Методы исследования Космоса: Решение задачи по видео

Реши задачу: Надо сделать список от руки методлв исследования Космоса, выполненний самостоятельно, при просмотре видео. ( видео ниже написала в текстовом виде, смотрите про компактизацию днк с физический точки зрения) Здравствуйте дорогие друзья Мы Рад приветствовать всех кто присоединился сегодня к нам к нашему проекту мослекторий на Ютюбе на нашем канале Вы можете смотреть и прямую трансляцию потом сможете посмотреть уже видео в записи если смотрите нас в прямую то даже сможете задавать нам вопросы нас найти можно легко во всех соцсетях Ставить их #после истории и вот собственно говоря нас сразу и находите наша Тема сегодня кажется очень сложные но судя по тому реквизиту который приготовил наш сегодняшний Питер сложная тема будет раскрыта очень понятно доступно А тема звучит так ДНК с точки зрения физиков как не запутаться в многометровых нитях Информации Ну как Многие знают в нашем теле можно сказать там триллионы клеток Ну а в каждом ядре в каждом ядре содержатся вот по 2 м нити этих самых ДНК что упаковано в этих нитях Что за информация и вообще в целом каков на самом деле предел человеческой жизни Вот в этих вопросах мы сегодня не будем разбираться сегодня наш Питер аспирант физического факультета МГУ а также сколковского института науки и технологий Кирилл половников Кирилл половников прошу встречать Спасибо спасибо Здравствуйте дорогие друзья Да действительно на ДНК является таким полным досье на нас с вами многие спецслужбы разных стран позавидовали такому досье сегодня речь пойдет о том как эта информация упакована в клеточном ядре да то есть в смысле того как устроено э пространственный укладка ДНК Ну я могу сказать что э-э свои первые ДНК я уложил 16 лет было дело на уроки биологии Когда я получу два за то что перепутал Какая буква комплементарная какой я думаю многие из вас сталкивались с этой задачей А вот и тогда уже Я понял что физика чем физика отличается от биологии Да биология а-а биологии просто зоопарк различных молекулярных моторов э белков молекул которые на которых якобы жильцы весь Окружающий мир физики интересуются универсальностью то есть физика - это как э работает то есть мы посмотрим как работает Мир в одной из этой точки потом распространим наши знания на весь э на всё пространство э-э известная история связана с ольфгангом паули э такой физик XX века к ним подошёл Она же студент спросил Скажите как называется вот эта вот элементарная частица с таким зарядом спином и прочим на что паули подумал до чёртов знает и что биолог что ли Вот типичный ответ физика собственно сегодня мы попробуем с вами разобраться э какие универсальности скрываются в упаковке ДНК и как можно ли описать ДНК с помощью простой верёвки ну для начала нам потребуется некоторые базовые знания из школьного курса биологии Я думаю что для кого они из вас не откроют никакой Америки значит ДНК э представляет собой двух цепочечную спираль э записано последовательность букв буквы букв всего четыре всё просто атгц А и собственно между ними существует правая комплементарности которые э в итоге делает эти две последовательности зависимыми то есть знаю одну последовательность Вы по правилам комплементарности можете сгенерировать вторую да то есть если на одной у вас буква Т Значит на второй цепи на второй последовательности буква а если г на одной значит цены второй всё просто таких букв 6 млрд то есть 6 млрд букв закодировано в человеческой ДНК что происходит Дальше дальше это ДНК считывается э на РНК РНК уже поставляет собой одну цепь то есть считывание происходит опять же комплементарным образом а с единственным исключением э то есть с единственным отличием от классической от от комплементарности внутри ДНК э-э отличием значит Отличие в том что буква Т заменяется на букву зачем зачем вы читали РНК потому что мы хотим по информатике закодированным ДНК э-э синтезировать белок собственно дальше РНК является таким передатчиком информации ДНК на большую фабрику где синтезируется все белки они называются рибосомы вот собственно Она передаёт эту информацию либо сумма и рибосомах происходит разделение этой последовательности на так называемых триплеты то есть мы делим по кусочкам эту последовательность э стоящим э из трёх букв А и дальше сопоставляем к каждому триплету определённое аминокислоту дальше за аминокислот как и строительных блоков э у нас с вами синтезируются BT Вот для чего это всё рассказываю какое это имеет отношение к пространству ДНК а ответ никакой э собственно в этом прелесть в том что нам не потребуется то есть касание то что я рассказал это очень грубое приближение того что происходит в реальности а нам не потребуется сегодняшний лекции Сегодня мы будем исследовать вопрос э-э как можно ДНК и как лишь факт того что информация с ДНК должна быть считана причём Да мы будем использовать некоторые небольшие дополнительные фактики из биологии но в общем э это не будет больно э вот мы попробуем использовать лишь эту информацию определить как вообще чисто теоретически может быть уложено ДНК и как простым рассуждениями можно вывести некоторых характеристики которые потом могут быть измерены в простых экспериментах И тем самым э наша простая рок-махайтерская теория может быть валидирована значит э главный такой основной интерес уже вот даже не зная что такое ДНК основной интерес к пространственной укладке э возникает когда мы думаем о том Какого размера ДНК и какого размера ядро в котором этот ДНК живёт Что ты делаешь живёт в 1 млн м 1 млн М - это микрометр Если как-то попробовать это Перевести на на привычном масштабы да то можем сказать что если бы ядром было яблоко то ДНК должно было достигать размеров нью-йорка Да ну нью-йорк и поэтому большой яблоко яблоки э но тем не менее Да масштабы впечатляют другой такой понятный пример э если мы вытащим из ДНК клетки и из всех клеток Э извините из яблока все клетки из клеток яблоко потом вытащим ДНК и вы с ним их струнку разложим одна за другой масштаб будет Вот размер 187 то есть в одном яблоке скрывается масштаб всей нашей школы вот Такова там партизация ДНК внутри клеточного ядра естественно такая компотизация автоматическим образом вызывает э очень высокие плотности записи информации если сравнить ДНК плотной записи ДНК с известными какими-то искусственными носителем информации как тискеты или Жёсткий или оптический диск то выяснится что допустим э-э в сравнении с оптическим диском плотность записи с компакт-диском Да вот записи в 2. 000 раз выше у ДНК чем у оптического диска Вот соответственно 1 г ДНК - это 450 млрд гигабайт информации 4 г ДНК это уже вся информация которая генерируется человеческим за один год такие дела А известные э известный биолог с такой биологической фамилии чтобы показать насколько насколько сильно конкретизирована информация насколько плотно она записана в ДНК э закодировал 70 млрд копий своей книги ДНК держава 15. 000 примерно 15. 000 слов удивительно рядом вот но О'кей математические рассуждая в принципе это не очень большая проблема Да вы можете взять бесконечную цепь скомптизировать её в точку у вас получится бесконечная информация как бы Что удивительно Да ну О'кей физически есть какие-то квантовые пределы разрешения а-а но проблема в том что ДНК дальше шесть и вы хотите чтобы информация Была записана таким образом чтобы потом она могла бы обеспечить она Да чтоб это было читабельно опять же в сравнении с каким-то вот с нашими любимыми двумя примерами искусственных информации с ДНК считывается параллельно с различных участков То есть вы хотите сочетать а одновременно различные участки ДНК Да последовательности небольшие участки и последовательности э с различных мест ДНК да те которые вам нужны вот за то что отвечает ДНК в общем Э довольно серьёзно то есть гораздо сильнее чем отличие допустим линейной плотности записи э от искусственных носителей информации Вот кроме того как эту информацию вы собираетесь передавать Да вот я раньше там 16 лет я думаю что э ДНК работает как оптического волокно То есть вы у нас есть провод и по нему передаёте информацию там как интернет Ну оказывается что ни один из современных там способов передач информации там XX века Э не работает в ДНК даже Пейдж не работает вот но один способ всё-таки работать значит он заключается в том что подойти и прошептать науку вот такой способ работает собственно это единственный способ передачи информации в клетке Да вот контактный То есть Вам нужно подойти и если вы хотите считать информацию считать и потом уйти куда-то там что-то с этой информацией сделать Да вот примерно как это происходит э значит это некоторые некоторые белок который синтезируют РНК да то есть на самом деле это означает что он просто считывает э-э информацию записанную на одной из целей нашей ДНК пока не ткнётся в стоп-слова Да стопсис уткнулся всё Значит отцепился от ДНК и пошёл значит это очень грубая картина того что происходит э Немного более тонкая стоит в том что помимо РНК э полимеразы это специального населения а есть ещё функциональные элементы которые имеют отношение к данному Гену Проблема в том что эти функциональные методы могут расположены на другом конце цепи э что они делают они регулируют факт считывания данного Гена То есть если мы хотим чтобы данный Ген считался то есть чтобы от него начала э синтезироваться почка чтобы данный функциональный элемент также был рядом физически рядом в пространстве по отношению к данному Гену Вот кроме него там целый зоопарк на самом деле протеидов которые должны э-э так или иначе принимать участие То есть это целая фабрика по фабрика по считыванию информации Вот и все эти белки должны оказаться рядом собственно вот уже этот уже этот факт должен нам намекать на то что пространство укладка имеет прямое отношение к тому какая информация будет это действительно и почему так важно да начнут кроме хансеров ещё бывает царенсеры они э собственно и слинг хантеры разрешают эта информация э быть численное да то салицируют ровно наоборот вот и они оба важны оба очень важных э-э функциональных элементов значит давайте подумаем как как вообще оптимально распределить такие большие объёмы информации да то есть что Какие способы человечества придумывало вот с распределения таких больших объёмов чтобы с ним можно было как-то потом э-э операционно работать ну мы тут же вспоминаем склад Да допустим почтовый склад э-э Значит на него прибыли по ссылке и вам нужно как-то эти по ссылке распределить огромные стежи Э что вы делаете Да ну таким очевидным решением Казалось бы да было бы разложить по ссылке э Согласно адресу доставки то есть по ссылке с адресом доставки Ну с адресом куда Ну там уже доставить из одного района вы естественно образом будете класть э значит в какой-то один контейнер по ссылке для другого района в другой контейнер и так далее потом внутри каждого контейнера для каждого района У вас есть какое-то разделение по улицам вы там соответственно также будете раскладывать да э потому что это удобно Ну потому что если мне нужна какая-то улица я посмотрю Какой это район пойду к определённом контейнеру дальше там к определённым под контейнеру Да это это удобно это как э распределяется очень большая информация которую не просто нужно э уложить там у как-то вот разместить в пространстве Да а нужно ещё с ней как-то работать вот пример Все мы умеем работать с папками директориями Да вот у вас есть папка кошечки папка собачки внутри папки кошечки Есть папка папки весёлые кошечки грустные кошечки Да вы вряд ли будете весёлых кошечку помещать грустным собачкам вот хотя в принципе разные бывают наклонность А замечательно и оказывается что для Для ДНК это тоже является оптимальным способом уложить её в пространстве холдинг ДНК то есть или только ДНК упаковано включает в себя несколько масштабов есть самые первые масштаб которым уже обсудили это двухцепочечная ДНК что с ним происходит Дальше оно наматывается ну при особое Представьте что это моя нуклеосома вот что-то она наматывается на это нуклеому вот ну короткое ДНК у меня здесь поэтому мы не поймём что дальше происходит Ну в общем смысл вы поняли наматывается нуклеосома дальше э эти нуклеозные суммы собираются в такой початок Потому что так а этот початок потом дополнительно вот так вот стерилизуется и на этом месте Вот вот к этому моменту мы уже с вами насобирали 1. 000 букв да то есть вот где кончается жёлтенькая вот здесь вот 10. 000 букв заканчивается примерно там по порядку лично несколько тысяч а это не важно сам для сколько тысяч потому что всего букв в хромосоме в которой у нас 46 хромосом Да у человека Вот всего букв в одной хромосоме 100 млн 100 млн букв поэтому сколько тысяч Мы вот здесь насобирали это понимаете всё это это погрешность как бы да такая то есть это не так важно важно что э на масштабе от 1. 000 букв то есть где заканчивается уже возникает до э собственно Да собственно хромосомы мы не очень понимаем как это всё работает вот и это тот масштаб который называется хроматином то есть вот масштаб три плюс четыре будет посвящена разбор возможных вариантов да как это всё может быть устроено Как как хроматин может быть упакован да И на самом деле мы уже из наших предыдущих рассуждений мы уже понимаем что покупка должна быть иерархической Коль скоро иерархическая такая эротическое распределение информации по значит по этим контейнерам является оптимальной во многих человеческих решениях и хоть Скоро мы видим что первый уровень ДНК ложные иерархические мы как-то вот уже чувствуем Что иерархия будет распространяться и дальше И то есть Э подозреваем что хроматин также должен быть он же не случайно не случайно образом вот Ну в начале поговорим о том как приготовить иерархическую упаковку э полимерной цепи или просто обычные верёвки А дальше как описывать такие компактные упаковки такие количественные характеристики мы можем Да зачем то что потом эти характеристики вытащить из эксперимента и понять какая упаковка реализуется в реальности вот э-э собственно начать начать хочется с того что в общем несчастливые несчастливые не обладатели airpods вынуждены вот с этим делом работать каждый день метро распутывая бесконечно вот эти вот кластеры это просто кошмар Вот э-э как это всё распутать И сколько времени это занимает Ну собственно Наверное поэтому придумали airpods Вот Но к сожалению это это физика Да это второй закон термодинамики для наушников вот а вы не проходили ещё наушников вот да по-моему обычный второй закон в девятом а для наушников уже десятый ладно значит ну суть суть абсолютно такая же как и для второго закона э о том что мы хотим увеличить энтропию Да любая изолированная система э в равновесие будет достигать максимум энтропии Да в данном случае максимуматерапии что это беспорядок в данном случае беспорядок означает полная перепутывание то есть Коль скоро вы можете перепутаться очень сильно вы это делаете Да у нас нет такой вариант во втором динамике не оставляет другого выбор но в таком состоянии Да вы безусловно сильно комфортизуете а но передачу информации не сможет происходить очевидно Да потому что ну так вы параллельно будете считывать с разных э кусочков ДНК м-м параллельной информации Да это они вас запутаны это невозможно вот значит что понять как вот эти значит вот это вот это дело всё устроено внутри э предлагается произвести несложных процедур Давайте раскрасим нашу цепочку вот цвета Да вот вдоль Вдоль по цепи зачем это делаем мы хотим дальше э эту цепочку снять и увидеть как всегда будет распределены в пространстве тут мы используем реквизит вот нас приготовлено приготовленный образец наушников вот он убеждаемся что здесь есть открытые концы То есть это действительно наушники вот ну и вот таким образом Каким образом это всё дело у нас выглядит выглядит на его на это смотрим со стороны да то есть вот можно ещё дополнительно потрясти добавить энтропию в систему вот ну Собственно уже видно Да всё что давайте посмотрим что э у нас на картинке да Ну вот примерно похожая конструкция такая Да из цветов то есть мы видим что красные есть здесь здесь здесь то есть э-э кусочек верёвки которые были раскрашены в красный изначально были рядом Просто потому что они так раскраска Да э-э после того как мы это всё перемешали оказались совершенно в разных концах и упаковке Вот то же самое можно сказать про другие цвета то есть это сильный перепутанное состояние э и вот если РНК например начнётся читать отсюда Да и надо будет продолжать дальше Потому что это это непрерывный кусок цепи да ей каким-то образом надо будет перескочить в другой конец этой в таком состоянии транскрипция невозможна значит наушники отметаются да А вот такое состояние вот такое состояние нам уже нравится вот здесь если мы сели на красный Да мы внутри красной области и живём мы можем считать последовательно всё что нам требуется а сели на синий Да ну то есть Понятно сильно значит сидя сюда вот мы пошли считываться мы находясь локализуясь в одно и той же области пространства вот Ну замечательно А как такое состояние-то приготовить то есть мы Конечно можем его приготовить руками а дальше как-то защемить там использовать прищепки чтобы оно вот жило Да не трогать э Но мы же не хотим использовать никаких биологических фишек Да мы хотим получить его вот прямо из физики да как это сделать Давайте подумаем да то есть это на самом деле это хорошая стартап идея это конечно airpods Здорово Но airpods уже создан нужны конкуренты ладно не наушники долго распутывать у меня вот уже есть распутанные наушники Что я должен сделать с моими наушниками чтобы когда я их перемешаю они мне не перепутались что что Передача информации не сможет происходить очевидно Да потому что ну так вы параллельно будете считывать с разных э-э кусочков ДНК параллельной информации Да это они вас запутаны это невозможно вот значит что понять как вот эти значит вот это вот это дело всё устроено внутри э предлагается произвести несложных процедуру Давайте раскрасим нашу цепочку вот цвета Да вот вдоль Вдоль по цепи Зачем это делать Мы хотим дальше э эту цепочку снять и увидеть в конце Там будет распределены в пространстве тут мы используем яиц вот нас приготовили приготовленный образец наушников ну что здесь есть открытые концы То есть это действительно наушники вот ну и вот таким образом таким образом это всё дело у нас выглядит на его на это смотрим со стороны Да вот можно ещё дополнительно потрясти добавить энтропии в систему Вот но Собственно уже видно Да всё Давайте посмотрим что э у нас на картинке да Ну вот примерно похожие конструкцию и так далее да из цветов то есть мы видим что красный есть здесь есть здесь здесь то есть э-э кусочки верёвки которые были раскрашены красный изначально были рядом что-то потому что не таскаешь Да э-э после того как мы всё перемешали оказались совершенно в разных концах и упаковке Вот то же самое можно сказать про другие цвета то есть это сильно перепутанное состояние э-э вот если РНК например начнётся читать отсюда Да и надо будет продолжать дальше Потому что это это непрерывный кусок цепи да ей каким-то эстетическим образом надо будет перескочить в другой конец этой в таком состоянии транскрипция невозможно значит наушники отметаются да А вот такое состояние вот такое состояние нам уже нравится вот здесь если мы сели на красный Да мы внутри красной области и живём мы можем считать последовательно всё что нам требуется растили на синий Да ну то есть Понятно сели на сене Значит все сюда вот мы пошли с читом мы находясь локализуясь в одной и той же области пространства вот Ну замечательно А как такое состояние-то приготовить Конечно можем его приготовить руками и дальше как-то защемить там использовать прищепки чтобы оно вот жила Да не трогать э Но мы же не хотим использовать никаких биологических фишек Да хотим получить его вот прямо в физике да как это сделать Давайте подумаем да то есть это на самом деле это хорошая стартап идея Конечно будет здорово но airpods уже создан нужны конкуренты ладно не наушники долго распутывать у меня вот уже есть распутанные наушники Что я должен сделать с моими наушниками чтобы когда я их перемешаю они мне не перепутались что что нельзя во-первых она будет неустойчива Да она вас расходится вот так а дальше Вот так Ага предлагается намотать на что-то да То есть можно мотать вообще в принципе так на палец положить в карман Но вам придётся Так с ним ходить всю жизнь вот на самом деле есть более простой способ Там просто нужно завязать концы вот собственно Вот такая штука вас не запутается никогда не прикладывает титанических усилий здесь усилия не важны важно важно только то что у вас эта штука не распутается потом аккуратно намотали всё И теперь можете уже складывать в карман Куда куда хотите и ничего не произойдёт потому что вот это вот это вот это петля вас всегда будет петлёй она никогда не запутается да В чём идея почему это происходит потому что ну давайте мы чуть позже обсудим Почему это почему это происходит а для начала поймём что а на самом-то деле состояние которое мы получили иерархично то есть оно не просто не заузлено там не просто нет узлов Оно ещё устроено как складка складок складок и так далее да почему Ну потому что на самом деле никто нам не запрещает использовать больше цветов раскрасить цепочку большее число цветов квалифицировать Да сколопсировать и получить опять же в ту же самую ситуацию Да сегрегацию цветов но в этом случае цветные домены у вас будут меньше и Да и Коль Скоро у вас кладка подкрашен в один и тот же цвет и образует домен доменного Света пространстве всё у вас э автоматически значит откладка То есть это вот вот это в этот участок цепи является складкой Да дальше раскру- раскручивать всё это дело назад вы получаете складку складок э-э опять мешает число цветов там два раза получается и так далее это состояние является иерархичным и действительно Наверное если вот вы пытаетесь сквасировать Да кольцу ничего не остаётся как образовывать эти складки потому что в отличие от линейной цепи у кольца нет Свободы концов вот и проблема наушников сразу заключается в свободных концах вот у вас этот конец Вы на самом деле что сделали Мы вот мы от него избавились сейчас мы взяли и завязали его с другим свободным концом потому что он нам портил всю погоду этот конец мог совершать вот такие движения И кинетически это именно то что приводит к запутыванию наушников то что вот за счёт чего энтропия может расти вот для кольца Это невозможно У него не свободно концов и поэтому мы счастливы то есть да Значит кольцо э-э кольцо Бро линейное не было да значит но проблема-то в том проблема-то в том что наш с вами ДНК - это Линейная цель она не замкнута знаете есть два больших класса организмов прокариоты эукариот да прокариоты у них ДНК то есть мы соорудив такую иерархическую упаковку из кольца более-менее решение для прокари вот и оказывается Да так вы все знаете опять же прокариоты это были первые организмы из них потом порядка миллиарда лет назад эволюционировали эукариот то есть по каким-то причинам эволюция Вот решила пойти в сторону Ленина в цепочек Да но по-видимому это приводит к разнообразию к большим разнообразию видов Но это создаёт определённые проблемы Да потому что Линейная цепочка - это наушники наушники перепутаются Также нельзя значит что же всё-таки происходит более того ещё больше путаницу больше раздраев выносит обстоятельства экспериментально что когда мы смотрим микроскоп на клетку электрическую клетку мы видим отдельных локализованная область если структура эукариотического ДНК российской ДНК была как наушников они все перемешались да Обычно микроскоп Да они не перемешиваются это даёт дополнительные дополнится в этом всём вопросе да что же происходит Ну давайте поиграем в змейку что мы видим это некоторые такой же финальные заключительный Вот ещё 2 секунды мы помрём этап змейки Да вот Ну что мы здесь наблюдаем значит во-первых А сколько финальный этап достигли Уже довольно внушительных Блин много съели во-вторых Мы видим что хорошим это змейке двигаются а вот внутренность мяса Да оно вот стоит неподвижно оно никуда не ползёт такое впечатление Да ну на самом-то деле ползёт Ну просто оно проползает и на его место прийти ещё другой кусок да то есть вот э-э Есть слово которое описывается вот эти движения называется триптации какой-то рептилия - это всё родственные слова да как устроен репутации как могут быть устроены репутации в случае эукариотической ДНК нам нужно обобщить змейку в трёхмерное пространство значит трёхмерном пространстве проблемы пространства в том что в трёхмере есть узлы и вы можете зацепляться за саму себя Если бы змея вот именно так они устроены что у вас э возникает так называемый репутационная трубка созданное ограничениями точнее сказать данного куска цепи с другими кусками той же самой цепи да это вот то же самое что происходит эти снейки Да вы обтекаете вы должны объезжать углы вот эти вот искривления той же самой цепи но далёких кусков Да вот то же самое в 3D только за счёт того что это 3D у вас возникает традиционная трубка сцепление они вот так обволакивают вас Да и вы э движетесь в свободном пространстве Вот это пространство представляет собой трубку Вот и это очень медленный процесс То есть как мы видели на примере Снейка попалась и саму себя это очень долго Да это то есть собственно поэтому мы и умираем потому что нас мало пространства мы долго ползём вот собственно поэтому вот на этой почве возникает гипотеза А что если наш укариотическая хроматин на самом деле находится в неравновесие то есть если для него э состояние равновесное состояние кольца вот такое складчатое иерархическое является неравномерным А за счёт свободных концов он дальше репетирует равномерное состояние Вот оказывается это очень хороший гипотеза очень опасная потому что э-э мы можем с вами посчитать время релаксации Да вот Сколько нам ждать чтобы перетечь из этого состояния это сколько времени стоит запутаться э значит это величина которая довольно хорошо известна в полимерной физике э она используется там для вычисления вязкости Примерно там сплавов э-э и прочее для Ну ещё она очень важная это очень хорошая величина надо э но смысл её премиальный в ваше время либо абсации то есть время э проползание по этой трубке Вы пропадая по трубки запутываетесь сами себя Да вот время запутывание время пропадание по трубки пропорционально губу то есть для больших примерно цепей - это громадное время мы можем оценить это время захроматином вот по этой формуле Да мы знаем что нуклеосом 500 лет вот ну собственно это задаёт некоторые предел жизни да то есть как-то не старайся как неждан и с омегой вот Ну конечно Это неправда конечно эта Фишка в том что вам-то сравнивать 500 лет надо не со временем своей жизни со временем в жизни клетки потому что клетки делятся умирают вместе с ними умирают та ДНК который в них была а пространство ДНК в сравнении с клеточной там длительностью клеточных клеточных фаз это и это просто колоссальное время то есть если мы там ещё теоретически можно надеяться до 500 дошли да то длительность э время жизни клетки от несколько часов то есть Вот то есть это очень хороший аргумент Вот посмотрите внимательно эту табличку Значит мы здесь видим Окей вирус вирус - это неживое неживое это не интересно дальше идёт кишечная палочка которая прокариот А после у нас эукариотические ядра да то есть это дрожжи дрозофилка курица мышка и человек А смотрите на размеры ДНК вот этих организмов в частности вот там на данном слайде вот Сравните яколе Николай - это кишечная палочка Да и человек сколько там три порядка то есть кишечная палочка в тысячу раз короче спрашивает почему так Кто знает знаете уже можно получить правильный ответ исходя правильно не запутывается кишечная палочка-то не запутывается так или иначе она Кольцевая ей без разницы какая у него длина Да кольцо всегда будет не запутанным А вот для человека важно что у него было как бы ДНК побольше потому что ну потому что вам репетировать Да и вам нужно побольше время релаксации вы хотите не запутаться на время жизни клетки вот более того э ситуация ещё удивительная оказывается у эукариотов есть так называемая интроны то есть участки которые вообще не кодируют ничего они кодируют какие-то буквы Да но они не используются для синтеза белка практически Да некоторые исключениями э-э их нету прокакарева то есть прохоре в этом они почему-то не нужны А вот эукариотам они Зачем собственно чтоб здесь видите Вот это оригинальное ДНК которая является чередованием экзонов интронов интроны - это участки которые Ну то есть интроны на данном уровне а пока не важно сейчас как зона антроны Да мы когда считаем РНК мы Когда получим рынка считаем э считаем информацию по ДНК мы считаем значит всё что нам положено считать а потом мы вырежем определённые участки которые называются экзаменами и выбросимметровыми нам электронные Вот на этом этапе уже не нужны они дальше и будут играть никакой роли в синтезе белка значит ну есть исключения так называемые альтернативные в классе когда Да некоторые Интерны всё-таки включаете э в информационную РНК и они используются это там приводят к разнообразию дополнительному и так далее но вот из общих соображений Э довольно забавно получается что прокариот интронов нет у эукариот электронов очень много вот ты же полтора процента человеческой ДНК ДНК кодирует какую-то полезную информацию Кроме того есть некоторые промежуточный вариант между прокариотами и эукариотами э дрожжи Да дрожжи дрожжи - это конечно эукариот а-а но довольно-таки маленький То есть длинные у дрожжей здесь моют в 100 раз в 300 раз меньше чем у человеческой ДНК вот ну это такой недо эукариоза на самом деле потому что время релаксации дрожжей и самооценен по той формуле это мы должны поделить 500 лет на 300 в кубе в 300 раз меньше и получится 10 минут и оказывается что у дрожи практически нет электронов то есть эти 10 минут этот настолько маленькое время время релаксации время перехода запутанное состояние связано с тем что дрожит просто нетронов вот они не разви по каким-то причинам на самом деле с дрожжами довольно непонятная ситуация мы обсудим её чуть-чуть позже вот значит тут мы делаем как бы такую гипотезу можем выданный такой гипотезу а означает ли это вот эти наши такие вот рассуждения о пальцах что на самом деле дрожжи больше похожи на наушники а человеческий гном на иерархическую такую вот складчатую упаковку кольца чтобы ответить на этот вопрос нам надо посмотреть А что в эксперименте Да действительно всё не так на самом деле как известно поэтому Давайте попробуем посмотреть что у нас там говорит экстерьер эксперименте значит как я уже сказал во-первых мы видим хромосомную территорию То есть это уже точно не наушники Да это мы говорим про человека это хромосом на территории для для эукариот с довольно длинным в данном случае по-моему курица но вот ну и Кроме того нам всё-таки хочется хочется какое-то количество характеристик вести Да вот хочется как-то сказать приписать скажем наушникам число пять кольцо число три посмотреть в эксперименте найти там два и сказать что ничего не понимаю а вот Давайте попробуем значит хоть скоро наушники э хоть скоро структура кольца блядь такой иерархической нам хочется произносить слова фрактал Вот Ну давайте будем произносить э собственно это разрешается в данной ситуации мы можем мы можем ввести такую характеристику фрактальный размерность э это это очень простая величина э всё максимально просто э вот Представьте что у вас есть одномерный равномерный и некоторые трёхмерные да палочка в квадратик и Кубик а сколько элементарных что вот вот вам говорит сколько вы получите Элементарно кубиков в квадратиках и отрезочек вот ну и на самом деле очевидно что в общем число скажем кубиков это три да мы поделили каждую грань на три части и возводим в степень равно размерности пространства получаем сколько кубиков Представьте что вам известно сколько вы получили кубиков э-э Вам известно насколько частей выходили каждый масштаб и предлагается определить два размера справитесь с такой задачей очевидно Да вот и это собственно есть определение размерности Вы можете это определение э использовать в том числе Примером для начала Давайте потренируемся на побережье Великобритании значит вот нам известно что всем известно чтобы побережье Великобритании такой вот изрезанный изрезанный фрактал Давайте посчитаем его фракта мы если мы будем измерять длину этого побережья линейками по 100 км это будет грубо потому что мы не почувствуем детали Да детали меньше 100 км если мы по 50 км то от нас ускользну Ну детали меньше 50 км просто будем вот так вот грубо ставить нашу линейку по 50 км всё это не вращая внимание на вот эти вот бугорочки которые там вылезают под линейке будем говорить на у нас просто не хватает разрешения Вот а-а и дальше собственно чтобы определить фрактальную размерность побережья мы делаем абсолютно то же самое что на этом слайде мы берём э отрезочки или линейки разные длины читаем полную длину побережья от станции линейкой с данным инструментом из строя в зависимости длины от пирамики двойных логоритмических координат Вот потому что в чём двойных потому что нас интересует степень Мы хотим понять как L э-э как какая степень дельты то есть длины линейки есть L какая степень Да и ответ будет 1, 25 то есть это больше чем один но ещё меньше чем два Да понятно что если мы побережье был бы таким плоским как у э-э не знаю границы жирафы вылезает грязный вылезает в мире мы получаем нечто Мы ещё в мире да то есть мы получаем какое-то число местных Ну вот видим что это 1, 25 минут э-э мы хотим посчитать фрактально размер Локомотив Да хроматин - это полимерная цель Как посчитать мы должны сказать что есть некоторые характерные размеры нашей полимерной цепочки нашей просто цепочки зрения если хотите её нужно придавать большое значение слова полимер - это просто Ну вот набор пациента Соединённых зверей Да элементарных строительных блоков У нас есть один масштаб - это размер всей цепи есть маленький масштабный тоскомический размер э с нашего строительного блока а-а других масштабов общее число шариков общее число строительного вырастетками отрезочками мы разбиваем вот нашу большую наш Большой объект на н- маленьких каждый размером а соответственно Мы только что привезли R / А раз и получили N Элементарно должна быть логарифм а тэн по основанию R / A переписав на другом виде я получу такую формулу Да это формула которая связывает размер полимерной цепочки с количеством звеньев в ней Ну и можем посмотреть три таких архетипичных случаев это когда Прямая линия понятно что размерность один поскольку это линия Ну и в принципе можем записать вот такой вот отношения между знойной линией и количеством элементарным звеньев Да всё понятно А вот дальше нам надо поговорить Кто из вас знают что такое случайно а Как проще вот такое ощущение что мы сжали наши наушники в карман абсолютно не заботясь и это интуитивное ощущение оказывается правильно понять Так ну как они Давайте самое простое э самая простая такой реинкарнация ещё нужно ждать да это задача копья на матросе кто-то любит Манхеттен кто-то любит линии Васильевского Представьте что вас есть некоторые набор канальчиков заключается в том что он ходит вперёд назад он может вот пусть Вот это его начало откуда он стартовал. О и он сразу на вероятность совершает такие шаги вперёд назад назад назад Вперёд вперёд вперёд каждую секунду он думает когда ему пойти и делает это всё равно вероятность туда и обратно вот а это если мы хотим сейчас посчитать какие-то характеристики связанные с этим ждать да О чём мы должны говорить понятно что конкретная траектория конкретная после шагов вперёд-назад-назад есть настроение Это не очень такая хорошая характеристика мы не можем Описывать как настроение Поэтому мы должны Что сделать мы должны запустить для каждого матроса и мы запускаем вдоль каждого канала по матросу Вот они пошли Да каждый из них ничего не знает Они знают вот поэтому они блуждаются какими-то никак Ничего не общается дальше мы можем посмотреть на то насколько в среднем уходят эти матросы от точки вот у нас есть координаты Можно спрашивать А На какое расстояние в среднем идёт матросов. О то есть мы должны посмотреть на смещени