Чем глубже погружаешься в генетику, тем полнее осознаешь как мало мы (человечество/научное сообщество) знаем о наследственности и изменчивости. В бытовом понимании мутация — это нечто из-за чего появляется лишняя нога, рука, голова или что-то еще. Если же мы говорим про мутацию в научном контексте, то это основа изменчивости и как следствие основа эволюции. Интересен такой момент, что мутация (определенный вариант гена) может быть и положительной и отрицательной.

Мутация гена CFTR таким образом изменяет белок-регулятор мембранной проходимости эпителиальных клеток, что бактерии рода Salmonella не могут проникнуть внутрь. Таким образом человек с такой мутацией и со вторым геном без мутации защищен от сальмонеллезов. Но, к сожалению, если у человека оба данных гена содержат эту мутацию, у него проявляется муковисцидоз.

Так же мутация может оказаться многофункциональной и стать положительной несколько раз. Мутация в гене, кодирующем белок CCR5, возникла примерно 2,5 тысяч лет назад. Это мутация увеличивала сопротивляемость бубонной чуме. Широко распространилась по Европе после эпидемии 1347 года. Она же в современное время обеспечила своих носителей невосприимчивостью к ВИЧ.

Заметка написана по материалам учебника:

Биология. Под редакцией академика РАМН, профессора В.Н. Ярыгина. 2 том. Для студентов медицинских вузов.

Достаточно часто пытливый ум задается вопросом о происхождении тех или иных терминов и видовых (и других систематических) названий. И не так уж редко история названия бывает не менее интересной чем само смысловое содержание термина.

1. Дендриты — короткие отростки нейронов — названы так в связи с тем, что похожи на ветви дерева. «Дендрон» в переводе с греческого обозначает дерево.

2. Род микромицетов Penicillium получили свое название от латинского penicillum, что означает «кисточка для письма». Под микроскопом у представителей этого рода видны характерные кисточки, на которых располагаются споры.

3. Линза так называется из-за своей формы, похожей на чечевичное зерно. С латыни lens переводится как чечевица.

4. Хромосома. Само название, как ни странно, не несет никакой смысловой нагрузки связанной с наследственностью или генами из-за того, что после обнаружение этих телец (хромосом) в клетке долгое время не знали их значение. Название связано с тем, что эти тельца хорошо окрашиваются (хромосомы с греческого можно перевести буквально как «окрашенное тело»). Такой же корень (хромо) содержит термин хромопласты — окрашенные (в желтый, оранжевый, красноватые цвета) пластиды, часто содержащиеся в клетках лепестков цветков и клетках кожицы плодов.

5. Клетка так названа Робертом Гуком в связи с тем, что он увидел только клеточные стенки пробки, похожие на маленьк комнатки, кельи. Собственно английское слово cell имеет именно эти значения.

Цитата из книги Кирилла Еськова «Удивительная палеонтология». Особенно нравится ссылка Тимофеева-Ресовского на Опарина.

Особенность бамбука, в том, что он раз в жизни (примерно 60 лет) цветет и после этого погибает. Плантация основанная в 60-ых годах 20 века японцами с использованием клонов одной особи (размножали вегетативно) погибла в одночасье после цветения. Растения, которые размножали вегетативно являлись по возрасту продолжением того перового исходного растения, а не абсолютно новым экземпларом.

Для растений характерны два типа движения, которые к тому же функционально в растении тесно связаны.

1. Рост за счет увеличения количества клеток. Такое движение может быть достаточно быстрым. Рост за счет увеличения количества клеток является необратимым явлениям. Рост растения в определенном месте регулирует специальный гормон — ауксин.

2. Движение растения за счет изменения формы клеток. Большую роль в котором играет тургор. Тургорное движение  обратимо. А в пример можно привести закрытие ловчего листа венериной мухоловки. В верхней части листа в клетках идет резкая потеря тургора, а в нижней части листа резко поднимается давление. И ловушка захлопывается.

Еще одна интересная способность некоторых растений — втягивать себя глубже в землю. У крокусов и подснежников есть контрактильные (сокращающиеся) корни, которые втягивают растение поглубже в землю.

Источник информации: В. А. Цимбал «Растения. Параллельный мир»

Замечательное мероприятие, которое я посетила вместе со своим классом. Рассказывать о нем можно долго, так как стендов и участников было очень много. Охватить все своим вниманием было очень трудно. Расскажу и покажу небольшую часть представленных экспозиций.

3D-принтер в действии

Инфографика о разных формах зрачков

Наглядно о различии геномов

Белые шарики символизируют сходства геномов, а черные различия. В верхнем барабане сравнение геномов двух людей. В среднем барабане сравнение генома человека и генома шимпанзе. В нижнем барабане сравнение генома человека и генома банана. Наглядно и понятно

силовые линии магнитного поля Земли

Интересная модель позволяет с помощью обычных скрепок увидеть как направлены силовые линии магнитного поля Земли в разных точках нашей планет. Ты просто подносишь скрепку к глобусу, а она примагничивается в нужном положении.

демонстрация важности бинокулярного зрения

Вы смотрите в отверстие в дощечке одним глазом и крутите винт, стараясь выставить планки на одном уровне. И вроде видите, что планки встали друг на против друга. Но если оторветесь от отверстия и посмотрите сверху двумя глазами, то увидите, что у вас не получилось выставить две планки на одном уровне.

Йогостул

Старо как мир, но не становиться менее интересно от этого. На своей собственной пятой точке можно проверить эффект распределения нагрузки.

стабилометрическая платформа

К сожалению, на фотографии не получилось изображение экрана. Человек становится на платформу и с помощью смещения центра тяжести управляет курсором на экране. Нужно было направить курсор в определенное место экрана и там его задержать на некоторое время.

Повторюсь, что это малая часть всего, что было представлено в Экспоцентре. И на мой взгляд такие мероприятия необходимы для привлечения интереса подрастающего поколения к различным сферам наук

«Искра жизни. Электричество в теле человека» Френсис Эшкрофт

1. Акулы и некоторые другие морские рыбы способны чувствовать электрические поля других организмов. Даже если существо не движется, движение дыхательных мышц и биение сердца создает хоть и малый, но электрический фон. Так же морская вода является важным фактором, так как обладает большей проводимостью (засчет высокой концентрации растворенных солей), чем вода пресная. (стр. 159-162)

2. Так же пассивной электрорецепцией обладают утконос и ехидна. Утконос охотится в мутной воде с закрытыми глазами, а ехидны (австралийская и тупорылая) ищут добычу во влажной листве и почве (влага нужна для проведения эл.заряда). (стр. 162-164)

3. В свою очередь гимнарх обладает активной электрорецепцией. Сам создает вокруг себя электрическое поле маленького напряжения (менее 5 вольт) и воспринимает изменение электрического поля, если в него попадает какой либо объект. Воспринимая изменение силы тока, рыба определяет присутствие, размер объекта и из чего он сделан. Отлично ориентируется в мутной воде и может плавать задом наперед. (стр.164-168)

4. В процессе оплодотворения огромную роль играют ионные каналы. У сперматозоидов есть специфические ионные каналы (Catsper). Они открываются (если в механизме канала все нормально) в определенный момент после восприятия изменения окружающей среды (более щелочная среда и возрастающая концентрация прогестерона). После открытия этих каналов жгутик сперматозоида начинает работать более интенсивно и клетка благополучно добирается до цели. У морских животных механизмом предотвращения полиспермии (оплодотворения одной яйцеклетки несколькими сперматозоидами) является резкое изменение электрического потенциала мембраны с отрицательного на положительный. Важное свойство такого механизма — быстрота. А вот у млекопитающих после оплодотворения срабатыает другой механизм — механический барьер медленно формирующийся после оплодотворения. (стр. 209-212)

5. Работа натриевых каналов ENaC очень важна для благополучного рождения младенца. Этих каналов много в эпителии легких. Они открываются после начала родов, в клетки эпителия начинают поступать молекулы натрия и увлекать за собой воду. Так очищаются легкие младенца (отсутствие этих каналов влечет за собой синдром «влажных» легких). При чем важную роль в эффективной работе каналов играет адреналин, который в обилии вырабатывает организм матери во время схваток. Поэтому у младенцев появившихся на свет путем кесарева сечения чаще встречаются трудности с очисткой легких. Так же каналы ENaC играют важную роль в работе клеток почечных канальцев (обратный осмос). Натрий устремляется по открытым каналам в клетки почечных канальцев и увлекает за собой воду. (стр. 213-215)

6. Водные (аквапориновые) каналы обеспечивают прохождение воды через мембрану. Они постоянно открыты, а механизм регуляции поступления воды внутрь построен на увеличении, либо уменьшении количества работающих каналов посредством их погружения под мембрану клетки. Процесс перемещения каналов регулируется гормонами. Особенно важна тонкая регулировка в клетках извитых канальцев нефрона. К сбоям работы этой системы может привести алкоголь. Что объясняет диуретический эффект пива.  (что. 230-231)

7. Механизм работы устьица. Повышение интенсивности света -> выкачивание ионов Н+ из клетки -> отрицательный потенциал на мембране ->

открываются калиевые каналы -> калий заходит внутрь клетки вместе с молекулами воды -> увеличение объема клеток до 40% -> открывается устьичная щель. Когда падает уровень освещение или растение испытывает недостаток воды -> закрываются калиевые каналы -> избыток воды уходит -> замыкающие клетки сжимаются -> устьичная щель закрывается (стр. 229-230)

8. Вкусовые «галлюцинации» Миракулин и цинарин воздействуют на вкусовые рецепторы изменяя восприятие вкуса разных продуктов. (256-258)

9. Перец чили, дар и холод. Некоторые вещества, такие как капсаицин (перец чили) и ментол (масло мяты) воздействуют на рецепторы (в основе ионные каналы) отвечающие за восприятие повышенных и пониженных соответственно температур. Поэтому мы чувствуем жар при попадании перца чили и прохладу в случае употребления ментола. А у птиц каналы восприятия капсациан мутировали, поэтому они не восприимчивы к жгучим ощущениям и могут легко поедать плоды, заодно распространяя семена (266). Каналы TRP реагируют на экстремальные температуры, а так же являются боковыми рецепторами. Поэтому высокие и низкие температуры вызывают одинаковую, сильную боль.

10. Натриевый канал Nav1.7 отвечает за восприятие боли. Пониженная работоспособность канала вызывает нечувствительность к боли. Повышенная работа вызывает эритромелалгией — приступы измерительной боли с покраснение покровов. Он же отвечает за разный порог чувствительности боли у разных людей. (269)

Фугу — японское блюдо из рыб семейства иглобрюхих (чаще всего используется бурый скалозуб). Рыбы этого семейства содержат в печение, кожи и внутренних органах тетродотоксин. Этот токсин является блокатором натриевых каналов в нервной и мышечной тканях Из-за нарушения работы натриевых каналов постепенно перестают работать мышцы (в основном скелетные). Причиной смерти является паралич дыхательных мышц и как следствие удушье. Но на сердце (в мышечной ткани которого другой тип натриевых каналов) и ЦНС (не может пройти гематоэнцефалический барьер) этот тетродотоксин не влияет. Сердце бьется и человек находится в сознании. Противоядия нет, но спасти пораженного человека можно с помощью исскуственной вентиляции легких. Пострадавшему не будет угрожать смерть от удушья, а организм самостоятельно выведет токсин в течении нескольких дней.

Самое интересное, что рыбы этого семейства ядовиты не сами по себе, а за счет бактерий, проживающих в ее кишечнике. Они-то (psuedoalteromonas tetraodonia) и вырабатывают токсин.

Разговаривали с девятиклассниками о раздельном сборе мусора, о том как долго разные материалы разлагаются в природе. Я привела пример эксперимента, в котором можно было бы проверить как долго разлагаются разные материалы в почве. И тут оживляется одна ученица:

— А я знаю, есть такие пакеты — биоразлагаемые. Я эксперимент уже несколько лет провожу. У меня такой пакет лежит в ящике стола и все никак не разложится.

Занавес.

П.с. ситуация смешная только на первый взгляд. Так как на второй взгляд и далее оголяется глобальнейшая проблема применения теоретических знаний в жизни и проблема поверхностного взгляда на знания (по принципу «слышу звон, но не знаю где он»)