Отдельное спасибо Хайзенбергу за все, что я получил. Дима, именно благодаря тебе я начал этот проект, за несколько разговоров ты изменил мою жизнь к лучшему — спасибо за Ницше и эволюцию! Огромное спасибо! Илюша, у тебя золотой отец.
Я рад вас видеть на презентации проекта “Жизнь”, правда про проект тут будет мало чего, в основном мы поговорим о человеке.
Но сначала попробуйте ответить на вопрос — Зачем мы живем? Для чего вообще все существует? Ну да, цель и все такое, оставить что-то бла бла бла.
На этот вопрос п рекраснейшим образом ответил Ричард Бах в своем произведении “Чайка по имени Джонатан Ливингстон”. Чайку по имени Джонатан Ливингстон все время обескураживает бессмысленность существования чаек, обеспокоенных лишь борьбой за пропитание. Пытаясь достичь совершенства, Джонатан изучает полет как искусство и образ жизни, а не как простой способ перемещения. Естественно “не такая” чайка изгоняется из стаи и дальше Джонатан ведет отшельнический образ жизни, вдали от остальных. Однажды к нему прилетают две сияющие чайки и забирают его на Небеса, к себе подобным чайкам. Затем Джонатан находит себе учителя, учится мгновенно перемещаться в пространстве и времени. После чего решает вернуться на землю и найти других “Джонатанов”, изгнанных и ищящих совершенство, так он становится учителем. До конца рассказывать я не стану, но думаю суть вы уловили — Джонатан отказывается быть муравьем, отказывается быть зомби и не хочет выполнять всю жизнь одно и то же. Он становится совершенным. Вот что подтолкнуло меня на создание этой презентации, на начало этого проекта.
Тут вы можете видеть заголовок “эгоистичный ген”, о котором мы еще поговорим когда речь пойдет о человеке, но давайте я вкратце объясню что это такое. В нашем мире почти у всего есть предназначение — машина это вид транспорта, тостер печет хлеб, по телефону мы разговариваем с теми кто далеко от нас. Но есть так называемые “бессмысленные” вещи — они просто существуют и все. Все время живут, размножаются и ничего больше не делают. Именно такие гены называются эгоистичными. У эгоистичных генов смысл жизни кроется только в существовании.
Раз уж речь пошла о бессмысленности вещей, я не могу не затронуть рост населения земли. Вы можете видеть линейный график показывающий численность населения земли в миллионах с 1750х годов до сегодняшнего дня. В начале 1800, нас было не больше 800 миллионов по всей планете. За 220 лет людей стало больше приблизительно в 10 раз. Один человек за 220 лет умножился на 10.
А теперь давайте взглянем на то, чем они все занимаются — почти 24% из них дети, 27% выполняют физический труд, 26% - умственный. 5% безработных — нормально. Пенсионерам досталось чуть больше 7%. Остальные Эволюция знает чем заняты. Когда я подбирал данные и готовил этот так называемый “пирог”, я как-то был поражен. Столько людей работают в прямом смысле слова, физически. Это число надо как-то уменьшать, убирая лишних людей.
Лишние люди это не только бомжи, алкаши, не платящие налоги и не уступающие места бабушкам в автобусе, но и тысяча тех, кто тронут головой. Психически больные, слабоумные, люди приносящие обществу только вред, ничем не занимающиеся — именно такими описывал лишних людей Фридрих Ницше в своем произведении Так Говорил Заратустра. Он сравнивал их с базарными мухами — подошел к одному, нагадил, пожужжал и пошел дальше. Подошел ко второму, пожужжал, нагадил и пошел дальше. Государство, по Ницше — сообщество без смысла живущих людей-лилипутов. ”Наплодилось великое множество: для лишних было изобретено государство… Посмотрите же на этих лишних людей! Они крадут произведения изобретателей и сокровища мудрецов: культурой называют свою кражу — и все обращается у них в болезнь и беду! ”. “Созидателями были те, кто создали народы и дали им веру и любовь: так служили они жизни… Где еще существует народ, не понимает он государства и ненавидит его… народ — это родина”… . Благодаря философии Ницше даже образовалось отдельное ответвление генетики, называемое евгеникой, так называемый искусственный отбор. Позже я вам буду больше говорить про болезни, и вы узнаете что 99.9999% болезней существут на уровне генома. Исключением являются так называемые прионы. Прионовые болезни вообще являются огромной тайной. Никто никак не может узнать как они работают. Пример прионовой болезни — коровье бешенство. Причины возникновения не известны, пока что. Забудем про прионы и вернемся к обычным болезням — раз многое определяется генами, т.е. наследуется, то болезнь можно вообще уничтожить стерилизовав носителя. Вот чем занимается евгеника — делает людей генетически чистыми.
Человек
Это было введение, так называемые причины создания этого проекта. О самом проекте мы поговорим лишь в конце. В основном здесь будет про человека, в частности его геном и происхождение.
Когда говорят о происхождении человека, обычно учитывают две основные точки зрения — религиозную и научную. С религиозной стороны, всех людей за короткий срок создала очень могущественная сущность под названием БОГ. Бог сделал жизнь человека испытанием, чтобы впоследствии наградить его раем, или покарать адом. С религией понятно, теперь о науке — здесь все намного сложнее. Наука гласит, что человек это всего-лишь один из всех существующих на данный момент видов, появившихся в результате миллиардов лет эволюции. “Поскольку земля и океаны были заселены растительными организмами задолго до появления животных и многие семейства животных появились раньше других семейств, не можем-ли мы предположить, что одна и только одна из нитей жизни была первоисточником всех остальных форм живых организмов на Земле?” спрашивал в конце 18 века разносторонне образованный человек Эразм Дарвин. Он очень метко упомянул слово “нить жизни”, ведь и вправду — жизнь это нить.
Позже этим очень глубоко начнет заниматься внук Эразма Дарвина— Чарльз Дарвин. Именно Чарльз Дарвин выявил на свет теорию эволюции, именно он стал популяризатором эволюции. Он выдвинул теории о естественном отборе, об изменчивости признаков в зависимости от родителей и окружающей среды. Естественный отбор гласит, что выживает наиболее приспособленный. Чем больше копий своих генов оставляет та или иная особь, тем больше у нее шансов на отделение новой нити эволюции, на выживание. Любые мутации мешающие репродуктивности, снижающие кол-во копий генов или останавливающие размножение, являются фатальными и вытесняются естественным отбором. На эволюцию видов также влияет образ жизни и окружающая среда. Например у африканцев лучше развита дыхательная и потовыделительная системы, таким образом они приспособились к тропической среде. Еще одним примером может быть ген лактазы — людям некуда было девать свое молоко и молоко животных, а употребление в качестве питья могло вредить взрослому организму, так как изначально предназначение молока было в кормлении детей. Таким образом, случайно зародившийся ген лактазы, остался существовать дальше. Еще одним выходом стало изготовление сыра, но к эволюции это никакого отношения не имеет. На сегодняшний день мы знаем, что зависимость от родителей зовется наследственностью. Некоторые признаки наследуются, некоторые нет. Дарвин, сформулировавший свою теорию, основываясь на наследственности путем кровосмешения, не раз приходил к мысли о независимости признаков. Его теория подверглась критике со стороны Флиминга Дженкина — шотландского профессора. Дженкин доказал, что естественный отбор не может базироваться на кровосмешении. Если на основе теории Дарвина лежит нечто похожее на смешение жидкостей, то его теория не будет работать, так как любые изменения в организме просто растворятся в следующем поколении. Этот пример растворения признака в результате многочисленных скрещиваний носителя признака с теми, у кого его нет, называется “парадоксом Дженкина” и его не удалось разрешить даже современным генетикам. Стоило-бы взглянуть Дарвину на работы Менделя и он смог-бы ответить Дженкину.
Грегор Иоганн Мендель в возрасте 34 начал серию экспериментов с горохом в своем саду. В течение восьми лет он высадил более 30000 саженцев разных растений. Он скрещивал разновидности гороха — он отобрал для этого растения с семью парами разновидности признаков (фенотипом). В экспериментах он учитывал цвет и гладкость горошин и стручков, расположение цветка, длину стебля и много много других факторов.
Во всех случаях гибридные растения выглядели как один из родителей, будто-бы альтернативный признак исчез. Но это было не так — он появлялся в последующих поколениях и получил название рецессив. 19959 растений из которых 14949 с доминантными признаками и 5010 с рецессивными в отношении 2,98:1. Мендель проверяет и другие растения — фуксия, кукуруза и т.д. и везде одна и та же пропорция близкая к 3:1.
Теорию Менделя признали очень поздно — после его смерти и смерти Дарвина, около 1900х годов. Мендель утверждал, что на основе наследственности лежат мелкие неделимые частицы — что-то вроде атомов. Если гены — это и вправду атомы биологии, то заявление о том, что они могут меняться выглядело таким-же еретическим, как алхимия. Так продолжалось до тех пор, пока Герман Джозеф Мюллер рентгеновским облучением не смог вызвать искуственные мутации у фруктовых мушек. Величайшая заслуга Мюллера, получившего Нобелевскую премию, состоит в открытии мутагенеза. После мутации ген оставался геном, но это был уже другой ген. Используя методику Мюллера удалось получить мутантную хлебную плесень Neurospora, впоследствии было доказано, что мутант утерял способность синтерзировать некоторые соединения. Так развивается евгеника, искуственные мутации, селекция.
Вернемся к Дарвину. Исходя из его теории можно сделать вывод — человек близок к обезьянам. Это естественно, так как обезьяны, во первых имеют много сходств как по внешности, образу жизни и размножению, так и биологии и генетики. Человекоподобные обезьяны (шимпанзе, гориллы, орангутанги) имеют 24 пары хромосом, человек среди них является исключением — у него 23 пары. Причина не в том, что одна хромосома как-то исчезла, а в том, что две хромосомы, в ходе эволюции, слились воедино. Папа Иоанн Павел II писал, что между предками обезьян и человеком лежит момент, когда Бог вселил в животное душу. Так католическая церковь нашла способ примириться с теорией эволюции. Человек больше всего близок к шимпанзе, ведь наш геном и геном шимпанзе идентичны на 99%. Можно предположить, что предки современных шимпанзе и люди разделились от одной нити и как-то изменили образ жизни.
Во первых, в результате изменения среды обитания, в частности перехода от закрытых лесов к более открытым равнинам, наши предки перешли к ходьбе на двух ногах. Для лазания по деревьям и передвижения в более закрытых местностях, требовалось использование всех четырех конечностей, нашим предкам это не понадобилось, напомню, что они перешли в открытые места, к равнинам. Так наши предки жили в светлых местах, чаще потели, метаболизм повышался и в результате вся растительность на теле исчезла, осталась лишь небольшая кучка волос на голове. Люди постепенно переходили от полигамного образа жизни, где одна самка могла спариваться со многими другими и наоборот, к моногамному, где особи строят семьи. Как пример можно взять современных горилл и шимпанзе. У шимпанзе намного сильнее развиты яичники, они больше размером и очень хорошо выделяют нужные вещества. Так сложилось потому-что у шимпанзе полигамный образ жизни и в борьбе за самку им нужно сильное “оружие”. Гориллам-же это никак не нужно, из-за моногамии — они строят семьи и им вообще не надо бороться за самку. Из этого следует вывод, что даже небольшие изменения в роде короткого дождя или вымирания какого-то вида, могли существенно влиять на развитие наших предков. В физике этот феномен называется “эффектом бабочки” — незначительное махание крыльями маленькой бабочки где-то в садах США, может вызвать торнадо возле берегов Африки. По другому, это называют “сильной зависимостью от начальных условий”.
Есть предположения о том, каким был тот самый первый предок, какой была первая нить жизнь, упомянутая Эразмом Дарвином. Предположительно, это была одноклеточная форма жизни, обитавшая в теплых лужах. Это был Лука (Last Universal Common Ancestor) — последний вселенский общий предок. В последнее время Луку стали поселять глубоко под землей, поближе к вулканическим породам, где он питался серой, железом, водородом и углеродом. Все из-за литотрофных (живущих за счет преобразования химических соединений) бактерий. Об организме Луки мы поговорим когда речь пойдет о ДНК, белках и РНК.
Если взять геном человека как мамина книжка с рецептами разных блюд, то можно вытащить следующее: книга состоит из глав, называемых хромосомами. Каждая глава таит в себе абзацы — экзоны. Через каждый маленький участок с информацией всегда стоит рекламный баннер — интроны. Информация в книге записана в виде слов — кодонов. Каждое слово состоит из букв — нуклеотидов. Теперь давайте более научно — в нашем организме свыше 100 триллионов клеток. Возьмем какую-нибудь произвольную клетку, посмотрим на нее под микроскопом — мы можем увидеть 23 пары хромосом.
Хромосомы парные — одна от отца, другая от матери. Таких парных хромосом у нас 22 от матери и 22 от отца, они назывются аутосомами. Помимо аутосом у нас еще одна пара хромосом — половые хромосомы. две большие Х (икс) у женщин и Х (икс) плюс У (игрик) у мужчин. Чисто для удобства хромосомы нумеруются от самой большой первой до самой маленькой двадцать второй. Хромосома Х по размеру близка к 6 или 7 хромосомам, а хромосома У самая маленькая в геноме.
Вернемся к книжной терминологии. В английском алфавите 26 букв. Алфавит генома устроен намного проще и буквы в нем определяются по состоянию азотистых оснований — А (аденин) Г (гуанин) Ц (цитозин) Т (тимин). Но это не главное отличие — текст генома записан не на бумагу, а построен в одну большую цепь известную как ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота. Каждая хромосома представляет собой пару длинных нитей ДНК.
Геном может самостоятельно копироваться и читаться без посторонней помощи. Процесс копирования генома называется репликацией, а считывание рецептов для приготовления белков — трансляцией. Репликация происходит благодаря важному свойству нуклеотидов — они образуют пару. Аденин связывается с Тимином, Гуанин с Цитозином. В результате одна нить ДНК притягивая нуклеотиды образуют комплементарную, дополнительную цепь и именно так ДНК представлена в хромосомах. Репликация всегда возвращает исходный текст, например кодон CAG притягивает к себе GTC, а GTC в следующем поколении снова притягивает CAG. Поэтому ДНК передается из поколения в поколение.
Наша ДНК является нашей книгой — автобиографической книгой. ДНК содержит генетический код, считав который, можно определить многое о человеке. Но считывание делают сложными вышеупомянутые эгоистичные гены — интроны. Такие гены никакой функции не имеют и живут только за счет того, что они могут выживать и самокопироваться. 97% нашего генетического кода является эгоистичной, бессмысленной. Именно эти эгоистичные гены впервые были использованы в криминалистике — сравнивались образцы ДНК с мест преступления и образцы с подозреваемых. Повторяющиеся участки генетического кода были идентичными и у родственников.
Теперь о трансляции — это немного сложный процесс. Сначала по тем же правилам происходит копирование участка ДНК в молекулу РНК, состоящую из одной нити и вместо буквы Т — тимина имеющую букву У — урацил. Эта молекула называется информационной РНК. Из информационной РНК сразу вырезаются интроны — убирается реклама, а остовшиеся экзоны — абзацы текста, сшиваются в новую последовательность. Дальше и-РНК захватывается маленькой частицей — рибосомой. Рибосомы двигаясь вдоль кодонов “переводит” текст на другой язык — 20 разных аминокислот. Аминокислоты одна за другой подносятся к рибосоме с помощью транспортных РНК — т-РНК. Преодолевая кодоны шаг за шагом, рибосома сцепляет аминокислоты в одну последовательность, точь в точь совпадающую с последовательностью кодонов в и-РНК. Новая последовательность называется белком или протеином. Почти все что у нас есть — это белки. Нуклеотиды А Ц Г Т образуют 64 комбинации кодонов, поэтому многие аминокислоты кодируются несколькими кодонами.
Вот карта. Двигаемся от центра к краям — А У Г метионин, Ц А Г — глутамин. Помимо аминокислот еще имеются три “стоп-кодона” заверщающие процесс трансляции.
Теперь про инстинкты. Когда человек слышит слово “инстинкт”, он обычно понимает что-то, что касается животных — ласточки точно знающие куда лететь зимой, пчелы в точности повторяющие сложное поведение своих родителей, лани ищущие ручей где они родились. Человек не очень сильно полагается на инстинкты — их заменяют обучение, творчество, культура. Но у человека инстинктов ничуть не меньше чем у животных — они создают основы того, что мы называем привычками и навыками. Разговорная речь одновременно является и как продуктом культуры и общества, так и врожденных инстинктов человека. Для усвоения языка, ребенку необходим так называемый “языковой инстинкт”. Если присмотреться к тому, как дети образовывают слова и предложения, то можно заметить, что они просто образуют слова в соответствии с уже существующими грамматическими принципами, хотя от взрослых или друзей таких слов они не слышали. В отличии от устной речи, осваиваемой ребенком самостоятельно за пару лет, процесс обучения протекает гораздо дольше — ребенку приходится зубрить правила которые не были заложены инстинктивно.
Синдром, названный SLI (Specific Language Impairment — специфическое языковое нарушение), приводит к тому, что у больного очень неплохой интеллект, развитый мозг и сильная смекалка, но ограниченные лингвистические способности. Синдром SLI вызван мутацией в гене, лежащем на хромосоме 7. Больные легко запоминают слова, грамматические правила и исключения, но никак не могут применять их в речи, даже если и применяют, то с большим кол-вом ошибок. У них был потрясающий ум, они могли прекрасно решать математические задачи, но свободно говорить или нормально понимать речь они не могли. У них был дефект “инстинкта речи”. То есть, у них не работала программа “самостоятельного обучения”. Людей с синдромом SLI можно представить как людей “без родного языка”. Но почему-бы все не запрограммировать? Почему-бы не заложить в гены то, что этот человек будет французом-флегматиком, займется бизнесом и устроит скандал в 39 год жизни в 13:40 возле вокзала? Нет, слишком много информации. Генов просто не хватит для регулирования всего это, поэтому у человека развилось обучение, культура, творчество и сознание. Мы запрограммированы обучаться, но то, чему мы обучаемся, не заложено в генах.
Но определенных генов интеллекта у нас тоже нет. Нельзя сказать, что если какой-то человек слабоумный, то это в точности связано с каким-то его геном и только. Гены интеллекта у нас присутствуют, но их не 2 или 3, а очень много. Человек может быть умным, потому-что у него корректно работает какой-то ген, который у слабоумного не работает, но это не значит, что именно этот ген отвечает за интеллект. Есть мутантный вид мушек Дрозофил, называется “тупица”. Их такими обозвали не просто так — они не могут обучаться. Но, стоп — как могут обучаться мухи? Обучение у них состоит в вырабатывании так называемых условных рефлексов, например запомнить луч света, после которого следует удар током. Этот феномен называется сенсибилизацией. Так вот, “тупица” не могла запомнить это. Мутанты отбирались по неспособности запоминать элементарные вещи. Люди понимали, что если им искусственными мутациями удастся получить организм, имеющий проблемы с обучением, то они получат контроль над обучением. Так выявили ген белка CREB, повредив который получили тупых мух. Затем, после небольших махинаций с этим геном у других мух, получили вид фотографической памятью, но это свойство не делало их счастливыми — они очень сильно были зависимы от условностей, подобно человеку остерегающемуся иголок, после прочтения статьи про смерть от иголки. Неспособность забывать это такая же болезнь как и неспособность запоминать. А как вы относитесь к измерению интеллекта? Все мы знаем, что существуют так называемые IQ тесты, выявляющие уровень вашего интеллекта, но насколько они верны? Все очень сильно зависит от самого теста. Например, ученые из Америки выяснили, что показатель IQ у чернокожих и иностранцев, намного ниже, чем у местных. Это должно значить, что все умные собрались именно в Америке, но нет. Сами представьте, откуда мальчику из Австралии знать следующий элемент в последовательности 3, 17, 35, 43, 51? Ведь это метро в Нью-Йорке. Абсурдным кажется сама идея, что такую сложную штуку, как интеллект, пытаются измерить за полчаса.
Говоря про интеллект, нельзя не затронуть основной инструмент нашего организма — мозг. За все основные процессы отвечает мозг. Центральная нервная система представляет собой сеть из множества нервных клеток (нейронов), вдоль которых бегут нервные импульсы, передаваемые от клетки к клетке через синапсы. Синапс — то, ч помощью чего нейроны образуют связи. Достигнув синапса, электрический сигнал преобразуется в химический, чтобы в следующем нейроне снова стать электрическим. Так нейроны обмениваются информацией. В глубине мозга находится структура, называемая гиппокампом. Часть гиппокампа называют рогом Амона, там собрано множество пирамидальных нейронов, к которым подходят многочисленные отростки сенсорных нейронов. Для активации пирамидального нейрона, требуется несколько одновременно запущенных импульсов, пришедших от разных сенсорных нейронов. Так, слова “Египет” и “фараон” могут образовывать пару с общим пирамидальным нейроном. Теперь, если вы услышите слово “Египет”, вы вспомните пирамидальные нейроны. Это значит, что в гиппокампе образавалась новая ассоциация. Вы наверное слышали угрозы по телевизору, мол нельзя сильно злится, напрягаться, так как нервные клетки умирают и не восстанавливаются и все такое. Да, это и вправду так, но это естественный процесс. Некоторые клетки приносят себя в жертву, чтобы остальные могли жить. И еще, бесконечное деление нервных клеток никак не принесет вам пользы — дефектный ген ced-9 у мышей, вызывает ряд мутаций, в результате которых нервные клетки мыши не умирают. От этого мышь ничего хорошего не получает — у нее колоссально большой мозг и никакой памяти.
Пожалуй наиболее грубым заблуждением является мнение о том, что гены созданы для того, чтобы вызывать болезни. Везде мы слышим похожее — “ген ранней дистонии”, “выделен ген рака почек”, “установлена связь аутизма с геном переноса серотонина”, “новый ген болезни Альцгеймера” и много много других. Давать генам названия болезней выглядит таким же глупым, как называть города по катострофам происходившим в них: Хиросима и Нагасаки — города атомных бомб, Ташкент —город землетрясений, Чернобыль — город взрывающихся АЭС. Нет, нет и нет! ГЕНЫ НЕ ДЛЯ ТОГО, ЧТОБЫ ВЫЗЫВАТЬ БОЛЕЗНИ! Наоборот, именно некорректная работа какого-либо гена вызывает болезнь, сам ген борется с ней. На хромосоме 4, имеется очень важный ген, являющийся одним из наиболее известных генов, связанных с генетическими заболеваниями. Отстутствие данного гена вызывает синдром Вольфа-Хиршхорна, а мутация — хорею Хантингтона. Ген содержит повторяющееся “слово” — CAG, CAG, CAG… . Кол-во повторов лежит в диапозоне от 6 до 35 у нормальных людей. А вот если повторов 39 и больше, развивается болезнь Хантингтона и ближе к старости человек утрачивает контроль над собой, начинает деградировать и вскоре умирает. Больной умирает через 15–25 лет после начала болезни и нет никакой надежды на излечение или хотя-бы приостановку болезни. Все дело гене — если повторов больше 39, то человек обречен заболеть хореей Хантингтона, если меньше, болезнь ему никогда не грозит. Изучением болезни занимались сотни ученых, но ни один из них не смог вылечить ее. В наши дни, хорея Хантингтона сравнима с раком.
Кстати о раке. Рак — вид злокачественной опухоли, развивающейся из клеток эпителиальной ткани различных органов. По данным Всемирной организации здравоохранения в 2018 г. от этого заболевания умерли 9,6 млн человек. Но что же является причиной рака?. Я уже упомянул, что нервные клетки умирают и не восстанавливаются не просто так — они жертвуют собой ради развития организма. Кроме нервных клеток, таких “патриотов” в нашем организме много. Иногда, некоторые клетки забывают о своем патриотическом долге и начинают делиться, ведя самостоятельный образ жизни. В организме каждый день появляются произвольно делящиеся мятежные клетки, которые и вызывают раковую опухоль. Но существуют и средства для подавления мятежа, система самоуничтожения, заложенная в каждой клетке. Эта система, при любом не запланированном делении клетки, уничтожает ее. Наиболее известным геном клеточного суицида является ген TP5, лежащий на хромосоме 17. У 90% больных раком, наблюдабтся мутации в этом гене. Когда TP5 обнаруживает “незаконное” деление клетки, он сразу же ликвидирует ее и естественный порядок не рарушается. А когда этот ген работает неправильно, клетки рака продолжают делиться и размножаться и этот процесс уже некому остановить.
Вернемся к смертности и старению. Так из-за чего клетка стареет и впоследствии умирает? Допустим, вы бесконечно копируете книгу и каждый раз пропускаете по одной строке снизу и сверху предыдущей копии. После определенного кол-ва повторений, информация полностью затеряется и уже нечего будет копировать. Точно так же происходит и при репликации —кол-во так называемых теломеров всегда сокращается при делении клетки. Теломеры это эгоистичные участки ДНК, существующие для определения срока жизни. Чем длиннее теломеры, тем дольше живет клетка. Для восстановления этих теломеров, чтобы клетка преждевременно не погибла, существует теломераза. Она берет и вставляет случайную информацию для специально запланированного “пропуска”. У человека, теломераза погибает при рождении. Это значит, что срок нашей жизни определяется при рождении. Но нельзя сказать, что я проживу именно 63 года, потому-что у меня соотвествующая длина теломеров, так как теломеры сокращаются не с течением времени, а в процессе деления. Из этого следует вывод, что ранения, болезни и другие факторы, ускоряющие процесс репликации, сокращают нам жизнь. Когда мы получаем порез, для восстановления этого участка тела, происходят многочисленные процессы репликации и трансляции, кол-во теломеров сокращается и с ними сокращается наша жизнь. У раковых клеток, теломераза не исчезает — она продолжает функционировать, из-за чего их сложно убить естественным путем. Однажды, студанетам из Стенфорда, удалось клонировать теломеразу. Это также было одним из величайших открытий не из-за того, что если клонировали теломеразу, то открыли секрет бессмертие, а из-за того, что нашли еще один способ лечения рака, путем клонирования генов TP5. Мы пропустили одну очень интересную вещь — раз уж у раковых клеток присутствует теломераза, восстанавливающая удаленные теломеры, уменьшение кол-ва которых ведет к старению и смерти, то раковые клетки живут вечно? По идее — да. Но дело в том, что без больного они не могут существовать. Сами они никак питаться не могут, а организм человека доставляет им все нужное. Был один случай, когда раковые клетки продолжали существовать и не вымерали, даже после смерти больного. Это были клетки Генеритти Лакс — чернокожей женщины, болевшей раком. Ее клетки не просто не вымерали, но и продолжали делиться. На данный момент вес клеток HeLa (так их называли) в 500 раз больше веса самой женщины.
Клон — группа генетически идентичных организмов. Сегодня существует ряд этических преград для дальнейшего развития клонирования, тем более в отношении человека. Некоторые мировые религии считают клонирование человека недопустимым. В некоторых странах клонирование запрещено вообще. В части стран запрещено клонирование, при котором воспроизводится целый многоклеточный организм. 27 февраля 1997 года журнал Nature опубликовал статью эмбриолога и генетика Йэна Уилмата и его коллег об успешном клонировании овечки Долли. С этого момента не прекращались споры о целесообразности и этичности опытов по клонированию многоклеточных организмов. Впервые удалось “отклонировать” млекопитающее. Это было величайшим открытием всех веков, овечка Долли стала известна всему миру. Но это было давно, сейчас с тех времен прошло почти 25 лет, но до сих пор клонирование человека не стало глобальным. Почему же? По важным этическим причинам. Несмотря на то, что клон появился на свет неестественным путем, он тоже является человеком. Ничто ему не мешает требовать свои права на жизнь, после чего клонирование уже не станет чем-то отличаться от естественных родов.
Если вы взрослый и пока что не знакомы с холестерином НЕ с научной стороны, то наверняка ужаснулись. Многие считают холестерин злом, сердечно-сосудистые заболевания. Вы получаете его вместе с жирной пищей и умираете. Нет большего заблуждения, чем холестерин в роли яда. Холестерин необходим организму. Он является ингредиентом системы нейрогуморальных процессов, обеспечивающих единство организма. Холестерин является предшественником пяти важных гормонов, вместе названных стероидами: прогестерона, альдостерона, тестостерона, кортизола и эстрадиола. Когда холестерина много, ему сложно перемещаться по сосудам и он там застревает. Застревание вызывает пробки, как показано на рисунке и давление в сосудах растет.
Еще одними очень важными гормонами являются дофамин и серотонин. В прост онародье их принято называть гормонами “счастья”. И это в кое-то мере верно, так как именно они являю тся “триггерами” нашего удовольствия, наслаждения. При недостатке дофамина, организму ничего не интер есно, он не хочет ничем заниматься. А при избытке дофамина, происходит похожее. Человеку все одноврем енно интересно, из-за чего ему быстро становится скучно от какого-либо занятия. Мозг привыкает к дофа мину, после чего дофамин в малых дозах ему уже не интересен, чувствительность понижается.
Следующим “ контроллером” некоторых наших активностей является кортизол. Вы наверняка слышали от близких поучения о том, что нельзя волноваться, переживать или воспринимать что-то “близко к сердцу”. Они в какой-то степени правы, так как при волнении перед экзаменами или понижении настроения после смерти близких, растет содержание кортизола. Повышение кол-ва кортизола, в свою очередь, ведет к понижению иммунитета и повышению восприимчивости к инфекциям или вирусам. У вас больше шансов заболеть, если вы волнуетесь. Если вы спокойны, содержание кортизола остается в норме и вероятность подхватить инфекцию — меньше.
Генная Терапия
Когда выяснилось, что гены являются программным кодом человека, многие захотели заглянуть в исходный код и отредактировать его в лучшую сторону. Так зародилась генная терапия. Давайте представим, что нам на самом деле нужно? Взять нужные гены одного вида и заложить их в другой вид. Или “вырезать” ненужные участки одного вида. Для этого нам нужны так называемые “ножницы” — рестриктаза и “клей” — лигаза. Ножницами вырезаем нужный участок, клеем вставляем его куда надо.
Этот процесс называется рекомбинацией. Рекомбинация, наряду с репликацией ДНК, транскрипцией РНК и трансляцией белков, относится к фундаментальным, рано возникшим в процессе эволюции, процессам. В прошлом году за первое “изменение” генома эмбриона человека присуждена Нобелевская премия. Нобелевская премия по химии 2020 года присуждена за открытие, последствия которого стали известны всем два года назад по заголовкам новостей. Тогда китайский ученый Хэ Цзянькуй отредактировал геном эмбрионов человека. Но “нобелевку” получил не он, а авторы метода CRISPR/Cas9 Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудна, которые открыли науке путь к редактированию генома — клеток, растений, животных.
Принцип получения химер сводится главным образом к выделению двух или большего количества ранних зародышей и их слияния. В том случае, когда в генотипе зародышей, использованных для создание химеры, есть различия по ряду характеристик, удается проследить судьбу клеток обоих видов. С помощью химерных мышей, например, был решен вопрос о способе возникновения в ходе развития многоядерных клеток поперечнополосатых мышц. Кстати, обезьянки на картинке клонированы, генетически модифицированы и улучшены. Все это называется гомологичной рекомбинацией —когда все удаленные и добавленные гены принадлежат одному виду. Еще одним способ изучения генома является “нокаутирование”. Это когда случайный ген нарочно повреждается, чтобы после наблюдений за особью выявить предназначение этого гена. Многие гены открыты именно путем нокаутирования.
Кроме того существует еще один способом — бактерии и ретровирусы. Берем произвольную бактерию, добавляем в нее все что надо, вливаем куда надо. С вирусами немного иначе. Как мы знаем, любой вирус поражает какие-то определенные органы. Вирус вставляется куда надо и начинает свою работу. Ученые решили воспользоваться именно этой возможностью — взять вирус, удалить из него все, что будет нам мешать, вставить все, что надо, а затем заразить им организм. Несмотря на прекрасность всех этих биотехнологий, общество пока-что не хочет воспринимать их всерьез. Ученые не допускаются к экспериментам, им не предоставляют нужные условия, а некоторые “умники” даже считают все это злом. Но что поделать — вся надежда на евгенику.
Проект
Из всей этой кучи информации, большая часть должна была быть про проект, но основой проекта является биология человека, биология организма, поэтому основной частью презентации я решил уделить именно биологии. Все это позади, теперь про проект. Целью проекта является создание организма, способного самостоятельно размножаться, развиваться и жить. Я слышал про искуственную жизнь. Там все довольно просто — изучаем геном с помощью компьютерных моделей и симуляций.
В этом нам очень хорошо помогают нейронные сети — почти полностью автономный разум. Нейронная сеть принимает некоторое кол-во данных и в нескольких слоях обрабатывает эти данные и передает на выход. Есть такое понятие под названием ML — Machine Learning, машинное обучение. Мы программируем обучение, инстинкты, а все остальное программа делает сама во время работы — обучается. Чем больше она работает, тем лучше она работает. Идеальное самообучение.
Существует еще более сложная система — Deep Learning. Само по себе “глубокое обучение”. В моделях DL намного больше скрытых слоев, входных данных и они устроены намного сложнее. Сами взгляните. В нейросетях я не очень сильно разбираюсь, поэтому информация немного краткая. Но именно они помогают нам в симуляции жизни. Вся проблема кроется в этом — симуляция. Мы лишь моделируем поведение и смотрим на это через четырехугольный экран компьютера. А я хочу живой организм. Все же компьютеры немного ограничены, а природа безгранична, так что моя идея имеет ряд преимуществ. Можно было-бы попытаться создать уже существующий организм, мышь например, но нет. Один лишь геном настолько сложно устроен, что не получиться даже нормального комара вырастить неестественным путем. Я предлагаю немного иной вариант — эволюцию. Давайте взглянем назад, в сторону старого доброго Луки. Что там было? Одни лишь одноклеточные. Не стоит забывать о том, что жизнь началась с одной клетки. Целых 3 с лишним миллиарда лет, одноклеточные организмы в буквальном смысле сражались за жизнь. Затем появились многоклеточные и все стало намного сложнее. Само по себе. Был лишь Лука, а природа вырастила человека. Вот что я предлагаю. Мы просто создадим одноклеточное животное и дадим природе сделать все остальное. Сделаем нормальную окружающую среду, немного увеличим размеры клетки, чтобы было легче изучать строение, ускорим процесс, чтобы не ждать еще 4 миллиарда лет. Это даст нам много чего — биология видов, развитие отдельных видов, болезни и причины их возникновения, вымершие биологические формы, эволюция. Таким образом, можно будет вылечить многие болезни, человечество станет чистым. Идеальным примером промежуточных видов и доказательством эволюции в наши времена является илистый прыгун — небольшая рыбка обитающая как в воде, так и… на суше. Да, илистый прыгун может спокойно жить и на суше. Немного сходит на огромных головастиков, но в период жизни не видоизменяется. Является прямым доказательством того, что рептилии являются приспособленными к условиям окружающей среды рыбами.
Буду рад помощи в реализации, обращайтесь. Спасибо за уделенное время.
Контакты:
Telegram : @muhammadrasul446
E-mail : muhammadrasul446@mail.ru