Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Strona główna Start
Dodatkowy na dole

Rządy przypadku czy usystematyzowany porządek?


Żywa komórka to worek pełen cząsteczek, które w większości poruszają się luzem, targane przypadkowymi ruchami cieplnymi. Mimo to komórki wykonują precyzyjnie funkcje życiowe. W jaki sposób przypadkowość martwej materii zamienia się w uporządkowanie materii ożywionej? Czy jest możliwy komputer, który potrafi się sam zbudować? A gdyby spojrzeć na... żywą komórkę?

Ostatnio zaintrygowała mnie dziedzina biologii zwana systemową. Jest to nowa nauka na pograniczu biologii, fizyki i chemii, korzystająca z narzędzi statystyki matematycznej i informatyki. Patrzy na żywe komórki jak na skomplikowane układy sygnalizacyjne, podobne do elektronicznych w tym, że przesyłają i przetwarzają sygnały; tworzą nawet bramki logiczne jak w komputerach. Jednocześnie są niepodobne do martwych maszyn, bo samoorganizują się i wykorzystują do swoich celów nawet przypadkowe zaburzenia.

Najnowsze techniki eksperymentalne pozwalają w nanoskali na śledzenie ruchu pojedynczych cząsteczek w komórce, a w  skali makro na prowadzenie wielkich zautomatyzowanych eksperymentów, w których metodami bioinformatyki odnajduje się statystyczne zależności pomiędzy równoczesnym działaniem tysięcy genów. Ponieważ biologia systemowa pozwala opisywać działanie żywej komórki w kategoriach sieci przesyłającej sygnały, ważne stały się badania nad własnościami podstawowych cegiełek tej sieci – najprostszych układów regulacji genów. Mimo iż nauka wydaje się być niezwykle ciekawa i intrygująca, jest wciąż niewielu naukowców, którzy w Polsce rozwijają ten nowoczesny kierunek badań. W roku 2010 w PNAS ukazało się zaledwie 9 prac z tej dziedziny, których współautorami byli naukowcy z polskich placówek, a tylko jedna praca została wykonana wyłącznie w polskim instytucie!

Wracając do tematu:  w nanometrowej skali, w której odbywają się ruchy pojedynczych cząsteczek w komórce, rządzi przypadek. Gdy spojrzymy na komórkę w takim powiększeniu, widzimy losowe ruchy molekuł, które muszą się przypadkiem spotkać, by doszło do reakcji chemicznej. A te reakcje to właśnie życie – czytanie informacji z DNA, budowanie na jej podstawie cząsteczek i całych machin molekularnych. Komórki są tak małe, że mogą zawierać tylko kilka cząsteczek danego białka. Podczas podziału dziedziczą je nie po równo, lecz losowo. Ta przypadkowa zmienność powoduje, że nawet u identycznych genetycznie komórek, rozwijających się w tym samym środowisku, informacja z określonych genów może być odczytywana i przetwarzana na białka w różnym tempie i z różną intensywnością. Jakie prawa statystyki stoją za tym, że choć na poziomie nano wszystko reakcje chemiczne są przypadkowe, to na poziomie makro organizmy żywe wykonują funkcje o wielkiej złożoności i precyzji?

Zaskakującą cechą żywych komórek jest właśnie to, że umieją wykorzystać statystyczną naturę świata mikroskopowego do własnych celów i przekształcać losowe fluktuacje chemiczne w precyzyjne i uporządkowane procesy decyzyjne. Dlatego ważne jest opisanie i zastosowanie praw statystyki do opisu regulacji genów.

Na  mikroskopowym poziomie życie w komórce  jest martwą chemią, ruchami cząsteczek podlegających losowym siłom termicznym. A jednak dzięki tej dozie przypadkowości na pewnym wyższym poziomie komórki zdają się podejmować sensowne życiowe decyzje – jak dostosować się do środowiska, tak by maksymalizować szanse przeżycia? Wyższe organizmy to systemy złożone z milionów takich elementów sterowania, które wzajemnie przekazują sobie sygnały, tworzą kaskady i pętle. Prawdopodobnie im bardziej takie układy są złożone, tym lepiej przekuwają przypadkowość w uporządkowane działanie. Dawnym uczonym, w czasach pierwszych triumfów mechaniki, wydawało się, że żywe organizmy są precyzyjnymi maszynami. Dziś widzimy, że mechaniczny determinizm to coś, co wyłania się dopiero na makroskopowym poziomie. Gdy zaś zajrzeć głębiej, to, o dziwo, okazuje się, że u podstaw życia stoi przypadek – nie psuje on jednak porządku, lecz go buduje.

 

Opracowała: Katarzyna Sowa-Lewandowska

 

 




Tagi: komórka, gen, geny, DNA, biologia, genetyka, inżynieria biomedyczna, lab, laboratorium, laboratoria, nauka, badania, publikacje
Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Informacje dnia: Świąteczne zakupy ze sztuczną inteligencją Fińskie owoce leśne naturalną bronią na superbakterie Przez sztuczne oświetlenie starsze osoby nie mogą spać Tereny zielone w miejscu zamieszkania zmniejsza ryzyko choroby serca Dziś rząd zajmie się ustawą o powołaniu Agencji Badań Medycznych Co drugi Polak ma zbyt wysoki poziom cholesterolu Świąteczne zakupy ze sztuczną inteligencją Fińskie owoce leśne naturalną bronią na superbakterie Przez sztuczne oświetlenie starsze osoby nie mogą spać Tereny zielone w miejscu zamieszkania zmniejsza ryzyko choroby serca Dziś rząd zajmie się ustawą o powołaniu Agencji Badań Medycznych Co drugi Polak ma zbyt wysoki poziom cholesterolu Świąteczne zakupy ze sztuczną inteligencją Fińskie owoce leśne naturalną bronią na superbakterie Przez sztuczne oświetlenie starsze osoby nie mogą spać Tereny zielone w miejscu zamieszkania zmniejsza ryzyko choroby serca Dziś rząd zajmie się ustawą o powołaniu Agencji Badań Medycznych Co drugi Polak ma zbyt wysoki poziom cholesterolu

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Job24 Obywatele Nauki NeuroSkoki Portal MaterialyInzynierskie.pl Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA Mlodym Okiem Polski Instytut Rozwoju Biznesu Analityka Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja Instytut Lotnictwa EuroLab

Szanowny Czytelniku!

 
25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.
 
Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej Laboratoria.net w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.

Kto będzie administratorem Twoich danych?

Administratorami Twoich danych będziemy my: Portal Laboratoria.net z siedzibą w Krakowie (Grupa INTS ul. Czerwone Maki 55/25 30-392 Kraków).

O jakich danych mówimy?

Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.

Dlaczego chcemy przetwarzać Twoje dane?

Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby:

Komu możemy przekazać dane?

Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.

Jakie masz prawa w stosunku do Twoich danych?

Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.

Jakie są podstawy prawne przetwarzania Twoich danych?

Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.

Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu *Laboratoria.net, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
 
Więcej w naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI
 

Newsletter

Zawsze aktualne informacje