Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Модели развития организма

    Модели развития организма [c.43]

    Математическая модель, соответствующая этой гипотезе, должна включать не только акт образования ДС, но и эволюцию параметров. Иными словами,— это модель развития организма в целом. Предложить сколь-нибудь реалистическую модель такого типа в настоящее время невозможно. Тем не менее, уместно обсудить общие черты такой модели. [c.256]


    В специфический хромосомный сайт Е8-клеток можно не только встроить трансген, кодирующий какую-то новую функцию, но и направленно разрушить этот сайт интеграцией с его кодирующей областью специфической последовательности (обычно селективного маркерного гена) (рис. 19.7). Одна из задач направленного нарущения ( нокаута ) гена состоит в исследовании влияния этого процесса на развитие организма и протекающие в нем физиологические процессы. Кроме того, есть надежда, что трансгенных животных с нарушением в определенном гене можно использовать как модель для изучения болезней человека на молекулярном уровне. [c.425]

    В связи с этим интерес к моделям общего типа со стороны биологов несколько снизился. На первом плане оказались вопросы какие цели преследует математическое моделирование морфогенеза, что оно должно взять из эксперимента и что дать биологии. В данном случае эти вопросы весьма нетривиальны. Действительно, построить детальную модель, правильно учитывающую все процессы, принимающие участие в развитии организма, невозможно. Поневоле приходится пренебрегать второстепенными , но при этом ответ на вопрос, что главное, а что второстепенное, зависит от целей моделирования. [c.216]

    Интерпретировать эту зависимость можно двояко. Во-первых, в прямом смысле, как уменьшение проницаемости для специфических веществ по мере развития организма, что представляется естественным. Во-вторых, та же модель соответствует случаю, когда увеличивается проницаемость неспецифических веществ у (так что Dx/Dy падает) и одновременно увеличивается размер объекта пропорционально Оу . Обе интерпретации возможны в связи с тем, что модель безразмерна. В [17] было показано (как аналитически, так и расчетами на ЭВМ), что при изменении структура из гармонической переходит в контрастную ступенчатого типа при достаточно малых в максимуме гармонической ДС возникает провал и расширяется до ступеньки противоположного знака. В результате из одного полупериода гармонической ДС образуется три полупериода — три ступеньки контрастной ДС, длины которых уже меньше Ь ах- При дальнейшем уменьшении [c.250]

    Мы рассматриваем альтернативные способы экспрессии генов как простейшую модель развития. Теперь проведем три аналогии между этими процессами и развитием эукариотического организма из оплодотворенного яйца. Это позволит нам подытожить основные черты регуляции генов фага А, и увидеть их в новом свете. [c.78]

    Реакции сопряженного гидрирования играют исключительно важную роль в биохимических процессах (окислительно-восстановительные, или редокс-процессы). Катализированные металлами группы Р1 реакции перераспределения водорода в органических молекулах являются моделями биохимических процессов, в которых катализаторами служат ферменты. Н. Д. Зелинский в одной из статей писал В живой природе имеется широкое поле течения и развития каталитических процессов. В клетках живого вещества рассеяны ускорители (катализаторы) с характерной специфичностью их действия. Особенно большую роль играют восстановительно-окислительные реакции в присутствии катализаторов, вырабатываемых живым веществом, каковыми и являются ферменты и энзимы. Гармоническое сочетание совокупности действия таких катализаторов представляет одно из главных условий жизни животного и растительного организма [10]. [c.447]


    Ряд примеров расчета подсистемы биоочистка с учетом зависимостей характеристик ила от его возраста приведено в работе [4]. В то же время возрастные модели, отражающие в определенной степени физиолого-биохимические особенности развития биоценоза активного ила, требуют дальнейшего уточнения и обоснования. Так, остаются открытыми вопросы градации популяции на две или более возрастные группы, вопросы потребления органического субстрата различными возрастными группами, а также взаимоотношения с другими группами организмов, формирующих сложную структуру биоценоза активного ила. [c.235]

    Можно с уверенностью утверждать, что повышение степени организации на протяжении всего периода эволюции есть в то же время и непрерывное развитие и совершенствование форм связи как организма со средой, так и внутренних его механизмов друг с другом. Действительно, свойства нервной системы поражают исследователя в такой сильной степени, что, создавая машины, имитирующие живые существа, он прежде всего стремится построить модель аксона, а затем совокупности аксонов. [c.11]

    В настоящее время термин моделирование употребляется, вероятно, гораздо чаще, чем в какую-либо иную эпоху развития естествознания. Характерно, что моделирование стало целью исследований, с одной стороны, биохимиков, сравнивающих химическую природу ферментов и менее сложных соединений, а с другой — физиков и инженеров, интересующихся проблемами кибернетики. При этом химик обращает внимание, главным образом, на молекулы, которые по его представлениям и скрывают в своих недрах ключи к тайнам поведения клеточного вешества, а инженер, собирая реле и другие детали, имитирующие функции нейронов, ограничивается данными о небольшом числе свойств материалов. Он, несомненно, прав, действительно, если материал отвечает известным требованиям, о нем можно и не размышлять. Но такое разделение точек зрения может быть только временным. В действительности ход биохимической эволюции привел к формированию систем, в которых материал наилучшим образом удовлетворяет требованиям дальнейшего развития. Это развитие уже не связано с существенной перестройкой молекул материала. Ход развития все более сложных форм жизни действительно стал напоминать комбинирование готовых реле в руках конструктора. Однако, если мы ограничимся, с одной стороны, копированием систем связей организмов, а с другой — моделями отдельных ферментов, то мы упустим из виду закон, в силу которого возникает такая независимость от материала . [c.37]

    Отыскивая переход между неживым и живым, нужно обратить внимание на развитие связей, ведущее к связям с малым энтропийным эффектом. Только такие связи пригодны для передачи кодовых эффектов, и их наличие есть критерий для отбора систем, более других заслуживающих названий моделей организмов. [c.125]

    Вероятно, ни в одной науке опыт не играл такой большой роли, как в медицине. Бесконечные пробы, наблюдения, эксперименты, часто требовавшие от исследователей настоящего героизма, горькие разочарования и успехи, зажигавшие в сердцах надежды, отмечают трудный и драматический путь развития медицины. Врач не может подобно физику упростить объект своего исследования, построить модель организма и на ней изучить действие лекарств. Нет более сложной системы, чем организм, и на заре развития медицины положение врача вполне можно было сравнить с положением человека, пытающегося починить механизм неизвестного устройства. Врачи должны были осторожно зондировать больной организм, основываясь на случайных наблюдениях, народном опыте и неизбежно на тех теоретических соображениях, которые им казались почему-либо близкими к истине. [c.178]

    В принципе это позволяет, используя экспериментальные исследования важных отдельных процессов, разрабатывать математические модели для основных организмов. Модели отражают такие процессы, как рост одной сельскохозяйственной культуры, интенсивность питания какого-то вредителя или эффективность одного из важных антагонистов в зависимости от регулирующих факторов внешней среды (погоды, освещенности, плотности популяции, влияния места обитания). На основе наблюдений и найденных функциональных зависимостей между частными процессами сначала создаются теоретические модели динамики популяций, которые уточняются в природных условиях. Путем усовершенствования таких моделей до удовлетворительного их соответствия фактическому ходу развития получают общеупотребительные формулы, которые с помощью компьютера можно использовать для конкретных прогнозов будущих простых и сложных процессов. [c.262]

    В 1953 г. американский химик Дж. Уотсон (род. 1928) и английский физик Ф. Крик (род. 1916), обобщив работы многих ученых, описали вторичную структуру дезоксирибонуклеиново кислоты, представив ее в виде двойной спирали. Эта модель сыграла важную роль в развитии генетики. В 1958 г. за исследование строения индивидуальных белков, а в 1980 г. за определение строения генов-носителей наследственной информации в организмах дважды был удостоен Нобелевской премии Ф. Сенгер (род. 1918). [c.8]


    Изучение принципов самоорганизации (синергетические механизмы на простейших моделях) имеет принципиальное научное и прикладное значение. Развитие теории автоволновых процессов необходимо для понимания таких кардинальных явлений в живом организме, как процессы дифференцировки тканей и морфогенеза, а также нервная проводимость сердца. [c.100]

    При изучении механизмов опухолеобразования под действием вирусов с успехом используют в качестве модели трансгенные организмы. В табл. 3 прршедены данные, полученные при изучении роли в онкогенезе разных вирусных генов с помощью трансгеноза. В результате этих исследований были выявлены различные гены ДНК- и РНК-содержащих вирусов, не все из которых являются типичными онкогенами, но которые способствуют развитию у трансгенных животных большого спектра неоплазий. Принципи- [c.160]

    Цитоскелет образует многочисленные контакты с клеточной мембраной предполагается, что с цитоскелетны-ми элементами взаимодействуют определенные мембранные белки. Согласно простейшей модели строения мембраны, в липидном бислое плавают мембранные белки — подобно айсбергам в липидном море. Если бы такая модель соответствовала действительности, подвижность липидов и белков можно было бы предсказать с помощью физической химии. Изучение клеток показывает, однако, что только поведение липидов отвечает предсказаниям. Существенная доля (10—80%) мембранных белков вообще не обладает латеральной подвижностью, а те белки, которые все-таки движутся, делают это в 10—100 раз медленнее, чем предсказано. Латеральная подвижность мембранных белков усиливается под действием факторов, нарушающих связь цитоскелета с плазматической мембраной, из чего следует, что многие мембранные белки взаимодействуют с цитоскелетом — либо непосредственно, либо через другие белки мембраны [154]. Характер взаимодействия мембраны с цитоскелетом может изменяться во время развития организма. В мышечных клетках на самых ранних стадиях развития холинорецепторы движутся свободно. Позднее доля неподвижных белков увеличивается за счет обра- [c.86]

    Физик. Одну минуту Во вступительной беседе с Читателем вы говорили о простейшей модели заболевания, предложенной Г.И. Марчуком, а также об универсальной кривой И.И. Зубиковой, характеризующей процесс восстановления органюма после болезни [Нисевич и др., 1981 Марчук, 1985]. Мы узнали, что эти модели сыграли важную роль в развитии понимания подобия процессов в живых организмах и что рассмотренные там процессы должны быть подобны. Интересно, подтвердилось ли это предположение  [c.94]

    В настоящее время созданы искусственные фосфолипидные мембраны. При введении в них некоторых активных веществ (например, валиномицина, динитрофенола, пентахлорфенола и др.) эти мембраны во многих отношениях воспроизводят свойства тканей нервного волокна, но оказываются более удобными для экспериментального и теоретического исследования, чем ткани живого организма. Это привело к новым подходам в изучении молекулярного механизма нервного возбуждения и распространения нервных импульсов, в результате которых сделаны попытки феноменологического описания процесса распространения нервного возбуждения при помощи физических моделей. Быстрое развитие биоэлектрохимии, безусловно, окажет влияние на решение прикладных задач в области биологии и медицины. [c.406]

    Приблизительно 30 лет тому назад Маклаклан [18] для объяснения морфологической симметрии дендритных кристаллов снега предложил модель, которая пока не встретила серьезных возражений. Он задавал себе тот же вопрос, который упоминался раньше Как в ходе роста один луч кристалла может знать о судьбе остальных [18]. Маклаклан заметил, что вид регулярности, встречающийся у снежинок, - не редкость среди цветов у растений и деревьев, а также среди морских животных, у которых гормоны и нервы координируют развитие живого организма. [c.45]

    Значительная часть информации об общей структуре биомембран, которой мы сейчас располагаем, получена в ходе нзуче-пня специализированной мембраны нервной системы—миели-па. Благодаря своей относительно простой структуре миелин 1спользовался для разработки экспериментальных методов исследования мембран и построения их теоретических моделей. Миелин представляет собой многослойную систему, которая служит своеобразной изоляцией центральных и периферических нервных волокон. Белое вещество мозга у высших организмов более чем на 50% состоит из миелина, поэтому нарушения в образовании миелина при онтогенезе или изменения в структуре миелина в развитой нервной системе приводят к тяжелой невропатии. Следовательно, исследование структуры, функции и образования миелина представляется весьма важным для мембранологии и неврологии. [c.91]

    Примером эволюционно первой формы жизни, имеющей нервную систему, является гидра (Нуйго)—маленький полип, живущий в пресной воде. Организм гидры состоит из двух клеточных слоев, эктодерма и эндодерма, и имеет только пять типов клеток, включая нервные клетки. Вследствие такого простого строения гидра стала подходящей моделью для исследования дифференциации и развития [7]. Были выделены молекулы, которые стимулируют образование головных клеток из недифференцированных клеток, и молекулы, продуцирующие клетки конечностей. Головные активаторы и активаторы конечностей являются пептидами небольшого размера, присутствующими в нервных клетках (при определенных условиях и в эпителиальных клетках [8]), не исключено, что они являются предшественниками нейропептидов. Кроме того, нервные клетки содержат ингибиторы не пептидной природы и более низкой молекулярной массы. Эти морфогенные соединения, видимо, посредством образования градиента в организме регулируют специфичность различных клеточных районов. [c.360]

    И в заключение - о проблеме NO в целом. Когда в науке возникает новая парадигма - новая концептуальная схема и новая модель постановки проблемы и ее решения, всегда появляется впечатление, что теперь будут разрешены многочисленные вопросы, на которые не удавалось ответить прежде. И, действительно, понимание огромной роли, которую играет оксид азота в живом организме, обеспечили реальный прорыв в биологии и медицинской химии, открыв целые новые научные направления их развития. Однако сегодня первоначальная эйфория уже начинает проходить. Простые решения, которые, казалось бы, напрашивались из первоначальных данных изучения доноров NO и ингибиторов NOS, оказались не полными и недостаточными. И, тем не менее, нельзя не подчеркнуть, что прошло меньше полутора десятков лет с тех пор, как стало ясно, что загадочное соединение - произведенный эндотелием релаксирующнй фактор (EDRF) - это нестабильный токсичный газ (или какая-либо из форм его депонирования), постоянно высвобождающийся в организме млекопитающих, роль которого в жизненных процессах переоценить невозможно. Важно, что исследование известных лекарственных средств позволяет утверждать, что среди многих из них имеются доноры оксида азота. Отсюда вытекает необходимость внимательного рассмотрения вопроса о вкладе этого феномена (генерации NO) в механизм действия давно применяющихся в здравоохранении лекарств и о возможной коррекции устоявшихся взглядов на эти механизмы. Отметим также, что возможность изыскания ингибиторов синтаз оксида азота среди существующих лекарственных средств пока всерьез не обсуждалась. Конечно, эта проблема заслуживает самого пристального внимания, а ее исследование может привести к значительным успехам и в теоретическом, и в практическом отношениях. [c.41]

    Необходимым условием роста и развития живых организмов любого уровня организации является регулируемая ими самими сбалансированность процессов клеточного метаболизма. При этом с одной стороны, гармонично сопряжены скорости разрушения отдельных клеточных структур и биополимеров с синтезом клеточных материалов de novo. А с другой - обеспечен баланс обмена веществ между организмом и средой окружения. Основные закономерности регуляции метаболической активности у организмов различной степени сложности (эволюционной) принципиально одинаковы. Однако у одноклеточных, не имеющих сложной тканевой цитодифференцировки и многофакторной системы гуморальной регуляции, они не имеют такой множественности уровней метаболического контроля, как у многоклеточных. Поэтому для выявления общих, базовых принципов клеточной регуляции часто используют модели микроорганизмов. [c.72]

    Термодинамическая модель дифференцировки клеток, поведения организмов, популяций и высших структур биомира, разумеется, не дает возможность делать выводы о механизмах процессов. Однако она позволяет говорить об их направленности и степени их завершенности. Понимание термодинамических (термостатических) аспектов развития открытых биологических систем может быгь полезно с точки зрения осознания явления жизни в рамках общих законов природы. [c.25]

    Рост большей части скелета, в особенности рост длинных костей конечностей и туловища, координируется с помощью сложной стратегии. У эмбриопа из хряща образуется набор масштабных моделей костей. Каждая такая модель растет, и по мере образования нового хряща более старый хрящ замещается костью. Рост и разрушение хряща и отложение кости в период развития так тонко скоординированы, что у взрослого кость, даже достигнув полуметра в длину, имеет почти такую же форму, как изначальная хрящевая модель, длина которой не превышала нескольких миллиметров. Не углубляясь детально в геометрию этого процесса, мы остановимся на одинаковых у эмбриона и взрослого организма формах поведения клеток, лежащих в основе роста и обновления хряща и кости. [c.175]

    Описываемое этой моделью поведение уже слишком сложно для объектов из области химии и химической технологии. Такая динамика изменения целевой функции, по-видимому, характерна для качественно более сложных, саморазвивающихся систем, способных к активному взаимодействию с окружающей средой. На каждом последующем этапе ускоряется возрастание функции, повышается потолок ее развития, замедляется угасание функции после достижения ею максимума. В такой системе на каждом последующем этапе ее развития словно бы включается некий внутренний механизм, предотвращающий полное (до нуля) угасание функции и обеспечивающий последующее развитие. При переходе от предыдущего этапа к следующему этот защитный механизм действует все в большей степени. Система как бы обучается на прошлых ошибках , все успешнее справляется с периодами временного угасания . Это и обеспечивает ей при всей цикличности, противоречивости развития общее поступательное движение к пределу, обусловленному состоянием равновесия с окружающей средой. По-видимому, в данном случае уместно говорить о моделировании, например, поведения человеческого организма, мучительно долго выздоравливающего после тяжелой болезни, когда основную роль в выздоровлении играют внутренние защитные силы, постепенно, преодолевающие одно осложнение за другим. Похожая, но обратная циклическая функция может моделировать протнвопо- [c.9]

    Напалков А В., Целкова Н. В. Информационные процессы в живых организмах. Учебное пособие. 22 л., с ил., 1 р. 02 к В пер Пособие посвящено исследованию информационных процессов в био-, логии. В настоящее время отсутствуют какие-либо учебные пособия в этой области, хотя процессы переработки информации и формальные методы их исследования приобретают известное значение в развитии биологической науки. Основная идея книги — показать использование методов формального описания и моделирования при изучении живых систем. Приводится формальный аппарат, который необходим для решения этой проблемы, рассматриваются методы создания формальных моделей и методы исследования живых организмов на основании сочетания проведения экспериментов с разработкой теории. Большой интерес представляют главы, посвященные некоторым элементам теории информационных процессов живых систем. [c.143]

    Во второй статье Введенский перечисляет основные свойства живых существ —их приспособляемость к изменяющимся условиям, изменчивость, целесообразность, наследственность и другие, которые нельзя объяснить, исходя лишь из законов физики и химии. Физиологу, когда он экспериментирует над отдельными клетками, тканями или органами следует всегда помнить, что он имеет дело с живыми единицами, поставленными в своей деятельности в условия, общие для всех живых организмов , он должен осветить свои соображения общими биологическими указаниями 1 . Одной из существенных задач физиологии Вве- денский считал выяснение явлений приспособляемости живых организмов, для которой механическое воззрение на жизнь не дает, конечно, решительно никакой руководящей идеи Для правильного понимания и объяснения явлений приспособляемости к изменившимся условиям необходимо собоать более обширный сравнительно-физиологический материал и изучить разносторонее действие раздражителей на живые образования Только сравнительно-физиологическое изучение органа и его функций может внести ясность в понимание вопроса о степени функционального совершенства и целесообразности физиологического аппарата. Введенский высказывает мысль, что специфическая деятельность тканей и органов, формирующаяся под влиянием раздражений, проявляется лишь после того, как их морфологическая дифференцировка будет в основном завершена. Как справедливо отмечал Введенский, сравнительными исследованиями физиологи в то время занимались очень мало. Физиология долгое время была оторвана в своем развитии от других биологических наук. До середины XIX в., т. е. до обособления в самостоятельную науку физиология, будучи тесно связанной с анатомией и медициной, преследовала лишь практические цели. Опыты на животных ставились только в силу необходимости иметь модели, с которых с известным основанием можно было бы переносить выводы на человека. К моменту выхода в свет Происхождения видов Дарвина, развитие физиологии продолжалось по-прежнему в отрыве ог общебиологических проблем. Причиной этого Введенский считал господство в физиологии механических представлений. [c.201]

    Модель нефтяного месторождения Экринг может также служить для иллюстрации некоторых механизмов, обуславливающих связь органического вещества с осадочными образованиями. Непрочные углеводороды, пытаясь проникнуть в покрывающие породы , создают весьма реакционные условия. Накапливаются доказательства того, что трещины, образовавшиеся в процессе развития антиклинали, были захвачены такими углеводородами и что углеводороды реагируют с глинистыми минералами, образуя кристаллические скопления серицитовых слюд, наиболее простой разновидностью которых является иллит [17]. В обширной области седиментологии влияние органических молекул, и особенно биологических параметров, быстро осознается геохимиками. Представление о цементации осадочных пород традиционными неорганическими путями в течение длительного времени и при повышенных давлениях быстро вытесняется концепцией о цементации с помощью металлоорганических реакций, протекающих в морских и устьевых водах довольно быстро. Биогенетические реакции играют такую же важную роль в развитии и разрушении пород, как и в происхождении и выживании организмов, и теперь трудно сделать разграничение между продуктами органической геохимии и биогеохимии . [c.31]

    Установлено, что не только природа исходных мономеров определяет селективность полученных на их основе сорбентов, так как регулируя при синтезе пол-имера степень структурирования, используя мостикообразова-тели, которые способны изменять внутри- и межцепные взаимодействия, модифицируя структуру полимера введением инертного растворителя, можно получать селективные иониты с заданными свойствами. Точно так же, регулируя структуру координационного центра, можно получать металлсодержащие иониты с заданными кислотно-основными, сорбционными, окислительно-восстановительными, каталитическими свойствами. Исследования свойств комплекситов способствуют развитию науки в области изучения каталитических процессов, идущих в живом организме, поскольку селективные и закомплексованные сетчатые полимеры во многих случаях могут служить моделью клетки, а полученные на их основе ионоселективные мембраны позволяют моделировать мембранные процессы в живом организме. [c.8]

    Развитие К. характеризуется стремлением применять количественные методы (методы аналогий, статистические и др.) в таких науках, в к-рых ранее господствовали лишь описательные методы исследования (биология, физиология нервной системы, генетика, психология). Важный раздел биологич. К. составляют опыты по моделированию различных информационных процессов в нервной системе высокоразвитых организмов. Простейшие модели (электронные черепахи , лнсицы , мыши и т. п.) позволяют грубо имитировать установление условных рефлексов и нх угасание. Большие возможности в этом нанравленин открывает применение ЭВМ. С помощью ЭВМ делаются также попытки заполнить разрыв между физиологией нервной системы и психологией, т. е. дать математич. картину перехода от определенного поведения больших груин нервных клеток к образованию понятий. [c.304]

    При pH > 9 в осадок уходит большинство металлов, оставляя д< минирующим катионом Ыа и до некоторой степени Mg, раствор) мость которого контролируется образованием магнезита и долом тов. Отсутствие Са и Ре в растворе приводит к тому, что удаляют( основные катионы, связывающие фосфат в нерастворимые минер лы, и в щелочной среде он перестает быть лимитирующим элеме том, если достигает водоема. В роли лимитирующего элемента мс бы выступать азот, но для цианобактерий и анаэробов его отсутс вие не служит препятствием, поскольку эти организмы обладак способностью к азотфиксации. В мелких водоемах с постоянным п( ступлением эолового материала в виде пыли вряд ли могут бьп лимитирующими другие элементы, хотя в сообществе для обеспеч ния их доступности должны быть развиты способы комплексообр зования и транспорта. Моделью для изучения химии и биологии с< довых водоемов служат Великие Африканские озера и экстремал но минерализованные водоемы Восточно-Африканского рифт прежде всего экваториальное озеро Магади, находящееся в услов) ях недавней вулканической деятельности, цепь водоемов Вади-эл1 Натрун к западу от Александрии и озера Центральной Азии (Зава] ЗИН, 1993 Заварзин и др., 1999). Переходную форму составляют та называемые степные озера с обильным развитием высшей раст) тельности по берегам. [c.88]


Смотреть страницы где упоминается термин Модели развития организма: [c.12]    [c.240]    [c.392]    [c.392]    [c.392]    [c.347]    [c.355]    [c.538]    [c.353]    [c.347]    [c.355]    [c.33]    [c.84]    [c.191]    [c.6]    [c.260]    [c.9]   
Смотреть главы в:

Математическая биофизика -> Модели развития организма




ПОИСК







© 2024 chem21.info Реклама на сайте