1 / 45

Egy „nehéz” előadás a földi életről

Egy „nehéz” előadás a földi életről. Csendeshét Széphalom, 2008. július 11. A „tudomány” magyarázatai. A Földön keletkezett az ősóceánban a tengerek mélyén, hőforrások közelében egyéb őslevesben A Földön kívülről jött ide üstökösben keletkezett és azzal jött

orpah
Download Presentation

Egy „nehéz” előadás a földi életről

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Egy „nehéz” előadás a földi életről Csendeshét Széphalom, 2008. július 11.

  2. A „tudomány” magyarázatai • A Földön keletkezett • az ősóceánban • a tengerek mélyén, hőforrások közelében • egyéb őslevesben • A Földön kívülről jött ide • üstökösben keletkezett és azzal jött • más bolygón (Mars) keletkezett és nem tudják hogyan, de idejött • akárhol keletkezett és bárhogy, de idekerült.

  3. Időskála • A világ keletkezése, ősrobbanás12-15 milliárd év • Az első élő sejt keletkezése3,5 milliárd év • Az élet keletkezésekor oxigén nem volt jelen a légkörben (reduktív légkör, a mai aerob élőlények számára gyakorlatilag alkalmatlan, mérgező volt a légkör

  4. Az életjelenségek • ... • Anyagcsere • Önmaga reprodukálása • ... A legcélszerűbb tárgyalási szint az élő sejt szintje

  5. A sejt • Az élet alapvető szintje • Több szempontból lehet osztályozni, ezek egyike a sejtmag, sejtszervecskék léte/hiánya • Így: • prokarióta sejtek: ősibb, nincsenek elkülönült szervecskék, pl. a baktériumok ilyenek • eukarióták: valódi sejtmagosak, sokféle sejtszervecske, minden magasabbrendű lénynek, nekünk is ilyen sejtjeink vannak

  6. A sejt • Önálló, jól körülhatárolt, önmagában életjelenséget mutat, önmagához meglehetősen hasonló másolatot hoz létre • Néhány mikrométer – néhány 10 mikrométer méretű • A sejtmembrán határolja, ez biztosítja, hogy a szervecskék együtt maradjanak, ez veszi fel kintről a szükséges anyagokat és szállítja kívülre a szükségtelen anyagokat. Általában sem szerves, sem szervetlen anyagokat át nem enged.

  7. A sejtmembrán • Kettősréteg (foszfolipid) • Kívül – belül vizes közeghez illeszkedik • Aktív transzport

  8. A membrán (436 000-szoros nagyítás)

  9. Átjutás a membránon

  10. A többi sejtszervecske • 1: a sejt felszíne • 2: sejthártya • 3: lipoidcseppek • 4: riboszómák • 5: durva felszínű endoplazmatikus retikulum • 6: a sejtmaghártya pórusa • 7: mitokondrium (lemezes) • 8: sima f. endoplazmatikus retikulum • 9: mitokondrium (csöves) • 10: maghártya • 11: sejtmagvacska (nukleolusz) • 12: sejtközpont (centriolum) • 13: Golgi-készülék

  11. Sejtszervecskék elektronmikroszkópos képe • 1: sejthártya • 2: durva f. endoplazmatikus retikulum a riboszómákkal • 3: Golgi-apparatus • 4: lemezes mitokondrium • 5: a lemezek nagyobb nagyításban • 6: csöves mitokondrium

  12. A riboszóma • A fehérjeszintézis színhelye • Riboszomális RNS-ekből épül fel • Két alegység (30S és 50S, utóbbi az alsó képen)

  13. A fehérjék • Az emberben 80 ezer féle • Többféle szerep: • vázfehérjék • izomfehérjék • immunfehérjék • enzimek

  14. Enzimek • Biokatalizátorok • Valamennyi életfolyamat valamennyi része az enzimek „uralma” alatt áll – az élet alfája • Példa: inzulin – cukoranyagcsere • Kb. 2000 féle enzim egy eukarióta és 1000 féle egy prokarióta sejtben • Az enzimek szintézisében is kb. 120 darab enzim vesz részt.

  15. Miből épülnek fel a fehérjék, enzimek? • Alapegységük az aminosavak, ezek kapcsolódnak össze és alkotnak egy többszörösen összetett, igen kifinomult struktúrát • 20 féle aminosav • A kisebb enzimmolekulák kb. 60, a nagyobbak 120-150 aminosavból épülnek fel • Az enzimek működéséhez számos tényező együttes fennállása szükséges.

  16. Alanin CH3-CH(NH2)-COOH Arginin HN=C(NH2)-NH-(CH2)3-CH(NH2)-COOH Aszparagin H2N-CO-CH2-CH(NH2)-COOH Aszpartánsav HOOC-CH2-CH(NH2)-COOH Cisztein HS-CH2-CH(NH2)-COOH Fenilalanin Ph-CH2-CH(NH2)-COOH Glicin NH2-CH2-COOH Glutamin H2N-CO-(CH2)2-CH(NH2)-COOH Glutaminsav HOOC-(CH2)2-CH(NH2)-COOH Hisztidin N=C-NH-C=C-CH2-CH(NH2)-COOH Az enzimek alkotói, az aminosavak

  17. Az enzimek alkotói, az aminosavak • Izoleucin CH3-CH2-CH(CH3)-CH(NH2)-COOH • Leucin (CH3)2-CH-CH2-CH(NH2)-COOH • Lizin H2N-(CH2)4-CH(NH2)-COOH • Metionin CH3-S-(CH2)2-CH(NH2)-COOH • Prolin NH-(CH2)3-CH-COOH • Szerin HO-CH2-CH(NH2)-COOH • Tirozin HO-p-Ph-CH2-CH(NH2)-COOH • Treonin CH3-CH(OH)-CH(NH2)-COOH • Triptofán Ph-NH-CH-C-CH2-CH(NH2)-COOH • Valin CH3-CH(CH2)-CH(NH2)-COOH

  18. Az enzimek alkotói, az aminosavak • Átlagos moltömeg kb 120 g/mol • Kétféle (L-, és D-) forma • Kémiai szintéziskor 50-50%-os arányban keletkeznek!!!

  19. MÉG NÉHÁNY KOCKA ÉS AZ ELSŐ KOMOLY SZÁMÍTÁST ELVÉGEZZÜK.LÉTREJÖHETETT-E AKÁRCSAK EGY IS AZ ENZIMEK KÖZÜL, CSAK ÚGY, MAGÁTÓL???

  20. Spontán enzimképződés • Teória: véletlenül összekapcsolódnak az aminosavak, mondjuk 60 db, éppen a megfelelő sorrendben. • Mi ennek az esélye? Nem tudjuk. • Mi lehet a gyakorisága? • Egy az összes variációhoz!

  21. Spontán enzimképződés • Most számolunk: van ugye 2*20=40 aminosavunk, ebből 60-az egymásután hány módon lehet kiválasztani. • Sok. Konkrétan 40 a 60-ik hatványon. • Ez 1,3*1096 130 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

  22. Spontán enzimképződés • Mennyi is az 1,3*1096 db • Ha egy mol, azaz kb. 100 g enzim = 6*1023 db, akkor a mi variációink össztömege 2,1*1074 g. • Elég-e hozzá mondjuk a Föld? • 6*1027 g • Valamennyi bolygó és a Nap együtt, azaz a naprendszer? • 2*1033 g

  23. Spontán enzimképződés • Az imént valamennyi létező 60 aminosavas peptidet „legyártottuk”. Ez szükségtelen • Mi az esélye annak, hogy az 1,3*1096 db-ból legalább a nekünk szükséges 120 típus képződik magától? • A 120-ból már a legelső is 7,6*10-97 valószínűséggel képződik csupán • A valószínűségelmélettel foglalkozók szerint a 10-20-22 gyakoriságú/esélyű történések soha nem történnek meg

  24. Spontán enzimképződés • De ha mégis... akkor gondoljuk meg, hogy az enzimeknek csak egyetlen térbeli variációjuk, konformációjuk üzemképes • Egy 60 tagú polipeptid erősen alábecsült konformációinak száma 1,3*1036 • Ha másodpercenként egymillió konformációt vesz fel egy enzim, akkor mindehhez 1,3*1030 másodperc szükséges • Az ősrobbanás óta eltelt max 15 milliárd év 5,5*1017 sec!!!

  25. Spontán enzimképződés - Proteáz enzimkomplex

  26. Spontán? enzimképződés • Nem akar ez nekünk sikerülni. Nézzük meg hogy működik az, amit Isten teremtett: az aminosavakat a t-RNS szállítja

  27. Nem vaktában kísérletezik, hanem az m-RNS adja az információt, a riboszóma pedig szépen legyártja az enzimet:

  28. Egyszerre nem is egy pédány készül ugyanarról az m-RNS-ről. Átlagosan 2 perc elég egy tökéletes enzimmolekula létrejöttéhez

  29. Riboszóma

  30. Keltkezhetett-e a genetikai információ magától? • Mivel egyes RNS-eknek van enzimatikus hatása is, meg kell vizsgálnunk azt a lehetőséget, hogy az m-RNS spontán módon képződött, és esetleg egyéb RNS-ek segítségével hozta létre az enzimeket, vagy esetleg önmagát reprodukálta • Ehhez tudnunk kell néhány dolgot az RNS felépítéséről.

  31. Az RNS • Annyiban hasonlít az enzimekhez, hogy ez is egy nagy polimerlánc • Alapegysége a nukleotid, ebből négyféle található benne (köv. dián) • Egy m-RNS-ben az enzim egy aminosavát három nukleotid kódolja, így az eddigi 60-as számunk 180-200-ra nőtt • Kövessük az eddigi logikát:

  32. Az RNS nukleotidjai

  33. Spontán m-RNS képződés • Egy 200 nukleotidból álló m-RNS lehetséges variációinak száma 4200 = 2,6*10120 • Miután a genetikai kódban ismétlődés van, átlagosan három módon kódolt egy-egy aminosav, így ezt a számot el kell osztanunk 3200 –zal, ami 2,5*1095 • Így kereken 1025 egymástól lényegében eltérő variáció létezik, aminek a létrejötte egyáltalán nem zárható ki. • Viszont egy megfelelő m-RNS semmire sem jó, mert riboszómák (és egy sereg enzim) kellenek hozzá, hogy a kódolt információ megnyilvánuljon.

  34. Riboszomális RNS-ek

  35. Riboszomális RNS-ek spontán képződése • A 2900 nukleotidból álló prokarióta 50S alegységben levő r-RNS variációinak száma, a m-RNS-nél ismert redundanciát is korrekcióba véve: 2,1*10362 • Csak a kitevőt figyelembe véve látható a spontán képződés teljes lehetetlensége. A világegyetem összes anyaga (3*1055 g) sem lenne elegendő a 3*10344 g r-RNS előállításához.

  36. Következtetések • Az enzimek közvetlen keletkezését kizártuk • Az enzimhatásúnak tekintett riboszomális RNS-ek képződését kizártuk • Egyébként egyenként nem elégségesek egy élő sejt létrejöttéhez, mert mindkettőre szükség van • Ha pedig pl. az enzimhatású RNS-ek elégségesek lettek volna, akkor miért képződtek fehérjealapú enzimek később?

  37. Kegyelemdöfés • A teremtett világunk minden egyes sejtjében valamennyi enzim, vázfehérje, valamennyi r-RNS, m-RNS, t-RNS létrehozásához szükséges információ egyetlen hatalmas molekulából jön, a DNS-ből • A DNS valóban hatalmas, szinte felfoghatatlan, hogy a milliárdnyi sejtünk mindegyikének magjában egy-egy akkora molekula van, mely kinyújtva 1-1,5 méteres lenne.

  38. DNS • Úgy gondolom, teljesen felesleges bármiféle számítást végezni egy olyan molekula létrejöttével kapcsolatban, ami körülbelül százezer féle biomolekula információját tartalmazza

  39. DNS Nukleoszóma – DNS-fehérje komplex

  40. DNS hélixek B A Z

  41. DNS -> m-RNS m-RNS DNS

  42. Brilliáns

  43. Brilliáns

  44. Brilliáns

  45. A természet által létrehozott formák

More Related