Ақпарат

5.1: Неліктен маңызды - Жасуша мембраналары - Биология

5.1: Неліктен маңызды - Жасуша мембраналары - Биология


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Неліктен жасуша мембраналары туралы білу керек?

Муковисцидоз (CF) - бұл негізінен өкпеге, сондай-ақ ұйқы безіне, бауырға және ішекке әсер ететін генетикалық ауру. Симптомдар көбінесе нәрестелік және балалық шақта пайда болады, мысалы, жаңа туған нәрестелердегі ішек өтімсіздігі.

КФ-ның ең ауыр белгілері тыныс алудың қиындауы және жиі өкпе инфекциялары болып табылады. Көбінесе өкпе трансплантациясы ақыр соңында қажет, өйткені CF нашарлайды. Басқа белгілер, соның ішінде синус инфекциясы, нашар өсу және бедеулік дененің басқа бөліктеріне әсер етеді.

Муковисцидоз бір мембраналық тасымалдаушының дұрыс жұмыс істемеуі нәтижесінде пайда болады. Мембраналық тасымалдаудағы бұл қателік мұндай ауруға қалай әкелуі мүмкін?


Липидті салдар

Кіріспе

Липидтер әрқашан мембраналарда біркелкі араласпайды, бірақ микродомендерді қалыптастыру үшін топтаса алады. Бұл микродомендердің белгілі бір класы «липидті салдар» деп аталды. Олар холестерин мен сфинголипидтерге байытылған. Салдар сұйық реттелген фазадағы мембраналарда немесе ұқсас қасиеттері бар фазада болуы мүмкін. Фосфолипидтерге бай сұйық-кристалды фазалық домендер мен сфинголипидтерге бай сұйық реттелген фазалық домендер (салдар) биологиялық мембраналарда, әсіресе плазмалық мембранада тепе-теңдікте болуы мүмкін екендігі туралы дәлелдемелердің көбеюі. Мембраналық ақуыздарды салдарға артықшылықпен бөлу функцияға әсер етуі мүмкін. Салдарға бағытталған белоктардың арасында арнайы гликолипидке, гликозилфосфатидилинозитолға (GPI) ковалентті қосылу арқылы мембрананың сыртқы жапырақшасында бекітілген белоктар бар. Екі немесе одан да көп пальмитат тізбегімен немесе пальмитат пен миристат тізбегімен тікелей ацилденетіндер сияқты қаныққан ацил тізбектерімен байланысқан басқа белоктар да салдарға бағытталған. GPI-бекітілген протеиндер мен басқа белоктарды салдарға бағыттау сигнал беруде, әсіресе гемопоэтикалық жасушаларда, мүмкін, сонымен қатар жасушаішілік мембраналардағы сұрыптауда және басқа сүтқоректілердің жасушаларында жасуша бетіндегі протеолизді реттеуде рөл атқарады.


Шолу

ДНҚ өмірдің сызбасы болып табылады және барлық дерлік тірі организмдерде кездеседі. Бұл организмдер бір жасушалы бактериялар сияқты қарапайым немесе көп жасушалы адам сияқты күрделі болуы мүмкін: адам денесінде шамамен 50 триллион жасуша бар. Жасушалардың екі түрі бар: прокариоттар және эукариоттар. Прокариоттардың мысалы - бактериялар. Прокариот жасушаларында ядролық мембрана жоқ, сондықтан нақты ядросы жоқ. Бұл зертханада өсімдіктер мен жануарларды құрайтын эукариоттық жасушалар ғана қарастырылады. Эукариот жасушаларында ДНҚ-ны жасушаның қалған бөлігінен оқшаулайтын айқын, мембранамен байланысқан ядро ​​бар. Өсімдік жасушаларының құрылымы жануарлар жасушаларынан құрылымы мен жасушалық құрамы жағынан ерекшеленеді. Бұл тәжірибеде тек өсімдік жасушалары қолданылады.

Өсімдік жасушалары жасуша қабырғасымен қоршалған. Ол жоғары механикалық беріктікке ие және жасушаны қорғайды. Тікелей жасуша қабырғасының астында цитозолы бар плазмалық мембрана (1-сурет) жатыр. Цитозолдың ішінде әртүрлі жасуша органоидтары, соның ішінде ядро ​​да болады. Ядрода хроматин түрінде ДНҚ орналасады.

Хроматин - бұл жасуша бөлінуге дайындалмаған кездегі жасушадағы ДНҚ-ның белсенді түрі. Ол гистондар деп аталатын ақуыз бөлшектеріне оралған ДНҚ-дан тұрады.


2. Ұйымдастыру деңгейлерінің философиялық есептері

Ұйымдастыру деңгейлері туралы әдебиеттердегі қайталанатын мотив - бұл &lsquohierarchy&rsquo немесе &lsquolevels&rsquo сияқты терминдердің кездейсоқ немесе шағылыспайтын тәсілін жоқтау және дәлірек талдауларды талап ету (мысалы, Beckner 1974 Bunge 1977 Grene & Korent 1987 ж. 1996). Дегенмен, таң қаларлықтай, аздаған философтар немесе ғалымдар ұйымның деңгейлерінің маңызды теориясын немесе есебін әзірлеу міндетін алды. Бұл бөлімде біз ұйымдастырудың нақты деңгейлері қандай екенін түсіндіру немесе анықтау үшін ғылым философиясында ұсынылған үш негізгі есептерді талқылаймыз. Бұл Пол Оппенхайм және Хилари Путнамның rsquos &ldqulayer-cake&rdquo есептік жазбасы, Карл Крейвер (2007: 5 тарау, 2015) және Уильям Бехтел (2008: 4 тарау) және Уильям Вимсатт&rsquolord & maxia19 (2007: 5 тарау, 2015) әзірлеген және қолдаған механикалық есептік жазба. 1994). Осылардан кейін біз ұйымдастыру деңгейлері идеясына соңғы скептикалық тәсілдерден де өтеміз.

Ғылым философиясындағы ең көрнекті екі есеп, &ldqulayer-cake&rdquo және &ldquomechanistic&rdquo шоттары деңгейлер тұжырымдамасы үшін поляризацияланған көріністерді белгілейді. Қабат-торт есебі табиғаттың барлық құрамдас бөліктері арасындағы толық сатылы композициялық қатынастарды және әрбір болжамды деңгей арасындағы қатаң сәйкестікті және сол деңгейді құрайтын құрамдастарды зерттейтін негізгі ғылыми пәнді ұсынатын жан-жақты тұжырымдаманы қамтиды. Механистік есеп тетік ішіндегі конститутивтік бөліктік тұрғысынан анықталған табиғаттағы онтологиялық деңгейлердің контекстік тұжырымдамасын ұсынады (Craver 2007: 188&ndash189 Kaplan 2015: 20). Үшінші есеп, Вимсатттың rsquos &ldquolocal maxima&rdquo есебі, философияда азырақ назар аударды және ғылымдағы деңгейлерді концептуалдау үшін эпистемикалық және онтологиялық аспектілерді қамтитын анағұрлым ауқымды құрылымды ұсынады. Жалпыға қарамастан, Wimsatt's rsquos есептік жазбасы жан-жақты емес, ерекше жағдайларды және жергілікті және жаһандық тұжырымдамаларға сәйкес келетін деңгейлерді сипаттаудың бірнеше нақты критерийлерін мойындайды.

2.1 Layer-Cake тіркелгісі

&ldquoЖұмыс гипотеза ретіндегі ғылымның бірлігі&rdquo классикалық мақаласында (1958 ж., сонымен қатар ғылымның бірлігі туралы мақаланы қараңыз), Оппенгейм және Путнам (бұдан әрі - O&P) өте ықпалды болған және көптеген сілтемелерде әлі де жасырын түрде бар деңгейлер жүйесін алға тартты. деңгейлерге дейін. Бұл &ldqulayer-cake&rdquo үлгісі үш құрамдас бөліктен тұрады. Біріншіден, олардың деңгейлер туралы тұжырымдамасы болды жан-жақты, яғни олар &lsquolevels&rsquo туралы айтуға болатын барлық жағдайларды өз есебіне қосқысы келді. Екіншіден, O&P деңгейлері а-да құрылымдалған композициялық қатынастар арқылы байланысты деп тұжырымдады қадамдық сән. Яғни, бір ғылым саласының зерттеу объектілерінің барлық құрамдас бөліктері немесе саланың &ldquos &ldquo дискурс әлемі&rdquo біртұтас ретінде келесі іргелес төменгі деңгейде орналасқан бөліктерге, ал өздері бөлшектер ретінде мына жерде кездесетін құрамдас бөліктерге толық байланысты. келесі көршілес жоғары деңгей. Бұл құрамдас &ldqulayer-cake&rdquo тегі үшін ең жауапты болуы мүмкін, ол бүгінгі күні де деңгейлердегі талқылауларда көрінуін жалғастыруда. Ақырында, O&P қатаң деп есептеді хат алмасу деңгейін құрайтын құрамдас бөліктер мен осы құрамдас бөліктермен байланысты предикаттар мен теориялар арасында, яғни ғылым деңгейлері табиғат деңгейлеріне ұқыпты түрде сәйкес келеді, осылайша табиғаттағы әрбір деңгей үшін сәйкес ғылым немесе теория болады және керісінше (Craver 2007: 174&ndash175 Brigandt) 2010: 304&ndash305).

O&P&rsquos &lsquolevels&rsquo қолдануын олардың шеңберінде екі рөлге бөлуге болады. Біріншісі олардың редукцияны, яғни микроредукцияны түсіндіруде &lsquolevels&rsquo қолдануына қатысты, бұл өз кезегінде олардың ғылым бірлігі туралы тезисін тұжырымдауға көмектесті. O&P&rsquos қысқарту тұжырымдамасы бір-бірін толықтыратын үш ұғымды қамтиды:

Кемений-Оппенгеймнің қысқаруы төмендететін теория (немесе ғылым саласы) T1 мен қысқартылған теория (немесе сала) T2 арасындағы бақылау деректерінің жиынтығына қатысты жанама байланыс ретінде түсініледі, осылайша (а) екі теория да әртүрлі лексиканы қамтиды, (b) T1 ең аз ретінде түсіндіреді Т2 сияқты көп бақылау деректері бар, бірақ (c) T1 сонымен қатар T2-ге қарағанда &ldquoкөп түсіндіреді&rdquo (1958: 5). ұғымы а потенциалды микроредуктор мұны әр түрлі ғылыми теориялардың немесе салалардың дискурстарының ғаламдарын құрайтын табиғи тұлғалар арасындағы толық материалдық композициялық қатынастар арқылы ішінара үйлестіруді қамту арқылы толықтырады (1958: 6). Бұл екі ғылыми сала арасындағы эмпирикалық картаны қамтамасыз етеді. Микроредукция содан кейін осы екеуін біріктіреді және осылайша екі ғылыми теорияның арасындағы Кемений-Оппенгеймнің қысқаруына және Т1-дің T2-ге қарағанда композициялық деңгейде төмен екендігін білдіреді.

Осы шеңберде O&P қазіргі жағдай мен біртұтас ғылым арасындағы негізгі әлеуетті қысқартуларды анықтау үшін ғылым салаларын ретке келтіруді ұсынады. Осы мақсатта олар алты &ldquoreductive деңгейлерін&rdquo ұсынады (1958: 9): Әлеуметтік топтар (Көпжасушалы) тірі заттар Жасушалар Молекулалар Атомдар Элементар бөлшектер. Дискурс әлемі ретінде берілген деңгейдегі заттары бар ғылым саласы оның дискурс әлемі ретінде келесі жоғары деңгейдегі заттары бар саланың әлеуетті микроредукторы болып табылады (O&P 1958: 9).

O&P&rsquos деңгейлерді екінші рет пайдалану тұжырымдаманың олардың шеңбері үшін атқаратын негіздеу рөліне қатысты. Бұл рөл O&P&rsquos микроредукция және әлеуетті микроредуктор идеяларымен болжанады және &lsquolevels&rsquo олардың шеңберінің басқа элементтеріне тәуелсіз бар ретінде позициялауды талап етеді. Дәлірек айтқанда: O&P қысқарту есебі негізінде әлеуетті микроредукторлар түсірген белгілі бір эмпирикалық фактілердің бар болуын болжайды, олар кейін есепке алынады, яғни &lsquolevels&rsquo болуын постулату арқылы негізделеді. O&P бұл &lsquolevels&rsquo қосарлы эпистемикалық-онтологиялық маңыздылығын микроредукцияны түсіндірудегі рөлінен бөлек, олардың қабат-торт есебімен қамтамасыз етілген маңызды үлес деп санады. Ғылымдардың гносеологиялық реті туралы айта отырып, олар былай дейді:

Біздің пікірталасымызда қолданылған редукциялық деңгейлер идеясы дұрыс деп санауға болатын нәрсені ұсынады ғылымдардың табиғи тәртібі. Ол үшін «іргелі пәндер» ретінде біздің деңгейлерімізге сәйкес келетін салаларды алсақ та жеткілікті. Заттардың көптеген белгілі реттіліктерінің біздің редукциялық деңгейлерімізге шамамен ұқсастығы және ғылымдардың сәйкес реті біздің 6 &lsquoundmental пән&rsquo тәртібіне азды-көпті ұқсас екені түсінікті. (O&P 1958: 28, екпін қосылған)

Бұл O&P ғылымдардың құрылымы табиғат құрылымына сәйкес келеді деп болжағанын көрсетеді. Олар ғылымдардың осы иерархиялық реттелуінің көптеген прецеденттерін мойындағанымен (мысалы, Comte's squos piramid of Sciences, 1958: 28), O&P олардың қабат-торт есебін ғылымдар тәртібінің осы басқа &ldquointuitive&rdquo сезімдерінен жоғарырақ деп санады. деңгейлердің болуы табиғаттың сатылы, композициялық сабақтастығына негізделген:

Бұл реттелулердің ғылым салалары арасындағы әлеуетті микроредукторлар алуының қатынасына негізделген терең мағынада &lsquo-табиғи екенін түсінбеген сияқтымын. (1958: 28)

Қабат-торт тіркелгісімен проблемалар жақсы құжатталған (Craver 2007: 172&ndash6 Eronen 2015 Kim 2002 Potochnik & McGill 2012 Rueger & McGivern 2010). Бір нәрсе үшін, егер біз қазіргі ғылымға қарасақ, деңгейлер мен ғылыми салалар арасындағы қатаң сәйкестік бірден бұзылады: когнитивті неврология сияқты өрістер бірнеше деңгейлерді қамтиды, ал көп жасушалы организмдер деңгейі әртүрлі ғылыми пәндердің көптігімен зерттеледі (Craver 2005). Bechtel 2008: 145). Сол сияқты, бір деңгейдегі субъектілер келесі төменгі деңгейдегі субъектілерден тұруын талап ететін табиғи құрамдас бөліктер арасындағы композициялық қатынастардың толық сатылы шарты негізінен карикатура болып табылады (мысалы, Ким 2002): қанды, номиналды түрде тіндік деңгейді ойлаңыз Кез келген делдалдық рөл атқаратын, іргелес деңгейдегі құрамдас бөліктері жоқ витаминдер мен су сияқты молекулалық құрамдас бөліктерден тікелей тұратын құбылыс, мысалы, жасушалар (Brooks 2017). Ақырында, және ең бастысы, қабат-торт тіркелгісі ғылымда шын мәнінде қолданылатын әдіске мүлдем қайшы келетін &lsquolevels&rsquo туралы жан-жақты түсінікке ұмтылады. Ғалымдар көбінесе (a) белгілі бір және жергілікті контекстпен шектелетін (2.2 бөлімін қараңыз) немесе (b) &lsquolevels&rsquo білдіретін ерекшеліктерге орын беретін деңгейлер тұжырымдамасының әлдеқайда шектеулі анықтамасымен жұмыс істейді. Көптеген биологиялық көздер шын мәнінде деңгейлердің толығымен біркелкі шындықты көрсетпейтінін толық біледі және кейде деңгейлер тұжырымдамасында бекітілген ережелерден маңызды ерекшеліктер туралы ескертеді. Бұл өмірдің көпжасушалы және біржасушалы формаларын түсіру үшін біркелкі түрде &ldquorganisms&rdquo-ға сілтеме жасағанда көбірек байқалады (Мадер 2010: 2).

2.2 Механизмдердің деңгейлері

Билл Бехтель (2008) және Карл Крейвер (2007) енгізген &ldquo механизмдер деңгейлері&rdquo есебі жақында неврология философиясындағы деңгейлердің стандартты көрінісі болды. Бұл есептің контексті қазіргі уақытта неврология философиясында және жалпы ғылым философиясының үлкен бөліктерінде үстемдік ететін &ldquonew механизм&rdquo парадигмасы болып табылады (ғылымға кіру механизмдерін қараңыз). Механизмдер деңгейлерінде жоғары деңгейде механизмдер және төменгі деңгейде олардың құрамдас бөліктері бар. Механистік есеп контексттендірілген тұжырымдаманы (қабат-торттың жан-жақты тұжырымдамасынан айырмашылығы) ұсынады, ол тетік ішіндегі конститутивті бөліктілік тұрғысынан деңгейлерді артикуляциялайды (Craver 2007: 188&ndash189 Kaplan 2015: 20, сондай-ақ осының ертедегі көрінісі үшін Камминс 1975 қараңыз. идея). Бұл тәсіл қабат-торт тіркелгісімен салыстырғанда бірнеше артықшылықтарды ұсынады: Біріншіден, ол табиғаттағы барлық жүйелерге біртекті қолданылатын деңгейлерді жаһандық немесе жан-жақты түсінуді қамтамасыз ету мақсатынан бас тартады. Оның орнына мақсат – деңгейлерді ғылыми негізделген түрде түсіндіру, бұл ретте деңгейлерді бөлу тек нақты жағдайға негізделген негізде мағынаға ие болады (сонымен қатар механизм түсінігімен тікелей байланысы жоқ деңгейлерге жергілікті көзқарас үшін Love 2012 мақаласын қараңыз). Механикалық есеп сонымен қатар табиғат әлемінің құрылымы мен жаратылыстану ғылымдарының құрылымы арасындағы кез келген ұқыпты сәйкестіктен толығымен бас тартады: Механизмдердің деңгейлері табиғаттағы деңгейлер, және бұл деңгейлерден теорияларға немесе ғылым салаларына тікелей салыстыру жоқ (Craver 2007: 176). Ақырында, деңгейлердің механикалық есебі биологиядағы редукционизм есептеріне күшті балама ретінде пайда болатын плюралистік, көп деңгейлі түсіндірудің оң есебін қолдайды (Craver 2005 cf. Brigandt 2010: 297).

Нақтырақ айтқанда, тетіктердің деңгейлері келесідей анықталды:

Механизмдер деңгейлерінде релата жоғары деңгейде әрекет ететін механизмдер және олардың құрамдас бөліктері төменгі деңгейде. &hellip Деңгейаралық қатынас келесідей: X&rsquos &Phi-ing &Psi-ing қарағанда төмен механикалық деңгейде, егер және тек егер X&rsquos &Phi-ing — S&rsquos &Psi-ing механизмінің құрамдас бөлігі. Төменгі деңгей компоненттері жоғары деңгейлі құрамдастарды құру үшін бірге ұйымдастырылады. (Кравер 2007: 189)

Механизмнің ішінде сәйкес бөліктер &hellip жұмыс бөліктері&mdash механизмге қызығушылық құбылысын жүзеге асыруға мүмкіндік беретін операцияларды орындайтын бөліктер болып табылады. Бұл әртүрлі өлшемдерде болуы мүмкін, бірақ олар механизмнің жұмысында бейнеленуімен ерекшеленеді. Бұл деңгейді құрайтын қызығушылық құбылысын жүзеге асыру үшін ұйымдастырылған және операциялары үйлестірілген жұмыс бөліктерінің жиынтығы. (Bechtel 2008: 146)

Әзірге бұл сипаттамалар механизмнің деңгейі мен оның құрамдас бөліктерінің деңгейінің екі деңгейі бар екенін көрсетеді. Дегенмен, құрамдас бөліктің өздігінен тетік болуы мүмкін екенін ескерсек, бұл сурет көп деңгейлі иерархияға кеңейтіледі: Содан кейін бұл кірістірілген механизмнің құрамдастары жалпы механизмнен екі деңгейге төмен үшінші деңгейді құрайды (Bechtel 2008). : 147). Бұл механикалық ыдырау қажет болғанша бірнеше рет қайталануы мүмкін, механизмдегі деңгейлер санына априорлық шектеу жоқ.

Механизмдер деңгейлерінің стандартты мысалы - кеңістіктік жады және ұзақ мерзімді потенциация жағдайы (LTP Craver 2007: 165&ndash170). Кеңістіктік жады механизмінде механизмдердің төрт деңгейін анықтауға болады: кеңістіктік есте сақтау деңгейі, кеңістіктік картаның қалыптасу деңгейі, жасушалық-электрофизиологиялық деңгей және ең соңында молекулалық деңгей. Бұл иерархияда әрбір төменгі деңгейдегі нысандар жоғары деңгейлі механизмнің құрамдас бөліктері болып табылады. Мысалы, молекулалық деңгейдегі NMDA рецепторы жасуша деңгейіндегі LTP механизмінің құрамдас бөлігі болып табылады, ал LTP механизмі өз кезегінде жадының шоғырлануының гиппокамптық механизмінің құрамдас бөлігі болып табылады (кеңістіктік картаны қалыптастыру деңгейінде). Содан кейін жадты біріктірудің гиппокамптық механизмі кеңістіктік жады деңгейіндегі жалпы механизмге ықпал етеді, ол ең жоғары деңгей болып табылады және мінез-құлық тапсырмаларын орындайтын тінтуір сияқты нәрселерді қамтиды (мысалы, су лабиринтінде шарлау).

Механизмдер деңгейлері ұйым деңгейлерінің неғұрлым стандартты есептерімен кейбір негізгі мүмкіндіктерді бөліседі: олар анықтамасы бойынша құрамдық болып табылады, жоғары деңгейдегі субъектілер әдетте төменгі деңгейлердегі нысандардан үлкенірек және механизмдердің деңгейлері ықтимал тұрақтылық пен болжамдылықтың жергілікті шыңдарына жетуі мүмкін. (Craver 2007: 190 келесі бөлімді қараңыз). Дегенмен, тетіктердің деңгейлері ұйым деңгейіне қатысты кез келген басқа тәсілдерге қарағанда әлдеқайда шектеулі және минималистік. Біріншіден, жоғарыда айтылғандай, тетіктердің деңгейлері жеке жағдайда ғана анықталуы мүмкін, ал әртүрлі механизмдердің мүлдем басқа деңгейлері болуы мүмкін. Мысалы, ақуыздың қатпарлану механизміндегі деңгейлер жиынтығы кеңістіктік жады механизміндегі деңгейлерден өте ерекшеленеді.

Сонымен қатар, тіпті бір механизмнің ішінде екі элемент бірдей немесе әртүрлі деңгейде ме деген сұраққа жиі нақты жауап жоқ. Бұл деңгейлердің тек тікелей бөлік-бүтін (немесе құрамдас-механизм) қатынастары тұрғысынан анықталатындығына байланысты. Мысалы, NMDA рецепторлары мен синаптикалық көпіршіктер жасушалық LTP механизмдерінің құрамдас бөлігі болып табылады және осылайша бір деңгейде деп айтуға болады. NMDA рецепторларының құрамдас бөліктері өз кезегінде глутамат байланыстыру орындары мен глутамат иондары сияқты заттарды қамтиды, ал синаптикалық көпіршіктердің құрамдастарына тасымалдау ақуыздары сияқты заттар кіреді. Дегенмен, глутамат байланыстыру орындары мен тасымалдау ақуыздары бір (ішкі) механизмде бір-бірінің құрамдас бөліктері де, тікелей компоненттері де емес болғандықтан, олар бірдей деңгейде де, әртүрлі деңгейде де емес (Bechtel 2008: 147). Деңгейлер бойынша олар қалай байланысты деген сұраққа механикалық жүйеде жауап жоқ. Бұл дегеніміз, тіпті белгілі бір механизмнің ішінде тетіктердің деңгейлері механизм бойымен өтетін көлденең қабаттарды түзмейді, керісінше (қосалқы) механизмнің жұмыс бөліктерінен құралған шағын аралдар немесе прожекторлар. Тағы бір тұжырым, бір механизмдегі бірдей заттар (мысалы, NMDA молекулалары) жиі бірдей деңгейде болмайды (Eronen 2013). Жақында Крейвер (2015) &ldquoat бір деңгейде&rdquo болу идеясының шын мәнінде маңызды емес немесе тіпті тетіктер деңгейлерінің контекстінде мағынасыз екенін дәлелдеді, бұл механизмдердің қайсысына қатысты жоғары деңгейде екендігінің анық мағынасы болуы жеткілікті. олардың құрамдас бөліктері (және құрамдас бөліктер тұтастай механизмге қатысты төменірек деңгейде) және бұл компоненттер немесе механизмдердің де көлденең деңгейлерді қалыптастыруын талап етпейді.

Механикалық есептік жазбаның қабат-торт тіркелгісімен бөлісетін тағы бір проблемасы оның тұжырымдамалық құрылымға ендірілгендігі болып табылады, мұнда &lsquolevels&rsquo осы шеңберде неғұрлым іргелі болып табылатын басқа техникалық терминдермен анықталады (Brooks 2017). Мысалы, қабат-торт есебі бастапқыда Оппенхайм мен Путнамның ғылымның бірлігі туралы пікірталастың жалпы жобасына енгізілген және олардың &lsquolevels&rsquo түсінігі бастапқыда микроредукцияның қалай жұмыс істейтінін түсіндіру үшін жасалған. Оның бөлігі үшін механикалық есеп «Жаңа механизм» бағдарламасының механикалық түсініктемелер мен механизмдерді түсіндіру бағдарламасына енгізілген, өйткені &ldquodeces механизмдері&rdquo негізінен механизмнің не екенін анықтайтын техникалық терминдермен сәйкес келеді, бұл &lsquoledevels&rsquo нақты ұғымы қандай нәтиже беретіні заңды сұрақ. механизм түсінігінен тікелей алынбайды (Cf. Eronen 2013).

Осы тұрғыдан алғанда, механизмдердің деңгейлері өмір туралы ғылымдардағы деңгейлерді түсіндірудің бұрынғы әрекеттерімен ғана алыс байланысты және біз деңгейлер идеясымен интуитивті түрде байланыстырмайтын көптеген ерекшеліктерге ие екендігі анық (Eronen 2013, 2015). Дегенмен, механизмдердің деңгейлері қадағалайтын механикалық құрамның байланыстары биологиялық ұйымды түсіну және түсіндіру үшін өте маңызды екені даусыз.

Marie Kaiser (2015) есептік жазбаның шектеулігінен құтылатын жолмен механикалық есеп желісі бойынша &lsquolevels&rsquo туралы жалпы ұғымды қалпына келтіруге тырысады. Kaiser бұл жерде біз бір нәрсені деңгей деп қарастыратын шарттарды босаңсуға бағытталған (2015: 183&ndash185): Біріншіден, деңгейлерді механизмдердің жұмыс құрамдас бөліктері тұрғысынан анықтаудың орнына, ол деңгейлерді (биологиялық) бөлік-тұтас тұрғысынан ойлауды ұсынады. қарым-қатынастар жалпы, яғни механизмнің анықтамасынан алынбаған түрде. Екіншіден, Кайзер деңгейге жоғары деңгейлі жүйенің кейбір бөліктерімен бірдей &ldquогендік биологиялық түрге&rdquo жататын нәрселер де кіруі мүмкін деп болжайды (2015: 183&ndash185): Осылайша деңгейлер организмнің немесе механизмнің шекарасынан тыс кеңейеді. . Бұл тәсіл төменде талқыланған ұйымның жалпы деңгейлерінің мәселелерін қалай болдырмайтыны (2.4-бөлім) нақты көрсетілмеген. Механизмдер деңгейлерінің түсінігін кеңейту немесе дамыту бойынша қосымша әрекеттерді қараңыз Bertolaso ​​& Buzzoni (2017) және Harbecke (2015).

2.3 Wimsatt&rsquos &ldquoLocal Maxima&rdquo тіркелгісі

Деңгейлерге арналған қабат торты да, механикалық тәсіл де деңгейді құрайтын нәрсеге кем дегенде қажетті шарттарды беру мағынасында деңгейлерді анықтауға бағытталған. Уильям Вимсатт (1976a, 1994) басқа көзқарасты ұстанады және ұйым деңгейлері әдетте (бірақ міндетті емес) әртүрлі инстанцияларда көрсететін негізгі белгілерді сипаттауды мақсат етеді. Оның мақсаты - табиғаттың негізгі құрылымдық немесе ұйымдық ерекшеліктерін анықтау, олардың ішінде ұйымның ең маңызды деңгейлері. Біріншіден, деңгейлер композициялық болып табылады және кірістірілген иерархиялық құрылымдарды құрайды, осылайша төменгі деңгейлердегі тұтастар жоғары деңгейде бөліктер ретінде қызмет етеді. Екіншіден, ұйымдастыру деңгейлері а

біздің табиғи әлеміміздің онтологиялық архитектурасының терең, ерікті емес және өте маңызды ерекшелігі, және, әрине, ақылды тіршілік иелерін тудыратын және мекендейтін немесе түсінетін кез келген әлемнің. (Wimsatt 1994 [2007: 203])

Басқаша айтқанда, Вимсатт деңгейлерді &ldquo өзінің буындарында табиғатты кесетін&rdquo бірліктер деп санайды (1976a: 237).

Ұйымдастыру деңгейлерінің тағы бір ерекшелігі - олар

әдетте салыстырмалы өлшемді және динамикалық қасиеттері бар субъектілердің отбасыларынан тұрады, олар негізінен бір-бірімен өзара әрекеттеседі. (Wimsatt 1994 [2007: 204])

Вимсатт мұны көрсету үшін қолданатын пайдалы метафора - біз нақты деңгейлердің теорияларын немесе модельдерін сәйкес өлшемдері мен динамикалық қасиеттері бар заттарды електен өткізетін әртүрлі өлшемдегі електер ретінде қарастыра аламыз (Wimsatt 1976a: 237). Осылайша, организмдер деңгейіндегі теориялар көбеюге қабілетті және ең алдымен бір-бірімен әрекеттесетін шамамен организмдік өлшемдегі заттарды електен шығарады.

Ақырында, ең бастысы,

[l]ұйымдастыру деңгейлерін материяны ұйымдастырудың баламалы режимдерінің фазалық кеңістігіндегі заңдылық пен болжамдылықтың жергілікті максимумы ретінде қарастыруға болады.. (1976а: 209, сондай-ақ 1976а: 238 қараңыз)

Бұл нүкте &ldquot [Вимсатт] анықтамаға келетініне ең жақын&rdquo (1976a: 209) және кейбір түсініктемелерді қажет етеді. Идея шамамен болжау мен түсіндіру үшін негіз ретінде пайдаланылуы мүмкін үлгілер мен заңдылықтар белгілі бір шкалалардың айналасында топтастырылған және мұндай кластерлер ұйымдастыру деңгейлерін көрсетеді. Осылайша, егер біз заңдылық пен болжамдылықты (өлшемді) шкала бойынша құрастырсақ, онда ұйымдастыру деңгейлері сюжетте шыңдар ретінде пайда болады (суретті қараңыз). Біз осы &ldqulocal максимум&rdquo-да табатын нысандар олар деңгейлерге топтастырылған критерийлердің (мөлшері, жылдамдығы, динамикалық қасиеттері және т.б.) арқасында тұрақты заңдылықтарды көрсетеді және бұл заңдылықтар сенімді болжауға негіз бола алады. Сонымен қатар, ұйымдастыру деңгейлері &ldquotthe ең ықтимал материяның күйлері&rdquo (1976a: 239), яғни егер біз бастапқы шарттарды өзгерте алатын болсақ, бірқатар жағдайларда табиғи сұрыптау немесе басқа сұрыптау процестері бірдей деңгейлерге әкелетін еді (Wimsatt 1976a: 238&ndash239). Мысалы, егер молекулалар деңгейі Вимсатттың мағынасында ұйымдасу деңгейі болса, онда молекулалар орналасқан масштабта(ларда) заңдылық пен болжамдылықтың шыңы болуы керек, ал молекулалар материяның ең ықтимал ұйымдасу режимі болуы керек. бірқатар шарттарда.

Сурет. Wimsatt, 1973 жылы жасалған, рұқсатпен пайдаланылады.

Вимсатт деңгейлерде болуы мүмкін басқа да көптеген мүмкіндіктерді атап көрсетеді: Мысалы, жоғары деңгейлердегі процестер төменгі деңгейлердегі процестерге қарағанда баяу қарқынмен жүреді, жоғары деңгейдегі сипаттар әдетте төменгі деңгей сипаттарымен жүзеге асырылады және жоғары деңгейдегі себепті байланыстар динамикалық түрде болады. автономды, төменгі деңгейде болып жатқан оқиғалардан айтарлықтай тәуелсіз деген мағынада. Әртүрлі деңгейлерді ерекшелендіретін нәрсе мысалдар арасында да әртүрлі болады және ішінара толық айырмашылықтарды, заттардың өзара әрекеттесетін күштердің шамаларын немесе прагматикалық тұрғыдан әртүрлі құрамдас бөліктердің өлшемдерін қарастыруды қамтуы мүмкін. Маңыздысы, Вимсатт сондай-ақ биологиялық жүйелерді ұйымдастыру сияқты жартылай тұтас қарым-қатынастар тым күрделене түсетін контексттерде ұйымның деңгейлері бұзылады және бұл жағдайларда неғұрлым қолайлы ұйымдық түсінік &ldquoperspective&rdquo болып табылады (Wimsatt 1994 [2007: 227) ]). Перспективалар айнымалылар жиынына негізделген жүйелердің (толық емес) есептері болып табылады және деңгейлерден айырмашылығы, кез келген бөліктік құрылымның болуы қажет емес. Мысалы, біз организмдерге анатомиялық, физиологиялық немесе генетикалық тұрғыдан қарай аламыз, олардың әрқайсысында айнымалылардың меншікті жиынтығы бар.

Көптеген ескертулерді және деңгейлердің мүмкін, бірақ қажет емес сипаттамаларын қосу арқылы Вимсатт өзінің есебін өте жан-жақты және ауқымды етеді, бірақ сонымен бірге анық емес немесе сәйкессіздік айыптауларына ашық етеді (Craver 2007: 182&ndash183 қараңыз). Онда деңгейлер қанағаттандыруы мүмкін, бірақ міндетті емес көптеген критерийлер бар, сондықтан бір жағынан бір-біріне ұқсас нысандардың кез келген дерлік жиынын деңгей құрайды деп айтуға болады. Сонымен қатар, жеке критерийлер де көптеген сұрақтар тудырады. Мысалы, &ldqulocal максималды заңдылық пен болжамды&rdquo дегенді қалай түсінуіміз керек? Біз заңдылықтардың қандай түрлерін қосуымыз керек&mdashonly себеп-салдарлық жалпылаулар, сондай-ақ ассоциациялық немесе композициялық қатынастарды сипаттайтын заңдылықтар (Craver 2007: 182&ndash183)? Берілген шкала бойынша заңдылықтар санын қалай есептейміз немесе бағалаймыз? Бұл шыңдар деңгейлердің толық ұйымдастырылуы сияқты басқа ұсынылған критерийлерге қалай сәйкес келеді?

Бұл алаңдаушылық Вимсатттың көзқарасындағы маңызды фондық идеяны ескере отырып, белгілі бір дәрежеде жеңілдетіледі: Ұйым деңгейлері және оларды алып жатқан субъектілер берік, олар анықтауға болатын, өлшенетін, туынды, анықталатын және т.б. болуы керек дегенді білдіреді. тәуелсіз жолдары (1981 [2007: 63&ndash4] 1994 [2007: 210]). Басқаша айтқанда, олар қол жеткізудің, анықтаудың немесе анықтаудың тәуелсіз құралдары арасында артықшылықты көрсетуі керек, сондықтан бір критерийге немесе анықтаушы мүмкіндікке тәуелді болмауы керек. Осылайша, егер ұйымның деңгейлері сенімді болса, критерийлерді таңдау немесе кейбір жеке критерийлердің мәселелері шешуші болмайды. Дегенмен, табиғатта ұйымның мұндай сенімді деңгейлері қаншалықты бар екендігі ашық сұрақ болып қала береді.

2.4 Скептицизм және дефляциялық шоттардың деңгейлері

Ғалымдар мен философтардың деңгейлер тұжырымдамасымен таныс болғанына қарамастан, ғылыми лексиконда оны жоққа шығаруға немесе баса назар аударуды тоқтатуға шақырулар жиі кездеседі (Eronen 2013, 2015 Guttman 1976 Ladyman & Ross 2007 Potochnik & McGill & McGill & McGill 20101101 Сондай-ақ қараңыз DiFrisco 2017 Brooks 2017). Біріншіден, табиғат кез келген қабатты торт стиліндегі суретке сәйкес келмейтіндей тым бейберекет болуы мүмкін. Көрнекілік ретінде &ldquororganisms болжамды деңгейін қарастырайық.&rdquo Көк киттер мен ашытқы жасушаларының екеуі де анық организмдер, сондықтан номиналды түрде осы деңгейде орналасуы керек, бірақ олардың әрқайсысы түбегейлі әртүрлі қасиеттері бар түбегейлі әртүрлі нысандар түрлерін қамтиды (Potochnik & McGill 2012). Бұл әлі де дәмді болуы мүмкін, бірақ біз келесі төменгі деңгейді, атап айтқанда, осы организмдердің құрамдас бөліктерімен көрсетілген деңгейді қарастырғанда, деңгейлердің ұқыпты көлденең қабаттар ретіндегі бейнесі толығымен бұзылады. Көк киттердің құрамдас бөліктеріне мүшелер, тіндер және жасушалар сияқты заттар кіреді, ал ашытқы жасушалары жасуша мембранасы, ядро ​​және митохондрия сияқты заттардан тұрады (Cf. Potochnik & McGill 2012). Сонымен қатар, кит ішінара әртүрлі симбионттардан, соның ішінде ішек бактерияларынан тұрады. Мұндай симбионттар бір мезгілде киттің және өз бетінше организмдердің құрамдас бөлігі болып табылады. Осылайша, әр түрлі организмдердің құрамдас бөліктері біртекті &ldquolevel&rdquo құрамайды.

Бұл мәселелер тек организмнің не екенін анықтау қиындығынан ғана туындамайды. Ұқсас мәселелер жасуша мембранасы және митохондриялар және олардың қосалқы компоненттері (мысалы, сәйкесінше липидті молекулалар және сыртқы митохондрия мембранасы) сияқты жасушалардың құрамдас бөліктерін қарастырған кезде туындайды (мысалы, сәйкесінше липидті молекулалар және сыртқы митохондриялық мембрана) таза &ldquolevel&rdquo (Cf. Eron) құру үшін тым көп гетерогенділік көрсетеді. Сонымен қатар, заттардың бірдей түрлері өте әр түрлі жоғары деңгейлі бүтіндердің бөліктері болуы мүмкін: Мысалы, сутегі иондары жасуша мембранасын құрамдас ретінде қамтитын тотығу фосфорлану механизмінің дербес компоненттері болуы мүмкін, бірақ олар сонымен қатар the lipid molecules that make up the cell membranes (Bechtel 2008: 147).

More generally, Potochnik and McGill (2012) argue that &lsquolevels&rsquo imposes a radically false, rigid uniformity onto nature:

The basic idea [behind &lsquolevels&rsquo] is that higher-level entities are composed of (and only of) lower-level entities, but the prevalent concept of hierarchical organization involves stronger claims as well. The compositional hierarchy is often taken to involve stratification into discrete and universal levels of organization. It is also often assumed that levels are nested, that is, that an entity at any level is composed of aggregated entities at the next lower level. (Potochnik & McGill 2012: 121 emphasis added)

This identifies these problem with the &ldquobasic idea&rdquo of the levels concept itself. They continue:

Шынында да, very notion of stratified levels depends on not only the ubiquity, but also the uniformity, of part-whole composition. For strata to emerge, atoms must always compose molecules, populations must always compose communities, and so forth. But the uniformity of composition needed for stratified levels simply does not exist. (2012: 126 emphasis added see also Guttman 1976: 113 Thalos 2013: 10)

This comprehensive, uniform rigidity in turn undermines other features attributed to levels of organization. One of these features is the supposed epistemic merit (or fault) inherently exhibited by natural constituents due to their position at a particular level (Potochnik & McGill 2012. 129&ndash30). For instance, reductionists frequently argue that molecular-level explanations are generally more secure, more fundamental, or otherwise superior to explanations citing higher-level structures like chromosomes or cells (and conversely, anti-reductionists claim that higher-level constituents are often necessary for producing adequate explanations). However, as has been pointed out by many authors, blanket attributions of significance like these are deeply misleading (e.g., Wimsatt 1976a Jackson & Pettit 1992 cf. Potochnik & McGill 2012: 129 Noble 2012: 56 Craver 2007: 191). One reason for this is that particular levels exhibit epistemic merit only in regard to what is being investigated. As such, what is taken to be the relevant level will shift depending on what structures or processes comprise the focus of scientists&rsquo investigative tasks, and hence no level will have inherent or principled epistemic superiority. Moreover, epistemic products like explanations and theories in biology rarely exhibit a monolevel structure, but rather include multiple levels simultaneously (e.g., Schaffner 1993: 97&ndash8, 387 Mitchell 2003: 147 Craver 2007).

The basic conclusion that Potochnik and McGill and other levels skeptics draw from this is the following. The levels concept precludes a sophisticated discussion of philosophical and scientific issues by imposing an overly simplistic representation of science and nature. So, although perhaps no one would deny the attractiveness of &lsquolevels&rsquo in seeking to make complex natural systems tractable to analysis, depicting these systems using the concept seems to do far more harm than good. Burton S. Guttman is very clear on this, stating that &ldquoif it is stated in any but the sloppiest and most general terms, [the concept of levels] is a useless and even misleading concept&rdquo (Guttman 1976: 112). Similarly, Miriam Thalos emphasizes &ldquothe conceit of levels&rdquo and argues that &ldquothe notion of levels provides no useful philosophical ideas whatever&rdquo (Thalos 2013: 13).

This levels-skepticism has also a more constructive side. Several authors have suggested replacing or reinterpreting levels talk in terms of other concepts, most importantly scale (Eronen 2013, 2015 Noble 2012 Potochnik & McGill 2012 see also P.S. Churchland & Sejnowski 1992 McCauley 2009 Rueger & McGivern 2010). The motivation behind this is that the problems associated with levels of organization can be avoided if more well-defined notions are applied instead. For instance, the notion of scale arguably does not lead to the same kinds of problems as the idea of levels of organization. All that it is needed for arranging things on a scale is measuring some quantitative property of those things. Scales also have the advantage of being entirely continuous, while levels require placing things at distinct and discrete positions in the hierarchy (Eronen 2015 Potochnik & McGill 2012). The scale that is the most obviously relevant one in this context is the size scale, which is based on how big things are: Organisms are usually (though not always) bigger than cells, which are bigger than molecules, which are bigger than atoms, and so on. However, also the time scale (the rate at which processes occur) is crucially important for understanding biological organization (Simon 1962 DiFrisco 2017): Interactions between organisms (e.g., sexual reproduction) take place at much slower rates than interactions between cells (e.g., synaptic communication), which again are slower than interactions between molecules (e.g., receptor binding).

This &ldquodeflationary&rdquo approach (Eronen 2013, 2015), where levels are reduced or deflated to more well-defined concepts, is also consistent with the idea that at some scales we may find peaks of regularity or predictability (Wimsatt 1994), or clusters of causal relationships (Potochnik & McGill 2012). However, to what extent such peaks or clusters can be discerned in biological systems is an open question. It also remains to be seen whether the deflationary approach is sufficient for accounting for the role of levels of organization in biological theories and explanations.


5.1: Why It Matters- Cell Membranes - Biology

Surface-to-Volume Ratios in Biology

Кіріспе:
The purpose of this lab is to introduce you to the biological importance of surface-to-volume ratios (abbreviated S/V). Surface area (SA), which is expressed in squared units (мысалы., mm 2 , m 2 ), is the amount of an object that is directly exposed to the environment. For a cell, it would represent the area of the plasma membrane and for a person it would represent the amount of skin. Volume is a rough measure of the size of a structure and the amount of space it occupies. Volume is expressed by cubic units (мысалы., mm 3 , cm 3 = milliliters). The surface-to-volume ratio (S/V) refers to the amount of surface a structure has relative to its size or stated in a slightly more gruesome manner, S/V ratio is the amount of "skin" compared to the amount of "guts." To calculate the S/V ratio, simply divide the surface area by the volume.

The reason that surface-to-volume ratios are important is because a cell or organism continuously exchanges materials, such as food, waste, water, and heat, with its environment. Depending on the circumstances, it may be advantageous to have a small S/V while at other times a large S/V is an advantage. Thus, optimizing S/V ratios has been a driving force in the evolution of all organisms. Since S/V is a function of both size and shape, these have also been under strong evolutionary pressure.

To begin our studies we will examine the effects of both size and shape on surface-to-volume ratios. Then, we will use this information to answer fundamental questions about cell size and metabolic rate. Finally, we will apply our experiences to a variety of biological situations.

Exercise 1. The Relationship between Volume, SA, and S/V Ratio

In this exercise we will explore the mathematical relationship between volume, surface area, and the S/V ratio. Consider a cube that is one unit on a side. If it increases in size, obviously both the surface area and volume will increase. But, by how much? And, how will this affect the surface-to-volume ratio? In this exercise we will calculate the surface area, volume and s/v ratio for a series of cubes, graph the results, and then attempt to answer these questions and others. First, let s make a few predictions.

Hypothesis 1.1: As a cube gets larger, its S/V ratio will (select one: decrease / remain the same / increase).

Hypothesis 1.2: As a cube gets larger, the surface area of the cube will increase by (select one: twice / the square of / the cube of) the linear dimension.

Hypothesis 1.3: As a cube gets larger, the volume of the cube will increase by (select one: three times / the square of / the cube of) the linear dimension.

Әдіс: Complete Table 1 for a series of cubes of varying size (equations):


Poxviruses provide ample opportunities to understand complex life processes

Of the dozens of poxviruses, each has a DNA genome encoding hundreds of genes that support a complex replication cycle [3]. Many of the poxviruses’ encoded enzymes are utilized as tools for molecular biology and biotechniques. A number of commercialized biotechnology products have been successfully developed based on enzymes identified from vaccinia virus, exemplified by the vaccinia capping system for in vitro synthesized RNA and TOPO cloning which is based on vaccinia DNA topoisomerase [45, 46]. It will not be surprising to see more poxvirus-based biotechnology products in the future. In addition, although poxviruses are “old” viruses, many mechanisms of their replication cycle are still poorly understood, partially because of their complex virion and life cycle. For example, vaccinia virus needs a complex comprising 11 proteins for cell fusion and entry [47] the most complex fusion-entry system among known mammalian viruses. The mechanism of entry is still largely unknown. Many other aspects of poxvirus virion assembly, membrane morphogenesis, and egress are also still poorly understood. Therefore, poxviruses provide phenomenal scientific opportunities for investigators in the field of virology.

Although poxviruses encode hundreds of genes, similar to other viruses, they still rely on host cells to complete their replication cycle and have complex interactions with their hosts. Eukaryotic cells, including mammalian cells, have a well-developed innate immune system to detect, respond to, and limit viral pathogens. It is estimated that more than one third of the over 200 vaccinia virus-encoded genes are dedicated to modulating innate immune response as a strategy to evade host antiviral immunity. Vaccinia’s viral proteins can counteract almost all known innate immune mechanisms. An outstanding review by Smith et. al. summarized these vaccinia virus immunomodulatory proteins nicely [48]. More vaccinia virus innate immunomodulatory proteins continue to be described and characterized. For example, B2 and F17 use distinct mechanisms to evade the cGAS-STING DNA sensing pathway [49, 50]. Yet, the functions and mechanisms of action of many of these poxvirus immunomodulators are unknown. Many of the remaining poxvirus non-immunomodulators also interact with cellular processes to facilitate virus entry, DNA replication, gene expression, viral envelop membrane morphogenesis, assembly, egress, and spreading. Research on these poxvirus gene functions will provide molecular tools to decipher aspects of cellular processes, in addition to understanding viral replication strategies. Work in the author’s laboratory has recently focused on vaccinia virus factors that interact with host cell protein synthesis and metabolism machinery [51,52,53,54,55,56,57], with the rational that the study of virus interactions with these host house-keeping functions is critical to elucidate the poxvirus replication strategy and the associated fundamental cellular processes.


Evolutionary Processes Have Resulted In Approximately

Evolution is the change in the characteristics of a species over several generations and relies on the process of natural selection. Start studying Chapter 26.

Adaptive Radiation The Definitive Guide Biology Dictionary

What are the four processes that lead to evolution.

Evolutionary processes have resulted in approximately. Answer the following questions True T or False F. Zoologists must understand evolutionary processes if they are to understand what an animal is and how it originated. Mutation changes in genes cause population to evolve create genetic diversity.

The main goal of the science of Darwinian Medicine is to investigate human disease disorders and medical complications from an evolutionary perspective. Ideas concerning the theory of organic evolution were published and supported with convincing evidence by Charles Darwin in. Process by which modern organisms have descended from ancient organisms decent with modification fossil record the geological record of organisms on earth that have been preserved in the rock in a chronological.

The splitting of lineages into two or more species has occurred. Stude nts were asked to. Question 2 asks students to work with scientific theory and evidence to explain how the processes of natural selection and evolution could have resulted in different photosynthetic organisms absorbing light within different ranges of the visible light spectrum.

A The trait must be the result of environmental conditions. C The trait must impact the social rank of its possessor. Evolutionary mechanism that increases genetic diversity in populationsDo not occur to increase or decrease fitness but alleles can be deleterious beneficial or neutral.

The evolution of species has resulted in enormous variation in form and function. Sometimes evolution gives rise to groups of organisms that become tremendously different from each other. Humans live up to like 115ish years when very lucky and a generation is on average calculated to be 20 years.

For a theory that is a central tenet in the understanding of biology evolution is also perhaps the most misunderstood abused and contentious of theories. _____ Organisms existing today are the result of evolutionary processes that have occurred over millions of years. Evolutionary change proceeds rapidly and is.

Darwins four theories of evolution include each of the following EXCEPT. Genetic drift is random fluctuations basically anti-selection one form is bottleneck effect. Also the evolutionary process that leads to development or persistence of such a trait.

Mutations are also heritable and affect an organisms genetic makeup. Slow as an evolutionary mechanism in comparison to selection genetic drift and gene flow. When two species evolve in diverse directions from a common point it is called divergent evolution.

Change in a kind of organism over time. Natural selection is the primary cause of evolutionary change. Evolution Study Questions TrueFalse Questions.

It is the process by which modern organisms have descended from anc view the full answer. Evolution may have result observation but not process observation. Home Science Math History Literature Technology Health Law Business All.

_____ Evolution is a scientifically valid theory 2. Over 1 million animal species have been described Many more about 90 existed in the past and have become extinct. List and define the four evolutionary processes covered in this lesson.

B The trait must be genetically based. Primary source of genetic variation and are alterations in an organisms DNA sequencing. Флэшкарта ойындары мен басқа оқу құралдары арқылы сөздік терминдерін және т.б. біліңіз.

They can be complemented with evolutionary explanations that describe the evolutionary processes and principles that have resulted in human biology we study today. Gene flow sometimes called migration population to evolve create genetic diversity. Which of the following characteristics must be true in order for a trait to be impacted by the forces of natural selection and then play a role in the process of biological evolution.

Mutation Natural Selection Migration and Genetic Drift. In evolutionary biology a particular structure physiological process or behavior that makes an organism better able to survive and reproduce. These processes have resulted in an estimated 4 to 100 million species of animals living today.

So it would be hard to sit around and watch. We will explore the richness of evolutionary and biological processes that have resulted in the biodiversity of life on planet Earth. Depends on what is evolving.

Evolutionary processes have resulted in approximately _____ million species of which 14 million species have been described.

Life Evolution And The History Of Life On Earth Britannica

Cultural Evolutionary Theory How Culture Evolves And Why It Matters Pnas

Human Evolution Timeline Human Evolution Human Evolution Tree Evolution Art

Pin By Joseph Salamea On Ark Dinosaurios Ark Survival Evolved Ark Evolution Dragon Artwork

Darwin S Theory Of Evolution Definition Evidence Live Science

Process Orchestration Market Size Industry Trends Share And Forecast 2019 2025 Hcl Technologies Cisco Systems Marketing

Validate User Insect Species Insect Orders Positivity

Life Evolution And The History Of Life On Earth Britannica

Timeline Of Human Evolution Google Search Human Evolution Human Evolution Tree Phylogenetic Tree

Darwin S Theory Of Evolution Worksheet Chapter 15 Theory Of Evolution Worksheet Evolution Worksheet Template Scientific Method Worksheet

Natural Selection How Evolution Works Howstuffworks

Psy 7510 Week 1 Written Assignment Evolution Assignment Ashford Assignments Evolution Ashford

Biological Evolution An Overview Sciencedirect Topics

To Sympan Apoteleitai Apo Plhrofories Arbre Phylogenetique Charles Darwin Science

4 Adaptation Natural Selection Evolution National 5 Biology

A Big Boom By Itself Does Not A Cosmic Bloom Make Creationism Science Bible Truth Apologetics

Cultural Evolutionary Theory How Culture Evolves And Why It Matters Pnas

Evolutionary Cell Biology Two Origins One Objective Pnas


The importance of the ratio of omega-6/omega-3 essential fatty acids

Several sources of information suggest that human beings evolved on a diet with a ratio of omega-6 to omega-3 essential fatty acids (EFA) of approximately 1 whereas in Western diets the ratio is 15/1-16.7/1. Western diets are deficient in omega-3 fatty acids, and have excessive amounts of omega-6 fatty acids compared with the diet on which human beings evolved and their genetic patterns were established. Excessive amounts of omega-6 polyunsaturated fatty acids (PUFA) and a very high omega-6/omega-3 ratio, as is found in today's Western diets, promote the pathogenesis of many diseases, including cardiovascular disease, cancer, and inflammatory and autoimmune diseases, whereas increased levels of omega-3 PUFA (a low omega-6/omega-3 ratio) exert suppressive effects. In the secondary prevention of cardiovascular disease, a ratio of 4/1 was associated with a 70% decrease in total mortality. A ratio of 2.5/1 reduced rectal cell proliferation in patients with colorectal cancer, whereas a ratio of 4/1 with the same amount of omega-3 PUFA had no effect. The lower omega-6/omega-3 ratio in women with breast cancer was associated with decreased risk. A ratio of 2-3/1 suppressed inflammation in patients with rheumatoid arthritis, and a ratio of 5/1 had a beneficial effect on patients with asthma, whereas a ratio of 10/1 had adverse consequences. These studies indicate that the optimal ratio may vary with the disease under consideration. This is consistent with the fact that chronic diseases are multigenic and multifactorial. Therefore, it is quite possible that the therapeutic dose of omega-3 fatty acids will depend on the degree of severity of disease resulting from the genetic predisposition. A lower ratio of omega-6/omega-3 fatty acids is more desirable in reducing the risk of many of the chronic diseases of high prevalence in Western societies, as well as in the developing countries, that are being exported to the rest of the world.


Electrically Active Cell Membranes

Most cells in the body make use of charged particles (ions) to create electrochemical charge across the cell membrane. In a prior chapter, we described how muscle cells contract based on the movement of ions across the cell membrane. For skeletal muscles to contract, due to excitation–contraction coupling, they require input from a neuron. Both muscle and nerve cells make use of a cell membrane that is specialized for signal conduction to regulate ion movement between the extracellular fluid and cytosol.

As you learned in the chapter on cells, the cell membrane is primarily responsible for regulating what can cross the membrane. The cell membrane is a phospholipid bilayer, so only substances that can pass directly through the hydrophobic core can diffuse through unaided. Charged particles, which are hydrophilic, cannot pass through the cell membrane without assistance (Figure 12.5.1). Specific transmembrane channel proteins permit charged ions to move across the membrane. Several passive transport channels, as well as active transport pumps, are necessary to generate a transmembrane potential, and an action potential. Of special interest is the carrier protein referred to as the sodium/potassium pump that uses energy to move sodium ions (Na + ) out of a cell and potassium ions (K + ) into a cell, thus regulating ion concentration on both sides of the cell membrane.

Figure 12.5.1 – Cell Membrane and Transmembrane Proteins: The cell membrane is composed of a phospholipid bilayer and has many transmembrane proteins, including different types of channel proteins that serve as ion channels.

The sodium/potassium pump requires energy in the form of adenosine triphosphate (ATP), so it is also referred to as an ATPase pump. As was explained in the cell chapter, the concentration of Na + is higher outside the cell than inside, and the concentration of K + is higher inside the cell than outside. Therefore, this pump is working against the concentration gradients for sodium and potassium ions, which is why it requires energy. The Na + /K + ATPase pump maintains these important ion concentration gradients.

Ion channels are pores that allow specific charged particles to cross the membrane in response to an existing electrochemical gradient. Proteins are capable of spanning the cell membrane, including its hydrophobic core, and can interact with charged ions because of the varied properties of amino acids found within specific regions of the protein channel. Hydrophobic amino acids are found in the regions that are adjacent to the hydrocarbon tails of the phospholipids, where as hydrophilic amino acids are exposed to the fluid environments of the extracellular fluid and cytosol. Additionally, ions will interact with the hydrophilic amino acids, which will be selective for the charge of the ion. Channels for cations (positive ions) will have negatively charged side chains in the pore. Channels for anions (negative ions) will have positively charged side chains in the pore. The diameter of the channel’s pore also impacts the specific ions that can pass through. Some ion channels are selective for charge but not necessarily for size. These nonspecific channels allow cations—particularly Na + , K + , and Ca 2+ —to cross the membrane, but exclude anions.

Some ion channels do not allow ions to freely diffuse across the membrane, but are gated орнына. А ligand-gated channel opens because a molecule, or ligand, binds to the extracellular region of the channel (Figure 12.5.2).

Figure 12.5.2 – Ligand-Gated Channels: When the ligand, in this case the neurotransmitter acetylcholine, binds to a specific location on the extracellular surface of the channel protein, the pore opens to allow select ions through. The ions, in this case, are cations of sodium, calcium, and potassium.

А mechanically-gated channel opens because of a physical distortion of the cell membrane. Many channels associated with the sense of touch are mechanically-gated. For example, as pressure is applied to the skin, mechanically-gated channels on the subcutaneous receptors open and allow ions to enter (Figure 12.5.3).

Figure 12.5.3 – Mechanically-Gated Channels: When a mechanical change occurs in the surrounding tissue (such as pressure or stretch) the channel is physically opened, and ions can move through the channel, down their concentration gradient.

А voltage-gated channel is a channel that responds to changes in the electrical properties of the membrane in which it is embedded. Normally, the inner portion of the membrane is at a negative voltage. When that voltage becomes less negative and reaches a value specific to the channel, it opens and allows ions to cross the membrane (Figure 12.5.4).

Figure 12.5.4 – Voltage-Gated Channels: Voltage-gated channels open when the transmembrane voltage changes around them. Amino acids in the structure of the protein are sensitive to charge and cause the pore to open to the selected ion.

А leak channel is randomly gated, meaning that it opens and closes at random, hence the reference to leaking. There is no actual event that opens the channel instead, it has an intrinsic rate of switching between the open and closed states. Leak channels contribute to the resting transmembrane voltage of the excitable membrane (Figure 12.5.5).

Figure 12.5.5 – Leak Channels: These channels open and close at random, allowing ions to pass through when they are open.


The name game

'Mad' is an evocative name, which is why it is used for at least four entirely unrelated proteins (the transcriptional repressor Mad, the spindle checkpoint protein Mad, the metabolic enzyme myoadenylate deaminase, and the stunningly named Drosophila melanogaster transcription factor Mothers against Decapentaplegic), as well as for an X-ray crystallographic technique (multiwavelength anomalous dispersion) and a cell type (mesenchymal adipocyte-like default cells). Another high profile example is APC, which can refer to both the anaphase-promoting complex and the tumour suppressor adenomatous polyposis coli, both the subject of particularly intense study. This means that dissection of the relevant literature can become a real challenge.

Welcome to the nomenclature nightmare. Have you ever delved deeper and deeper into a paper on your favourite gene/protein, getting increasingly excited about the entirely new role proposed, until you realize that the paper is dealing with an entirely different molecular entity, unhappily labelled with the same short acronym that you cherish? Worse still, papers on the same gene/protein can sometimes appear simultaneously, or even back to back in the same journal, and yet refer consistently to different names. This happens most frequently with newly identified proteins. It is understandable that researchers feel protective about their name, as it appears to support their claim to first discovery and hence academic credit. One example is the pro-apoptotic protein named SMAC and DIABLO, published back to back in a prominent journal, where it was near impossible to tell, short of sequence comparison, that both papers referred to the same protein. Further confusion can be caused by splice variant nomenclature: a recent example is phosphatidylinositol phosphate kinase type 1, referred to variously as PtdInsPKIγ-90 (denoting molecular weight) and PIPKIγ-661 (denoting amino acid position) in two Табиғат papers last month.

Much of the confusion arises as research communities traditionally framed around model organisms converge on the study of orthologous proteins. It is quite a challenge, for example, for mammalian cell biologists interested in the Wnt pathway to know that the transcription factor TCF is called pangolin in the fruit fly, whereas β-catenin goes by the name of армадилло.

Another aggravating factor is that once a name is established or officially accepted and replaces older terminology, there is a risk of discrimination against chunks of the early literature on a protein or gene. The protease interleukin-1β-converting enzyme (ICE), for example, is now officially known as caspase1 (CASP1), and the protein kinase SAKP1 or JNK1 by the slightly less glamorous name MAPK8.

Nature Cell Biology is attempting to wade into the turgid acronym soup in an effort to distill the flow of our papers down to a digestible form. As a matter of policy, we will make it a precondition for publication in this journal that all synonyms established within a given species in the community for a certain gene/protein are noted the first time the gene/protein is mentioned. We will insist that the approved gene/protein name is mentioned in the abstract to allow papers to be captured by searches. It is acceptable thereafter to employ the preferred nomenclature in a consistent manner (we ask authors to stick to a single acronym to avoid confusion associated with the ambiguous use of solidi). However, we strongly encourage our authors to follow the guidance provided by established bodies for deciding how to refer to a gene/protein. For human genes this is the HUGO Gene Nomenclature Committee (HGNC at http://gene.ucl.ac.uk/nomenclature/), although the database GeneCards (http://bioinformatics.weizmann.ac.il/cards/) is another useful resource using HUGO approved nomenclature. For mouse genes, the definitive resource is Jackson labs (www.informatics.jax.org/mgihome/nomen/) for Дрозофила it is Flybase (http://flybase.bio.indiana.edu/) for Caenorhabditis elegans Wormbase (http://www.wormbase.org/) for the yeast Saccharomyces cerevisiae the Saccharomyces Genome database (http://genome-www.stanford.edu/Saccharomyces/) and GeneDB (http://www.genedb.org/genedb/cerevisiae/index.jsp), and for Schizosaccharomyces pombe the GeneDB database (http://www.genedb.org/genedb/pombe/index.jsp). The LocusLink database hosted by NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/LocusLink/) provides a multispecies entry to officially approved nomenclature. In communities with no established nomenclature policy, the emergence of genome sequencing projects annotated by official consortia should serve as a guide for nomenclature, such as TAIR for Arabidopsis thaliana (http://www.arabidopsis.org/home.html). Further information is available on our guide to authors (http://www.nature.com/ncb/authors/).

It is clear that we will have to live with multiple names, especially when dealing with orthologues, as well as redundant names, for some time to come. Meanwhile, we hope that a consistent approach to naming, which is cultivated both by authors and scientific journals, will keep science accessible. In the future, we will be able to rely on help from ontology projects, such as the Gene Ontology consortium (GO www.geneontology.org), to provide all the necessary links to know what is what.

A new section for the new year

We have decided to create a new format for the publication of primary research in Nature Cell Biology. This section will be called 'letters', in the tradition of our sister journal Табиғат. Letters will take the form of full research papers with up to five figures, 2,000 words and supplementary information. This section will therefore де-факто replace our current 'Brief Communications' section.

However, we will now also occasionally publish papers that we feel better reflect the name Brief Communication: exciting singular observations that stand without a detailed mechanistic or physiological context, but that are nevertheless provocative and enticing cutting-edge discoveries. It is our opinion that such observations deserve to be published in a suitable format to spur on research in less developed territory. Too often, such data gather dust away from the public eye, as projects remain too underdeveloped for a full paper. It should be emphasized that this is not a 'letters light' section findings published in this format will not be full papers that 'didn't quite make it'. The tight format of the section is designed to allow concise but thorough documentation of findings that fulfill these criteria (please see our guide to authors, http://www.nature.com/ncb/authors/). It should be added that although these findings are often too preliminary to warrant full papers, they are certainly not premature, as the data presented is as solid and reproducible as that in any full paper. They are also subjected to the same thorough peer review and revision process established at this journal.

You may also notice that we have modified the pagination system for the front section of this journal, which was initially established to facilitate the production process.

This month sees the launch of our Cell of the Month competition (see page 15). Cell biology research generates some of the most visually stunning images of any branch of science, and yet such images rarely make it into a formal publication. In an effort to open up this visual treasure trove to a wider audience, we will publish one selected image (unpublished elsewhere) every month. Anyone with a beautiful image is invited to submit it online via the NCB homepage. Each month, the editors of both Nature Cell Biology және Nature Reviews Molecular Cell Biology, in conjunction with two external scientists, will pick a winning image to be published in both journals. So if you think you have a better snap than this month's winner, don't just keep it hidden, send it in!


Бейнені қараңыз: Жасуша құрлысы (Мамыр 2022).