Физическая теория живой клетки. Незамеченная революция

[Smol]

Итак, о ситуации в клетке...
Коллеги Polychemist и Marxist, которым я очень благодарен, навели меня на следующие мысли:
Раз существуют полимеры, для которых наиболее выгодным ТД состоянием является, скажем, развернутое состояние (и, соответственно, может быть и обратная ситуация - что для другого полимера наиболее ТД выгодно свернутое состояние), то представим себе, что белок, находящийся внутри клетке в среде воды стремится максимально развернуться (подобно тому, как это делает полиакриловая кислота в геле у коллеги Polychemistа)... А соответственно, белок мебраны (более гидрофобный) - стремится максимально свернуться... Тогда оболочка (мембрана) клетки "хочет" сжаться, а внутренний гель клетки - хочет расшириться... В результате в клетке возникает как бы высокое давление, такой сверхсжатый гель, в котором создается неустойчивое равновесие между "внешними" и "внутренними" стремлениями, гель, находящийся как бы в "точке бифуркации"... И любой легкий внешний толчок (он может быть и в виде воздействия на мембрану, и в виде воздействия на внутриклеточную среду) это равновесие нарушает, но, поскольку оболочка у клетки "толстая", ее легко не пробьешь, то в ответ на любой легкий внешний "толчок" в клетке генерируется некий внутренний ток, пусть электрический, на котором и построена вся идея передачи нервного импульса... (Как там конкретно он генерируется - еще надо подумать)...

Теперь о "нитях воды"... Прицепленные к белку "нити воды" из-за того, что белок напряжен и пытается что-то "сделать" (то ли свернуться, то ли развернуться) тоже находятся либо в сверхнатянутом (чем-то напоминающем вытянуто-ориентированные нити полимера), либо в сверхсжатом (поскольку сжатие происходит медленно, разрыва нитей не происходит) состоянии... Соответственно, вся эта конструкция напоминает связанные и перевязанные тонкими нитями между собой растянутые и сжатые пружины... При легком разрыве каких-то из этих нитей какая-то из пружин немедленно на это реагирует - "и понеслась"... Понятно, что раз нити структурированы, их сетка достаточно частая, то что-то новое через эту сетку будет плохо фильтроваться...
Поэтому прав Кабанов, рассматривавший свои полиэлектролиты не сами по себе, а лишь в комплексе с мембранами, ибо только в таком состоянии вся эта конструкция действительно может представлять интерес... Прав и Линг, не занимавшийся чистыми гидрогелями, а засовывавший свои гидрогели в "мембранный мешочек"... Прав и коллега Polychemist, говорящий об отсутствии "связанной воды" в "расплывающемся" гидрогеле... Прав и коллега VTur, утверждающий о практически полном отсутствии "структур" в чистой воде...
В общем, все правы, ура!

Только непонятно, почему при Дельта-фильтровании что-то тоже в воде структурируется, что там роль "системы сдержек-противовесов" выполняет... Но это уже по другой части, про это будем думать позже...

[Vladimir Matveev]

Товарищ Marxist, по-моему, Вы здесь стоите на защите мембранных представлений. Вот и расскажите нам о ПРИРОДЕ ионных каналов. Когда я уясню с Ваших слов ПРИРОДУ, тогда и отвечу.

ROFL. Я не стою на защите каких-либо представлений, я просто немножко биохимию знаю. Даже школьникам известно, что каналы имеют белковую природу.

Что ж, попали пальцем в небо. А я думал, вы раскроете ПРИРОДУ каналов с гораздо большим числом деталей, а не на школьном уровне.

[Smol]

Господа, не ругайтесь, лучше расскажите немножко о том, как устроена мембрана и какие там "каналы"... Кстати, а как Линг определяет назначение мембраны, раз она нужна не для фильтрации, то для чего же?

[Marxist]

А я думал, вы раскроете ПРИРОДУ каналов с гораздо большим числом деталей, а не на школьном уровне.

А чё я-то? Отцы из UCSD делают это лучше меня. У них там и мультики есть.

[Smol]

У, блин, как красиво... только все по-аглицки, разбирать трудно... Я так красиво свои мысли излагать не умею, может кто смилостивится и разъяснит, в чем все-таки премудрость клеточной мембраны, только в двух словах, как для домохозяйки...

И еще маленький коммент по поводу того, что делается в клетке...
Поскольку задача мембраны - сжиматься в воде, то в ней должно быть больше гидрофобных фрагментов, чем в тех белках, задача которых - разжиматься в воде... Кроме того, все липиды (гидрофобные!) должны быть в мембране, а вот все сахара и полисахариды (гидрофильные) - во внутриклеточной жидкости... Я не знаю, так ли это на самом деле...
Интересен был бы комментарий коллеги Polychemistа по поводу связи состояния ТД устойчивости полимера и его химической структуры, я не знаю, почему (ну что вы от технолога-производственника хотите), в некоторых случаях с одними растворителями какие-то полимеры сжимаются, свертываются в клубок (вроде это называется "плохой растворитель"), а с другими растворителями они разворачиваются (это называется "хороший растворитель")... И можно ли заранее предсказать, исходя из химической структуры полимера, как он себя будет вести в том или ином растворителе?
Или здесь, в клетке, тоже все "на грани", и как в систему чуть-чуть каких-то новых ионов попало - так сразу то, что сжималось - наоборот, начинает разворачиваться? Может ионы калия/натрия - это еще одно "реле" для нервных клеток какое-то, только уже чисто химическое?

[Vladimir Matveev]

Или здесь, в клетке, тоже все "на грани", и как в систему чуть-чуть каких-то новых ионов попало - так сразу то, что сжималось - наоборот, начинает разворачиваться? Может ионы калия/натрия - это еще одно "реле" для нервных клеток какое-то, только уже чисто химическое?

Насчет "реле" - довольно близко к теории Линга.

[Smol]

Так все мои рассуждения только на теме "реле" и построены, просто эти "реле" (их еще можно назвать "системой сдержек и противовесов") разные, от разных причин в клетке может ток генерироваться... Но "сверхсжатое" состояние внутриклеточной среды необходимо еще и для того, чтобы эти импульсы быстро проходили, в "рыхлой" среде скорость прохождения импульса, естественно, падает...
Интересно, никто не пытался считать, какое давление существует внутри нервной клетки? И какое - в обычной, "не нервной"? Во второй оно должно быть ниже, там оно ни к чему... И белки как оболочки, так и жидкости у этих разных клеток должны быть тоже разные, у нервных - белки оболочки должны быть "крепче", в ней давление выше... А вот больше ли в мембране нервных клеток липидов - не знаю, но вроде тоже должно быть больше, надо же чем-то гидрофобным жидкость удерживать...
Судя по "степени разбухания" геля у наших коллег, такое внутриклеточное давление должно быть весьма высоким, а среда внутри клетки - весьма плотной, там все молекулы воды "в кучу" сбиты, "свободного места" не найдешь... А раз они все рядом - то всякие "фокусы" могут существовать...
Может и прав коллега Треугол, когда о "сверхпроводимости" в клеточной среде говорит?

[Marxist]

Дык калий-натриевый насос -- и есть переключатель поляризации мембраны. Один из, разумеется.

[Smol]

Дык калий-натриевый насос -- и есть переключатель поляризации мембраны. Один из, разумеется.

Да мы же не про "поляризацию мембраны", а про "свертывание-развертывание" белков во внутриклеточной жидкости говорим...
Мембрана - это граница, ее дело - "пускать-не пускать" и "охранять-не дать вылиться"... А "реле" сидят во внутриклеточной полимерной набухшей сетке: как фрагмент макромолекулы белка "гнуться" начал, обрывая водородные связи - так все и "посыпалось".. А "гнуться" из спокойного состояния он начинает тогда, когда к нему ионы калия/натрия подойдут и вместо "хорошего" растворителя сделают "плохой", такой, в котором макромолекула сворачиваться начинает...
И Вы правы, конечно и другие поводы для "сворачивания-разворачивания" фрагмента могут быть...
Ну, может, конечно, я в своих умозаключениях и не прав...

[Marxist]

Неправы. Реле сидят в мембране. За счёт транспорта ионов изменяется полярность среды, происходит деполяризация или гиперполяризация мембраны, передаётся или стопорится нервный импульс.

[Smol]

А внутри клетки никаких "реле" нет? То, что "у пограничников" свое "реле-шлагбаум" тоже есть - это ясно, кого-то они пускают, кого-то не пускают... Для того, чтобы понять, как их "реле" работает - надо внимательно структуру мембраны изучить...
Но вот подлетел вирус, прошел через "пограничников" - дальше что, как он в цепочку ДНК влезет?.. Там ведь все водородными связями "обвязано", свободных "мест электронной плотности" на белке нет, их для вируса освободить надо...
А я-то думаю, что он как раз этим "внутренним реле" и пользуется, вызывает "срабатывание" и разрыв водородных связей, как освободилась от связи с водой какая функциональная группа белка - он к ней и "приклеивается"... вместо того, чтобы эта группа "сама на себя" в этой же макромолекуле замкнулась...

А дальше - он, мерзавец, начинает свое дело делать, таких же как и он, негодяев тиражировать... И клетка уже не та становится, полимер в воде не совсем уже тот, что раньше был...
Но, честно говоря, я про то, как там в этой системе вирусы существуют, еще не думал...

[treygol]

И Вы правы, конечно и другие поводы для "сворачивания-разворачивания" фрагмента могут быть...
Ну, может, конечно, я в своих умозаключениях и не прав...

Я еще пытался сказать о "бугорках" нано структурной вода воды на волокне в местах химической активности (функциональных групп). Там есть объем молекул с ориентировано согласованными электрическими дипольными моментами. Как бы некоторый объем электричества про запас. Когда происходит сорбция - десорбция по данному центру объем оболочки на волокне в этом месте уменьшается. Электрические дипольные моменты сбрасываются - виде импульса электрического тока. Как в капельнице Кельвина. Или в генераторе потока нанокапель. При схлопывании объема - импульс тока (высокого электрического потенциала).

[Marxist]

Но вот подлетел вирус, прошел через "пограничников" - дальше что, как он в цепочку ДНК влезет?.. Там ведь все водородными связями "обвязано", свободных "мест электронной плотности" на белке нет, их для вируса освободить надо...

Для этого у него есть специальные ферменты

[Smol]

...Когда происходит сорбция - десорбция по данному центру объем оболочки на волокне в этом месте уменьшается. Электрические дипольные моменты сбрасываются - виде импульса электрического тока. Как в капельнице Кельвина. Или в генераторе потока нанокапель. При схлопывании объема - импульс тока (высокого электрического потенциала).

Согласен! Если коллег заинтересует, как конкретно при срабатывании "внутриклеточного реле" электрический ток в нервной клетке генерируется - Ваше предположение может им в этом помочь...
Вообще это немножко еще напоминает вдвижение постоянного магнита в медную катушку, при этом всплеск на гальванометре получается...

[Smol]

...Для этого у него есть специальные ферменты

Но вирус же очень просто устроен, это же аминокислота (правда, сложная), разве он может сам что-то вырабатывать?

[Marxist]

Нет, вирусы бывают разные, некоторые вещи они начинают синтезировать при внедрении в клетку хозяина, некоторые -- на следующей стадии и т.д.

Но вообще, как мне кажется, здесь не место для пересказывания учебников в двух словах.

[Vladimir Matveev]

Нет, вирусы бывают разные, некоторые вещи они начинают синтезировать при внедрении в клетку хозяина, некоторые -- на следующей стадии и т.д.

Но вообще, как мне кажется, здесь не место для пересказывания учебников в двух словах.

Помнится, год назад Вы не раз требовали, чтобы я Вам здесь всю книгу Линга пересказал. А как самому пересказывать, так сразу - не место. Молодец!

[Marxist]

Помнится, год назад Вы не раз требовали, чтобы я Вам здесь всю книгу Линга пересказал.

Не книгу, а идеи.

А как самому пересказывать, так сразу - не место. Молодец!

Ну как бы общеизвестные знания глупо пересказывать, тем более что всё это есть в википедии в той же, коротко, ясно и доходчиво.

[Smol]

Ну, дорогие коллеги, не надо ссориться, пожалуйста, я про вирус сам найду, мне интересно продумать способ как с ним бороться...
Вот как на форуме бороться с "вирусами-бермудологами", которых бедный Vova (тоже своего рода "страж границ") терпеть не может (и возможно, когда-то еще "погорит" на этом) - мне уже понятно, надо их увлечь каким-то хорошим, общим и правильным делом, сделать не соперниками, а союзниками...
В конце концов, ни одна теория на 100% не может быть совершенно абсолютно верной, поэтому другие теории всегда стараются в ней уточнить некоторые места, как бы дополнить ее, дать свой взгляд на казалось бы, ясные вещи...
Прав был Зубр у Даниила Гранина: "В этом вопросе всем всё абсолютно ясно, что говорит о его слабой изученности"...
Поэтому не надо злиться друг на друга, надо просто попытаться вникнуть в ту концепцию, которую "твой враг" проповедует, понять, что оттуда может оказаться правдой, на чем "этот паразит-бермудолог себе авторитет пытается заработать"...
Не всегда это легко и просто, но "мир в доме" - дороже... "Блаженны миротворцы"...
Вот, например, судя по всему, "классическая концепция" как бы отдает приоритет клеточной мембране, "вешает" на нее очень много функций, а Линг, похоже, не очень многое мембране "поручает", но зато многое отдает внутриклеточной среде... Понятно, что полная абсолютизация любого из этих вариантов ("мембрана - это все" и "мембрана не нужна") - неверна, надо нам всем попробовать понять, где же все-таки истина, какие все-таки реальные функции у клеточной мембраны...

[Marxist]

Тут одно из двух. Либо этот китаец проповедует тривиальные (и потому никому не интересные) вещи, но тогда непонятно, почему его так Матвеев пиарит активно. Либо этот китаец продвигает какую-то ересь, основанную на неправильно поставленных экспериментах, но тогда непонятно, зачем вообще его обсуждать. И так, и этак никакого смысла.