ещё веселых аналогий
May. 14th, 2020 01:01 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
aridmoorsГлавная тема поста - Центральная Догма биологии. (картинка для тех кто знает что такое Евангелион)
Под катом ответы на такие вопросы, как:
1) Неужели не было экспериментов с заменой ДНК в яйцеклетке на совершенно чуждую? Что за зверушка получается?
2) Почему вирусы животных почти никогда не заражают человека? А когда они вдруг начинают заражать - это почему?
3) Если мы дадим корове выносить зародыш лошади, родится лошадь?
И другие.
Начну просто с рассказа. Центральная Догма биологии была открыта и названа так человеком, который не знал значения слова "догма"! Без шуток. Догма - это положение, принимаемое на веру за непреложную истину, неизменную при всех обстоятельствах. Однако человек, открывший Центральную Догму биологии и так ее назвавший, этого не знал, и думал, что "догма" означает "правило", но красивыми словами. Это можно прочитать в его мемуарах или других ресурсах. Но вот такой смешной факт - ученый, открывший один из главнейших законов биологии, не знал значения слова "догма" - и очень удивился, когда ему рассказали. Это просто так, забавный факт. Название "Центральная Догма" закрепилось, и теперь все знают, что в биологии это означает, что из ДНК делается РНК, и из РНК протеины.
- Центральная догма. Смысл ее в том, что как только биологическая информация перешла из ДНК, в РНК, и затем в белок, она не может вернуться обратно. Другими словами, передача информации от нуклеиновой кислоты к белку возможна, но передача от белка к белку или от белка к нуклеиновой кислоте невозможна.
— Francis Crick, 1958
Что такое ДНК, что такое РНК, причем тут протеины и почему от коровы не может родиться лошадь?
Ну представьте, что вы строитель. Вы строите дома. Иногда это одноэтажные домики для старушек, иногда это небольшие здания с квартирами, иногда это многоэтажки, иногда это небоскребы, способные выдерживать землетрясения, в общем огромная куча разных дизайнов домов, подогнанных под условия определенного климата, определенной местности, определенных финансовых возможностей.
Так вот ДНК - это ваш ПЛАН. План конкретного дома. Вся куча строительных документов, схемы, на которых прописаны все винтики-гаечки, все разъемы, весь план конкретного дома. 1 дом - 1 вид (организм, например лошадь). То есть у вас есть четкая схема, как именно надо построить лошадь. Большой такой том, проектная документация. Это ваша ДНК.
И вот вы собираетесь строить дом, и вам надо заказать у поставщиков отдельные части (детали, например трубы определенного диаметра, двери определенной высоты и т.д.) - вот эта документация-заказ, которая уходит в фирмы-поставщики, это ваша РНК. Вот вся кипа документов, которые вы отправляете поставщикам, все запросы на части дома - это РНК. Они отдельны от плана, они идут к конкретному поставщику, и там указано количество деталей, сроки поставки, вот это всё. Вот эта документация - это РНК. Если вы совершили ошибку, послав в заказе не то количество дверей, или не тот диаметр труб, то у вас будет ошибка в РНК (ошибка в документации поставщику). И вам фигня придет от поставщика, которую вы не сможете использовать. В биологии это называется "ошибка траскрипции" - когда в ДНК был указан один диаметр труб, а вы ошиблись, и в заказе поставщику написали другой. РНК дефектная получилась.
Когда же у вас пришли все детали от поставщиков, их завезли на склад - то детали - это ваши протеины. Из них вы строите дом. Естественно, поставка не происходит мгновенно. Вам надо учитывать, что поставщики работают с разной скоростью, надо учитывать, что некоторые заказы выполняются дольше, надо учитывать, например, что начинать надо с фундамента, потом переходить дальше, в общем всё это идёт в процессе. И вам надо планировать, что крышу поставлять должны в последнюю очередь, а фундамент - в первую. И вот у вас постепенно идет "создание протеинов" (постепенная поставка необходимых деталей для дома), и вы постепенно строите дом (организм).
Иногда бывает, что поставщик перепутал диаметр труб, и послал вам не те трубы. В биологии это называется "ошибка трансляции" - ошибка на стадии РНК->протеин. Вы в РНК написали одно, а поставщик накосячил и прислал не те трубы. Вы злитесь, потому что чо теперь с этими трубами делать-то? Протеины дефектные!! Они никуда не влезут и не будут работать как надо!!
И всегда у нас получается следующая цепочка:
Проектная документация (ПЛАН, ДНК) -> заказы поставщикам (РНК) -> детали для дома (протеины).
Это и есть Центральная Догма.
Теперь вопрос: что будет, если мы заменим ДНК (план) на совершенно чуждый?
Ну то есть что будет, если корове подсадить ДНК лошади?
Как и в строительстве, скорее всего всё развалится на самой начальной стадии, когда вы только еще фундамент будете класть. У вас в плане должен быть фундамент для определенной местности, определенного размера, под определенный дом. Например, мы должны построить небоскреб. А вам приходит цемента только под хибару старушке. Вы вообще ничо не сможете построить, всё вылетит почти сразу, случится выкидыш, вы даже и фундамент не положите как следует. Строители начнут строить, цемента не хватит, возникнет хаос, всё, провал. Небоскрёб не состоялся.
Как правило, поскольку дом проектируется под очень конкретную местность, то почти всегда проблемы будут сразу на уровне закладки фундамента. То есть даже если взять довольно похожие "дома" (например, обезьяна и человек), всё равно уже на стадии закладки фундамента пойдут большие проблемы. Именно поэтому обезьяна не может выносить эмбрион человека, а мышь не может выносить эмбрион крысы.
Почему вирусы мышей/коров/лошадей не могут заражать человека?
В случае вируса представим, что у нас уже готовый дом. И в этом многоквартирном доме, допустим, все замки одинаковые - ну такие стандартные замки поставили, везде одни и те же, по стандарту. И вот приходит вирус. Вирус имеет ключи к замкам. Однако он имеет ключи к небоскребу, а у нас пятиэтажка. Замки у нас были совсем другие. По проекту.
Вирус приходит, и суёт свои ключи в эти замки, а они не подходят. Ну потому что проект дома другой, замки другие. Вот вирус и обломался.
Когда вирус мутирует, и совершает так называемый species jump - прыжок от одного вида на другой (например, от летучих мышей к человеку), то это значит его шпионы разузнали, на каком заводе вы какие замки заказывали, и снабдили вирус подходящими ключами! И он пришел и открыл! Потому что ключи подошли.
Что такое мутации, почему бывают врожденные болезни?
А это бывает потому, что вот у вас сидит проектировщик, он не выспался, ему велели скопировать от руки всю проектную документацию на дом, он честно всё скопировал, но ошибся в размере окон. Поставил не ту цифру. Окна должны быть ширины полтора метра, а он написал в ПЛАНЕ (ДНК), который копировал от руки, что окна у нас метр восемьдесят пять.
Вы, ничего не подозревая, доверяя своему проектировщику, заказываете у поставщика окна на 1,85м (РНК). Вам приходят реальные окна на 1,85м (протеины). Вы их пытаетесь всунуть, а они не входят проемы. И в итоге вы дом худо-бедно достраиваете, но он у вас без окон!!!! Потому что они не влезли!!!
Это мутация в ДНК. И бедные жители вашего дома всю свою жизнь будут страшно страдать. Например, от фенилкетонурии. Фенилктонурия - это тяжелое заболевание, за которое как раз отвечает вот такой единственный ген ("ген окон"), и вызывает тяжелые последствия (В Российской Федерации детям в возрасте до 14 лет по этому заболеванию безусловно устанавливается категория «ребёнок-инвалид».)
Но часто бывает, что в плане проектировщик случайно указал цемент не того класса, или может совсем немножко отличающиеся параметрами детали. В этом случае вы дом построить сможете, но скажем через год ("в возрасте 15 лет" или может "в возрасте 20 лет") по дому пойдет трещина. Начнутся проблемы. Это тоже очень часто бывает.
В общем и целом, главное - это что у вас есть ПЛАН дома (ДНК), есть документация, отсылемая заказчику (РНК), и потом по ней вам приходят конкретные детали (протеины), из которых вы уже будете строить дом. И не бывает наоборот, не бывает сначала детали, потом план. Никак не получится.
Вот такая фигня. Надеюсь, аналогия понравилась.
Под катом ответы на такие вопросы, как:
1) Неужели не было экспериментов с заменой ДНК в яйцеклетке на совершенно чуждую? Что за зверушка получается?
2) Почему вирусы животных почти никогда не заражают человека? А когда они вдруг начинают заражать - это почему?
3) Если мы дадим корове выносить зародыш лошади, родится лошадь?
И другие.
Начну просто с рассказа. Центральная Догма биологии была открыта и названа так человеком, который не знал значения слова "догма"! Без шуток. Догма - это положение, принимаемое на веру за непреложную истину, неизменную при всех обстоятельствах. Однако человек, открывший Центральную Догму биологии и так ее назвавший, этого не знал, и думал, что "догма" означает "правило", но красивыми словами. Это можно прочитать в его мемуарах или других ресурсах. Но вот такой смешной факт - ученый, открывший один из главнейших законов биологии, не знал значения слова "догма" - и очень удивился, когда ему рассказали. Это просто так, забавный факт. Название "Центральная Догма" закрепилось, и теперь все знают, что в биологии это означает, что из ДНК делается РНК, и из РНК протеины.
- Центральная догма. Смысл ее в том, что как только биологическая информация перешла из ДНК, в РНК, и затем в белок, она не может вернуться обратно. Другими словами, передача информации от нуклеиновой кислоты к белку возможна, но передача от белка к белку или от белка к нуклеиновой кислоте невозможна.
— Francis Crick, 1958
Что такое ДНК, что такое РНК, причем тут протеины и почему от коровы не может родиться лошадь?
Ну представьте, что вы строитель. Вы строите дома. Иногда это одноэтажные домики для старушек, иногда это небольшие здания с квартирами, иногда это многоэтажки, иногда это небоскребы, способные выдерживать землетрясения, в общем огромная куча разных дизайнов домов, подогнанных под условия определенного климата, определенной местности, определенных финансовых возможностей.
Так вот ДНК - это ваш ПЛАН. План конкретного дома. Вся куча строительных документов, схемы, на которых прописаны все винтики-гаечки, все разъемы, весь план конкретного дома. 1 дом - 1 вид (организм, например лошадь). То есть у вас есть четкая схема, как именно надо построить лошадь. Большой такой том, проектная документация. Это ваша ДНК.
И вот вы собираетесь строить дом, и вам надо заказать у поставщиков отдельные части (детали, например трубы определенного диаметра, двери определенной высоты и т.д.) - вот эта документация-заказ, которая уходит в фирмы-поставщики, это ваша РНК. Вот вся кипа документов, которые вы отправляете поставщикам, все запросы на части дома - это РНК. Они отдельны от плана, они идут к конкретному поставщику, и там указано количество деталей, сроки поставки, вот это всё. Вот эта документация - это РНК. Если вы совершили ошибку, послав в заказе не то количество дверей, или не тот диаметр труб, то у вас будет ошибка в РНК (ошибка в документации поставщику). И вам фигня придет от поставщика, которую вы не сможете использовать. В биологии это называется "ошибка траскрипции" - когда в ДНК был указан один диаметр труб, а вы ошиблись, и в заказе поставщику написали другой. РНК дефектная получилась.
Когда же у вас пришли все детали от поставщиков, их завезли на склад - то детали - это ваши протеины. Из них вы строите дом. Естественно, поставка не происходит мгновенно. Вам надо учитывать, что поставщики работают с разной скоростью, надо учитывать, что некоторые заказы выполняются дольше, надо учитывать, например, что начинать надо с фундамента, потом переходить дальше, в общем всё это идёт в процессе. И вам надо планировать, что крышу поставлять должны в последнюю очередь, а фундамент - в первую. И вот у вас постепенно идет "создание протеинов" (постепенная поставка необходимых деталей для дома), и вы постепенно строите дом (организм).
Иногда бывает, что поставщик перепутал диаметр труб, и послал вам не те трубы. В биологии это называется "ошибка трансляции" - ошибка на стадии РНК->протеин. Вы в РНК написали одно, а поставщик накосячил и прислал не те трубы. Вы злитесь, потому что чо теперь с этими трубами делать-то? Протеины дефектные!! Они никуда не влезут и не будут работать как надо!!
И всегда у нас получается следующая цепочка:
Проектная документация (ПЛАН, ДНК) -> заказы поставщикам (РНК) -> детали для дома (протеины).
Это и есть Центральная Догма.
Теперь вопрос: что будет, если мы заменим ДНК (план) на совершенно чуждый?
Ну то есть что будет, если корове подсадить ДНК лошади?
Как и в строительстве, скорее всего всё развалится на самой начальной стадии, когда вы только еще фундамент будете класть. У вас в плане должен быть фундамент для определенной местности, определенного размера, под определенный дом. Например, мы должны построить небоскреб. А вам приходит цемента только под хибару старушке. Вы вообще ничо не сможете построить, всё вылетит почти сразу, случится выкидыш, вы даже и фундамент не положите как следует. Строители начнут строить, цемента не хватит, возникнет хаос, всё, провал. Небоскрёб не состоялся.
Как правило, поскольку дом проектируется под очень конкретную местность, то почти всегда проблемы будут сразу на уровне закладки фундамента. То есть даже если взять довольно похожие "дома" (например, обезьяна и человек), всё равно уже на стадии закладки фундамента пойдут большие проблемы. Именно поэтому обезьяна не может выносить эмбрион человека, а мышь не может выносить эмбрион крысы.
Почему вирусы мышей/коров/лошадей не могут заражать человека?
В случае вируса представим, что у нас уже готовый дом. И в этом многоквартирном доме, допустим, все замки одинаковые - ну такие стандартные замки поставили, везде одни и те же, по стандарту. И вот приходит вирус. Вирус имеет ключи к замкам. Однако он имеет ключи к небоскребу, а у нас пятиэтажка. Замки у нас были совсем другие. По проекту.
Вирус приходит, и суёт свои ключи в эти замки, а они не подходят. Ну потому что проект дома другой, замки другие. Вот вирус и обломался.
Когда вирус мутирует, и совершает так называемый species jump - прыжок от одного вида на другой (например, от летучих мышей к человеку), то это значит его шпионы разузнали, на каком заводе вы какие замки заказывали, и снабдили вирус подходящими ключами! И он пришел и открыл! Потому что ключи подошли.
Что такое мутации, почему бывают врожденные болезни?
А это бывает потому, что вот у вас сидит проектировщик, он не выспался, ему велели скопировать от руки всю проектную документацию на дом, он честно всё скопировал, но ошибся в размере окон. Поставил не ту цифру. Окна должны быть ширины полтора метра, а он написал в ПЛАНЕ (ДНК), который копировал от руки, что окна у нас метр восемьдесят пять.
Вы, ничего не подозревая, доверяя своему проектировщику, заказываете у поставщика окна на 1,85м (РНК). Вам приходят реальные окна на 1,85м (протеины). Вы их пытаетесь всунуть, а они не входят проемы. И в итоге вы дом худо-бедно достраиваете, но он у вас без окон!!!! Потому что они не влезли!!!
Это мутация в ДНК. И бедные жители вашего дома всю свою жизнь будут страшно страдать. Например, от фенилкетонурии. Фенилктонурия - это тяжелое заболевание, за которое как раз отвечает вот такой единственный ген ("ген окон"), и вызывает тяжелые последствия (В Российской Федерации детям в возрасте до 14 лет по этому заболеванию безусловно устанавливается категория «ребёнок-инвалид».)
Но часто бывает, что в плане проектировщик случайно указал цемент не того класса, или может совсем немножко отличающиеся параметрами детали. В этом случае вы дом построить сможете, но скажем через год ("в возрасте 15 лет" или может "в возрасте 20 лет") по дому пойдет трещина. Начнутся проблемы. Это тоже очень часто бывает.
В общем и целом, главное - это что у вас есть ПЛАН дома (ДНК), есть документация, отсылемая заказчику (РНК), и потом по ней вам приходят конкретные детали (протеины), из которых вы уже будете строить дом. И не бывает наоборот, не бывает сначала детали, потом план. Никак не получится.
Вот такая фигня. Надеюсь, аналогия понравилась.
