Взламывая биологию

Два продольных края спирали, напоминающей веревочную лестницу, состоят из рибозы и соединяются фосфатами. Пары нуклеотидов образуют «ступеньки» лестницы. Их названия – производные от имен четырех азотистых оснований, и каждое из них связывается строго с заданным «партнером»: цитозин – с гуанином, а тимин – с аденином. В модели Уотсона и Крика использовался код, где цитозин, гуанин, тимин и аденин были представлены буквами CGTA. Так, ген – это нить ДНК с уникальной последовательностью оснований. Открытие ученых заложило основу для новой науки, генетики, но все же оставляло и много вопросов. Хотя сегодня о ДНК известно куда больше – как она наследуется и каковы ее функции, – механизмы, которые претворяют код в жизнь, формируют наши тела, до конца не изучены.

Молекула ДНК, как известно сегодня, похожа на веревочную лестницу, скрученную по всей длине. Ступеньки образованы парой нуклеотидов, соединенных водородными связями.

Экологическая ниша

Экологическая ниша – это место, которое растение, животное или другой организм занимает в среде. Также это его роль в ней

Зоолог британского происхождения Джордж Эвелин Хатчинсон – его иногда называют отцом экологии, – который работал в Йельском университете, стремился применить к экологии всеобъемлющий, строгий научный подход: он принимал во внимание все процессы, текущие в экосистемах – и физические, и химические, и геологические. В 1957 г. он определил экологическую нишу как многомерную, причем число измерениий равно n. Измерения – это природные факторы, которые позволяют видам выжить. Ученый предположил, что роль организма состоит в том, как он кормится, воспроизводится, находит укрытие и взаимодействует с другими формами жизни и неодушевленной средой. Работа Хатчинсона вдохновила других ученых на изучение разнообразия ресурсов, которые использует один вид (ширина ниши), различных способов использования окружающей среды конкурирующими видами для сосуществования (разделение ниши) и пересечений в использовании ресурсов разными видами (перекрытий).

Волоклюй собирает клещей со шкуры буйвола. У этих животных разные потребности, но они тем не менее делят одну среду обитания.

Биофизика

Биофизика – это один из способов с точки зрения физики взглянуть на биологические системы. Открытия в биологии последних лет невозможно представить без значительного вмешательства со стороны физиков.

Биология и физика всегда имели много точек соприкосновения, но термин «биофизика» был использован только в 1892 г. Дисциплину же с таким названием признали только в 1958 г. – тогда в США было основано Биофизическое общество. Биофизики изучают жизнь на всех уровнях: от атомов и молекул до строения и поведения клеток, организмов и сред обитания. С помощью методов, разработанных для описания физических процессов, они отвечают на вопросы биологии, которые сложно решить по-другому. Например, структура ДНК была распознана с помощью рентгеновских лучей – инструмента физиков. Сегодня биофизиков занимают такие вопросы: каким образом квантовая физика применима к метаболизму, особенно при фотосинтезе? какую механическую функцию в клетках выполняют белки и как их можно использовать в других местах? как биологические нейронные сети используют коды для передачи сообщений?

Тандем атомной физики и биологии позволяет ученым понять, как сложные белки, подобные этому аденовирусу, реагируют на химические вещества.

Центральная догма

Центральная догма молекулярной биологии объясняет, как генетическая информация проходит по организму. Догму сформулировал в 1958 г. Фрэнсис Крик, один из ученых, открывших строение ДНК.