого, никого не интересуют, вероятно, потому что еще в 19 веке установлена ключевая роль белков в жизни клетки. Да, не один Вы заметили, что "клетка", a вслед за ней и "протоклетка" - неудачные термины. Но они прижились и приходится ими пользоваться.
ЦитироватьЯ в Вашей теме постоянно делаю ударение на работу среды над системой, Вы же отчего-то это игнорируете, будто верите, что клетка может работать сама-по-себе.
Влияния среды и ее роли в жизни клетки очевидны и их никто не оспаривает. Проблемы начинаются тогда, когда пытаются объяснить, почему тот или иной фактор среды оказывает влияние на клетку. Все науки о клетке отвечают, или пытаются ответить, именно на этот вопрос. Такое же положение и в области происхождения жизни: одни придерживаются гипотезы РНК-мира, другие стоят за белковую гипотезу происхождения жизни. Собака зарыта в клетке! 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от февраля 28, 2015, 11:27:55
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 27, 2015, 14:03:59
Собака зарыта в клетке! 
Хорошо, надеюсь, что понял Вас.
  Хотя по роду деятельности стремился понять принципы эволюции (а не метаморфизм) таких гелифицированных микрокомпонентов (мацералов) углей, как витриниты, семивитриниты, инертиниты. Там нет белков, а эволюция наблюдаема, как четкая смена во времени и пространстве свойств самих мацералов.

  Модель. Есть два (как минимум) белка или два участка в одном белке, в окружении "структурированной воды", содержащей катионы двух металлов. Надо объяснить, почему за счет осмоса белки не теряют адсорбированную воду в соленую среду. Это как посыпать сахаром срез яблока.
  Более сложную задачу я решать не возьмусь. Думаю, что даже в такой модели "вылезут" слабые токи (потенциалы) и некая "полупроницаемость", избирательность, наподобие "демона Максвелла".
  Просто я привык учинять разборки через понятие тепла и работы. И не уверен, что так упрощая модель, удастся прийти к удовлетворительному решению.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 28, 2015, 12:09:50
ЦитироватьНадо объяснить, почему за счет осмоса белки не теряют адсорбированную воду в соленую среду. Это как посыпать сахаром срез яблока.
Почему не теряют? Теряют. Адсорбированная вода - структура динамичная, стабилизируемая электростатическими взаимодействиями (основную роль играют водородные связи). Вода уйдет туда (например, к сахару), где ее термодинамический потенциал будет минимальным. В равновесных условиях часть адсорбированной воды, возможно, останется в составе адсорбционного слоя. Всё зависит от конкретных условий.

Интересно, где можно почитать о "гелифицированных микрокомпонентах (мацералах) углей, как витриниты, семивитриниты, инертиниты"? Они могут представлять интерес в плане способности воды адсорбироваться на различных поверхностях... Спасибо.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Питер от февраля 28, 2015, 12:47:25
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 26, 2015, 09:44:46
ЦитироватьА  ничего,  что  при  формировании   микросфер  используется  глицерин ?  И  совсем  не ясно  из всех  ваших ссылок,   какие  именно  микросфыеры  снимали  -  с  глицерином  или  без ?
Стандартная процедура приготовления микросфер содержит этап диализной очистки полученного полимерного материала от низкомолекулярных соединений. По этой причине в микросферах содержится только полимерный материал.
Дайте, пожалуйста, ссылку на глицерин.
Все  та  же  статья -  которую  обсуждали  ранее.   Или вы     материалы  и методы  там  не  читали  ?  А  то  там  еще  и  лецитин  был.
Przybylski, A. T. (1985). Excitable cell made of thermal proteinoids. BioSystems, 17(4), 281-288.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0303264785900449
Сама  статья  во  вложении,   слова  "диализ"   там  нет.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от февраля 28, 2015, 14:24:44
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 28, 2015, 12:09:50
Интересно, где можно почитать о "гелифицированных микрокомпонентах (мацералах) углей, как витриниты, семивитриниты, инертиниты"? Они могут представлять интерес в плане способности воды адсорбироваться на различных поверхностях... Спасибо.
Уверен, что ничего полезного у угехимиков по поводу группы витринита Вы не выудите, скорее углепетрографам надо изучать физиологию "протоклетки".
  Витринит на ранних стадиях углефикации - это вода, слойки и линзы воды, с растворенными гуминовыми кислотами. А вот то, что происходит далее, как преобразуется структура, как "отжимается" вода, какие формы приобретает углеродный каркас - это за гранью знаний угольщиков, их интересуют свойства, прикладные к использованию в качестве технологического сырья. Лично я выбрал для себя, как базовый, тот факт, что на конечных стадиях эволюции, на антрацитовой стадии, практически все мацералы приобретают оптическую неотличимость, становятся единым целым и теряют способность к дальнейшей эволюции - эдакая конвергенция свойств.
  И самым животрепещущим вопросом остается: как витринит порождает как бы своего антагониста - инертенит (семивитринит промежуточен).

  И еще, для справки. На стадии бурых углей органика становится адсорбентом металлов, которые теряются на последующих стадиях. До сих пор основным источником, например, германия являются бурые угли отдельных месторождений.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от февраля 28, 2015, 15:13:01
Уважаемые Vladimir Matveev, василий андреевич, добрый день!

А не могли белковые молекулы своего рода "садиться" на каркас из ионов натрия с гидратной оболочкой... Потом такие белковые структуры, в натриевом океане, могли включаться в состав мембран, канализируя ее и обеспечивая транспорт ионов по градиенту концентрации... Я вот о чем думаю: в прибрежном слое натриевых океанов могли складываться условия, когда попадающие в океан "протоклетки", представляющие собой капли "цитоплазматического супа" из калиевого пруда с липидным бислоем, получали набор канализирующих белковых молекул, определявших ионный состав внутреннего содержимого "протоклетки" и тем самым - ее своеобразную "видовую" принадлежность. Наподобие того, как бозоны Хиггса в вязкой толще "темной материи" сообщают виртуальным частицам массу...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 28, 2015, 17:45:05
ЦитироватьА  то  там  еще  и  лецитин  был.
Микросферы с лецитином и без ведут себя одинаково. Про диализ есть в других статьях, в которых больше уделяли внимания методам. Если Вам интересно - найдете. У меня нет времени быть Вашим библиотекарем.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 28, 2015, 17:52:04
Цитироватьскорее углепетрографам надо изучать физиологию "протоклетки".
Дождемся ли? :)
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 28, 2015, 18:01:08
ЦитироватьА не могли белковые молекулы своего рода "садиться" на каркас из ионов натрия с гидратной оболочкой...
Проще представить себе адсорбцию ионов на молекулярной поверхности белка. Но сведения об адсорбционных свойствах белков весьма бедны.
ЦитироватьЯ вот о чем думаю: в прибрежном слое натриевых океанов могли складываться условия, когда попадающие в океан "протоклетки", представляющие собой капли "цитоплазматического супа" из калиевого пруда с липидным бислоем, получали набор канализирующих белковых молекул, определявших ионный состав внутреннего содержимого "протоклетки" и тем самым - ее своеобразную "видовую" принадлежность.
Подобные схемы в литературе имеются во множестве. Нет соответствующих экспериментальных данных. По этой причине я и настаиваю, что необходимо исследовать физические свойства микросфер и других клеточных моделей. Без таких исследований фантазия ничем не ограничена...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Питер от февраля 28, 2015, 19:19:21
И  искать  не буду.  У  меня  тоже  нет времени  на  ерунду  -  есть  статья,  там  есть  лецитин  и  глицерин.   Он  там  есть ?   Да.   Вы  писали,  что  в  протоклетках  такого  нет.   Однако,  есть.  И  микросфер  без  лецитина в  этой  статье  нет. 
Токуйте  дальше  для   не-биологов. 
 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 28, 2015, 19:38:15
ЦитироватьИ  искать  не буду.  У  меня  тоже  нет времени  на  ерунду  -  есть  статья,  там  есть  лецитин  и  глицерин.   Он  там  есть ?   Да.   Вы  писали,  что  в  протоклетках  такого  нет.   Однако,  есть.  И  микросфер  без  лецитина в  этой  статье  нет. 
Токуйте  дальше  для   не-биологов. 
По одной статье никто статей не пишет. Для тех, кто знает литературу, всё понятно. Плавление аминокислот сопровождается их частичным разложением (об этом здесь упоминали), поэтому очистка полимерного материала диализом - это само собой разумеющаяся процедура, не требующая упоминания в каждой статье...
Цитата: "Aqueous solutions of the polymers were made in a concentration of 20 mg of polymer in 1 ml of water with addition of 0.2 ml of glycerol and 20 mg of lecithin, or without lecithin." Тут ясно написано, что в одних случаях лецитин добавляли, в других - нет. Читать нужно внимательно.
 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от февраля 28, 2015, 23:37:46
Цитата: Питер от февраля 28, 2015, 19:19:21
У  меня  тоже  нет времени  на  ерунду  -  есть  статья,  там  есть  лецитин  и  глицерин.   Он  там  есть ?   Да................
Токуйте  дальше  для   не-биологов. 
 
Питер. Уважаемываемый (оставлю опечатку) Вы наш человек. Какая разница в глобулах, что там есть? Важен факт, что присутствует в явно живом, то есть в "явно" не живом. Ни Вы, ни я, ни кто-либо иной не даст определения жизни, ни, тем более грани, между тем и этим.

В зарамочность метафизику. Есть глобула. Она обладает такими-то свойсвами, не зависящими от свойств субъекта, синтезировавшего ее.

Под такими-то свойствами Владимир Васильевич полагает понимать "четыре фундаментальных" - о них и речь. Наша задача - понять и развернуть, а то и "поженить" с материалами, которые были вне кругозора. Но главное - научиться и нам. Если для Вас  - все сказанное бред, то лично для меня, как дилетанта, - информация для размышления. Я просто мало знаю.

  И еще. Я в свое время устал писать два отзыва: один соискателю в руки - разгромный, другой - в комиссию "для присуждения". Потом стало лень писать второй, всесоглашетельски корпоративный. Результат, я вне науки. И не науки тут вина, а моя, нельзя двоиться. Вы избежите. И бог Вам судья. Во всяком случае, если бы на моей защите был такой как Вы, я был бы рад.

Но сейчас и здесь предложена модель, суть которой я не могу пока сформулировать исчерпывающе. То, что предлагает ВВ еще только маячит. Нет, не может быть решения, пока не сформулирована задача. То, что есть фундаментальные четыре свойства вовсе не гарантируют нас от того, что решив их, мы поймем феномен жизни.

Извините ВВ. Извините Нур. Я разразился. Я сейчас еще раз перечту, что Вы высказали.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от февраля 28, 2015, 23:55:10
Цитата: Nur от февраля 28, 2015, 15:13:01
А не могли белковые молекулы своего рода "садиться" на каркас из ионов натрия с гидратной оболочкой...
Смотрите Нур. Есть феномен концентрации калия в клетке при том, что по правилам "косности" должнО быть распределению иному. Нет, не может быть (от бога или от закона) повышенной концентрации калия в противовес натрию. Это, если быть в равновесии со средой океана.
  Мне на форуме креационистов сразу бы ответили: эврика - вот Он, узурпирующий Свыше. А мне, в отличие от Вас, там еще отбиваться.
  Владимир Васильевич, как я понимаю, еще не готов поставить филоскую пролему, по типу "ребра Адама", но уже вопиёт, что в "королевстве" не вся гладко.

  Лично я жду от ВВ, извините, вопросов, которые, в принципе, не решаемы в рамках клеточной парадигмы. Клеточная мембрана - это итог, а не причина.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от марта 01, 2015, 00:20:14
Цитата: Vladimir Matveev от февраля 28, 2015, 12:09:50
В равновесных условиях часть адсорбированной воды, возможно, останется в составе адсорбционного слоя. Всё зависит от конкретных условий.
Все или принципиально много зависит от формулировки Задачи. Пока нет Задачи, нет, нет даже надежды решения эфемеризма.
  Почти уверен, что Ваши четыре фундаменальных свойства, не разрешаемы в отдельности. И почти знаю, что ежели искать условия для осуществления последовательной реализации каждого из них, итогом будет раздрай мыслей и чувств. Потому, попросту заявляю, в который раз - нет абиогенезу в пробирке, или пробирка будет размером с океан.
  Причем берусь доказать.

  ПП. Что значит: "в равновесных условиях"? Нет, не может быт равновесия в философии развития. Это только отговорки от Шредингера, что жизнь есть стационарность, а не равновесие.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 01, 2015, 08:51:45
ЦитироватьВсе или принципиально много зависит от формулировки Задачи. Пока нет Задачи, нет, нет даже надежды решения эфемеризма.
Почти уверен, что Ваши четыре фундаменальных свойства, не разрешаемы в отдельности.
Василий Андреевич! Почему нерешаемы? Спросите у любого знатока "матчасти" и он Вам объяснит, что носителем всех четырех фундаментальных свойств клеток является ее плазматическая мембрана. Что касается электропотенциалов, то тут всё ясно:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D1%82%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB_%D0%BF%D0%BE%D0%BA%D0%BE%D1%8F Легко найти аналогичное (мембранное) описание потенциала действия.
ЦитироватьЧто значит: "в равновесных условиях"?
Свойства живых клеток и моделей в условиях диффузионного равновесия - чрезвычайно важная часть физиологии клетки. В "условиях диффузионного равновесия" означает, что между клеткой/моделью и средой прекращаются массовые диффузионные потоки какого-либо вещества, диффузионного равновесия которого вы добиваетесь. Физические свойства клетки, которые обнаруживаются в равновесных условиях, невозможно объяснить с позиций мембранной матчасти. С этой импотенцией мы сталкиваемся и в случаях, упомянутых в моей статье.

Задача, которую я ставлю в своей статье предельно ясна: нужна такая теория фундаментальных физических свойств, которая была бы применима не только к живым клеткам (как сейчас), но и к клеточным моделям.

Два слова о глицериново-лецитиновой критике. Цитата: "We report further that the same kinds of electrical behavior are observed when the lecithin and glycerol are omitted entirely; electrical effects are thus manifestations of the selective permeability of the polyamino acid assembled as a membrane in the presence of water." То есть лецитин и глицерином не оказывает влияния на электрические свойства микросфер. Источник: Przybylski, A. T., Stratten, W. P., Syren, R. M., & Fox, S. W. (1982). Membrane, action, and oscillatory potentials in simulated protocells. Naturwissenschaften, 69(12), 561-563.

Но давайте допустим, что глицерин и лецитин коренным образом изменяет свойства микросфер. Что это дает? Наш высокомерный критик сам на этот вопрос не отвечает. Но главный вопрос к этому критику состоит в следующем: неужели лецитин и глицерин придают мембране микросферы способность к активному транспорту? Так просто, оказывается, возникает натриевая помпа: добавьте к пробирке с микросферами лецитин и глицерин - и вуаля - помпа готова. Наш надменный критик, упёршись в лецитин-глицерин, уже ничего больше слышать не хочет и ставит крест на всей статье. К сожалению, таких критиков, которые за деревьями не видят леса, которые не способны к системному анализу, которые воображают себя знатоками, только вычитав несколько строк из незнакомой ему статьи, в нашей научной действительности более, чем достаточно. По отзывам коллег, такие критики слишком часто попадаются в числе рецензентов. Нужны ли такие критики, которые действуют по принципу "тут знаю, а тут не знаю и знать не хочу" (похоже на "тут помню, а тут не помню)? Разумеется, такие критики никому не нужны, но от них никуда не денешься. Приходится терпеть. 

 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 01, 2015, 10:30:09
Уважаемый Vladimir Matveev, доброе утро!

Несколько комментариев в двух словах.
"...носителем всех четырех фундаментальных свойств клеток является ее плазматическая мембрана..." В точку, по моему мнению.
"...между клеткой/моделью и средой прекращаются массовые диффузионные потоки какого-либо вещества, диффузионного равновесия..." Уважаемый василий андреевич, ничего Вам не напоминает, еще из школьного курса физики... Что такое, одним словом, градиент концентрации - с общефизической точки зрения...
Раньше в полемике с Вами все осторожно намекал, теперь, благодаря уважаемому Владимиру Васильевичу, можно будет говорить прямо. Просто хочу, чтобы Вы самостоятельно это назвали, получится консолидация мнений...
"...нужна ... теория фундаментальных физических свойств, которая была бы применима не только к живым клеткам ..., но и к клеточным моделям..." Уважаемый Владимир Васильевич, обеими руками "за"...
Есть еще такое понятие - "потенциал действия"...
Уважаемый василий андреевич, Вам все это ничего не напоминает... Градиент плотности и температуры (количества движения, по сути - мое замечание*). Термодинамика и периодическая система - половинки этой картины. Все в этом мире, и в живом - также, в конечном итоге, взаимодействует по этим законам...

Уважаемый василий андреевич, одно только слово... Вы в одном шаге от фундаментального обобщения в биологии... И во многом другом тоже...
Маленькая полупрямая подсказка: как переводится с немецкого слово "блиц"... Я прошел через это в 2003-2005 гг., теперь мне намного проще понимать многие явления...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 01, 2015, 10:33:59
Почему-то всегда думал в отношении глицерина, что это, все же, более относится к пассивному транспорту...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 01, 2015, 11:04:39
Данные, аналогичные данным на рис. 1 из моей статьи, но взятые из другой работы Фокса: Fox, S. W. (1985). Physical Principles and Proteinoid Experiments in the Emergence of Life. In Information Processing in Biological Systems (pp. 69-91). Springer US.
Обратите внимание: никаких лецитинов, "чистая" микросфера.

Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 01, 2015, 11:29:19
Уважаемый василий андреевич, мы про это уже не раз говорили в других темах, вспомните о торах, только всего пару раз сказали это слово...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 01, 2015, 11:33:57
И когда говорил про возможность построения аналогии физических и биологических параметров через возможность обсуждения о соотношении трех пространственных переменных - длины, площади и объема и - времени, через их динамику в Солнечной системе... Вспомните, пожалуйста...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от марта 13, 2015, 07:07:38
Уважаемые Владимир Васильевич, Нур!
  Данная тема вводит меня в полный раздрай чувств. С одной стороны я не вижу за собой права вторгаться в тему физиологии клетки, с другой - возникает ощущение, что каклий-натрий-хлористая мембрана, зародившись, как "объясниловка частности" стала симулякром неопровержимой силы-истины.

  Ключевым тут является подход к явлению "бегущего" вдоль раздела сред "потенциала действия". Объяснять его "бег" классически - сродни описанию Крейцеровой сонаты через вкус краюхи с чесноком. А надо ведь понять, как, допустим, инфузория, анализируя сигналы из среды, "решает задачу" адекватного ответа через проскакивание натрия в лузу мембраны.

  В физике есть "шаткое" понятие солитона. В электротехнике есть понятие ионистор, как носитель двойного электрического слоя. Объединив эти два понятия можно попробовать приблизиться к чему-то типа "электродинамического солитона".
  А оно нам надо? (я уж месяц пытаюсь бросить курить! вот задача выше крышы)
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 13, 2015, 08:21:57
ЦитироватьДанная тема вводит меня в полный раздрай чувств. С одной стороны я не вижу за собой права вторгаться в тему физиологии клетки, с другой - возникает ощущение, что калий-натрий-хлористая мембрана, зародившись, как "объясниловка частности" стала симулякром неопровержимой силы-истины.
Уважаемый Василий Андреевич! Хочу предотвратить развитие у Вас комплекса неполноценности - крайне редкого явления в науке. :)

1. Из 2,5 тыс. человек, приглашенных администрацией сайта обсудить мою статью, НИКТО не нашел ошибок в моих рассуждениях. Это говорит о том, что сравнительный анализ физических свойств живой клетки и модели - эта та область анализа, где конь еще не валялся.

2. Знатокам матчасти было бы полезно поинтересоваться физиологией галофильных бактерий (скачать книгу "Жизнь микробов в экстремальных условиях" http://booksshare.net/books/biol/kashner-d/1981/files/jiznmikrobovvextrimusloviyah1981.djvu). В 8-й главе приводятся шокирующие данные: (1) липидов в мембране галофилов ничтожное количество, поэтому и речи быть не может о СПЛОШНОЙ липидной мембране; (2) различия в содержании калия в клетке и в среде достигают фантастической величины 1000 : 1 (какой же мощности нужен насос, чтобы поддерживать такой градиент?); (3) этот гигантский градиент калия поддерживается клетками даже тогда, когда в среде инкубации отсутствуют питательные вещества (откуда же насос берет энергию?); (4) Авторы, изучающие галофилы прямо говорят, что калий в этих клетках связан, что является нонсенсом для электрофизиологов, посвятивших свои жизни изучению мышечных или нервных клеток.

3. Со времён Овертона на протяжении более 80 лет в анестезиологии безраздельно господствовала ЛИПИДНАЯ теория анестезии (анестезия наступает мол потому, что мишенью действия анестетиков является липидная мембрана). Я в своей статье отметил ошибку Овертона и его бесконечных последователей (http://vladimirmatveev.ru/protoreaction.html). Победное шествие этой теории закончилось полным крахом (см. приложенный файл). 

Вывод: всем нам нужно избавляться от липидомании и относиться к проблеме ширше, а к людям - лучше...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Комбинатор от марта 13, 2015, 13:20:24
Цитата: Vladimir Matveev от марта 13, 2015, 08:21:57
2. Знатокам матчасти было бы полезно поинтересоваться физиологией галофильных бактерий (скачать книгу "Жизнь микробов в экстремальных условиях" http://booksshare.net/books/biol/kashner-d/1981/files/jiznmikrobovvextrimusloviyah1981.djvu). В 8-й главе приводятся шокирующие данные: (1) липидов в мембране галофилов ничтожное количество, поэтому и речи быть не может о СПЛОШНОЙ липидной мембране;

Что-то не нашёл в соответсвующей главе указанных "шокирующих данных". Не могли бы Вы привести здесь прямую цитату, плиз?
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 13, 2015, 13:41:26
ЦитироватьЧто-то не нашёл в соответсвующей главе указанных "шокирующих данных". Не могли бы Вы привести здесь прямую цитату, плиз?
Раздел V. Влияние внеклеточных растворенных веществ на внутриклеточные концентрации растворенных веществ. C. 375 и далее...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Комбинатор от марта 13, 2015, 14:36:58
Цитата: Vladimir Matveev от марта 13, 2015, 13:41:26
Раздел V. Влияние внеклеточных растворенных веществ на внутриклеточные концентрации растворенных веществ. C. 375 и далее...

Ещё раз перечитал. Никаких данных о "ничтожном количестве" липидов в мембране галофилов по прежнему не вижу. Есть лишь данные об обеднённости их мембран жирными кислотами (вместо них, в основном, используются изопрены). Впрочем, книга вышла ещё до открытия архей, так что, касается ли указанный вывод только галобактерий (то бишь, архей), остаётся неясным. А источников посвежее у Вас нет? Тема особенностей солелюбивых бактерий действительно интересна...

Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 13, 2015, 19:24:05
ЦитироватьНикаких данных о "ничтожном количестве" липидов в мембране галофилов по прежнему не вижу.
Ссылки на литературу являются неотъемлемой частью текста. Поэтому если нет в тексте, значит нужно искать в цитированной литературе.
В приложенной статье, процитированной Кашнером в той самой 8-ой главе, обратите внимание на табл. 2.
Думаю, что с 1964 года революционных изменений в составе галофилов не произошло. Для поиска более современной литературы используйте поисковую систему Google Scholar (https://scholar.google.ru/). Она даст Вам список статей, в которых цитируют приложенную статью Кашнера. Вообще, внимательное чтение приложенной статьи и упомянутой главы даст Вам множество зацепок для поиска других источников. 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 13, 2015, 20:45:46
Уважаемый василий андреевич, добрый день!

Очень рад снова читать написанные Вами строки. Скажу сразу, ключевое слово Вами сказано, правда в прилагательной форме, но это неважно. Электродинамика. И "оно нам надо".
В классической физике оно есть, в квантовой механике - тоже, почему бы ему не найти место в основе биологической теории.
Сами посудите - градиент, например, концентрации, разве не похож на магнит. По большому счету, любой поляризованный вектор, на мой взгляд, можно воспринимать как подобие магнита.
Теперь мембрана. В проекции разве не похожа она на контур. Та же ядерная мембрана. Эндоплазматический ретикулюм тоже, похоже, что в такой же проекции он будет выглядеть, как концентрические окружности. Теперь включим воображение и постараемся протянуть их относительно градиента в объеме. Получиться некое подобие колец разного диаметра, последовательно размещенных вдоль вектора, задающего направлению градиенту. Ну чем не электрическая машинка получилась.... а-а... Может, даже батарейка... или аккумулятор, если представить, что окружности (т.е. слои) ЭПР похожу на ряд сфер, встроенных друг в друга. Если вспомнить, первое, про эндосимбиотическое происхождение клеток эукариот, а второе - что мембраны ретикулума обеспечивают активный транспорт элементов против градиента концентрации. Может, интенсивность такого транспорта, наподобие интенсивности магнитного потока, обеспечивает видовое своеобразие клетки. Тут, возможно, хорошо подключаются Ваши фононы, как пакеты электромагнитных волн, определяющих своеобразие клеточных сигналов, по которым их можно опознавать...
Про аналогию с Солнечной системой - попозже. Впрочем, эта аналогия становится, полагаю, уже более понятной, если согласиться с моей интерпретацией. А градиент, между прочим, сильно смахивает на период в таком виде. Можно же сказать, что периодическая система элементов, в этом случае, чертеж некой электрической машины...
Уважаемый Владимир Васильевич, согласитесь, электродинамика - это никакой мистики и потусторонних сил, только физика. И вполне соответствует Вашему призыву - относиться к проблеме ширше, а к людям - лучше...

С самым искренним почтением,
Nur.

Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 13, 2015, 20:51:09
Забыл добавить про эволюцию. Ведь тоже, вроде как похоже на машинку Фарадея, контур в движении относительно какого-то вектора...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 13, 2015, 20:56:43
Не забыть бы и про организм - здесь вектор пищеварительный тракт, отводящая часть спинного мозга сойдет за токосъемник, головной мозг до некоторой степени смахивает на электрогенератор с аккумулятором (сложная такая батарейка)...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 13, 2015, 20:59:51
ЦитироватьУважаемый Владимир Васильевич, согласитесь, электродинамика - это никакой мистики и потусторонних сил, только физика.
Физиоло́гия (греч. physis природа + logos учение). Полностью разделяю мнение физиков, что ВСЁ в этом мире от физики. Все естественные науки это разделы физики, хотя еще не все это осознали! :) Самое страшное - если коррупция дойдет до подкупа законов физики.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 13, 2015, 21:01:22
Уважаемый василий андреевич,
об этом я намекнул еще в тех сообщениях, когда мы обсуждали движение тела на нити относительно центра масс. Но увлеклись и ушли в другие степи...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 13, 2015, 21:04:01
Уважаемый Владимир Васильевич, что-то я не очень понял - это ирония с Вашей стороны относительно моего крайнего упрощенчества или Вы допускаете обоснованность такого подхода...

Заранее извиняюсь за настороженность,
Nur.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 13, 2015, 21:07:06
ЦитироватьУважаемый Владимир Васильевич, что-то я не очень понял - это ирония с Вашей стороны относительно моего крайнего упрощенчества или Вы допускаете обоснованность такого подхода...
Никакой иронии! Физика - царица наук. К сожалению, мало кто из биологов ее любит.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 13, 2015, 21:11:52
Я биолог и я очень люблю... Правда, по иронии, не всегда взаимно, с ее стороны. Заставляет поломать голову - ну что же ей еще не хватает (я думаю, что Вы поняли, что я не совсем еще отошел от 8 Марта!)... :-*... :-[... :o... :'(
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 13, 2015, 21:21:54
ЦитироватьВы поняли, что я не совсем еще отошел от 8 Марта!
Напомнили шутку: ловелас - это лирик с хорошей физикой...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 13, 2015, 21:53:52
Уважаемый Владимир Васильевич, тут Вы не в точку. Я в реальной жизни связан только с одной женщиной, уже более четверти века. А женщины, в целом, это составная часть индуктора, в котором механическая энергия преобразуется в сетевую систему стимулов и ограничений, управляющих поведением и деятельностью мужчин, которая выражается через конвекцию в чем-то, напоминающем катушки статора. В оболочке этого генератора, в результате конкурентной турбулентности происходит передача энергии контактирующим элементам. Дети здесь идеально подходят на роль вырожденных частиц. Говоря о женщинах, я попробовал сопоставить генератор и семью. По этой модели выходит, что женщины - по сути, это центр бытия (вселенной), главный способ выражения гравитации в человеческом обществе. А мужчины - переносчики электромагнитного взаимодействия, рабочие компоненты. Именно поэтому и возникло разделение по гендерному признаку. Оно просто позволяет системе повторять (в практике - имитировать) структуру звезд - главных генераторов в видимой части мира. 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 13, 2015, 22:07:39
Кстати, женщины и мужчины, не обремененные семьей - тоже вырождены. Их избыток, кажется, заставляет вспомнить о моменте образования железного ядра и дефекте масс. Что знаменует наступление периода начала коллапса ядра и взрывного синтеза тяжелых элементов. Ядро после этого продолжает существовать в виде гармоничной и компактной реальности (реликтовые общества, циклически воспроизводящие какую-то систему отношений и отличающиеся особой социальной спаянностью их членов, или в форме легенд о невероятной мощи былинных времен, просто завораживающе притягательных в отсутствии явного источника притяжения, чем не черные дыры). Но все это грустный финал социума, в котором были разрушены семейные ценности...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от марта 13, 2015, 22:18:43
  Дорогой Нур!
У меня не очень-то получается подобрать физическую модель мембране в русле "системы", разделяющей электропотенцию внешней и внутренней среды. Мембрана скорее не аккумулятор-батарея, а система элементарных эл. емкостей. Потому и сказал о ионисторе, как системе с двойным электрическим слоем.
  Обкладка простейшего ионистора кустарно изготавливается диффузией тончайших графитовых чешуек в расплаве поваренной соли. Графитовые чешуйки и есть как бы обкладка с бесконечной площадью поверхности, и, потому с бесконечной эл. емкостью.
  В случае с клеткой (или мембраной) имеем такую поверхность бесконечной кривизны, как бы фрактал. Фрактальная поверхность с внутренней стороны удерживает ионы калия, отчего и возникает эл. градиент. Если при прохождении по мембране потенциала действия, внутрь клетки проникают ионы хлора, а то и ионы натрия, то никакой энергии для работы ионного наноса не достанет - о чем и говорит Владимир Васильевич.
  Потому стоит предположить, что потенциал действия имеет не электрическую природу, а только проявляется, как бегущая волна электропотенциала. Но любая волна затухает. У нас же она не затухающая, следовательно чем-то подпитывающаяся. Потому и пробую ввести понятие солитона - одинокой бегущей практически без затухания волны. Получается как с электромагнитной волной, когда колебание распространяется за счет попеременного включения то электрического, то магнитного осциллятора. Но это и не эл.маг. волна. Возможно это волна включения то механического, то емкостного осцилляторов.
  Т.е. раздражение рождает фонон, который растет и рассеивается, но при рассеянии "заряжает" точечный ионистор, который рассеиваясь, в свою очередь, порождает очередной фонон. Тогда мы имеем бегущую волну концентраций и рассеяний ионов калия с внутренней стороны, внешняя же сторона - это уже более пассивная реакция. При этом фонон совершает колебание поперек бегущей волны потенциала действия.
  В таком раскладе ионный насос лишь вспомогательное устройство для восполнения естественных потерь. И не надо гадать с какого бодуна поры мембраны внезапно открываются для ионов натрия.

  Что такое калиевый насос надо говорить отдельно. У меня очень сложно, но получается, что такой "насос" вполне естественен. Другое дело, что особые белки внутри клетки в купе с мембраной усугубляют эту естественность.

  Однако внутриклеточно-заклеточный градиент налицо. Этот градиент должен либо поддерживаться за счет растрат энергии, либо быть уравновешивающим противоградиентом. Последнее предпочтительней. Этот противоградиент должен как бы выталкивать (рассредоточивать) ион калия из внешней среды во внутреннюю. Если это "выталкивание" калия океаном решить - насос станет иллюзией. Просто протоклетка становится естественным приемником "отходов" работы внешнего океана.

ПП. Ну вот, пока писал, пытаясь быть серьезным, вы уже разошлись по океану чувств, что бы попробовать слиться вновь.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 13, 2015, 22:47:32
Уважаемый василий андреевич, то, о чем Вы говорите - не слишком отличается от того, что имею в виду я, просто взаимно дополняет. Вы верно заметили, что потенциал действия имеет не электрическую природу. Но в природе, выходит, все виды взаимодействия сводятся, в конце концов, к электромагнитным. Даже тактильно, мы не соприкасаемся видимой частью поверхности пальцев, а взаимодействуем через посредство электронов. Чего уж говорить о физиологии нервной системы... Или о коммуникациях в наших домах...
Очень может быть, что когда-то, внутренее содержимое клеток и представляло собой, по Вашему образному выражению, "отходы" работы внешнего океана" (калиевого пруда). Но приобретение системы, уподобленной ретикулуму, позволяет преобразовать плоский дуальный мир клетка/океан в объемную систему промежеточных градиентов уже внутри самое клетки, что определяет возможность воспроизводства системы транспорта элементов (конвекции) и ее перезарядки при вливании очередной порции "отходов" (читайте: электролитов). В простой батарейке как - перевел все минусы в плюсы и все... А тут - как в аккумуляторе, получается...
И солитон здесь также уместен, поскольку, возможно, на первых этапах эволюции существование солитонов позволяло воспроизводить жизненный цикл без особых искажений при, например, случайной фрагментации протоклетки...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 13, 2015, 22:54:36
Да, и, кстати, имитация, например, звезды семьей - может же быть составной частью теории фракталов, но на вполне солидной физической основе...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 13, 2015, 23:05:12
И уважаемый василий андреевич,
я искренне убежден, что Вы неординарно (не побоюсь сказать - гениально) мыслящий человек. Я уверен, что вместе мы сможем построить конструкцию, которую столь объективный и вдумчивый критик и эксперт, как уважаемый Владимир Васильевич, сочтет за вполне соответствующую его представлениям (замечу, по духу близким моим лично). Только давайте больше не будем поминать лишний раз Всевышнего и слишком увлекаться философствованием... ОН в этом не нуждается, а креационисты запросто обойдутся без нас.

С явным удовольствием свидельствуя свое почтение к Вашей особе,
Nur.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 13, 2015, 23:45:26
В дополнение к сказанному, ионисторы ведь используются в электротехнике вместо тех же аккумуляторов... Если они могут работать и как сопротивление - вообще интересная картина получится...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Питер от марта 14, 2015, 00:00:21
Цитата: Vladimir Matveev от марта 01, 2015, 08:51:45
ЦитироватьВсе или принципиально много зависит от формулировки Задачи. Пока нет Задачи, нет, нет даже надежды решения эфемеризма.
Почти уверен, что Ваши четыре фундаменальных свойства, не разрешаемы в отдельности.
Василий Андреевич! Почему нерешаемы? Спросите у любого знатока "матчасти" и он Вам объяснит, что носителем всех четырех фундаментальных свойств клеток является ее плазматическая мембрана. Что касается электропотенциалов, то тут всё ясно:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D1%82%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB_%D0%BF%D0%BE%D0%BA%D0%BE%D1%8F Легко найти аналогичное (мембранное) описание потенциала действия.
ЦитироватьЧто значит: "в равновесных условиях"?
Свойства живых клеток и моделей в условиях диффузионного равновесия - чрезвычайно важная часть физиологии клетки. В "условиях диффузионного равновесия" означает, что между клеткой/моделью и средой прекращаются массовые диффузионные потоки какого-либо вещества, диффузионного равновесия которого вы добиваетесь. Физические свойства клетки, которые обнаруживаются в равновесных условиях, невозможно объяснить с позиций мембранной матчасти. С этой импотенцией мы сталкиваемся и в случаях, упомянутых в моей статье.

Задача, которую я ставлю в своей статье предельно ясна: нужна такая теория фундаментальных физических свойств, которая была бы применима не только к живым клеткам (как сейчас), но и к клеточным моделям.

Два слова о глицериново-лецитиновой критике. Цитата: "We report further that the same kinds of electrical behavior are observed when the lecithin and glycerol are omitted entirely; electrical effects are thus manifestations of the selective permeability of the polyamino acid assembled as a membrane in the presence of water." То есть лецитин и глицерином не оказывает влияния на электрические свойства микросфер. Источник: Przybylski, A. T., Stratten, W. P., Syren, R. M., & Fox, S. W. (1982). Membrane, action, and oscillatory potentials in simulated protocells. Naturwissenschaften, 69(12), 561-563.

Но давайте допустим, что глицерин и лецитин коренным образом изменяет свойства микросфер. Что это дает? Наш высокомерный критик сам на этот вопрос не отвечает. Но главный вопрос к этому критику состоит в следующем: неужели лецитин и глицерин придают мембране микросферы способность к активному транспорту? Так просто, оказывается, возникает натриевая помпа: добавьте к пробирке с микросферами лецитин и глицерин - и вуаля - помпа готова. Наш надменный критик, упёршись в лецитин-глицерин, уже ничего больше слышать не хочет и ставит крест на всей статье. К сожалению, таких критиков, которые за деревьями не видят леса, которые не способны к системному анализу, которые воображают себя знатоками, только вычитав несколько строк из незнакомой ему статьи, в нашей научной действительности более, чем достаточно. По отзывам коллег, такие критики слишком часто попадаются в числе рецензентов. Нужны ли такие критики, которые действуют по принципу "тут знаю, а тут не знаю и знать не хочу" (похоже на "тут помню, а тут не помню)? Разумеется, такие критики никому не нужны, но от них никуда не денешься. Приходится терпеть. 

 

Вы    прелесть ...  Приводите   статью,  в  которой  совсем  нет  методической  части  и  которую  в  ПРИНЦИПЕ  нельзя    воспроизвести.  И  почему-то  не   говорите  об  абстракте    этой  статьи.   И  не  говорите  о  рисунке  2  из  нее  же.  Это  -    про  матчасть.


Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 14, 2015, 08:03:09
A Comparison of the Hodgkin–Huxley Model and the Soliton Theory for the Action Potential in Nerves
http://www.membranes.nbi.dk/pdf/2012_AppalivanRienenHeimburg_APLBL.pdf
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 14, 2015, 08:17:06
ЦитироватьПриводите   статью,  в  которой  совсем  нет  методической  части  и  которую  в  ПРИНЦИПЕ  нельзя    воспроизвести.  И  почему-то  не   говорите  об  абстракте    этой  статьи.   И  не  говорите  о  рисунке  2  из  нее  же.  Это  -    про  матчасть.
1. Что нельзя воспроизвести?
2. Почему обязательно нужно говорить об абстракте?
3. Что криминального изображено на рис.2?

Вы способны формулировать свои мысли? Вы ЭТО называете дискуссией? Бедная русская мысль...

Рассказ Шукшина "Срезал": http://www.youtube.com/watch?v=SZWEbSIfa4M
Текст рассказа: http://lib.ru/SHUKSHIN/srezal.txt
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Питер от марта 14, 2015, 08:48:48
1. Вы  можете  воспроизвести  статью ?  По   тем  данным, которые  в  ней  есть ?  Я - увы  -  не  Вольф  Мессинг  и  мысли  читать  не  умею.
Например,  тот  же  рисунок  2  -  состав   и   способ  приготовления всех  использованных  там   микросфер ? Соотношение  аминокислот?   Среда,  в  которой  писали  сигнал ?  Напишете    мне   это  -  на  основании  данной  статьи ? 
2.  Про    абстракт.
Although effects are of greater magnitude when the vesicles contain glycerol and natural or synthetic
lecithin, the results in the purely synthetic thermal protein structures are substantial, attaining
20 mV amplitude in some cases.     Обратите  внимание     - в  некоторых  случаях.
И  к  абстракту   из  текста - The spiking activity in microsphere (A) of copoly(asp, glu) is approximately
2 mV above background. That from (B), the mixed polymer microsphere, is approximately
20 mV above background. The vesicles (C) containing lecithin and polymer JGII-58 display
60-70 mV above background.
3. Это   как  раз  и   про  рис. 2.  Сравните   три    рисунка - и   если вы  не  предвзяты,  то     сделаете  вывод  по  крайней  мере  о  том, что   наличие    липидов   резко  меняет  картину.  И  2  мВ  -  это  сигнал  или  шум в  данной  модели эксперимента ?   
И   еще   одна  цитата    из  статьи
Although spherule-forming proteinoids manifest significant lipid-like characteristics of their own,
the conductivity of the proteinoid-only vesicles is most often greater than that of the proteinoid-lecithin
vesicles.
Это  как  понимать ?    На  рис  2  очевидно,  что с  лецитином    сигнал   много  сильнее.  В абстракте  это  тоже  написано.   И  вдруг  conductivity of the proteinoid-only vesicles is most often greater than that of the proteinoid-lecithin
vesicles. 
Раздвоение   личности ?

Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 14, 2015, 09:13:50
ЦитироватьВы  можете  воспроизвести  статью ?
Если статья написана не так хорошо, как Вам хотелось бы, это не значит, что полученные в ней результаты ошибочны. Ваши претензии к редактору, а не к результатам. Эта статья - одна из многих. Те, кто захочет воспроизвести эти результаты, изучит не одну эту статью, а соответствующую литературу.
Цитироватьналичие    липидов   резко  меняет  картину.  И  2  мВ  -  это  сигнал  или  шум в  данной  модели эксперимента ?
Наличие липидов изменяет эффекты количественно, а не качественно. Если на Луне притяжение в 6 раз меньше, чем на Земле, это не значит, что там уже не гравитация работает, а что-то другое... Шумы серьезные журналы не публикуют.

Вы в который раз уклоняетесь от ответа на мой вопрос: допустим, что липиды играют ключевую роль в формировании потенциала действия микросферы (на чем Вы упорно настаиваете), откуда тогда в протоклетке взялись специфические ионные каналы и натриевый насос? Если Вам нечего ответить, зачем шуметь? Зачем уподобляться Глебу Капустину из рассказа Шукшина?
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Питер от марта 15, 2015, 07:05:49
А  про  раздвоение  личности  ?   Почему  в  одной  статье  автор  пишет  взаимоисключающие вещи ?  И  про  Луну  -   опять  же  сравните  разные     части  рисунка  2.  И увидите  качественный  сдвиг в   форме   потенциала   действия.  Да,  вы  скажете  об  идентичности   двух  ПД  - с  липидами  и  без.  Но  ее  тоже  надо  доказать,  и  опять  слово  против  слова.  Хотя  доказать  можно ...
Так все-таки в  какой  статье  ДЕТАЛЬНО  расписаны  условия   эксперимента ?   Я  почитаю ... Все   что  написано  Fox -  просмотрел, везде  одно  и  то  же,  деталей   нет.
Списочек   просмотренного 
1: Hefti F, Junard EO, Knüsel B, Strauss WL, Strang PF, Przybylski A, Vaughan G,
Fox SW. Promotion of neuronal survival in vitro by thermal proteins and
poly(dicarboxylic)amino acids. Brain Res. 1991 Feb 15;541(2):273-83. PubMed PMID:
1711399.
2: Fox SW, Hefti F, Hartikka J, Junard E, Przybylski AT, Vaughan G.
Pharmacological activities in thermal proteins: relationships in molecular
evolution. Int J Quantum Chem Quantum Biol Symp. 1987;14:347-9. PubMed PMID:
11542106.
3: Vaughan G, Przybylski AT, Fox SW. Thermal proteinoids as excitability-inducing
materials. Biosystems. 1987;20(3):219-23. PubMed PMID: 3620604.
4: Przybylski AT, Fox SW. Excitable artificial cells of proteinoid. Appl Biochem
Biotechnol. 1984;10:301-7. PubMed PMID: 11536591.
5: Przybylski AT, Stratten WP, Syren RM, Fox SW. Membrane, action, and
oscillatory potentials in simulated protocells. Naturwissenschaften. 1982
Dec;69(12):561-3. PubMed PMID: 7162535.
6: Ishima Y, Przybylski AT, Fox SW. Electrical membrane phenomena in spherules
from proteinoid and lecithin. Biosystems. 1981;13(4):243-51. PubMed PMID:
7248487.

Да,  про  шумы  и  серьезные   журналы -  про  Бенвенисту  помните  ?  И  недавнюю  историю  про    химический  метод   получения  ИПСК  ?
Всего-то  Nature  и Science ...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 15, 2015, 09:32:36
ЦитироватьДа,  вы  скажете  об  идентичности   двух  ПД  - с  липидами  и  без.  Но  ее  тоже  надо  доказать
Если два релевантных объекта ведут себя одинаково, то какие еще доказательства Вам нужны? Перечислите.

Для регистрации электропотенциалов у микросфер [1] использовали стандартную методику "внутриклеточного" отведения стеклянным микроэлектродом. Ее детальное описание легко найти, если сами авторы ее не приводят. Видимо, на это они и рассчитывали (на момент этой публикации стеклянные микроэлектроды использовали на протяжении уже более 30 лет!).
1. Przybylski, A. T., Stratten, W. P., Syren, R. M., & Fox, S. W. (1982). Membrane, action, and oscillatory potentials in simulated protocells. Naturwissenschaften, 69(12), 561-563.

Что касается "каналов" микросфер, то Вы, надеюсь, знаете, что "каналы" есть и в искусственных мембранах (почитайте приложенную статью Льва). Для тех, кто знаком с этой литературой, "каналы" в микросферах - вполне обыденное явление, а не шум.

Если Вы ничего не находите сами, обратитесь к Михаилу Сергеевичу Критскому (Kritsky, M. S., Kolesnikov, M. P., & Telegina, T. A. (2007, December). Modeling of abiogenic synthesis of ATP. In Doklady Biochemistry and Biophysics (Vol. 417, No. 1, pp. 313-315). MAIK Nauka/Interperiodica.), завлабу в Институте Баха. Он единственный в России, кто еще работает с микросферами. Может быть, он Вам поможет.

Похоже, что после публикации Бенвенисты, Вам уже больше ничего читать нельзя, кроме своих собственных статей (в них, конечно, всё-всё доказано).

Что такое "доказательство", каждый понимает по-своему. Например, опубликовано множество доказательств бытия Божия. Доказательств в строгом, математическом, понимании в науке очень мало. Иначе, чем объяснить, что практически по любому вопросу мнения ученых, работающих   на переднем крае науки, расходятся? Об этом я давно написал статью: http://www.bioparadigma.spb.ru/teorii.htm
Поэтому справки о доказательстве с гербовой печатью Президиума РАН от меня не ждите...

P.S. Я могу рассчитывать, что когда-нибудь я получу от Вас ответ насчет помпы у микросфер? Амплитуда ПД у микросфер без лецитина около 50 мв (рис.1). Это тоже шум? Но если честно, разговаривать с человеком, который отрицает всё и вся не интересно. Это позиция оппонента, которому нечего сказать по существу. Глубокое недоверие к работам Фокса и его школе - это Ваше личное дело. Это Ваш крест. Несите его смиренно...

Судья - обвиняемому:
- Напоминаю, что вы должны говорить правду, только правду и ничего, кроме правды... Так что вы скажете суду?
- А что тут скажешь при таких ограничениях?
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Питер от марта 15, 2015, 10:43:33
Рис  1   -  это в  какой статье ?  У    Фокса  нет.  У  Льва  нет микросфер.  Статью  в  ДАН  в  Инете  не  найти,  завтра  посмотрю  на  работе.  Кстати,  почему  ДАН  по  аглицки ?   Обычный русский   журнал  и  даже  без  переводной версии.  Это  просто  мода  такая  -  писать   вместо  БЭБИМ  Bull. Exp. Biol  и  прочая,  и  прочая.     
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 15, 2015, 11:20:06
ЦитироватьРис  1   -  это в  какой статье ?  У    Фокса  нет.
Рис.1 в моей статье http://www.biophys.ru/sci-hyde-park/94-scireview/sci-hide-park/protocell/449-matveev-1st


ЦитироватьУ  Льва  нет микросфер.
При чем тут микросферы? Я Вам говорю о том, что "каналы" есть не только у биомембран (см. приложенный рисунок). Если "каналы" есть "везде" почему бы им не быть и в микросферах? Логику улавливаете?
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Питер от марта 15, 2015, 13:53:40
И   правда   50  ?    Вы    не   перепутали  верхний  и  нижний  рисунки ? И  временная  динамика  разная. И  опять  же  условий  нет. Почему-то  у  Фокса  (1982)   в  одних  условиях  ток  сильно  отличается  - а  вы  пишете  о  том,  что   все  одинаково.  Очень  хочется ?

PS  Бенвениста  был   прав ? 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 15, 2015, 14:25:52
ЦитироватьИ   правда   50  ?    Вы    не   перепутали  верхний  и  нижний  рисунки ? И  временная  динамика  разная. И  опять  же  условий  нет. Почему-то  у  Фокса  (1982)   в  одних  условиях  ток  сильно  отличается  - а  вы  пишете  о  том,  что   все  одинаково.  Очень  хочется ?
Да, около 50 мв. Вы в состоянии использовать калибровочную метку, изображенную рядом с ПД? Различия ПД, показанных на рис.1, не существенны с точки зрения принципа генерации. Принцип один.

ЦитироватьPS  Бенвениста  был   прав ?
Бенвениста не прав, но покалечил многих.

Вы не отвечаете на мои вопросы. Напомню их: (1) про помпы у микросфер (как образуется "мембранный" потенциал микросфер), и (2) какие доказательства нужны Вам, чтобы доказать принципиальное сходство ПД у микросфер с лецитином и без. Вы не в состоянии выдерживать логику дискуссии. Я не вижу смысла в продолжении нашего разговора.
https://lh4.googleusercontent.com/-KteX13jdVJk/VNWEJq0J4pI/AAAAAAACQSI/rtnT_via8Ms/w604-h473-no/-xU62pyhMw8.jpg


Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Питер от марта 15, 2015, 15:46:48
И  правда  -  о чем  говорить  ?   Там  -   меньше  40. Но  что  40,  что  50 - один   трамвай.    Условий  нет,  откуда картинки  надерганы   -   не  важно.   Главное  - ИДЕЯ. 
Токуйте  дальше.   
Да:
1.   Помп  там  нет.
2.  Нормальный   эксперимент с  четко  прописанными  условиями.  Вы  так  и  не  привели  НИ ОДНОГО   детального  описания  эксперимента. Во всех  статьях  Фокса  их  нет.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 17, 2015, 07:18:51
Уважаемый василий андреевич, доброе утро!

Что-то Вы призадумались, что ли, снова выпали из темы. Нужно сделать, на мой взгляд, небольшое отступление. Считается, что волны нервного возбуждения, возникающие в нейронах, являются волнами химических реакций.  Химики и биологи, по большей части, называют их солитоноподобными и обычно противятся попыткам называть химические волны одновременно и автоволнами, и солитонами. Тем не менее, например, при взаимодействии молекул фосфолипидов, если мне правильно объяснили специалисты по органической химии, стоит учесть, что их стерический фактор составляет только десятые доли процента, благодаря чему становятся возможными такие свойства, как отражение и интерференция при деформации того же липидного бислоя. В свою очередь, высокие значения стерических факторов реакции неорганических соединений приводит к тому, что их молекулы, если энергия их столкновения достаточна, вступают в реакцию между собой при любой взаимной ориентации. В этом случае за фронтом волны не остаётся не прореагировавших молекул, что исключает возможность отражения волн и интерференции. Различие, возможно, объясняется разницей в размерах молекул, по аналогии с длиной волны. В среде больших молекул, можно предположить, нелинейность компенсируется дисперсией, выполаживающей форму волны при локальной деформации за счет большей скорости ее длинноволновых составляющих. В проекции (т.е. в продольном срезе) солитон похож на спектр, дифференцированный в направлении от самых коротких до самых длинных синусоидальных волн. (От себя добавлю, что солитон напоминает тот же электрогенератор в миниатюре, ну чем не вектор с контурами). В двух словах, солитон – это как бы наиболее интегрированный (средний) образ всех волн, какие могут образоваться при локальном взаимодействии. И самые средние его составляющие при этом образуют вершину солитона, этакая «золотая середина». Я то же имел ввиду, когда в одном из прошлых постов говорил о том, что самые привлекательные черты являются и наиболее средними в популяциях. Исходя из этого, получается что так называемое «золотое сечение» на физическом уровне отграничивает моду от маргинальных вариаций, И превращает плоский мир в трехмерную проекцию (в эвклидовой геометрии). 
Как хорошо, что Вы в теме, предложенной уважаемым Владимиром Васильевичем, Вы стали высказываться о солитонах более определенно, чем говорили ранее. С теми же фононами получается еще интереснее. Но об этом, если появится возможность, продолжу в следующем посте.

Уже с еще большим желанием выразить Вам свое почтение,
Nur.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 17, 2015, 07:24:24
Т.е. солитон, как и спектр видимых волн, период в самом его физическом воплощении. Забегая вперед, нужно подумать об эксперименте, который позволил бы солитон разбить на составляющие волны с помощью подобия призмы...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 17, 2015, 07:39:12
И в дополнение к волновому пакету солитона. По моему мнению, его можно представить как аналогию световым конусам в модели Минковского, в которой наиболее длинноволновые составляющие (поверхностные) распространяются с наибольшей скоростью... Выражаясь почти поэтически, это замечание, по моему, наиболее простым образом подчеркивает соответствие солитонов и частиц. Т.е. солитон, это частица, одновременно существующая в прошлом, настоящем и будущем - и двигающаяся одновременно вдоль оси времени. А вот это, уважаемый Владимир Васильевич, и есть лирика в моем исполнении.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 17, 2015, 08:52:41
Механические изменения гигантского аксона кальмара связанны с генерацией потенциала действия. Японцы показали, что ПД вызывает набухание аксона. Школа Тасаки. Iwasa, K., & Tasaki, I. (1980). Mechanical changes in squid giant axons associated with production of action potentials. Biochemical and biophysical research communications, 95(3), 1328-1331.

А Коэн и др. показали изменение параметров двойного лучепреломления при ПД. Cohen, L. B., Hille, B., & Keynes, R. D. (1970). Changes in axon birefringence during the action potential. The Journal of physiology, 211(2), 495-515.

Работы такого рода свидетельствуют, что ПД сопровождается сложными структурными изменениями поверхности клетки.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 17, 2015, 09:44:17
Уважаемый Владимир Васильевич!
Бегло прочитал материал в приложениях. Первое, что вспомнилось, то, что читал о том, что оболочка клеточного ядра, например, преобразует энергию волн химических реакций в энергию акустических колебаний, скорость распространения которых около 1,5 км/с. Аксон, по сути, это заполненный электролитом капилляр со стенками, обладающими изолирующими свойствами (клетки Шванна с миелиновой оболочкой). По идее, сигнал от отдельной клетки может передаваться по нему также быстро, как и в металлическом проводнике, но, тем не менее, этого не происходит. Замеры показывают, что у человека скорость распространения нервного импульса по афферентным нейронам не превышает 150 м/с, по эфферентным – немного больше. В свою очередь, в ядрах и коре головного мозга она снижается в десятки раз (практически на два порядка), не превышая, если не ошибаюсь, 2-3 м/с.  При поверхностном взгляде на эту картину, появляется соблазн представить нервную цепь между полярными терминалами аксона в виде структуры, поддерживающей пару солитоноподобных волновых спектров возбуждения и отражения, в соответствующих частях цепи. Может, это выгодно с точки зрения меньшего искажения сигнала...
Кажется, в свое время И. Мюллер отказался поддержать публикацию статьи своего ученика, Германа Гельмгольца, не поверив в то, что измеренная Г. Гельмгольцем скорость перемещения импульса по нерву лягушки оказалась равной всего 30 м/с...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 17, 2015, 11:16:23
ЦитироватьАксон, по сути, это заполненный электролитом капилляр со стенками, обладающими изолирующими свойствами (клетки Шванна с миелиновой оболочкой). По идее, сигнал от отдельной клетки может передаваться по нему также быстро, как и в металлическом проводнике, но, тем не менее, этого не происходит.
Nur, на всякий случай напомню, что перехваты Ранвье значительно увеличивают скорость распространения нервного импульса: http://www.owoman.ru/med/3202_neyronyi.html
Скорость ПД в "голых" аксонах (без миелиновой оболочки) невелика.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от марта 17, 2015, 22:38:25
Уважаемый Нур, просто в данной теме я не могу пока сформулировать для себя посильную задачу. В мыслях же перехожу от физики к натурфилософии и далее к метафизике и даже к религии, как соединении материи и поля (информационного?).
  Пусть будет хоть глицерин выстроенный по типу полимера. Там, где -ОН окончания - образуется водо-адсорбционная структура с включениями катионов. С "обратной" как бы внутренней стороны -СН связи. И этот естественный в водной среде "пакет" должен работать. Работать, значит, созидать консолидирующие (отрицательные) силы, за счет обесценивания какой-то иной потенциально энергетической структуры.

  Вполне может выходить так, что не протоклетка "создалась" для производства потенциала действия, а наоборот, потенциал действия, как естественная разрядка напряжений в адсорбционном слое, является той действенной силой, которая организует протоклетку.
  Над тем и мысль, которую пока думаю. Впереди же стоят адсорбция и, как следствие, осмос. И уже затем разрядка в виде потенциала действия... А солитон в виде самодостаточности должен рождаться по типу сложения случайных турбулентностей. Т.е. копятся турбулентности в адгезионном слое, которые разряжаются "действующем тором" имеющим "спин". Вот и выходит, что надо вводить квантовые состояния, а это уже за гранью обычных физико-химий. А религию с метафизикой необходимо оставлять при себе, как только ступеньку "туда и обратно".
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от марта 17, 2015, 22:45:16
Цитата: Nur от марта 17, 2015, 07:39:12
Т.е. солитон, это частица, одновременно существующая в прошлом, настоящем и будущем - и двигающаяся одновременно вдоль оси времени.
И Вы не побаиваетесь говорить так? Лично я допускаю подобное только на "богословских" форумах. Здесь же, как максимум, что настоящее содержит элементы как прошлого, так и будущего. Потому важно "состряпать" модель, желательно математическую, распределения состояний в протяженности, т.е. статику. И уже потом в этой статике выбрать "синусоидальность", что бы присудить ей шкальность времени.
  В теме о философии эволюции я надеялся дойти до подобного. Но это надо мозги сломать, а потом умудриться восстановить.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 18, 2015, 05:59:54
Уважаемый василий андреевич, доброе утро!

Вы верно заметили, я, как правило, стараюсь быть осторожным в выражениях. Это просто, если можно так выразиться, "поэтизированный" образ, в одном русле с замечанием уважаемого Владимира Васильевича о ловеласе. Правда, стоит признать,  это первый я попробовал, разрядки ради, пошуть немного над собой, а потом вот пришлось выкручиваться...

Nur.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 18, 2015, 07:56:20
Уважаемый василий андреевич,
у меня вопрос. Может ли фонон, пересекающий плоскость перпендекулярно вектору движения солитона, выполнять роль ретранслятора...
Если да, это было бы очень любопытно, поскольку добавляло бы веса аналогии с нервной цепью, о которой я говорил немного ранее...
И, повторяясь - подскажите, пожалуйста, выполняет ли ионистор функции сопротивления...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 18, 2015, 08:08:00
Уважаемый Владимир Васильевич, добрый день!
Возможно ли мембрану представить подобием твердых кристаллических тел... Для таких тел известны так называемые дислокации - солитоны, канализирующие решетку наподобие дыр... Не уместно ли провести аналогию между такими дислокациями и ионными каналами в мембранах. Можно было бы попробовать представить себе модель самопроизвольной генерации таких каналов, как Вы считаете...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 18, 2015, 08:13:21
Уважаемый василий андреевич,, цитирую: "...Вполне может выходить так, что не протоклетка "создалась" для производства потенциала действия, а наоборот, потенциал действия, как естественная разрядка напряжений в адсорбционном слое, является той действенной силой, которая организует протоклетку..." (Ответ #124 : Март 17, 2015, 22:38:25, абзац третий сверху Вашего поста) - идея, которуя безоговорочно поддерживаю.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 18, 2015, 08:14:52
Именно в таком направлении и необходимо искать решение задачи организации генетического кода...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 18, 2015, 09:34:27
Цитата: Nur от марта 18, 2015, 08:08:00
Возможно ли мембрану представить подобием твердых кристаллических тел... Для таких тел известны так называемые дислокации - солитоны, канализирующие решетку наподобие дыр... Не уместно ли провести аналогию между такими дислокациями и ионными каналами в мембранах. Можно было бы попробовать представить себе модель самопроизвольной генерации таких каналов, как Вы считаете...
Здравствуйте, Nur! К своему ответу #107 я прикрепил PDF этой статьи:
Appali, R., van Rienen, U., & Heimburg, T. (2012). A comparison of the Hodgkin–Huxley Model and the Soliton Theory for the Action Potential in Nerves. Advances in Planar Lipid Bilayers and Liposomes, 16, 275-299.
В ней авторы показали, что потенциал действия является адиабатическим явлением (что противоречит модели ХХ), это уподобляет его распространение распространению механической волны. С точки зрения физики, средой распространения такой волны может быть что угодно, а не только липидная мембрана. Важен не материал мембраны, а тот физический механизм, который она способна реализовать.

Первую искусственную мембрану создал Мориц Траубе (Moritz Traube) в середине 19 века. При взаимодействии сульфата меди с ферроцианидом калия ораразуется рыхлый осадок (гель), мембрана из которого обладала свойством полупроницаемости. Скелетом этого геля являются твердые частицы с кристаллической, скорее всего, структурой (подробности здесь: http://www.bioparadigma.spb.ru/revolution.htm).

А в моем ответе #114 приведена картинка, на которой показано, что "каналы" могут быть образованы в полимерных материалах путем их обработки в ускорителях потоком заряженных тяжелых ядер. Думаю, что "каналы" можно сделать таким же образом и в металлической мембране, и в мембране из кристаллического материала, но такие публикации мне не попадались.

Что касается непосредственно Вашего вопроса, то границу между полупроводниками с разной проводимостью (p- и n-) тоже можно рассматривать как мембрану при определенных граничных условиях. Для дальнейшего развития этой темы нужны знания физики твердого тела. Клеточные мембраны можно рассматривать как гели с достаточно жесткой структурой, поэтому подходы, развитые в физике твердого тела, могут быть к ним применимы. Примером такого подхода служит прилагаемая статья: Heimburg, T., & Jackson, A. D. (2005). On soliton propagation in biomembranes and nerves. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 102(28), 9790-9795.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 18, 2015, 09:45:08
То, что потенциал действия уподобляется механической волне - просто замечательно...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 18, 2015, 10:33:58
Просто у меня давно существовало интуитивное желание уподобить друг другу транскрипцию и вращательные движения вала-проводника в генераторе. Ядерный компартмент – с хаосом индуктивной катушки. А циклические процессы поляризации в мембранах - с "...турбулентностью в адгезионном слое..." (по выражению уважаемого василия андреевича). Почему я думаю о том, что именно потенциал действия оказал решающее влияние на формирование генетической наследственности... Просто в цепочке, включающей транскрипцию и трансляцию и определяющей, в конечном итоге, дизайн клеточной поверхности, можно увидеть подобие перехода от коротких волновых процессов к длинноволновым. Нейронная электрическая цепь приводит меня к мысли о том, что должна быть и другая половина картинки с обратным направлением процесса. Тогда генетический аппарат становится похож на ретранслятор, в котором время от времени происходит генерация новых комбинаций. Согласитесь, молекула ДНК, известная нам в растиражированном виде, на отдаление напоминает пару повторяющихся осцилляций с небольшим сдвигом по фазе...
Поэтому я постоянно вопрошаю уважаемого василия андреевича об ионисторе как сопротивлении... Если да, то протоклетку в калиевом пруду можно уподобить, например, химическому источнику ЭДС, а сам калиевый пруд – сопротивлению. С учетом всего вышесказанного и, возможно, благодаря фононам, в результате формируется то, что можно представить в схеме как элементарную электрическую цепь...
Тогда что такое жизнь... самый простой ответ исходит из того, что получается в результате жизнедеятельности... Увеличение разнообразия форм, в которых могут существовать химические элементы, т.е. продолжение эволюции неживого... И потенциал действия, если теперь отдать небольшую дань любителям философии – это подобие той мистической «жизненной силы», так волновавшей умы эволюционистов несколько веков назад (уважаемый василий андреевич, вспомните, заикнулся об этом в соседней теме, но Вы посетовали потом на изобилие биологических терминов и я немножечко поостыл). Как напряжение, побуждающее произвести работу по переводу механической энергии в электрическую и т.д. (если лирично – превратить механику в электродинамику)...     
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 18, 2015, 11:36:58
Цитата: Nur от марта 18, 2015, 10:33:58
Если да, то протоклетку в калиевом пруду можно уподобить, например, химическому источнику ЭДС, а сам калиевый пруд – сопротивлению.

На белках с развернутой конформацией и на гидрофильных полимерах различной химической природы адсорбируется вода, образующая полимолекулярный адсорбционный слой. Слой адсорбированной воды заряжен отрицательно по отношению к окружающей воде. Разность потенциалов достигает -100 мВ. Физиологическая роль адсорбционного слоя в живой клетке мало изучена, не говоря уже о его роли в образовании первой клетки. Подробности в приложенном файле.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 19, 2015, 07:47:31
В принципе, солитоны, как явление, можно думать, характерны для волн любой природы. Читал, что еще в 1972 году А. Хасегава (сотрудник компании «Белл») предсказал возможность существования солитонов в волоконной оптике. Специалистам «Белл» предсказание своего физика показалось заманчивым, но, в результате работ выяснилось, что в их распоряжении на тот момент не имелось световодов с низкими потерями энергии в диапазонах, в каких экспериментально можно было наблюдать солитоны. В конце концов, они пришли к выводу о том, что оптические солитоны могут устойчиво распространяться только в световодах с небольшими и конечными по абсолютному выражению значениями дисперсии. На практике это означает, что для того, чтобы солитон, представляющий сигнал с объемом информации 1 терабит и более (со скоростью передачи до 10 тысяч гигабит/секунда) устойчиво проходил световод, через каждые 500-600 км необходимо устанавливать ретрансляционные устройства, стоимость которых, в современном исчислении составляет около 200 млн. долларов каждый. До последнего времени просто не существовало волокна, сохраняющего требуемые значения дисперсии на расстояниях в 10 раз больше приведенных выше, т.е. солитоны были непригодны для использования в сетях с длинными каналами передачи данных...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 19, 2015, 08:02:37
Какие-то странные вещи со статистикой по данной теме. По количеству ответов и страниц она является одним из лидеров раздела. Но по количеству просмотров в пересчете на 1 ответ - положение просто удручающее, тема явно находится в глубоком арьергарде. Темы, содержащие слова вроде "климат" или "культура" - на порядки более просматриваемые. Уважаемый Владимир Васильевич, может быть, в название темы нужно было бы ввести какое-нибудь расхожее понятие, чтобы повысить ее популярность среди форумчан.
Но, с другой стороны, есть еще одна странность. В течение минувших суток число просмотров вдруг увеличилось почти на 200 (можно сказать, за один день!). Совсем неплохо и для "раскрученных" тем. Понять бы, что так заинтересовало участников и гостей форума...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 19, 2015, 08:32:57
Возвращаясь к проблеме передачи данных с помощью солитонов. По заявлению Л. Молленауэра, ведущего специалиста Отдела оптических технологий Bell Laboratories, США, штат Нью-Джерси, его группой показано, что «...сигнал при объеме информации более 1 терабита может пройти без ретрансляции до 6 тысяч километров со скоростью передачи 10 гигабит в секунду на канал без каких-либо искажений. Подобная технология сверхдальней связи по оптическим линиям уже близка к стадии реализации...» (http://www.nkj.ru/archive/articles/7337/). Согласно пояснениям специалистов, в этом случае «...величина дисперсии по длине волоконного световода периодически изменяется между отрицательным и положительным значениями. В первой секции световода импульс расширяется и сдвигается в одном направлении. Во второй секции, имеющей дисперсию противоположного знака, происходят сжатие импульса и сдвиг в обратном направлении, в результате чего его форма восстанавливается. При дальнейшем движении импульс опять расширяется, затем входит в следующую зону, компенсирующую действие предыдущей зоны, и так далее - происходит циклический процесс расширений и сжатий. Импульс испытывает пульсацию по ширине с периодом, равным расстоянию между оптическими усилителями обычного световода - от 80 до 100 километров...» (источник тот же). Еще ранее ему же с соавторами удалось показать возможность передачи информации посредством солитона на расстояние более 14 000 км (2,5 Гбит/с) с уровнем ошибок меньше  10^-10 степени, проведя измерения по новой методике, подходящей для использования в ретрансляционном контуре. L.F. Mollenauer, M.J. Neubelt, M. Haner, E. Lichtman, S.G. Evangelides, B.M. Nyman. Demonstration of error-free soliton transmission at 2.5 Gbit/s over more than 14,000 km. Electronics Letters, Volume 27, Issue 22, 24 October 1991,  p. 2055 – 2056.
Хотел, кстати, эту новость выложить в тему «Золотой век», однако, получается, что она уместна и здесь...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 19, 2015, 08:58:02
Цитироватьможет быть, в название темы нужно было бы ввести какое-нибудь расхожее понятие
Nur, спасибо за статистику. Она всегда интересна. Конечно, можно было бы изобразить что-нибудь в таком роде: "Романтический вечер на берегу калиевого пруда и удар цунами натриевого океана". :) Телевидение использует подобные приемы и потому заслужило прозвище "ящик".

Безусловно, название статьи - важная составляющая научного сообщения. В таких случаях я говорю: найди свою теорему. То есть в названии статьи должна быть отражена главная ее мысль, справедливость которой доказывается ее содержанием. Трудно писать статью, теорема которой еще не созрела. Прилагаю интересную публикацию "Общая теория заголовков". 

Не менее важно правильно критиковать идеи и статьи. В подавляющем числе случаев "критика" сводится к навешиванию ярлыков. Самый известный из них: "Генетика - продажная девка империализма". Второй по популярности прием: такой проблемы вообще не существует и обсуждать тут нечего. Такая критика - удел тех, кто понимает, что сказать по существу им нечего, а промолчать - нет сил (поскольку "кипит наш разум возмущенный"). Чтобы не быть голословным, приведу примеры своей критики.
1. "Виагра по интернету? Пожалуйста!" http://maxpark.com/community/5302/content/2162357
2. "Мышление - лекарство от измышлений" http://maxpark.com/community/5654/content/3028362
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 19, 2015, 09:22:53
Уважаемый Владимир Васильевич, доброго Вам утра!

Как по Вашему, перехваты Ранвье можно сравнить с оптическими усилителями по результату своего функционирования... Тогда соседние миелинизирующие клетки можно уподобить периодическим структурам, ограничивающим пульсацию электрического сигнала по длине.
Если это так, становится понятным, почему я задавал вопрос уважаемому василию андреевичу о том, могут ли фононы, пересекающие перпендикулярно траекторию движения солитона, ограничивать последний по длине периода (т.е. придавать конечное значение его дисперсии) и играть, таким образом роль ретрансляторов. Очень хочется, чтобы это было возможным. Чем тогда предстанет клеточная мембрана. По сути, проводником с большим горизонтальным сечением, в объеме которого можно уместить значительное количество ретрансляционных контуров с периодической структурой. При этом мы знаем, что интенсивность работы ионных каналов зависит от концентрации определенных веществ в плазме. Можно говорить и том, что циклический характер движения сигналов упорядочивает картину их распространения, а значит – может закономерно влиять на изменения означенной концентрации...   
Понимаю, что забегаю вперед всякой теории, но если Вы согласитесь с представленной картиной хотя бы в части периодичности ее структурного выражения, аналогия с, например, Солнечной системой  и, забегая вперед, с динамикой изменения параметров простых объемных тел, становится, в этом случае элементарной и совершенно закономерной в своей элементарности...

С искренним почтением,
Nur.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 19, 2015, 09:31:37
Уважаемый Владимир Васильевич, я Вас пока не критикую, не дорос еще в плане обладания тем базисом специальных знаний, который есть у Вас. Пока просто пытаюсь найти какие-то точки соприкосновения, а заодно тестирую собственные предположения и догадки. Как только таковые найдутся (точки соприкосновения), появится возможность, скажем так, с позиций "объективной критики" полемизировать с Вами не то, чтобы на равных, а попросту не очень рискуя показаться в Ваших глазах откровенным "школяром".
Сейчас у меня по отношению к Вам настоящий "пиетет", основанный на солидарности во мнении, что о том, в чем нет физики. то и говорить серьезно не стоит...

Nur.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 19, 2015, 10:07:05
ЦитироватьКак по Вашему, перехваты Ранвье можно сравнить с оптическими усилителями по результату своего функционирования... Тогда соседние миелинизирующие клетки можно уподобить периодическим структурам, ограничивающим пульсацию электрического сигнала по длине.

Уважаемый Nur! Мне кажется, что сравнения и аналогии хороши тогда, когда они помогают решить какую-нибудь, пусть небольшую, проблему. К сожалению, я далек от мира солитонов и не могу высказывать суждения на эту тему. Зато Филиппов, например, считает, что нервный импульс - это и есть солитон:
https://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CCUQFjAB&url=http%3A%2F%2Fvk.com%2Fdoc2717171_286841782%3Fhash%3Db82573642f063850de%26dl%3D0737c22362125a96ae&ei=x3AKVZz-OaatygOZhYJg&usg=AFQjCNHznsoDJtPNuYK2fpXPzc5qWJNs-w&sig2=0h1IXAZmwnBU1NLnRnfZvg&bvm=bv.88528373,d.d24&cad=rja

Возможно, кто-то заинтересуется солитонами, поэтому на этот случай привожу популярную и не очень литературу:

Солитоны
http://www.nkj.ru/archive/articles/7337/

Нелинейные волны и солитоны
http://www.akin.ru/spravka/docs/nonlin_waves.pdf

Оптические солитоны
http://photonics.phys.msu.ru/Materials/SazonovSolitons.pdf
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 20, 2015, 06:31:51
Уважаемый Владимир Васильевич, добрый день!

Прочитал первую из статей о критике, предложенную Вами. Можно осторожно поинтересоваться: "фононный механизм поверхностных сил дисперсных тел"... Так авторы какие-то электростатические эффекты в адгезивном слое называют, что ли... Мало что сумел вообще понять, с первого раза, из их статьи...
Стиль изложения почему-то напомнил о "волновом геноме" П. Гаряева... А «механизм» передачи свойств воде – по моему, похож на манипуляции по «заряжению воды энергией». Извините, что все беру в кавычки, мне даже неловко упоминать об этом... Еще припоминаю информацию о том, что «кому-то удалось добиться того, что из куриных яиц или вылупились утята, или цыплята с перепонками на ногах после того, как эти яйца в процессе инкубации подвергали обработке акустическими сигналами, представлявшими из себя запись кряканья утки»... В данном случае вообще не берусь утверждать, что точно воспроизвожу вышесказанное. И даже не упоминал бы о таких вещах, но материал о «механизмах поверхностных сил» как-то заставил огорчиться – может быть, ученые упускают нечто более важное, чем им известно в настоящий момент...

Nur. 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 20, 2015, 07:02:16
Что касается материала "Технологии, которые делают вызов современному мышлению: ...". По моему, Вы справедливо заметили, что самое яркое в данной статье - это ее заголовок... А то, что выдается за теоретическое обоснование - чистой "воды", по моему мнению, "гомеопатия". В плане возможных результатов - надежный способ заявить о чем-то, что не поддается фальсификации. Идея для бизнеса, одним словом. (Я, кстати, извиняюсь за ранее сделанное предложение о введении в заголовок темы растиражированного слова. Прием, заимствованный из практического маркетинга и малоприемлемая для науки вещь).
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 20, 2015, 07:17:54
Также приношу извинения за то, что, практически солируя на данном этапе развития темы, пытаюсь вести речь о вещах, далеких от сферы Ваших интересов и, возможно, содержания вопроса, решение которого Вы пытаетесь найти, участвуя в форуме. Понимаю, что эти посты представляют из себя, говоря "офизиченно", наибольшую амплитуду колебаний мнений и пора делать крутой разворот назад. Обещаю сделать это в ближайшее время, оставив для развития только несколько замечаний о проблеме, решение которой пытаюсь найти с помощью подобных рассуждений...

С искренним почтением лично к Вам, уважаемый Владимир Васильевич,
Nur.   
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 20, 2015, 07:36:13
Кстати, о статистике. Еще более 120 просмотров за день. В течение 2-х последних суток относительное количество просмотров увеличилось с 11,6 до 12,2, в пересчете на ответ. К тому же, за предшествующий период в 50 суток тему просматривали, в среднем, 28 раз за день, за эти же 2 дня – по 160. Рост в 5,7 раза. Что же происходит, почти «ежкин свет»... Ведь если тенденция сохранится, то получится почти по 30 просмотров в сутки на 1 ответ всего через месяц. Это же важно, на мой взгляд, понять...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 20, 2015, 08:19:18
ЦитироватьПрочитал первую из статей о критике, предложенную Вами. Можно осторожно поинтересоваться: "фононный механизм поверхностных сил дисперсных тел"... Так авторы какие-то электростатические эффекты в адгезивном слое называют, что ли... Мало что сумел вообще понять, с первого раза, из их статьи...

Доброе утро, Nur! Не стоит пытаться понять что-либо в этой статье. Этот словесных хлам предназначен только для того, чтобы пудрить мозги. Такие статьи нужны для того, чтобы в лекциях для людей, далеких от науки (например, такой: https://youtu.be/zUg8VJlNrqE), можно было сказать: "Рассматриваемые нами явления описаны в научных статьях, данные которых еще никто не опроверг". А кому хочется опровергать такую "науку" - бредодинамику отстойных мыслей? Что до меня, то у меня были личные мотивы разобрать эту статью по косточкам, упомянутые в предисловии к "Виагре по интернету...".

ЦитироватьЧто касается материала "Технологии, которые делают вызов современному мышлению: ...". По моему, Вы справедливо заметили, что самое яркое в данной статье - это ее заголовок... А то, что выдается за теоретическое обоснование - чистой "воды", по моему мнению, "гомеопатия". В плане возможных результатов - надежный способ заявить о чем-то, что не поддается фальсификации.

В статье "Мышление - лекарство от измышлений" я как раз предложил простой способ проверить реальность существования "информационных копий лекарств". Эти люди упорно доказывают, что их копии обладают убедительным лечебным эффектом. Я же предложил им сделать информационную копию цианистого калия или кураре и проверить, способны ли эти копии убивать мышей, например. Ответа на мое предложение не последовало, хотя соответствующее предложение я направил лично каждому из команды "Фонд ДСТ" (http://www.dst-fund.ru/).
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 21, 2015, 05:39:34
Уважаемый Владимир Васильевич, доброе утро!

Так, за 20 прошедших часов статистика по посещаемости в разделе следующая (первая пятерка тем):

1. Интересные новости и комментарии, + 107 просмотров / + 6 ответов;
2. Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток, + 62 просмотра / + 1 ответ;
3. Биоэтика, + 15 просмотров / + 0 ответов;
4. Опровержение телегонии, + 2 просмотра / + 0 ответов;
5. Как очистить наш форум?, + 1 просмотр / + 0 ответов;
и еще одна, с зазывным заголовком -
6. "Культура" выступила против Дарвина в его юбилей, + 5 просмотров / + 0 ответов. 

Скорее всего, дело в активности участников форума. Похоже, чем чаще название темы появляется в информационном центре на главной странице форума, тем и больше будет просмотров. С другой стороны, Вы и уважаемый Питер весьма активно обменивались мнениями в теме, но такого всплеска вроде не наблюдалось. Все же лелею надежду, что в дополнение к активности определенную роль играет и то, что обсуждается. Может быть, все дело в том, что мы несколько подробнее коснулись такого явления, как солитоны. При этом вдруг описали его, например, понятнее, чем обычно это делают...   

Попробую немного оживить свои посты, внести по ходу изложения больше информации...           
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 21, 2015, 07:07:12
Уважаемый Владимир Васильевич,
еще 18 марта Вы обращали мое внимание на следующее: "...На белках с развернутой конформацией и на гидрофильных полимерах различной химической природы адсорбируется вода, образующая полимолекулярный адсорбционный слой. Слой адсорбированной воды заряжен отрицательно по отношению к окружающей воде..."
Помню, лет пять назад один специалистов по химкатализу пытался объяснить мне существо «экстравертной модели» клеточной воды. Из его объяснений выходило, что равновесное распределение вещества между такой водой и внешней средой определяется обратной пропорцией по отношению к молекулярному объему вещества, т.е. может быть связано с явлением гидратации ионов и молекул органических веществ.
То есть, чем крупнее молекула вещества (или объемнее, если быть более точным), тем ниже уровень его растворимости в адсорбированной воде вследствие влияния ряда термодинамических факторов.
В частности, сеть молекул многослойно структурированной воды ограничивает вращательные движения растворенных в ней молекул других веществ. То есть потери энергии при совершении вращательных движений у них ниже, чем во внешней среде. В то же время известно, что вращательная энтропия - основная часть общей энтропии таких многоатомных образований, какими являются гидратированные ионы Na + , а также молекул целого ряда веществ, например сахарозы. Эти образования весьма объемны, так, что уменьшение их энтропии в сочетании с затратами энергии на организацию канала в слоях структурированной воды делает растворение подобных веществ в клеточной воде термодинамически невыгодным. Возникает положение, когда равновесная концентрация подобных веществ в клеточной воде ниже, чем в среде. К примеру, я читал, что для вытеснения из клеточной воды крупных ионов и молекул (тот же гидратированный ион натрия или молекула сахарозы) необходимо превышение энергии взаимодействия молекул воды в адсорбированных слоях по сравнению с объемной водой всего на 126 кал/моль. При этом, например, молекулярная масса сахарозы составляет примерно 342,3, а молекулярный объем — около 339 мл/моль. В тоже время, молекулярный объем воды равен 18,02 мл/моль. Рассчитав отношение молекулярных объемов объемной воды и сахарозы, получаем, что количество молекул воды, вытесняемых одной молекулой сахарозы — 19. Умножив 126 на 19, получим 2394 кал/моль или 2,39 ккал/моль. Это сопоставимо со скрытой теплотой парообразования, что позволяет объяснить явление непроницаемости клеточной мембраны для гидратированных соединений с точки зрения термодинамики физического состояния воды в клетках. То есть, энергия взаимодействия между молекулами воды в адсорбированных слоях выше, чем в объемной воде из­за поляризации молекул адсорбированной воды, обусловленной взаимодействием между диполями (проще, зарядами).
Если говорить совсем просто, получается, что образование многослойных структур воды с усиленной поляризацией ее молекул в условиях внутриклеточной среды термодинамически выгодно. Взаимодействие молекул структурированной воды друг с другом сильнее, чем в объемной воде, поэтому на образование канала в клеточной воде для иона Na +, например, затрачивается больше энергии, чем ее выделяется при закрытии подобного канала в объемной воде при переходе Na + из среды в клетку.

Уважаемый Владимир Васильевич, вроде бы я ничего не напутал...
Где же уважаемый василий андреевич, он бы разобрал термодинамику более критично...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 21, 2015, 07:41:31
Цитироватьобразование многослойных структур воды с усиленной поляризацией ее молекул в условиях внутриклеточной среды термодинамически выгодно. Взаимодействие молекул структурированной воды друг с другом сильнее, чем в объемной воде
Доброе утро, Nur!
Вы совершенно правы. Что такое растворение? Для растворения молекулы в объеме воды должна образоваться полость, равная по объему этой молекуле/иону. Чем больше ион (с учетом гидратной оболочки), тем больше водородных связей между молекулами воды нужно разорвать, чтобы освободить нужный объем. По этой причине, чем больше ион или молекула, тем большую работу нужно совершить для ее размещения в адсорбционном слое воды, и с тем большей силой растворенная частица (частица в физическом смысле) выталкивается в "простую" объемную воду. Из всего этого следует, что из адсорбционного слоя выталкивается ЛЮБАЯ частица. Если ион гидроксония (Н3О+) больше ОН-, то диффузионное равновесие установится с дефицитом гидроксония в адсорбционном слое воды и уже по этой причине фаза связанной воды будет заряжена отрицательно по отношению к среде.

Однако, нужно помнить, что адсорбционный слой - структура динамичная, поэтому в нее "стремится" попасть (и попадает) любая частица, движимая концентрационным градиентом. По этой причине фаза адсорбированной воды всегда "загрязнена" примесями, проникшими в нее извне. Это "загрязнение" минимально в условиях установившегося диффузионного равновесия.

Наличие в коллоидных системах фракции воды со сниженной способностью к растворению была установлена еще в 19 веке, но ее роль в жизни клетки все еще остается мало изученной. До сих пор принято думать, что доля такой воды в клетке исчисляется единицами процентов, поэтому ей и не придается никакого значения.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 21, 2015, 07:42:48
Уважаемый Владимир Васильевич, я понимаю, что о связи между гидрофильными полимерами и адсорбированной водой Вы говорили по другому поводу - по поводу подобия взаимодействия протоклетки и среды простейшей электрической цепи. Просто я пытаюсь начать издалека, чтобы охватить заметную часть попутного материала...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 21, 2015, 07:47:05
Цитироватьо связи между гидрофильными полимерами и адсорбированной водой Вы говорили по другому поводу - по поводу подобия взаимодействия протоклетки
Протеиноиды Фокса несомненно обладают способностью связывать воду. Только так можно подступиться к физиологии микросфер...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 21, 2015, 07:53:10
Уважаемый Владимир Васильевич, цитирую:
"...До сих пор принято думать, что доля такой воды в клетке исчисляется единицами процентов, поэтому ей и не придается никакого значения..."
На мой взгляд, это вообще не аргумент. Вот, например, масса головного мозга или того же аккумулятора тоже "исчисляется единицами процентов" по отношению к массе тела животных или автомобиля, но кому придет в голову сомневаться в их значении...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 21, 2015, 07:54:40
Ничего не слышал и не читал про "Протеиноиды Фокса"... Нужно будет поинтересоваться отдельно...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 21, 2015, 07:57:13
А может быть и сталкивался с ними, только не заострял внимание... По раздумьи всплывает что-то очень смутное...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 21, 2015, 08:02:01
Вот, ежкин, не сделал скриншот со страницы по статистике, уже прошло 14 минут по прошествии полных суток. Придется посчитать в пропорции и повторить наблюдение...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 21, 2015, 08:07:45
В пропорции выходит 88 просмотров за сутки.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 21, 2015, 08:10:18
При этом 10 просмотров точно наши с Вами, уважаемый Владимир Васильевич, соответственно количеству отправленных в тему ответов...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 21, 2015, 08:19:23
Цитировать"...До сих пор принято думать, что доля такой воды в клетке исчисляется единицами процентов, поэтому ей и не придается никакого значения..."
На мой взгляд, это вообще не аргумент. Вот, например, масса головного мозга или того же аккумулятора тоже "исчисляется единицами процентов" по отношению к массе тела животных или автомобиля, но кому придет в голову сомневаться в их значении...
Дело в том, что до недавнего времени измеряли количество связанной воды ТОЛЬКО глобулярными белками, на которых держится вся биохимия клетки и другие важные функции (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%BB%D0%BE%D0%B1%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B1%D0%B5%D0%BB%D0%BA%D0%B8). Большая часть полипептидной цепи глобулярных белков недоступна воде, поэтому такие белки не способны связать большого количества воды. Но в начале 90-х были открыты нативно-развернутые белки, то есть белки, которые всегда находятся в развернутом состоянии. Их доля от всех белков в клетке доходит до 40%. Именно такие белки способны связать большую часть воды клетки. Об этой возможности я говорю в своей статье: http://vladimirmatveev.ru/nativeaggregationrus.html
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 21, 2015, 08:30:50
Так, первый, очень важный, на мой взгляд, вывод, цитирую Вас дословно: "...с точки зрения структурных изменений, нет принципиальной разницы между результатом действия на клетку гидростатического давления и, например, мышечным сокращением..." Можно, исходя из этого, например, предположить, что ответ на механическое воздействие и клетки, и целого организма с развитой мышечной системой имеет одинаковую природу...   
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 21, 2015, 09:13:58
ЦитироватьМожно, исходя из этого, например, предположить, что ответ на механическое воздействие и клетки, и целого организма с развитой мышечной системой имеет одинаковую природу...
Думаю, это слишком прямолинейный вывод. Сколько бы мышц ни было в организме, в нем есть и другие важные элементы, например, нервная система. Да, и зачем так обобщать? Тут бы с физиологией клетки разобраться!
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от марта 21, 2015, 21:42:12
Цитата: Vladimir Matveev от марта 21, 2015, 09:13:58
Тут бы с физиологией клетки разобраться!
Ох, а ведь это вселенная! Я уж раз пять набирал посты, но так и не решался нажать на "отправить", стирал...
  И лично у меня борются два философских подхода: один от сферы Фокса к многообразию, другой от "расплывчатого" многообразия к "сфере". Кажется ни один не побеждает. Но, скорее всего, и победить не должен.
  Становление клетки это процесс многократной сборки и разборки. Мы можем найти аналоги живого "действа" в косном, но не приблизимся к пониманию живого. Так что я пока думаю. И не уверен, что думы выльются в что-то стоящее. Но буду следить, может что и соображу...

  Нур, попробуйте сосредоточиться на одном из "фундаментальных свойств". Например, так, что адсорбция водных кластеров вокруг белка противоречит лобовому пониманию принципа возрастания энтропии. Такое возможно только как выработка "гравитации". И уже далее надо разбирать свойства этого "гравитирующего" образования.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 22, 2015, 06:36:52
ЦитироватьНур, попробуйте сосредоточиться на одном из "фундаментальных свойств". Например, так, что адсорбция водных кластеров вокруг белка противоречит лобовому пониманию принципа возрастания энтропии.
Нужно прямо сказать, что адсорбция воды, с образованием упорядоченного адсорбционного слоя, и ограничение подвижности связанной воды означает соответствующее снижение энтропии.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 22, 2015, 07:25:59
Уважаемые василий андреевич и Владимир Васильевич, доброе утро!

Тогда избирательная проницаемость становится отдаленно похожей на поведение пары частиц на границе горизонта событий.
Кроме того, уважаемый василий андреевич, давайте еще раз вспомним полемику относительно движения шарика относительно центральной оси... В реальных условиях центром масс для него будет ядро Земли, а не точка на оси, вокруг которой он вращается. Как и у реального маятника. Начинают возникать осторожные ассоциации с возможными угловыми моментами для описания работы помпы... Вдруг это можно представить как подобие спина у электрического заряда (солитона, помяну его всуе, не взыщите слишком строго, прошу Вас), движущегося вдоль оси вращения... Проницаемость, полупроницаемость (полуцелый спин, например)... Вот сам канал - похож он на нерастяжимый стержень или нить маятника... Только аналогия с листом Мебиуса и оборотом на 720 градусов что-то не приходит сразу в голову...
Но диполи... Они геометрически вытягиваются, что немного похоже на представления о последствиях проникновения за горизонт... Да и разница по фазе между связанной и объемной водой... градиент по плотности напоминает. Кто-либо пробовал прежде замерить температуру объемной воды и воды с различным уровнем абсорбированности...
Но сразу оговариваюсь, уважаемый Владимир Васильевич, если это, на Ваш взгляд, негодные ассоциации, больше никогда именно о них заикаться в Вашей теме не буду. Просто этот момент как раз оказался связан с давней проблемой, которую попробовал решить: что позволяет биоценозам существовать устойчиво, есть ли связь между проблемой устойчивости биоценозов и устойчивости Солнечной системы... Чем-то похожи ведь в схеме орбиты и трофические уровни. Да и контуры мембран в клетке... В общем, возник, в свое время, вопрос - а дальше поехало-о-о...

Со всем возможным почитанием Вашей особы,
Nur. 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 22, 2015, 07:32:51
Наверное, нужно пояснить дополнительно - в плане устойчивости. Тут речь идет о резонансах. Хочется также нечто подобное обнаружить и в клетке.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 22, 2015, 07:46:22
В популяционной генетике - все надежды на математику. Но мамодель - это возможность описать все и вся. А мне хочется описать точно, т.е. увидеть картину будто воочию... Нужна именно физическая модель...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 22, 2015, 09:00:32
ЦитироватьНо диполи... Они геометрически вытягиваются
Функциональные группы пептидной связи (прежде всего С=О) и сама пептидная связь имеет бОльший дипольный момент, чем вода. Взаимодействие с такими сильными диполями увеличивает и дипольный момент адсорбированной воды. Это объясняет, почему водородные связи в адсорбированном слое несколько более прочные, чем водородные связи между молекулами воды в объемной фазе. Именно усиленные водородные связи делают адсорбированную воду плохим растворителем: на их разрыв требуется больше энергии. Кроме того, поверхностное натяжение у фазы связанной воды выше, чем у объемной воды по той же причине - более прочные водородные связи. Чем меньше размер частицы, тем ей легче прорваться через фазу связанной воды. Это явление и называют полупроницаемостью.

Если температура - следствие средней кинетической энергии молекул, то температура связанной воды, скорость движения молекул которой ниже,  должна быть ниже. Но кинетическая энергия - это не единственный фактор, определяющий температуру  (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BC%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0). Температура связанной воды - это интересный вопрос к физикам.

Nur, о биоценозах и прочем судить не берусь. :)

Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 22, 2015, 09:28:12
Ну да, линейное растяжение по градиенту прочности связи...
Т. е.  взаимоориентированное положение b-­ и g- ­карбоксильных групп белков - система фиксированных зарядов, которая избирательно адсорбирует K + в присутствии Na + (а после гидролиза аденозинтрифосфата – наоборот, связывает преимущественно ионы натрия и магния) и  выполняющая также роль субстрата для возникновения потенциала покоя в поверхностном слое воды.
Вроде как-то так...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 22, 2015, 09:41:58
Полупроницаемость чем-то похожа на абсолютный барьер. Сталкиваясь с ним, испытываешь необходимость затратить на его преодоление все возрастающий объем энергии. В этом, наверное, смысл всех известных физических запретов. Они непреодолимы именно из-за затрат энергии, а не потому, что являются запретами по смыслу этого определения. Как говорится, весь вопрос - в цене вопроса...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 22, 2015, 09:52:53
Цитироватькарбоксильных групп белков - система фиксированных зарядов
Свободные карбоксильные группы в боковых цепях белков могут быть центрами связывания K+ в присутствии Na+ при определенной плотности заряда на них. А эта плотность не является раз и навсегда заданной. Электронное облако белковой молекулы (как и любой другой) весьма чувствительно к электростатическим взаимодействиям.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 22, 2015, 10:00:34
Почему это происходит... Просто АТФ поддерживает указанные карбоксильные группы белков в состоянии, когда они способны селективно связыватт К+ в присутствии Na+. Достигается такое благодаря способности АТФ снижать плотность электронов в пределах указанных групп в масштабе макромолекулы белка и всей клетки в целом. Снижение плотности электронов на карбонильных группах полипептидного остова становится возможным потому, что АТФ, действуя как акцептор электронов, удерживает белки в состоянии полноразвернутой конформации. Здесь сдвиг электронной плотности приводит к смене селективности этих групп от водородных связей с иминогруппами, в ччастности, в α-спиралях, к водородным связям с водой. В свою очередь, развертывание белковой молекулы и ее взаимодействие с водой приводит к образованию многослойных структур из поляризованных и ориентированных молекул воды в возрастающем масштабе, вплоть до масштаба, в конечном счете, целой клетки (преодолеть связи таких масштабов - та еще задачка). Правило размера тут приводит к тому, что концентратия гидратированных молекул и ионов в клеточной воде ниже, чем во внешней среде...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 22, 2015, 10:02:41
Ох, мой пост писался в момент, когда Вы отправляли свое сообщение... Прошу прощения за медлительность, а то со стороны разнобой во мнениях может показаться...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Дж. Тайсаев от марта 22, 2015, 10:07:20
Vladimir Matveev Наверное Вы всё таки имели в виду не электронное облако белковой молекулы, белок их имеет столько, что в нормальном городе столько жителей не будет, а внешнее электронное облако активного центра белка, на основе донорно-акцепторной или ионной связи. Я уже плохо помню, но кажется там калий-натриевая разность потенциалов работает без активного участия белков на границах клеточных мембран нейронов. А может какая комплексная калий-натриевая соль? Я не в курсе, просто спрашиваю.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 22, 2015, 11:09:51
ЦитироватьВы всё таки имели в виду не электронное облако белковой молекулы, белок их имеет столько, что в нормальном городе столько жителей не будет, а внешнее электронное облако активного центра белка
В репликах, которыми мы обмениваемся с уважаемым Nur, имеются ввиду белки с развернутой конформацией. В таком состоянии белки не имеют вторичных, а тем более третичных, структур. По этой причине, речи про активные центры быть не может. Речь идет о центрах связывания катионов - свободными карбоксильными группами остатков дикарбоновых аминокислот (аспарагиновой и глутаминовой). Что касается электронных облаков (http://chem21.info/info/1118090/), то важны не их размеры, а свойства. Главное их свойство - чувствительность к внешним воздействиям или химическим модификациям (вспомните, например, ряд хлорпроизводных уксусной кислоты).

На остальные Ваши вопросы Вы найдете, возможно, ответы в этой лекции: https://youtu.be/KcPG5g1P32o
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 22, 2015, 11:17:17
ЦитироватьПочему это происходит... Просто АТФ поддерживает указанные карбоксильные группы белков в состоянии, когда они способны селективно связыватт К+ в присутствии Na+. Достигается такое благодаря способности АТФ снижать плотность электронов в пределах указанных групп в масштабе макромолекулы белка и всей клетки в целом.
Да, Nur, это механизм аккумуляции клеткой ионов калия, основанного на явлении адсорбции. Только адсорбцией можно объяснить способность микросфер Фокса удерживать калий в среде с преобладанием натрия.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 23, 2015, 10:43:08
Мне кажется, было бы полезно придумать новый термин, который обозначал бы образование, состоящее из белка в развернутой конформации, воды и К+, адсорбированного на его молекулярной поверхности - ионо-водо-белковый комплекс.

Опубликованный вариант: "физиологический атом". Недостатки этого понятия: (1) два слова (одно - удобнее в употреблении); (2) "атом" в физиологическом контексте звучит странно.

Предлагаю вариант: фазосома (фаза + тело). Тело, фазовое состояние которого отличается от фазового состояния окружающей среды.

Есть другие предложения?
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 23, 2015, 11:01:14
Уважаемый Владимир Васильевич, добрый день!

Извините, пожалуйста, мне пришлось отвлечься по личным причинам. К тому же, смею предположить, что наша тема, похоже, начинает приобретать окраску популяризации сведений о свойствах клеточных мембран, поэтому, если Вы не возражаете, добавлю, для ликбеза (на форум, вполне возможно, заглядывают и небиологи и не физики), данные о точке зрения биохимиков, таких, как например уважаемый А. А. Болдырев. Вместе с ними, полагаю, будет интересно расширить представление о физических аспектах вопроса. Кроме того, попробую внести замечания, которые внесут какую-то ясность в отношении некоторых тезисов, которые я делал ранее.
Обязательно присоединюсь к обсуждению предложенного Вами термина...

С почтением,
Nur.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 23, 2015, 11:03:58
Кстати, уважаемый Владимир Васильевич, забегая вперед, можно спросить - разве энергии фосфатной связи достаточно для функционирования насоса... Считается, что перенос фосфатной группы сопровождается выделением большого количества свободной энергии - так ли это на самом деле...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 23, 2015, 11:40:38
Цитироватьзабегая вперед, можно спросить - разве энергии фосфатной связи достаточно для функционирования насоса... Считается, что перенос фосфатной группы сопровождается выделением большого количества свободной энергии - так ли это на самом деле...
Добрый день, Nur!
На протяжении последних десятилетий оценка энергии, заключенной в  АТФ, неоднократно изменялась. Но что еще важнее (и печальнее!), никто еще не брался подсчитать, сколько требуется АТФ для всех-всех-всех процессов, в которых она требуется: откачка Na, синтез белка, шапероны и еще множество АТФ-зависимых процессов. Кому известны статьи с полным энергетическим аудитом клетки? Кто провел сравнение дебита с кредитом? Что об этом написал Болдырев, например?

У меня в памяти застряли такие цифры. Натриевая помпа потребляет 30% энергии клетки, а синтез белка - 70%. Спрашивается, на что живут остальные клеточные механизмы?
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 24, 2015, 07:20:45
По мнению многих биологов, ионы калия и натрия являются индикаторами повреждения наружной клеточной мембраны. Здесь ионная асимметрия определяется как условие способности клетки реагировать на такое повреждение. Это, похоже, было чрезвычайно важным условием существования протоклеток на ранних этапах биологической эволюции, а впоследствии, стало определять возможность перехода возбудимых клеток (нейронов, например) в возбужденное состояние и наооборот. Сразу стоит заметить, что для создания электрохимического потенциала накопление калия более экономично. Простое объяснение состоит в том, что во внешней среде натрия значительно больше (120 ммоль), чем в саркоплазме (около 10 ммоль). Нетрудно понять следующее: чтобы создать электрохимический потенциал за счет значительного увеличения концентрации натрия внутри клетки, нужно много и накопить его. Трансмембранный потенциал в диапазоне от 90 до 120 мВ требует всего 0,10 (в редких случаях до 0,12) моля калия на 1 л, натрия – в десятки раз больше, если мне не изменяет память, до 3-4 или более, молей на 1 л.
Следует оговориться, что, согласно современным представлениям, работа натрий-калиевого насоса вносит совсем небольшой вклад в создание потенциала покоя. Основная роль здесь принадлежит так называемым калиевым каналам постоянного тока, специфическим белкам (канальцам), канализирующим мембрану и задержанным образом обеспечивающим выпрямляющую проводимость ионов калия по градиенту концентрации (реполяризацию до уровня потенциала покоя). Одновременный транспорт воды и ионов  при этом осуществляется с большой скоростью, до 10^8 молекул или ионов в секунду.
Вообще, повышенная экономичность транспорта ионов калия определяет то, что в состоянии покоя электрическая проводимость мембраны возбудимой клетки для K+ в 10 – 15 раз выше, чем для Na+. В такой клетке все натриевые каналы закрыты, а калиевые каналы, наоборот, функционируют в рабочем режиме.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 24, 2015, 07:56:15
ЦитироватьОдновременный транспорт воды и ионов  при этом осуществляется с большой скоростью, до 10^8 молекул или ионов в секунду.
До тех пор, пока не будет доказано, что все клеточные "механизмы, потребляющие энергию АТФ", потребляют АТФ именно в тех количествах, в которых клетка способна синтезировать этот носитель энергии, роль АТФ как основного источника энергии не может считаться доказанной. В литературе НЕТ ДЕТАЛЬНОГО расклада энергетики клетки: сколько АТФ-долларов клетка "печатает" в единицу времени и сколько (и на что) эта валюта расходуется в ту же единицу времени.

Антитеза: приписываемые клетке механизмы, нуждающиеся в энергии АТФ, потребляют АТФ (если следовать теории) в гораздо большем количестве, чем клетка способна реально синтезировать. Теоретические потребности не совпадает с реальными возможностями.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 24, 2015, 08:08:57
Уважаемый Владимир Васильевич, доброго утра!

...так и я примерно о том же, о решающей роли естественной экономии. Мой предыдущий пост вкупе с некоторым сказанным до этого, говорит о том, что в клетке основное количество процессов идет по градиентам, т.е. в направлении, детерминированном физическими условиями... Тут, по моему личному мнению, организация АТФазной помпы - довольно позднее эволюционное приобретение, работающее против электрохимического градиента, а потому предназначенное, скорее, для подключения дополнительных возможностей жизнеобеспечения клетки, если можно так сказать, в "порядке мобилизации"... А те же канальцы - по моему, это наглядный пример действия законов Бернулли для канала с узким сечением потока жидкости, рост динамического давления из-за возрастания скорости.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 24, 2015, 10:17:55
ЦитироватьMinkoff, L., & Damadian, R. (1973). Caloric catastrophe. Biophysical journal, 13(2), 167.
Abstract. Six solutes known to be actively transported by bacteria were studied with the cell in a "minimum energy" state to determine if sufficient energy were available from cellular stores of ATP to supply the energy necessary to run postulated membrane-situated "pumps." Steady-state cellular concentrations of potas-sium, calcium, magnesium, leucine, glycine, and a-methyl glucoside were determined together with tracer fluxes, oxygen consumption, ATP turnover, and the P:O ratio. From these measurements, it was calculated that the energy supply, 4.20 cal/340 min-g dry wt, fell far short of the energy necessary (28.28 cal/340 min-g dry wt), by classical membrane theory, to operate "pumps."
Доброе утро, Nur! Вот нашлась работа (приложена), в которой показано, что, исходя из теории, бактериальной клетке требуется в 6.7 раза больше энергии, чем клетка реально вырабатывает (28,28/4,2). Значит, либо теория построена на ошибочных основаниях, либо энергетический обмен клетки недооценен. За истекшие годы статью процитировали 52 раза.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от марта 24, 2015, 10:20:12
Очень интересно, Владимир Васильевич, большое спасибо! Сейчас скачаю ее в свой архив...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Питер от марта 24, 2015, 10:46:47
Nur,    для  полноты  картинки  добавьте  в  свой  архив   вот  это.   Ну  и все  ссылочки в  этой  статье  гляньте -  они все   есть в   открытом  доступе.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 24, 2015, 12:00:57
Цитироватьдля  полноты  картинки  добавьте  в  свой  архив   вот  это.   Ну  и все  ссылочки в  этой  статье  гляньте -  они все   есть в   открытом  доступе.
Похоже, я один глянул на цитированную литературу, приведенную в статье Essig, A. (1975). Caloric Catastrophe Reconsidered. Biophysical journal, 15(5), 501.
Минкоф и Дамадиан в своем ответе на критику (Minkoff, L., & Damadian, R. (1974). Reply to letters on" caloric catastrophe": Inadequacy of the energy available from ATP for membrane transport. Biophysical journal, 14(1), 69.) (источник [4]) у Essig'a) рассмотрели замечания критиков, привели контраргументы и пришли к следующему заключению: "We conclude, therefore, as we began. Membrane models of solute transport dependent on the hydrolysis of ATP for energy are thermodynamically untenable. Transport reactions dependent on ATPase's for the release of energy from the terminal phosphate bond of ATP do not comply with the Laws of Energy Conservation." (Статью прилагаю). Таким образом, речь идет об обычной научной дискуссии, а не о сообщении ТАСС, срывающим последние покровы с преступлений империализма. Источники из того же письма Essig'a [5-7] - это ничто иное как обмен репликами в форме писем в редакцию. Не письма надо писать, а ставить независимые эксперименты. Ждем-с...

Интересный обзор тех лет, в котором затрагивается "энергетическая катастрофа": Hazlewood, C. F. (1975). A Role for Water in the Exclusion of Cellular Sodium—Is a Sodium Pump Needed?. Cardiovascular diseases, 2(1), 83. (Приложена).
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Питер от марта 24, 2015, 12:43:50
Я-то  тоже  глянул    -   и  никак  не  могу  не  согласиться с  не состоятельностью  критики. А    то  что авторы  остались "при  своих"  - это  норма.   А  насчет  экспериментов  -  это верно,   ставьте ... Почему-то  даже   Minkoff   от  этой  темы  ушел.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от марта 24, 2015, 13:26:05
ЦитироватьПочему-то  даже   Minkoff   от  этой  темы  ушел.
Денег не дали, вот и ушел. Всё и так ясно, зачем платить?
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от апреля 01, 2015, 00:31:05
Вот элементарная задачка, подобную уже давал на этом форуме давным-давно.
  По какой наклонной кривой шарик быстрее скатится к потенциальному минимуму? Отвечаю, по нижнему. Это и есть возможная аналогия естественности удержания К+, который следует по "нижней" дорожке, тогда как верхняя для натрия. И это характерно именно для адсобционнго "многослойника".
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от апреля 01, 2015, 01:14:55
  Теперь чуть назад, к адсорбции. Раз уж договорились, что образование системы вода-белок ведет к понижению энтропии, то это значит, что функционирование его обязательно связано либо с повышением энтропии среды, либо с понижением потенциальной энергии по отношению к среде, либо со скрытым от нас механизмом повышения энтропии системы за счет увеличения количества структур фазосомы. Предпочтительнее, что бы сработали все три "либо". Именно в таком разрезе можно уверенно говорить о Естественности процесса.
  Остановлюсь только на "количестве" структур фазосомы, в связи с избирательностью калия. И тут такое дело дополняется, что, скорее всего, нельзя ограничиваться молекулой воды, как диполем. Это пирамидка с электроотрицательным кислородным пиком и положительным водородным основанием. Пики для катионов, основания - не для аниона хлора.
  Калий, образующий менее стойкие соединения, оказывается "быстрее" натрия в "нужном месте в нужное время". Но именно натрий, выталкиваемый из адсорбционного слоя организует для калия "потенциальную нишу" в фазосоме, как бы препятствуя исходу калия. (математику не сложно разработать)
  И эти рассуждения обходятся без привлечения эффекта полупроницаемой мембраны. Наоборот, мембрана формируется таким образом, что бы способствовать "естественному эффекту", более того, появляется возможность заработать "энергетические баксы", раскрывая поры для обмена катионами со средой. Раскрытие пор и есть работа "нервного" импульса, пробегающего как потенциал действия. А вот о его природе еще необходимо "посудачить". То, что я называл ионистром по отношению к протоклетке, есть не конденсатор для электронов в прямом смысле, а система изменяемых емкостей для катиона калия. Потому и пробовал намекать на поперечные фононы, как осцилляторы "нулевых" биений, но активирующихся резонирующими контурами, дабы дать толчок (при адекватном сигнале извне) для "солитонного бега" калиевой емкости.
  Калиевые же емкости - это уже способности белка выставлять в адсобционный слой те или иные (гидро-фобно-фильные) окончания.

  Подозреваю, что уже наговорил с три короба, из которых "валится" очень многое, что обязует меня выдумывать эксперименты в подтверждение-опровержение.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от апреля 01, 2015, 10:02:13
ЦитироватьПо какой наклонной кривой шарик быстрее скатится к потенциальному минимуму? Отвечаю, по нижнему. Это и есть возможная аналогия естественности удержания К+, который следует по "нижней" дорожке, тогда как верхняя для натрия. И это характерно именно для адсобционного "многослойника".
Это интересный результат, но моя оценка интуитивная – нет подробностей.
ЦитироватьТеперь чуть назад, к адсорбции. Раз уж договорились, что образование системы вода-белок ведет к понижению энтропии, то это значит, что функционирование его обязательно связано либо с повышением энтропии среды, либо с понижением потенциальной энергии по отношению к среде, либо со скрытым от нас механизмом повышения энтропии системы за счет увеличения количества структур фазосомы.
Василий Андреевич, с образование адсорбционного слоя воды на молекулярной поверхности развернутого белка растворенные вещества выталкиваются из него в объемную фазу воды. Может ли это перераспределение растворенных частиц увеличивать энтропию объемной фазы (среды)? Второе: коль скоро образование адсорбционного слоя воды идет самопроизвольно, то это и означает падение воды в потенциальную яму, не так ли? Здесь на память приходит дискуссия «Entropy–enthalpy compensation: Fact or artifact?» (http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1110/ps.37801/epdf).
Что касается идеи «увеличения количества структур фазосомы», то она представляется спорной. Коль скоро это ФАЗОсома, то все частицы в ней «повязаны» и она представляется единым целым.
Всё, что сказано о воде в какой-то степени относится и к K+. Он тоже адсорбируется на молекулярной поверхности белка, связываясь со свободными карбоксильными группами, в результате чего его подвижность резко ограничивается.
Фазосома – очень удачный термин! Вы украли его у меня по каналам телепатической связи  :) (этот термин мне тоже пришел в голову дней 10 назад, правда, в английском варианте – phasosome). Отличная альтернатива пресловутой липосоме!

Теперь еще раз о Минкофе. Вера в то, что исследования энергетического баланса клетки (или хотя бы ее «натриевого насоса») ЛИЧНОЕ дело Минкофа или кого-то еще – это, конечно, наивность. Энергетика клетки - принципиальный, фундаментальный вопрос клеточной физиологии. Это понятно всем серьезным исследователям и потому я убежден, что дело Минкофа не ограничилось подметными письмами. Серьезные попытки опровергнуть выводы Минкофа наверняка были, но они не удались. Воцарилось молчание в надежде, что когда-нибудь в будущем, Минкофа всё-таки удастся опровергнуть. 
Не лучше обстоят дела с макроэргической связью АТФ. Нетрудно задаться вопросом: а как именно выделятся энергия АТФ и как она утилизируется биологическими структурами? На этот счет нет не то что ДЕТАЛЬНОГО описания, нет вообще никакого описания! Энергию, заключенную в АТФ, измеряют в калориметрах. Значит ли это, что энергия АТФ освобождается в виде кинетической энергии (тепло – это движение частиц)? Как это может выглядеть? Расщепление АТФ представляют следующим образом: АТФ + H2O — АДФ + H3PO4 + энергия. Предположим, что условия реакции таковы, что и АДФ, и ортофосфорная кислота диссоциированы. Тогда эти частицы будут расталкиваться электростатическим взаимодействием. В этом случае ортофосфорная кислота (как более легкая) со страшной силой отлетит от АДФ и ударившись обо что-то, отдаст свою кинетическую энергию тому препятствию, с которым она столкнулась. А дальше что? Образовавшаяся механическая деформация миозина и/или актина преобразуется в мышечное сокращение? Наивность этой схемы очевидна. Поэтому рассуждения об АТФ обычно заканчивается фразой: выделившаяся энергия используется для биологических целей. Это напоминает мелодрамы, которые всегда заканчиваются свадьбой. Что же происходит с героями после счастливой свадьбы никто не описывает и никого не интересует!
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от апреля 01, 2015, 19:20:39
Цитата: Vladimir Matveev от апреля 01, 2015, 10:02:13
Фазосома – очень удачный термин! Вы украли его у меня по каналам телепатической связи  :) (этот термин мне тоже пришел в голову дней 10 назад, правда, в английском варианте – phasosome). Отличная альтернатива пресловутой липосоме!
Я поступил много банальней: выписал Ваш термин на листок, что бы употребить для "троичной системы" белок-вода-калий. Тут ведь как корабль назовешь, так он и поплывет. Новый термин должен быть короток, ёмок и исключать многообразие толкований.

Есть термин жить и есть - функционировать. Первый понимают все, но никто не сможет правильно сформулировать. Второй более лаконичен, как соответствие частей целому. Протоклетка не живет, но обязательно функционирует без нарушений физических законов и принципов. А эти принципы так или иначе завязаны на симметрии (сохранности) и изменчивости (дисперсии, рассеянии, повышении энтропии).
  Термодинамика начинается с дихотомии работы и тепла. Работа, условно, олицетворяет порядок, тепло - беспорядок. Температура - это мера "качества" тепла-беспорядка. Обесценивание "качественного" беспорядка с высокой температурой до низкокачественного есть работа(!) среды. И это краеугольный момент - работа среды по созиданию потенциальной энергии условного, но естественного потока. Потенциальная энергия иначе может именоваться структурой, текстурой, фактурой. Например, белок - структура, вода-белок - текстура, вода-белок-калий - фактура.
  Функционировать, значит, встать на пути рассеяния энергоконцентрата в "пустоту", дабы работать над фактуризацией некой протяженности, допустим, протяженности протоклетки. Отсюда вытекает, что фактуризация протекает с обязательным повышением энтропии формации система-среда и уменьшением кинетической энергии потока от концентрата. На деле это выглядит как поглощение порции (высокочастотного кванта), включение порции в структуру протоклетки, активация обменных процессов, и обязательно выброс тепловых (слабо структурированных) отходов в ту среду, которая готова именно эти отходы принять. Полезный результат и есть образование обновленной фазосомы.

  Мы сколь угодно долго можем вслед за Минкиным "молиться" на невероятность процесса абиогенеза, пока не разберемся с энергетикой, вводя понятие изолированной формации система-среда. На примере с обогащением системы калием, повышение энтропии прежде всего связано с рассеянием натрия в среду, как выброс отходов, которые принимает океан. Белок есть рабочее тело, соприкасающееся с калий-натрий-хлорным источником, включающим и тепло (кинетику) океана. Протоклетка вовлекает калий в фактуру фазосомы и выбрасывает хлористый натрий. Протоклетка совершает положительную работу над средой. При этом отрицательная работа среды связана с "заталкиванием" теплого раствора в клетку. Разница работ называется энтальпией. Изменение энтальпии в процессе многократного обмена между средой и системой в составе условно изолированной формации и есть функционирование (термодинамическая жизнь).
  Этальпия протоклетки должна выглядеть, как горбатая экспонента от рождения к становлению и обратно, к смерти и рассеянию-распаду с высвобождением кинетики из структурированного вещества. Но и каждый этап от поглощения к выбросу отходов - это энтальпический взбрык, как бы цикл от рождения к гибели.
  Доказав, что натрий и хлор способны самопроизвольно покидать протоклетку из-за особенностей белковой структры с водным кластером, мы, тем самым, подчеркиваем, что океаническая среда совершает естественную работу по фактуризации протоклетки. Сие, по большому, выглядит, как рассеяние океанической кинетики в разнообразие структур различных протоклеток, которые совершают естественное же движение в потенциальные (природные) ниши. При этом энтропия формации растет!
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от апреля 02, 2015, 07:29:07
Уважаемый василий андреевич, доброе утро!
Вопросы. 1) Цитирую; "...Потому и пробовал намекать на поперечные фононы, как осцилляторы "нулевых" биений, но активирующихся резонирующими контурами, дабы дать толчок (при адекватном сигнале извне) для "солитонного бега" калиевой емкости..." (Ответ #189 : Апрель 01, 2015, 01:14:55, четвертый абзац сверху). Значит, фононы могут выступать и в роли ретрансляторов...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от апреля 02, 2015, 08:11:00
Кстати, если быть точным, то, обычно, определяют, что живая бактериальная клетка способна накопить ионы калия в саркоплазме до концентрации 10^-1 моль. При этом его концентрация во внешней среде составляет обычно 10^-4 моль, т.е. в тысячи раз меньше. На производство такой работы, как показывают расчеты, клетка должна затратить энергию, равную почти 803 ккал/моль или около 35 эВ. При учете, что при гидролизе одной молекулы АТФ выделяется примерно 12,5 ккал/моль (около 0,54 эВ), т.е. на 1 акт создания сходного градиента концентрации потребуется осуществить гидролиз 64 молекул АТФ. В которых заключено более 1 952 кДж/моль, что сопоставимо с эффективностью полного окисления 2-х молекул глюкозы в условиях экспериментально установленной потребности клетки в свободной энергии (или до 34% от теоретического максимума в 2 840 кДж/моль в пересчете на 1 молекулу)... (David L. Nelson, Michael M. Cox. Lehninger. Principles of biochemistry. Fifth edition. New York: W. H. Freeman and company, 2008.)
А это, как ни крути, примерный выход АТФ от 2-х циклов трикарбоновых кислот.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от апреля 02, 2015, 08:50:42
ЦитироватьМы сколь угодно долго можем вслед за Минкиным "молиться" на невероятность процесса абиогенеза, пока не разберемся с энергетикой, вводя понятие изолированной формации система-среда.
Хотел бы обратить внимание на важное обстоятельство. Адсорбционный слой воды, однажды образовавшись и вытолкнув в окружающую среду Na+, не требует постоянного притока энергии для поддержания образовавшегося натриевого градиента. То есть, в отличие от модели натриевого насоса, фазовый механизм разделения растворенных веществ несопоставимо более экономичен.

Простой пример: в двухфазной системе вода/октанол вещество распределяется согласно степени своей гидрофобности. Концентрация гидрофобного вещества в спиртовой фазе будет выше, чем в воде: http://chem3513-2007.pbworks.com/f/1196800274/11111.png Для поддержания такого концентрационного градиента энергии не требуется.

Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от апреля 02, 2015, 09:02:06
ЦитироватьКстати, если быть точным, то, обычно, определяют, что живая бактериальная клетка способна накопить ионы калия в саркоплазме до концентрации 10^-1 моль. При этом его концентрация во внешней среде составляет обычно 10^-4 моль, т.е. в тысячи раз меньше. На производство такой работы, как показывают расчеты, клетка должна затратить энергию, равную почти 803 ккал/моль или около 35 эВ. При учете, что при гидролизе одной молекулы АТФ выделяется примерно 12,5 ккал/моль (около 0,54 эВ), т.е. на 1 акт создания сходного градиента концентрации потребуется осуществить гидролиз 64 молекул АТФ.
В этих расчетах не хватает важной детали: сколько таких актов требуется в единицу времени, сколько ионов K+ закачивается, скажем за минуту? Миллион? Что на это скажет цикл Кребса?
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от апреля 15, 2015, 00:04:39
До письма.
Сожалею, что весной и летом не могу уделять достаточно времени форуму. Не знаю продержится ли тема до осени...
  А ведь могла бы звучать, как калиевая клетка и натриевая кровь - важнейшая тема, с потенциальным выходом на широкие модели эволюционных принципов.
Цитата: Vladimir Matveev от апреля 02, 2015, 08:50:42
Адсорбционный слой воды, однажды образовавшись и вытолкнув в окружающую среду Na+, не требует постоянного притока энергии для поддержания образовавшегося натриевого градиента.
Именно это-то и прекрасно. Лично я был крайне удивлен (в своей статистической модели), что удержание "менее активного" элемента может быть объяснено за счет выхода "более активного" за пределы некой экосистемы. В нашем случае экосистема - это адсорбент с адсорбатом. И эта экосистема построена по типу многоуровневости.
  Скорее всего надо понимать так, что натрий+ связывается еще на верхних уровнях организации адсорбата, потому для калия+ проявляется возможность проникнуть на нижние уровни.
  Для океана (крови) с ее обилием хлора- "до лампочки", что калий, что натрий. Но для структурирующейся вокруг белка воды крайне важно повысить энтропию формации (система+среда) за счет рассеяния натрия (а не тепла), проникающего в клетку совместно с калием и органикой.
  По сути выходит, что в протоклетке, у которой еще не сложилось механизма типа АТФ, натрий+ может играть роль агента, сопровождающего органику из океана в клетку. Тогда за приятием натрий-органического соединения будет следовать естественный этап концентрации органики и связывание натрия с водой на верхних уровнях организации адсорбатива. Океан же и выведет натрий за счет осмоса.
  Иначе говоря, работает не столько протоклетка над созданием самой себя, сколько океан, как бы вынужденный избавляться от гидрофобной органики путем вывода ее в протоклеку. Дело же протоклеки построить свою мембрану таким образом, что бы наружу выставлялись большей частью гидрофильные окончания.
  Вот и получаем отрицательную работу океана-среды. А отрицательная работа - это уже и потенциальная ниша в среде, и отрицательная энергия активации в системе.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от апреля 15, 2015, 00:14:43
Цитата: Nur от апреля 02, 2015, 07:29:07
Значит, фононы могут выступать и в роли ретрансляторов...
Уважаемый Нур, думаю с фононной "теорией" следует обождать. Рано. Ведь потенциал действия уже сравним с движением информации, как кодированного для конкретных "целей" сигнала.
  Фонон - это частица, осуществляющая взаимодействие внутри кристаллов, в том числе и органических. Удобнее всего эту частицу воспринимать как "сгусток тепла". Фононная теория наилучшим образом объясняет миграцию или стягивание дислокаций к единому центру. Образование пор определенного размера в мембране - это тоже "стягивание" дислокации. Так что, да, фононы вполне могут выступать в роли ретрансляторов. Но вот только чего? Каких волн-солитонов? А ведь солитон - это уже не волна, это самостоятельная частица макроскопических размеров.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от апреля 15, 2015, 08:49:55
Профессор Джеральд Поллак о "четвертой фазе" воды - адсорбционном слое воды у гидрофильных поверхностей:
https://youtu.be/jb5Yx_xQaNU
С переводом на русский.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от апреля 17, 2015, 15:21:24
Цитата: Vladimir Matveev от апреля 15, 2015, 08:49:55
https://youtu.be/jb5Yx_xQaNU
С переводом на русский.
Со структурами воды очень опасно влезть в фантазии типа памяти и прочей "гомеопатии".
  Электроотрицательность водного адсорбата - это то, что должно хоть частично объяснить устойчивость е-воды. По-видимому, здесь дело не в "металлических" свободных электронах по типу графита, а в отторжении протона с образованием кислородных мостиков внутри структуры. И тогда эта структура уже не гексагональная двухмерность, а трехмерный каркас. Но дело даже не столько в этом.

  Главный парадокс связан с противоречиями микро- и нано-мира, как альтернативы представлениям классической физики. Более того, те же противоречия высвечиваются в экосистемных организациях живого. Поллак вскользь высказался о "социальности" четвертого состояния. Я же еще лет двадцать назад попался на "удочку социальности" процессов эволюции углей в составе земной коры. И эти "социальности" необъяснимы с позиции классики.
  Самое поверхностное - это сравнить "социальности" с квазикристаллами, порядок которых заключается в чередовании зон беспорядка, как емкостей для тепловой кинетики. Именно в этих емкостях варится та структура, которая и будет видима как структура жизни.
  Вода еще более фантомный "организм", нежели квазикристалл. Можно сказать, что надмолекулярная вода пребывает в состоянии постоянной смены структур внутри кластера. Именно эта смена состояний в их взаимодействии и определяет ее максимально возможную энтропию. Более того, при температуре выше 30гр.Ц ее энтропия повышается еще более за счет срыва в самопроизвольную турбуленцию. При этом резко возрастает теплоемкость.
  Говоря иначе, уникальность воды в том, что любое инородное включение понижает энтропию кластера. И кластер трансформируется таким образом, что бы вновь повысить энтропию уже системы вода-включение. А это уже надстройка нового уровня организации. Биосфера функционирует как надстройки новых уровней за счет выпадения "в осадок" дегенеративных уровней. Но об этом надо бы отдельно.

  У нас белок, как нано-пористая структура, способная почти механически трансформироваться под влиянием водного адсорбата, а адсорбат трансформируется под воздействием изменений в белке. Имеем некий причинно-следственных контур, "бомбардируемый" тепловыми флуктуациями. Более стойким (выживаемым) будет тот контур, энергия активации которого будет выше. Но не настолько выше, что бы стать как-бы косной структурой. Любой акт распада - это выброс разрушающего тепла. Но цепной положительной обратной реакции не происходит. Выделяющееся тепло поглощается очередной областью беспорядка квазикристаллической структуры.
  Итак, классический подход к эволюционизму - это утилизация, так называемой, свободной энергии, в конце концов от Солнца. И бессмысленно это отрицать. Тут же и опыт Поллака о увеличении зоны е-воды под действием света. Идти еще далее, значит, сказать, что Свет от божьей воли или большого взрыва.
  Теперь не классический эволюционизм: от случайностей флуктуаций, от нулевых биений самоорганизующихся в частицы-волны, как гармоники. При этом дисгармоники выводятся в виде отходов. Но именно отходы одного "производства" являются "свободной" энергией для тех структур, которые способны их утилизировать. Таким образом, "Поллаксовское" увеличение е-зоны может произойти не только от притока света, но и от выбросов отходов функционирования системы белок-вода. И в этой системе начнутся те электро-статические и -динамические явления, которые по природе будут сравнимы со спонтанными потенциалами действия.
  Т.е., мы возвращаемся к сфере Фокса - потенциалу действия, как выбросу излишков кинетической энергии, накапливаемой органической глобулой за счет беспричинных тепловых флуктуаций. Вот по такой дорожке рассуждений я и пытаюсь идти, постоянно опасаясь, как бы не изобрести вечный двигатель.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от апреля 18, 2015, 08:19:55
ЦитироватьЭлектроотрицательность водного адсорбата - это то, что должно хоть частично объяснить устойчивость е-воды. По-видимому, здесь дело не в "металлических" свободных электронах по типу графита, а в отторжении протона с образованием кислородных мостиков внутри структуры. И тогда эта структура уже не гексагональная двухмерность, а трехмерный каркас. Но дело даже не столько в этом.
Водородные связи между молекулами воды в адсорбционном слое более прочные, чем в объемной фазе и это делает этот слой сравнительно плохим растворителем. В результате, из двух ионов, ОН- и Н3О+ последний эффективней вытесняется из адсорбционного слоя, т.к. имеет бОльший объем.  После установления диффузионного равновесия, концентрация ОН- в адсорбционном слое больше, чем Н3О+ и фаза адсорбата приобретает отрицательный заряд по отношению к объемной фазе. Есть ли в этом рассуждении ошибки?
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от апреля 18, 2015, 19:00:00
В своих рассуждениях я исходил из того, что "плоский гексагональный слой" не может быть устойчивым, если нет связей между слоями. В графите эту устойчивость обеспечивает "лишний" электрон углерода. Кроме того, необходим механизм защиты от тепловых флуктуаций, а это обычно обеспечивается "надломами" и сростками по дислокациям. Именно "хаос" дислокаций позволяет структуре без разрушения быть одновременно и косной, и пластичной.
  Потому и рискнул говорить не просто -ОН, а о типе Н-О-О-(К,Н). Именно в таком раскладе К+ может стать элементом, принимающим на себя ответственность за тепловую кинетику, не нарушающую структуру водного кластера.
  Разумеется, Н+ не может быть свободным. А вот с чем ему легче связаться, с другим ли Н+ или водой, я судить не берусь. Ведь Н3О+ не является сколько-нибудь устойчивой молекулой(?). Положительная же электростатика вокруг кластеров вполне может быть какой угодно природы, как ответная реакция среды.
  Так что я более голосую за выделение свободного водорода, кстати это своеобычный продукт жизнедеятельности анаэробов. Именно выход водорода позволил бы реакциям носить необратимый характер, тогда как -О-О- связи вполне себе устойчивы, хотя и могут "гулять" в межслоевом пространстве.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от апреля 19, 2015, 08:06:45
ЦитироватьРазумеется, Н+ не может быть свободным. А вот с чем ему легче связаться, с другим ли Н+ или водой, я судить не берусь. Ведь Н3О+ не является сколько-нибудь устойчивой молекулой(?).
Насколько мне известно, протон не может существовать в свободном виде из-за очень высокой напряженности электрического поля [E = k(q/r2), q - заряд, r - радиус иона]. По этой причине, думаю, гидроксоний - это форма существования протона в водных растворах.

Коль скоро мы заговорили об электростатических взаимодействиях в адсорбционном слое воды, приведу данные о диэлектрической проницаемости в этом самом слое. Данные, приведенные на рисунке, свидетельствуют о том, что диэлектрическая проницаемость в адсорбционном слое ниже, чем в объемной фазе. Это означает, электростатические взаимодействия в этом слое сильнее.

Правило Кёна: "Два вещества с различной диэлектрической проницаемостью, находящиеся в контакте, заряжаются; вещество с более высокой диэлектрической проницаемостью заряжается положительно, а другое - отрицательно".
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Дж. Тайсаев от апреля 19, 2015, 08:51:19
Цитата: Vladimir Matveev от апреля 19, 2015, 08:06:45
Насколько мне известно, протон не может существовать в свободном виде из-за очень высокой напряженности электрического поля [E = k(q/r2), q - заряд, r - радиус иона].
Если бы было так, тогда бы кислая среда была бы невозможна))).
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от апреля 19, 2015, 09:23:36
Гидроксо́ний (оксоний, гидроний) НзО+ — комплексный ион, соединение протона с молекулой воды.
Водородные ионы в водных и спиртовых растворах кислот существуют в виде гидратированных или сольватированных ионов гидроксония. Для измерения концентрации водородных ионов используется водородный электрод. Ион гидроксония был обнаружен также в газовой фазе. Этот катион часто используется для представления природы протонов в водном растворе. Также существуют такие катионы, как H5O2+ ,H7O3+, H9O4+.
Стандартная энтропия иона гидроксония составляет 192,25 Дж/(моль·K).
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%B9
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Дж. Тайсаев от апреля 19, 2015, 09:37:56
Цитата: Vladimir Matveev от апреля 19, 2015, 09:23:36
Гидроксо́ний (оксоний, гидроний) НзО+ — комплексный ион, соединение протона с молекулой воды.
На всякий НзО+ всегда найдётся свой ОН-
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от апреля 23, 2015, 08:25:00
Простите, я буду думать над проблемкой гидроксония, не так то тут все просто. Джабраил, написав оаж минус, которому в соответствие поставлен "лиший" водород у воды, мы успокоимся балансом. Как успокаиваемся тем, что "ясен пень - отбор рулит"...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от апреля 23, 2015, 08:36:10
Где-то тут (что бы не обощать) "устойчивость неравновесия". И срыв к той устойчивости, что будет готова вновь свалиться к неравновесию. Думаю даже квантовая физика будет не подругой. Есть что-то за пределами...
  Это Дж. Тайсаев, уже нельзя объяснять, по типу: есть пластичные виды.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от апреля 23, 2015, 08:42:51
Цитироватья буду думать над проблемкой гидроксония, не так то тут все просто
Московские физики против теории Аррениуса (см приложенный файл). Менделеев тоже был противником теории электролитической диссоциации. Аррениус в ответ заблокировал присуждение Менделееву Нобелевской премии.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от мая 19, 2015, 07:49:21
Неофициальный отзыв на мою статью о калиевых прудах.
Здравствуйте, Владимир Васильевич!

Спасибо за присланную статью. Редкий случай - у меня нет критики в ее адрес, я согласен со всеми основными тезисами. Относительно Мулкиджаняна - он приводит данные по превалированию калия только в некоторых паро-газовых выходах на Камчатке. Во всех же водных растворах, которые я изучал на Камчатке, натрий всегда превалирует. Впрочем, Вы правы, для возникновения жизни соотношение этих компонентов не имеет существенного значения.

Я рассматриванию момент возникновения жизни как термодинамическую инверсию. То есть сначала появляется состоящая из простых компонентов негэнтропийная микросистема, а уже потом начинается усложнение ее структур. Такая система по самой своей организации имеет тренд к накоплению избыточной (над-энтропийной) свободную энергии и (био)информации, процессы в ней направлены против энтропии, т.е. на рост энергетических градиентов. Возникает сразу и энтропийный насос, выводящий энтропию, и ионный насос Na,K-АТФаза, по моим представлениям, является одним из его проявлений. Первоначально градиент калий-натрий мог быть и небольшим, но он неизбежно увеличивался в ходе развития системы. Одновременно формировались и сложные макромолекулы, но уже биологического генезиса, не ин Витро, а организованные циркулирующей биоинформацией и над-энтропийной свободной энергией. Если этот подход Вам интересен, то можно посмотреть пару моих статей, которые присоединяю.

Некоторые из вещи из Вашей статьи для меня новые, вероятно, роль протобелков в процессе возникновения жизни  действительно недооценена. Сейчас я пишу книгу по происхождению жизни для Springer, и хотел бы сослаться на эту Вашу работу. Если есть подобная англоязычная публикация, пришлите, пожалуйста.

Всего доброго, Компаниченко Владимир Николаевич
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от мая 28, 2015, 10:56:44
Тезисы, подготовленные для международный конгресса "Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине".
http://www.biophys.ru/congress-2015/

ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ, ВОЗНИКАЮЩЕЕ БЛАГОДАРЯ СОРБЦИОННЫМ СВОЙСТВАМ БЕЛКОВ, КАК ФИЗИЧЕСКАЯ ОСНОВА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПРОТОКЛЕТКИ И ЕЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

Матвеев В.В.
Институт цитологии Российской академии наук, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., 4.
E-mail: vladimir.matveev @ gmail.com, персональный сайт: http://vladimirmatveev.ru

Ключевым событием в происхождении жизни явилось возникновение внутриклеточной среды, которая обеспечивает необходимые условия для протекания жизненных процессов. Для решения проблемы происхождения такой среды в литературе имеется два принципиально различающихся подхода.

Стандартная физическая модель клетки, общепринятая в настоящее время, объясняет возникновение внутриклеточной среды свойствами поверхностной мембраны, основу которой составляет липидный бислой со встроенными в него белками различного функционального назначения. Минимальный набор структур и функций мембраны сводится к следующему списку: (1) липидный бислой выполняет барьерную (изолирующую) функцию; (2) ионные каналы специфичные для ионов Na+; (3) ионные каналы, способные пропускать только ионы K+; (4) белковые молекулы, способные перекачивать упомянутые ионы против их концентрационных градиентов – Na,K-насосы, нуждающиеся для своей работы в непрерывном притоке энергии. Таким образом, с позиций стандартной модели, происхождение жизни сводится к проблеме происхождения поверхностной мембраны, способной своей работой обеспечить необходимые для жизни условия внутриклеточной среды.

К недостаткам стандартной модели относятся следующие: (1) отсутствуют какие-либо экспериментальные данные о способности полипептидов, спонтанно возникающих в условиях первобытной Земли, осуществлять функции ион-специфических каналов; (2) в процессе спонтанной полимеризации аминокислот, проводимых в лабораториях на протяжении десятилетий, так и не был получен полипептид, обладающий свойством перекачивать те или иные ионы через липидную мембрану против их концентрационных градиентов; (3) сложная организация полифункциональной мембраны протоклетки предполагает необходимость синтеза и сборки всех ее элементов в условиях, обладающих технологическим алгоритмом. Таким образом, стандартная модель оказалась не в состоянии предложить сколько-нибудь понятный механизм происхождения жизни и не располагает необходимыми экспериментальными данными в свою пользу.

Согласно другой модели, клетка является не каплей раствора, отграниченного от внешней среды мембраной, а фазой, физическое состояние вещества которой отличается от физических свойств среды. Свойства такой фазы определяются сорбционными свойствами белков с развернутой конформацией, важнейшими из которых являются их способность связывать воду клетки и основной внутриклеточный катион – K+. Адсорбция воды на молекулярной поверхности белка является полимолекулярной (многослойной) и поэтому способна обеспечить связывание большей части внутриклеточной воды. Адсорбционные силы усиливают водородные связи между молекулами адсорбированной воды, поэтому такая вода не растворяется в воде окружающей среды, не смешивается с ней. Адсорбированная вода обладает меньшей растворяющей способностью, поэтому растворенным веществам термодинамически невыгодно находиться в фазе адсорбционного слоя, и они вытесняются из клетки (или протоклетки) в объемную воду. 

Фазовая модель клетки, как основа для объяснения происхождения жизни, обладает следующими полезными свойствами: (1) на первобытной Земле были необходимые условия для спонтанного образования полипептидов; (2) полипептиды адсорбируют воду, образуя биофазную систему – протоклетку; (3) адсорбированная вода вытесняет из протоклетки все вещества (включая ионы Na+), если они не связаны с белками и находятся внутри клетки в свободном состоянии; (4) протеиноиды Фокса, организованные в микросферы, способны аккумулировать ионы K+, доказывая тем самым способность полипептидов связывать этот важнейший для внутриклеточной среды катион. Необходимо подчеркнуть, что каждое из перечисленных утверждений является экспериментальным фактом. В результате фазообразующих свойств белка, внутри фазы, то есть внутри протоклетки, образуется особая, внутриклеточная, среда, необходимая для протекания физических процессов и химических реакций, присущих жизни. Для поддержания концентрационных градиентов K+ и Na+ такая биофазная система не нуждается в энергии. Однажды возникнув, протоклетка дала начало эволюционному древу, которое породило величайшее разнообразие типов клеток, но при этом физические свойства клетки как фазы оставались неизменными на протяжении миллиардов лет.

В отличие от стандартной модели, фазовая модель клетки основана на известных физических принципах, имеет прочные экспериментальные доказательства своих основных положений и поэтому нуждается в интенсивном изучении. До сих пор проблему происхождения жизни пытались решить на основе стандартной модели. Пришло время расширить поиски, включив в практику научных исследований методологию фазовой модели.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от сентября 20, 2015, 10:17:58
Уважаемый Владимир Васильевич, доброго Вам здоровья!

Затухла тема, а я все ждал, что кто-нибудь наберется сил продолжить ее...
По большому счету, смысл нашего обсуждения сводится к попытке реконструировать наиболее ранние этапы биологической эволюции, но мы увлеклись спором о том, что первичнее - пассивный транспорт в мембранах или активная работа против градиента... Свою точку зрения я на это высказал и повторюсь, что активный транспорт - более позднее изобретение.
С другой стороны, мы, практически, ни словом не обмолвились о возможной схеме эволюции на этапе возникновения и существования калиевых прудов...
По идее, они должны были организовываться из отдельных элементов, что-либо в их объеме должно было подвергаться трансформации, а затем, будучи вынесенным в океан, такой "пруд" должен был распадаться на составляющие, обогащенные новыми свойствами. Последние могли занимать различные эшелоны в толще "натриевого" океана и часть из них вновь выносилась на сушу, где могла принять участие в создании очередного калиевого пруда...

Владимир Васильевич, этот посыл не претендует на идею о возможной схеме эволюции, а является предложением оживить дискуссию в предлагаемых рамках ради достижения хоть какого-нибудь рационального выхлопа от наших обсуждений...
 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от сентября 20, 2015, 10:28:32
Уважаемый Владимир Васильевич,
в связи с этим вопрос - могла ли организованная у поверхности мембран вода содавать/поддерживать/изменять электростатический заряд...
Возможно ли, каким-либо образом, предположить его величину и характер ее изменения в процессе развития протоклеток и калиевых прудов, а также - результат взаимодествия протоклеток между собой...
И могли ли протоклетки, в данном случае, благодаря электростатике, имитировать кооперативное и "паразитическое" поведение, подобное тому, которое, по мнению отдельных специалистов, предшествовало возникновению полового размножения у эукариот...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от сентября 20, 2015, 10:36:27
Просто Вы, уважаемый Владимир Васильевич, материалом о фазовом состоянии словно вбили последнюю точку в содержание темы. Я поддерживаю Вас в том, что было сказано о свойствах протоклеток, но каким образом это может влиять на картину первейших этапов биологической эволюции - почти ничего не сказали...
Поэтому я, крайне осторожно, с оглядкой, можно сказать - намеком, заикаюсь о продолжении полемики...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от сентября 20, 2015, 14:48:30
Уважаемый Nur! Благодарю Вас за интерес к теме.
Свою статью о калиевых прудах я представил журналу "Origins of Life and Evolution of Biospheres" (http://www.springer.com/life+sciences/journal/11084) и получил один положительный отзыв и два отрицательных (статью отклонили). Хотел бы представить рецензии с моими комментариями внимаю заинтересованных лиц (файл приложен). Возможно, это оживит нашу дискуссию на какое-то время.   
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от сентября 22, 2015, 10:48:56
Уважаемый Владимир Васильевич, добрый день!

Несколько раз перечитал рецензии, подумал - и хочу выразить Вам свою личную признательность за Вашу активность в сети, которая, в конце концов, привела Вас на этот форум.
Все, что было сказано в данной теме, лично для меня явилось подтверждением знаменитого вывода о том, что энергия и масса переходят друг в друга согласно всем известной зависимости о Е равной произведению М на С в квадрате. И ключевой момент в этом переходе - скорость, а точнее, смена скорости прямолинейного движения на скорость обработки входящих сигналов, то, что образно можно сравнить с явлением замедления времени, т.е. превращения того, что побуждает измениться в то, что сопротивляется всяким изменениям.
Именно в этом заключается секрет возникновения гигантизма в мире организмов, совпадающий по времени с окончанием очередного периода (мы это, кстати, обсуждаем в соседней теме).
И система двух фаз, разделенных плоскостью мембраны - представляет из себя воплощенную иллюстрацию проекций в переходе от точки к объему, инвариантно проявляющуюся в каждом эволюционном движении.
При этом мы уже говорили о батарейках, аккумуляторах, аккумуляторных батареях и ионисторах, последовательность которых характеризуется возрастающими значениями электрического сопротивления - опять-таки, очень похоже на упомянутый ряд проекций, что наводит на мысль о сходстве чего-то подобного с замедлением... Не здесь ли стоит поискать определение информации, которое будет, скажем так, более "физично" что-ли...
И, к сожалению, похоже, что подтверждаются мрачные идеи некоторых технократов о скором (по геологическим или историческим меркам) исчезновении биологической материи на Земле в связи с тем, что, по сути своей жизнь - это всего лишь способ превращения лишенной разума неживой материи в искусственный интеллект. Очень похоже на положение видимой части спектра между ультрафиолетовым и инфракрасным излучениями. Случайно ли мы (жизнь) оказались непосредственно связаны с этой частью спектра. С оговоркой, что линейный оптический спектр поменялся на плоскость бислойной мембраны... Понятно, что единственный способ продлить существование человечества и биосферы - поначалу не пытаться воспрепятствовать появлению искусственного интелекта, а расселиться среди звезд, опережая недружественные инициативы ИИ...
И еще - элементарная электрическая цепь, машинка Фарадея, динамо и множество других аналогий организмам и сообществам. И геометрия Минковского, дополненная плоскостью с максимально возможным количеством источников информации в ее сечении (экспоненциально убывающим в прошлом и будущем), между конусами (очень похоже на картинку демографического перехода, о котором также говорилось на форуме).
С этими идеями я, в свое время, пришел на форум, потихонечку тестировал их, занимаясь поисками того, кто может разделить подобные взгляды и даже привести их в более "физичный" вид...
И я очень рассчитываю, что мне удастся это сделать с Вашей помощью (естественно, при наличии Вашего благорасположения), потихоньку приводя то лирическое отступление, которое я сделал выше в более "наукообразный" вид, в следующих постах...

С самыми искренними заверениями в личном почтении к Вам,
Nur. 
 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от сентября 22, 2015, 13:31:25
Здравствуйте, Nur! Спасибо за моральную поддержку. Постараюсь помогать Вам в меру своих сил.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от сентября 23, 2015, 08:31:29
Уважаемый Владимир Васильевич, доброе утро!

Я полностью согласен с Вашим тезисом о "...необходимости значительного расширения сравнительных исследований живых клеток и их моделей...", с особым акцентом на моделирование.
По моему убеждению, такое моделирование должно ответить на вопрос о наличии в процессе организации жизни этапов, имитирующих различные агрегатные состояния вещества. На наличие различных фаз, по логике, может указывать не раз воспроизведенное мнение о том, что зарождение жизни связано с одним интервалом температур и давлений (вблизи, например, источников тепла), а существование многоклеточных организмов - с другим (гораздо ближе к точке замерзания воды).   
 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от сентября 23, 2015, 08:47:10
Неплохо было бы также найти для биологических объектов аналогии понятиям о порядках в физике. Те же агрегатные состояния связаны, например, с различными вариантами порядка. В частности, твёрдое тело обладает как трансляционным, так и ориентационным порядком. Последний, кстати, означает, что пространственная ориентация объектов, слагающих тело, скоррелирована и при этом обнаруживает последовательно выделяемые степени охвата таких объектов; обычно ближний и дальний типы порядка.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от сентября 23, 2015, 08:52:54
Подобного рода СРАВНИТЕЛЬНЫЕ исследования не проводят потому, что уже имеющиеся результаты такого рода прямо противоречат "мембранным" механизмам регуляции ионного состава живой клетки. Как только такие зубодробительные результаты получают, соответствующие клеточные модели сразу объявляют не имеющими никакого отношения к живым клеткам. Коллега из Принстона (а не из Зимбабве) так сразу и написал мне: микросферы Фокса - неадекватная модель. В ответ я задал три вопроса:
1) какая из известных моделей является адекватной?
2) если появится новая модель клетки, как мы узнаем, что она адекватная?
3) каковы вообще критерии адекватности?
Ответа на эти вопросы не последовало.
Ясно и без Принстона, что единственно адекватной моделью для людей с "мембранным" мышлением будет модель, обладающая полнофункциональной мембраной: с ионспецифичными каналами и натриевым насосом. Однако за 65 лет экспериментов по проблеме происхождения жизни адекватной модели так никто и не получил.
Пока нет мембраны с насосами и специфичными каналами, нет внутриклеточной среды.
Пока нет такой среды, нет жизни.
Нет жизни, нет молекулярной эволюции.
Где будет протекать происхождение натриевого насоса, в синем море? Смешно!
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от сентября 23, 2015, 09:03:08
ЦитироватьНеплохо было бы также найти для биологических объектов аналогии понятиям о порядках в физике. Те же агрегатные состояния связаны, например, с различными вариантами порядка. В частности, твёрдое тело обладает как трансляционным, так и ориентационным порядком. Последний, кстати, означает, что пространственная ориентация объектов, слагающих тело, скоррелирована и при этом обнаруживает последовательно выделяемые степени охвата таких объектов; обычно ближний и дальний типы порядка.
С физической точки зрения, живую клетку необходимо рассматривать как фазу (как крупинки льда в воде, например). Только клеточные модели, обладающие свойствами фазы, могут рассматриваться как адекватные модели. Липосомы - модель неадекватная, так как физическое состояние ее содержимого не отличается от физического состояния окружающей среды. И там, и там простой раствор ионов. И там, и там вода свободная (не адсорбированная).
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от сентября 23, 2015, 09:30:17
Параллельно важно выяснить, как агрегатные состояния могут переходить одно в другое. Например, могу предложить следующий образ такого моделирования. Скажем, вдруг выяснилось, что при высоких значениях энтальпии локусы РНК, до того существовавшие независимо (ионизированными) оказались связанными с определенными белками (рекомбинация). Потом ряд подобных пар оказались в каком-то ограниченном пространстве и, в конце концов, возник ансамбль молекул, способный уже к тому, что можно назвать подобием размножения, но подверженный заметной модификации (конденсация). Наконец, возникает многоклеточность, в развитии которой появляется трансляционный порядок, благодаря которому, клетки приобрели способность сохранять корреляции не только по месту положения, например, в ходе онтогенеза (пространственная трансляция), но между отдаленными по времени поколениями (что-то подобное замерзанию или кристаллизации). Наконец, когда скорость обработки информации достигает величин, близких к предельным, появляется развитая способность мыслить (возможно, разум, как форма, подобная конденсату Бозе-Эйнштейна), в результате чего создаются образы, взаимодействие которых осуществляется без трения и рассеяния тепла (возможно, искусство как процесс, имитирующий явление сверхтекучести).     
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от сентября 23, 2015, 10:05:43
Исследователи с т.н. "мембранным" мышлением, возможно, живут в одной "фазе" и не могут преодолеть границы раздела "фаз", им это кажется сложным, требующим детализации и специализации на какой-нибудь отдельной детали строения мембраны. В своей деятельности они обнаруживают ближний порядок трансляции, поэтому и ищут тех, кто обладает таким же фазовым порядком. Это их способ выживания в научном мире и не стоит тратить время на споры с ними, лучше прислушиваться к их замечаниям, касающихся Вашего подхода к решению проблемы. Эти замечания могут оказаться весьма дельными, поскольку исходят от людей, обладающих глубокими знаниями в определенной, пусть и узкой области. Но мир науки не ограничивается только такими специалистами, в нем есть и те, кто с энтузиазмом воспримет то, о чем Вы говорите. Никто не утверждает того, что поиски таких энтузиастов принесут быстрые результаты. Они вполне могут оказаться (нет, не "гласом вопиющего в пустыне") подобными поискам "братьев по разуму". (Замечу по пути, что, может быть, одного энтузиаста Вы тут уже нашли, пусть даже, на данный момент, не являющегося профессиональным ученым).
В этом мир науки подобен реальному физическому миру, где различные агрегатные состояния существуют во взаимодействии друг с другом. В экосистемах высокого уровня сохраняется подобное разнообразие условий существования организмов, отграниченных термодинамическими пределами.
Поэтому я убежден, что клеточные модели должны учитывать возможность перехода из одной фазы в другую.   
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от сентября 23, 2015, 10:08:37
ЦитироватьПараллельно важно выяснить, как агрегатные состояния могут переходить одно в другое. Например, могу предложить следующий образ такого моделирования. Скажем, вдруг выяснилось, что при высоких значениях энтальпии локусы РНК, до того существовавшие независимо (ионизированными) оказались связанными с определенными белками (рекомбинация).
Прикрепил к этому сообщению статью из сборника, в которой разделение фаз рассматривается как механизм компартментализации в ядре. Компартментализация без мембран? Еще лет 10 назад за это били по почкам!
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от сентября 23, 2015, 14:51:54
Даже перечень разделов и глав в содержании прозвучал для меня интригующе.
Уважаемый Владимир Васильевич, мне понадобиться время, чтобы осмыслить хотя бы часть материала...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от сентября 24, 2015, 20:30:27
Цитата: Vladimir Matveev от сентября 23, 2015, 08:52:54
Где будет протекать происхождение натриевого насоса, в синем море? Смешно!
Лично для меня такой вопрос оказался совершенно серьезным. Вроде получается так, что калий-натриевый "насос" - это свойство "синего моря". Протожизни осталось только встроиться в действие этого насоса, дабы попользоваться дармовой энергией.
  Я сейчас ищу математиков с долей сумашедшинки, что бы подтвердить или опровергнуть мои терзательные рассуждения. Если не найду таковых, то выложу на форуме свою писанинку страниц на пять в одиннадцатом формате (ну никак не получается убористей).

  Уважаемый Владимир Васильевич, я еще только собираюсь перечесть выложенное Вами на русском. Волнует же вопрос о экспериментах, когда калий концентрируется на "углеводородах" без участия мембран. Пусть в микрозначениях, пусть на коротких сроках функционирования. Как интересная справка: в углях стадии Б2 наблюдаются "сверх"концентрации как калия, так и редкоземельных элементов вблизи границы пластовых тел с вмещающими породами.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от сентября 24, 2015, 20:37:13
Цитата: Nur от сентября 20, 2015, 10:17:58
С другой стороны, мы, практически, ни словом не обмолвились о возможной схеме эволюции на этапе возникновения и существования калиевых прудов... 
Добрый Нур, подумайте, нужны ли вообще "калиевые пруды", если они не "взвешены" в натриевых океанах? Главная изюминка в том, что процесс разделения "усредненного" океана на натриевую среду и калиевую систему должен быть настолько естественен (т.е. идти с повышением энтропии и понижением потенциальной энергии), что органике не останется иного направления, как эволюционировать в живое.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от сентября 26, 2015, 07:16:08
ЦитироватьВолнует же вопрос о экспериментах, когда калий концентрируется на "углеводородах" без участия мембран. Пусть в микрозначениях, пусть на коротких сроках функционирования. Как интересная справка: в углях стадии Б2 наблюдаются "сверх"концентрации как калия, так и редкоземельных элементов вблизи границы пластовых тел с вмещающими породами.
Василий Андреевич! Вы лучше меня знаете, как широко в природе распространено явление адсорбции. Если говорить о неживых системах, то особый интерес представляет явление ИЗБИРАТЕЛЬНОЙ адсорбции K+ в ПРИСУТСТВИИ Na+. Говорю всем: исследуйте какую угодно систему, только объясните избирательность там, где она есть. Природа едина, и механизм избирательности, открытый на угле откроет дорогу для объяснения избирательности у белков.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от сентября 26, 2015, 16:02:55
Цитата: Vladimir Matveev от сентября 26, 2015, 07:16:08
Если говорить о неживых системах, то особый интерес представляет явление ИЗБИРАТЕЛЬНОЙ адсорбции K+ в ПРИСУТСТВИИ Na+.
Спасибо, мне достаточно Вашего слова.
Ранее я мучился с "дивергенцией" нечто единого-однотипного. Но в этом едином (на примере калий-натрий иона) уже присутствует "двуликость" с минимальным различием свойств. И, по-видимому, именно минимальность различий является неким "волшебным" моментом, когда природе удается сделать выбор между "жизнью и смертью". (Прошу прощения за образность, но в противном случае будет очень много буковок).
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от ноября 02, 2015, 13:26:06
Уважаемый Владимир Васильевич, доброго Вам здоровья!

Долго думал и все-таки остался уверенным в том, что вопрос об организации клетки - это вопрос об имитации фазовых переходов.
У меня к Вам один вопрос  - возможно ли мембрану представить в виде линзы, форма которой изменяется в зависимости от направления транспорта, по градиенту или против него...
   
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от ноября 02, 2015, 13:42:21
Уважаемый Nur! Мембрана способна на всё, если это нужно для теории. Кстати, это касается любой теории, а не только мембранной.
Гораздо интереснее исследования, набирающее обороты, - это безмембранные внутриклеточные компартменты. Мой добрый совет, прочтите приложенную статью, чтобы вырваться на свободу из липидной фазы. :) 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от ноября 02, 2015, 13:59:02
Ну и я практически о том же, уважаемый Владимир Васильевич!
В зависимости от положения по отношению к центру масс, вода, организованная в компартменты в районе раздела сред, имитирует разделенные с ней фазы - лед и стекло.  То есть, вода практически осуществляет замедление перехода твердой фазы в газообразную и наооборот, обеспечив существование того, что мы сейчас называем эволюцией ("эволюцию адсорбата", как выразился в соседней теме уважаемый василий андреевич). Получается, что мембрана, по сути, имитирует организованный слой воды. И время ее появления потому примерно должно совпадать с определенным значением вязкости цитоплазмы...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от ноября 02, 2015, 14:03:41
Благодаря свойствам воды и появилась жизнь, поскольку стала возможной реализация фазового перехода ТТ - газ в приемлемом диапазоне температур, очень узком по отношению к глобальной температурной шкале, но, тем не менее, достаточном для квантования перехода из одного состояния в другое в упорядоченный спектр, подобный оптическому...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от ноября 02, 2015, 14:07:50
Жизнь просто имитирует последовательный переход из одной фазы в другую, но с одной поразительной особенностью, связанной с плотностью вещества...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от ноября 02, 2015, 16:52:00
Уважаемый Владимир Васильевич,
совершенно уверен в том, что благодаря Вашему подходу, со слоями (компартментами) удастся разобраться... Мне интереснее другое (и, к сожалению, я не обнаружил этого в столь любезно предоставленной Вами статье), организовываются ли в слоях какие-либо ячеистые структуры. Судя по строению того же льда - должны... И я ожидаю, во-первых, что линейные размеры таких структур должны уменьшаться в направлении к центру масс; во-вторых, их устойчивость (или скорее, аморфность) также должны, соответственно, увеличиваться/(уменьшаться) пропорционально в этом направлении...

Если это так, то, скорее всего, секрет, по меньшей мере, развития жизни (может, даже ее возникновения) - можно считать более-менее понятным. И все - по аналогии с физикой...   
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от ноября 03, 2015, 08:26:26
Уважаемый Nur! Думаю, Вам было бы интересно ознакомится с приложенной статьей. Обратите внимание на рис.1. На нем Вы увидите зону, из которой выталкиваются коллоидные частицы. Структура этой зоны является сейчас темой обсуждений. Готовых решений нет.

Понятие "эволюция адсорбата" требует пояснений. Какая эволюция, химическая? Физическая? Гораздо более злободневной темой, на мой взгляд, является СТРУКТУРА адсорбата (особенно если адсорбция многослойная) и физические свойства адсорбционного слоя. Если о феноменологии этого слоя кое-что известно, то соответствующей теории просто нет.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от декабря 26, 2015, 08:46:21
Поздравляю всех коллег с наступающим Новым годом!
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от декабря 26, 2015, 11:05:35
Уважаемый Владимир Васильевич, выражаю Вам личную благодарность за поздравление!

Уверяю Вас со всей возможной искренностью - лично я не забыл про тему. Просто пока не нашел материалов, которые позволили бы мне уже совершенно уверенно говорить о том, что мембрана (или комплекс мембран), а вместе с ней и вода - единственная среда, фаза, обуславливающая возможность эволюции как процесса перехода от целого к частности и обратно не со скоростью взрыва, а посредством постепенной смены множества переходных форм, развитие каждой из которых имитирует процесс в целом. Что и обеспечивает безграничность существования мира в диапазоне от мгновения до вечности.
Что это нам дает. На мой взгляд, во-первых, понимание того, что общая энергия - это не только формула эквивалентности энергии и массы, но также эквивалентность полной энергии и энергии среды в момент, когда масса покоя тела и его кинетическая энергия практически находятся в потенциале. Говоря попросту, с3 или объем пустого пространства, бездны, которое и является аналогом того математически странного аттрактора или физически заполняет потенциальную нишу, о которых постоянно пишет уважаемый василий андреевич.
Во-вторых, мембрана, по сути, является воплощением того самого "демона Максвелла", умудряющегося разделить мир на 2 температурных полюса. Удивительно, что, пока, на форуме на это никто не обратил внимание, хотя я и намекал на это, говоря о «странном сходстве» соотношений плотности клеточного вещества (квазитвердого тела) и воды, а также воды и воздуха. С учетом того, что было сказано выше, можно говорить и об эквивалентности понятий энтальпии и энтропии, определяя здесь энтропию как «замороженную в вечности» энтальпию. А энтальпию – как энтропию, растянутую до масштабов бесконечности.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от декабря 26, 2015, 11:06:05
Таким образом, лично для меня, рассуждения о вере в сверхъестественное теряют всякий смысл. Поскольку получается, что это самое сверхъестественное сосредоточенно в абстрактной точке, являющейся аналогом «сверхтвердого» и включающего в себя эту самую массу покоя. Вполне нейтральную в своем потенциале превращений и окруженную бесконечной пустотой среды. И, с физической точки зрения, нет ничего удивительного в том, что что-то сверхплотное стремится перейти в сверхпустоту (точка в объем, диагональная составляющая) в силу наличия подобного градиента. Со скоростью с3, поскольку нет необходимости передавать информацию и терять энергию на взаимодействие. И заметьте, пожалуйста, что религиозные деятели говорят о Всевышнем то как о точке, то как о вмещающей сущности, то как о пронизывающей вселенную субстанции. Те же понятия тела, среды и движения. Только предложенные в форме догмата, что уже не принимается мной в силу рационального характера восприятия действительности.
Именно поэтому, человеческая вера должна перейти в процесс познания окружающего мира. Точно также, в плане существования мира идей, поле науки способствует, и уже в свою очередь, преобразованию вещественного субстрата в информацию. Точно также математика, уже внутри научного метода, преобразует мир символов каждой из отдельных дисциплин в наполненные смыслом выражения.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от декабря 26, 2015, 11:06:53
Переходя на обывательский уровень, могу сказать несколько слов об опосредующей, «мембранной» роли женщины в этом мире. Повторюсь, женщине трудно быть законченной эгоисткой, поскольку она, аналогично внешней среде, свои силы расходует на превращение дитя в зрелого мужа. Совершенно естественным образом практически считая и того, и другого эквивалентами. Ей также приписывают свойства восприятия, селекции и передачи (закрепления в потомстве) материала, доставляемого из внешней среды. Разве то же самое не характерно для мембран и организованного слоя воды (да и для самое воды, как фазы). Случайно ли она «ребро Адама», по внешнему контуру до поры отграничивающее тело (дитя) от среды (мира мужчин). Вспоминая тут о соответствии градиентов плотности фаз, приведенном выше, стоит ли удивляться присущему женщинам стремлению к уравнительному распределению благ  и миролюбию, учитывая свойство воды как природного замедлителя.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от декабря 26, 2015, 11:17:15
Рискуя совсем сойти в офф-топ, только заикнусь об удивительной комплементарности золота и женщин, их стремлении к оптическом эффектам и эмоциональной компетентности, позволющей им вначале выбирать способных преуспеть, выражусь совсем образно, в "мордобое", но по настоящему влюбляться в "сладкоголосых" мастеров речи (ну чем не потенциал действия в эволюции от тактильных контактов к обмену информацией).
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от декабря 26, 2015, 11:18:50
Уважаемый Nur, благодарю за внимание!
В качестве дополнения, привожу основные положения статьи Matveev V.V. (2015) Comparison of fundamental physical properties of the model cells (protocells) and the living cells reveals the need in protophysiology. International Journal of Astrobiology 0(0): 1–8 (2015):

•   Из-за чрезмерного количества ионов натрия возникновение жизни в океане проблематично.
•   Калиевые пруды, в которых K+ больше, чем Na+, – идеальная среда для предбиологической эволюции.
•   Какие причины могут привести к возникновению натриевой помпы в калиевом пруду, если в нем и так достаточно K+?
•   За десятилетия исследований никому не удалось наблюдать в лаборатории самопроизвольного возникновения натриевого насоса.
•   Биофаза – это система «белок + связанная с ним вода».
•   Растворяющая способность связанной воды ниже, чем у объемной, поэтому концентрация ионов натрия в фазе связанной воды будет ниже, чем в среде. По этой причине биофазе не страшен соленый океан и ей не нужны ни калиевые пруды, ни натриевые насосы.
•   В биофазе возникают особые физические условия, благоприятные для предбиологической эволюции, что делает ее колыбелью жизни. Физические и другие свойства биофазы являются предметом исследования новой научной дисциплины – протофизиологии.
•   Большой калиевый взрыв на Земле – один из ключевых факторов возникновения жизни, который до сих пор ускользал от внимания исследователей.
•   Биофаза способна объединить в себе концепции об «РНК-мире», «ДНК-мире» и «Мире белка» поскольку обладает необходимыми физическими свойствами для предбиологической эволюции биологических макромолекул.

Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от декабря 26, 2015, 11:34:32
Вот первое ключевое положение нашей дискуссии. Слой (слои) связанной органической молекулой воды - "биофаза", т.е. фазовое состояние, аналогичное вязкому слою в модели Хиггса со способностью сообщать потенциальным (виртуальным) структурам массу. Вот бы найти в реальности своеобразный аналог бозона Хиггса в биологии... Говоря о калие, я где-то читал о свойствах ионов калия строиться на границе раздела фаз в некие геометрические структуры, но не законспектировал материал и тот пропал втуне. Вам ничего неизвестно о таком, уважаемый Владимир Васильевич... 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от декабря 26, 2015, 11:38:55
ЦитироватьГоворя о калии, я где-то читал о свойствах ионов калия строиться на границе раздела фаз в некие геометрические структуры, но не законспектировал материал и тот пропал втуне. Вам ничего неизвестно о таком
Увы, Nur, ничего в таком роде мне не попадалось...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от декабря 26, 2015, 12:00:54
Просто, если это так, то привязка к калию проблемы возникновения жизни определила бы возможность постулировать тезис о сохранении количества белка и нуклеиновых кислот в любой произвольный момент биологической эволюции. Здесь организованные в структуры ионы калия выступли бы как катализаторы процессов организации связи между фрагментами нукленовых кислот и коплементарных им белков на поверхности субстрата, вмещающего эти белки.   
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от декабря 26, 2015, 12:24:19
Под субстратом нужно понимать слой биофазы. Появление комплементарности свидетельствовало бы о сообщении фрагментам (частицам, векторам) некоторой "массы" информации.
Почему калий, то есть, почему я лично с энтузиазмом откликнулся на идею о калиевых прудах...
Очень просто. В детстве я любил бросать в воду различные предметы, наблюдая и сравнивая столбы, которые они вызывают. По пути заметил, что сухие деревяшки и листики остаются на поверхности воды, уже насыщенные водой притопляются. Некоторые из листочков, особенно полусгнившие, задерживались в толще воды, а камешки достигали самого дна водоема.
С возрастом, в связи с детскими забавами, у меня сформировалась аналогия тому, почему калий и натрий исходно концентрируются по разные стороны биологической мембраны. Все различие в плотности. Гидратированный ион натрия в этом смысле оказывается аналогом льда, а более компактный ион калия - камешка. И тот и другой попадают за пределы организованных - поверхностного и придонного - слоев организованной воды. Похоже на мембрану, не правда, ли. Почему я также был рад появлению предположений о зарождению жизни на дне водоемов. Физика дает явлениям самые простые объяснения, почему я по-прежнему стараюсь искать аналогии с ее миром.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur от декабря 26, 2015, 12:30:39
При всем при том количество элементов в природе остается постоянным, почему я и убежден в сохранении исходного количества белков и нуклеиновых кислот.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от декабря 27, 2015, 00:02:32
Цитата: Vladimir Matveev от декабря 26, 2015, 11:18:50•   Растворяющая способность связанной воды ниже, чем у объемной, поэтому концентрация ионов натрия в фазе связанной воды будет ниже, чем в среде. По этой причине биофазе не страшен соленый океан и ей не нужны ни калиевые пруды, ни натриевые насосы.
Благодарен за рускоязычный текст.
  Не вступаю практически в дискуссию, потому как не смогу охватить хоть толику физиологии клетки. Но теперь выскажусь.
  Факт в том, что при выщелачивании магматических пород натрий выносится в океан, а калий задерживается в слоистых (глинистых) минералах с большим количеством адсорбированной (?) воды. И мы знаем, что для отличия калия от натрия нет характерных химических реакций. У них есть только малое отличие - это размер атома или иона. Именно за счет этого натрий активней связывается со свободной водой. (Для Вас, Нур, можно считать, что натрий легче, а потому и мобильней)
  Слоисто связная вода уже не вода, а квазикристалл. Если в таком квазикристалле допутить равное количество ионов калия и натрия, то по прошествии времени из него уйдет наиболее подвижный элемент, а именно натрий. Более того, если слоистый квазикристалл чист от ионов, то по прошествии времени натрий вытеснит калий из морской воды в квазиструктуру. И не надо выдумывать специальных химических реакций, повторюсь, таких характерных реакций нет, это чисто статистическое свойство - более подвижный элемент займет в своем броуновском движении больший объем, оставив калию "тюрьму" в квазиструктуре.

  По сути, мы имеем дивергенцию в ареале тех ионов, которые практически неотличимы "фенотипически" - сильный натрий, как вожак стаи, выдавливает слабаков на периферию ареала. Этой периферией и является еще не биофаза, а пока органофаза. И не надо мембраны, она появится потом, когда калий-биофаза состоится, как новый "вид".

  Пусть еще не белок, а сгусток аминокислот, взвешенный в тихой заводи океана, уже естественным образом представляет из себя "градиент" одного элемента. Если к такому сгустку приблизится обрывок "более слабой" аминокислоты, то на соответствующей поверхности сгустка внешние окончания -ОН как бы спрячутся внутрь. И это будет означать разрушение слоистой квазиструктуры воды. Калий свободно покинет сгусток, обесценивая градиент, что приведет к втягиванию "слабого обрывка" и слиянию двух квазикристаллических оболочек в одну, с большим радиусом кривизны.
  Увеличение радиуса кривизны эфемерной оболочки чисто физически должно иметь предел прочности (поверхностного натяжения). Следовательно наступит момент, кода сгусток "реплицирует" на части.

  С физической точки зрения здесь важно условие естественного, беззатратного установления градиента концентрации одного элемента. Обесценивание этого градиента есть полезная работа системы над средой. При этой работе в среде возникает область потенциального минимума, в который и устремляются соединяющиеся органические сгустки. А уж кто-кого сожрет, я судить не берусь  :)
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от декабря 27, 2015, 07:03:55
Адсорбция воды является ключевым процессом для образования биофазы. В связи с этим хотел бы обратить внимание на интересную закономерность. Молекула полиэтиленоксида (ПЭО) (–CH2CH2O–)n служит наглядным примером важности постулата теории о значительном влиянии, которое оказывает расстояние между заряженными центрами полимера (атомами кислорода в данном случае) на характер его взаимодействия с водой. ПЭО, в молекуле которого атомы кислорода разделены двумя метиленовыми группами, хорошо растворим в воде и способен связывать и поляризовать ее на своей поверхности. Однако удаление одной метиленовой группы из повторяющегося звена полимера, либо добавление новых делает полимер нерастворимым в воде. Это свидетельствует об особой комплементарности ПЭО и воды, о том, что геометрия расположения атомов кислорода в цепи ПЭО играет важную роль в образовании водородных связей с молекулами воды, а между структурой связанной воды и положением атомов кислорода в полимере имеется стерическое соответствие. 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от января 11, 2016, 11:25:12
Matveev V.V. 2016. Comparison of fundamental physical properties of the model cells (protocells) and the living cells reveals the need in protophysiology. International Journal of Astrobiology, Page 1-8.
DOI: http://dx.doi.org/10.1017/S1473550415000476 
Stable URL: http://journals.cambridge.org/abstract_S1473550415000476

Preview PDF with highlights: http://www.bioparadigma.spb.ru/files/Matveev-2016-Protophysiology.Preview.and.Highlights.pdf

Full text in Russian: http://www.bioparadigma.spb.ru/files/Matveev-2016-Protophysiology.Rus.pdf

The Biophase is the Physical Basis of Life
http://www.bioparadigma.spb.ru/files/Matveev-2016-Biophase.is.physical.basis.of.life.jpg
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от февраля 20, 2016, 10:02:31
Научный совет РАН по астробиологии и Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН приглашают Вас принять участие в работе 2-ой Всероссийской конференции по астробиологии: «Жизнь во Вселенной: физические, химические и биологические аспекты». Конференция будет проходить c 5-го по 9-е июня 2016 г. в г. Пущино (Московская область).
http://cryosol.ru/astrobiology-2016.html
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от мая 21, 2016, 17:06:25
ПРОГРАММА
2-ой Всероссийской конференции по астробиологии
ЖИЗНЬ ВО ВСЕЛЕННОЙ: ФИЗИЧЕСКИЕ, ХИМИЧЕСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
Пущино, Россия 5-9 июня 2016 г.
http://cryosol.ru/images/worksfoto/konferetsii/astrobiology2016/programmastr2016.pdf
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: deepsoul от мая 27, 2016, 15:31:06
Пишу в эту тему, так как не нашел другой более приближенной к вопросу K/Na АТФ насоса.
У меня есть возможно 2 абсолютно глупых предположения:

1. Прочтя несколько статей по вопросу я не уловил принципиальность поиска земных условий для зарождения процесса. Можно предположить, что во время какой либо бомбардировки или во время столкновения, приведшему к образованию Луны, на землю попала значительная часть воды, обогащенной калием, или калия в каком либо растворимом виде на территорию прилегающую к земным натриевым средам. Или наоборот. Образовалось естественное соприкосновение сред со значительным градиентом концентрации К/Na.

2. Насосы могли образоваться самостоятельно, как независимые машинки, работающие по принципу похожему на "выворачивание наизнанку" (это образное представление). При придании энергии в определенное место органическая молекула выворачивалась наизнанку (совершало работы приводя себя в начальное состояние). На внешней стороне могли фиксироваться ионы калия и натрия, которые при выворачивании уходили внутрь, а на наружной стороне отсоединялись. Так они и крутились сами по себе. Вероятно, они были побочным продуктом уже существующего репликационного процесса, а "механические" свойства проявились именно в момент, когда часть ионов калия в среде стала заменяться на ионы натрия (или наоборот).
И тут случилось самое важное действие - градиент среды задал статистически направленное движение таких вот машинок. Это приводило к тому, что они откачивали ионы определенного вида из центра производства их самих, они как-бы клубились около таких центров.
В процессе эволюции они застряли в мембране, которая не давала им "выворачиваться". Будучи побочным продуктом, они "мешали" будущей клетке своей кучностью, в итоге система сбалансировалась. 

Основной смысл - насосы были (и есть) независимые биомеханизмы, которые двигаются в среде вдоль Na/K градиента, их форма не позволяет им проникнуть через мембрану и они становятся ее частью "застревая" в ней, не теряя своей функции. В процессе эволюции они могли упроститься.
Вот тут про молекулярные роторы, которые создают движение: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%80%D1%8B

Может быть поискать механику в белках для жгутиков. Можете направить на работы по молекулярным механизмам?

Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от мая 28, 2016, 12:54:50
Массовая доля натрия в земной коре составляет 2,64%, калия — 2,60%. Соответствующие цифры для морской воды: 1,05 и 0,038% (Na/K = 27). Это расхождение объясняется тем, что K+ (в присутствии Na+) избирательно связывается различными породами, например, глинами. Никаких трудностей с происхождением калия наука не испытывает.

Что касается натриевого насоса, то со времени возникновения экспериментальной астробиологии (в 1950-х годах) не было показано самопроизвольного возникновение этого насоса. В таких случаях фантазия ничем не ограничена. Подробнее о насосе и претензий к нему читайте здесь: http://www.bioparadigma.spb.ru/files/Matveev-2016-Protophysiology.Rus.pdf

Видео, посвященное 2-ой Всероссийской конференции по астробиологии. Москва, Пущино, 5-9 июня 2016.
https://youtu.be/iH7FM0YfRvc
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur 1 от мая 29, 2016, 22:37:50
Уважаемый Владимир Васильевич, доброй ночи!

Не смогли бы Вы перепостить ссылку, приведенную в предыдущем Вашем ответе...
При активации имеющейся ничего, по крайней мере, у меня, не загружается...

С почтением,
Nur.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur 1 от мая 29, 2016, 22:41:15
В сети активна только сохраненная копия, без иллюстраций и не очень удобная в плане размещения текста, у меня есть проблемы со зрением, читать трудновато...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: deepsoul от мая 29, 2016, 22:45:01
Цитата: Vladimir Matveev от мая 28, 2016, 12:54:50
Видео, посвященное 2-ой Всероссийской конференции по астробиологии. Москва, Пущино, 5-9 июня
Видео бессмысленно и даже вредно. Есть ли альтернативная ссылка на pdf документ?
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur 1 от мая 29, 2016, 22:45:24
Извините, пожалуйста, за беспокойство, доступна версия в формате .doc.
Доступ по ссылке: lev-verkhovsky.ru/wp-content/uploads/2015/08/МатвеевПротофизиол.doc
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur 1 от мая 30, 2016, 00:26:40
Уважаемый Владимир Васильевич,
не подскажите, сохраняет ли ион натрия гидратную оболочку во внутриклеточной среде...
Если нет, что с ней происходит...

Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от мая 30, 2016, 08:03:36
ЦитироватьНе смогли бы Вы перепостить ссылку, приведенную в предыдущем Вашем ответе...
При активации имеющейся ничего, по крайней мере, у меня, не загружается...
Странно, Nur. Попробуйте зайти на мою страницу: http://www.youtube.com/user/VladimirMatveev
На ней Вы сразу увидите мой ролик.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от мая 30, 2016, 08:08:24
ЦитироватьВидео бессмысленно и даже вредно. Есть ли альтернативная ссылка на pdf документ?
PDF документ чего? В подписи к видео есть ссылка на сайт конференции, если Вы об этом.

Всё, что есть прекрасного в этой жизни, либо аморально, либо незаконно, либо приводит к ожирению.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от мая 30, 2016, 08:41:13
Цитироватьсохраняет ли ион натрия гидратную оболочку во внутриклеточной среде...
Если нет, что с ней происходит...
Читал, что в натриевых каналах натрий дегидратируется (по воле авторов соответствующих статей). Но дегидратация этого катиона настолько энергозатратна, что верится в это с трудом. Сейчас в клетке можно насчитать, наверное, десятки механизмов, требующих для своей работы АТФ. Каждый специалист по отдельно взятой "епархии" исходит из того, что АТФ на его долю хватит и берет ее столько, сколько ему надо. Пока никому не пришло в голову сесть за стол и по-бухгалтерски подсчитать, сколько в клетке постулировано механизмов, потребляющих АТФ, и сколько ее реально производится. Свести, так сказать, дебит с кредитом.

По некоторым прикидкам, только натриевый насос потребляет не меньше 30% энергии, вырабатываемой клеткой. Это оптимистичный вариант. Другие подсчеты говорят о том, что этот насос должен потреблять, согласно принятым представлениям о его работе, в десятки раз больше АТФ, чем клетка способна синтезировать. Проблема налицо, но ее стараются не замечать. Предположения можно строить до бесконечности, но что реально происходит с гидратной оболочкой натрия и других ионов в клетке - дело темное. Свет на эту проблему могли бы пролить специалисты по ионообменным смолам, но у меня руки до этой литературы не дошли. 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur 1 от мая 30, 2016, 10:21:37
Уважаемый Владимир Васильевич, доброго дня!

Я писал о ссылке не на видео, а на статью о необходимости введения новой дисциплины - протофизиологии...
Повторюсь, уже нашел материал в формате .doc.
Доступ по ссылке: lev-verkhovsky.ru/wp-content/uploads/2015/08/МатвеевПротофизиол.doc
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от мая 30, 2016, 10:25:06
ЦитироватьЯ писал о ссылке не на видео, а на статью о необходимости введения новой дисциплины - протофизиологии...
Повторюсь, уже нашел материал в формате .doc.
Доступ по ссылке: lev-verkhovsky.ru/wp-content/uploads/2015/08/МатвеевПротофизиол.doc
Спасибо, Nur! Лучше пользоваться прямой ссылкой с моего сайта: http://www.bioparadigma.spb.ru/files/Matveev-2016-Protophysiology.Rus.pdf
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur 1 от мая 30, 2016, 10:47:03
Уважаемый Владимир Васильевич, понял...
Еще один вопрос. Можно ли мембрану со толщей связанной воды считать ферромагнетиком...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от мая 30, 2016, 10:55:19
ЦитироватьЕще один вопрос. Можно ли мембрану со толщей связанной воды считать ферромагнетиком...
Nur, попробуйте обратиться к администрации этого сайта: http://www.biophys.ru/
Это сайт объединяет физиков, интересующихся биологией. Вам посоветуют, к кому обратиться с этим вопросом.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur 1 от мая 30, 2016, 11:47:06
Уважаемый Владимир Васильевич, благодарю Вас за совет...
Я пытался представить, как может происходить транспорт растворенного в воде вещества по градиенту концентрации с наименьшими затратами энергии...
Осмос здесь не годится, поскольку в этом случае через полупроницаемую оболочку пропускаются только молекулы растворителя.
Другое дело, если выясняется, например, что слои связанной воды могут считаться ферромагнетиком. Тогда мембрана может представлять из себя своеобразный топологический изолятор. Тот, в свою очередь, характеризуется способностью пропускать по своей поверхности переменный электрический ток. При этом ток не может распространяться в толще его гидрофобного слоя. Не допускается проведение даже низкочастотных токов.
Получается своеобразная магнитная гетероструктура. Прохождение тока между слоями подобной гетероструктуры способно породить вращающие магнитные моменты, причем при весьма низких затратах энергии. Те, в свою очередь, могут возбуждать магнитные вихри, в соответствии с геометрией которых формируются ионообменные каналы.
То есть их организация может оказаться сродни эффекту самоорганизации вихревой воронки. Они, насколько я знаю, являются самым распространенным вариантом канала, в русле которого происходит движение по градиенту. Возможно, природа экономит, имитируя подобные структуры.
Косвенным доказательством воронковидной топологии ионообменного канала, по моему мнению, могли бы служить факты попадания ионов натрия внутрь клетки не в виде одиночных ионов, а порциями или, на худой конец, очередями. Гидратная оболочка просто механически срывалась бы вследствие увеличения плотности в дистальной части канала. Слой связанной с белком воды мог бы исполнять роль смазки, облегчающей продвижение ионов...

Я вполне соглашусь, если вы посчитаете, что все, сказанное выше - просто дилетантский домысел. тем более, что, если воспринять такую модель более благожелательно, выяснится, что в ней необходимо будет учитывать не столько заряды и сами диполи, сколько спиновые характеристики частиц, участвующих в организации вихря.

Если что, простите меня за невольный порыв моей фантазии. Я просто искренне сочувствую Вам в стремлении решить вопрос о возможных механизмах организации таких каналов в мембране...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от мая 30, 2016, 12:04:37
ЦитироватьЯ вполне соглашусь, если вы посчитаете, что все, сказанное выше - просто дилетантский домысел. тем более, что, если воспринять такую модель более благожелательно, выяснится, что в ней необходимо будет учитывать не столько заряды и сами диполи, сколько спиновые характеристики частиц, участвующих в организации вихря.
Уважаемый Nur! Физиологическое значение воды, адсорбированной на гидрофильных поверхностях, настолько плохо изучено, что без фантазии подступиться к этой проблеме трудно. Напомню, что адсорбционный слой воды, формирующийся на гидрофильных поверхностях, может быть настолько толстым, что его можно видеть в микроскоп (см. приложенный файл). 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur 1 от мая 30, 2016, 12:16:47
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... 
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur 1 от мая 30, 2016, 12:18:17
...И благодарю на добром слове, уважаемый Владимир Васильевич.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от мая 30, 2016, 12:21:18
ЦитироватьПросто 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 (?).
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от июня 26, 2016, 11:43:14
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): https://youtu.be/n3I21xlIBvI

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
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от октября 04, 2016, 17:07:44
Цитата: Vladimir Matveev от июня 26, 2016, 11:43:14http://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.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur 1 от октября 04, 2016, 19:21:39
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.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от октября 04, 2016, 21:09:29
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.
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от октября 05, 2016, 11:05:29
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
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Nur 1 от октября 05, 2016, 12:01:28
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...   
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: василий андреевич от октября 05, 2016, 12:39:24
Цитата: Nur 1 от октября 05, 2016, 12:01:28Относительно 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...
Название: Re: Калиевые пруды и натриевые океаны. Физические свойства протоклеток
Отправлено: Vladimir Matveev от августа 17, 2017, 09:15:19
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:
https://youtu.be/fSZ2h5-IJgI