Жизнь – без начала и конца
Jun. 24th, 2020 10:00 am![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
egovoruСтрого говоря, он имеет в виду не сложность организмов, универсальной количественной оценки которой еще никто не придумал, а сложность генома и даже просто его размер. В самом деле, размеры геномов прокариот – примерно 1-10 млн пар нуклеотидов, а геномов многоклеточных эукариот вроде нас с вами – порядка 3000 млн. Линч объясняет это тем, что где-то на пути от бактерий к человеку жизнь прошла через «бутылочное горлышко» малочисленных популяций.
Скорость утраты случайной мутации (например, дупликации какого-то гена) в череде поколений пропорциональна размеру популяции. То есть, в больших популяциях дупликации будут исчезать, а в малых – сохраняться и накапливаться. Каждый ген из пары будет мутировать независимо, а один из них может даже рекрутироваться для новой функции. В конце концов из одного гена получатся два разных, увеличив тем самым сложность генома.
Для проверки своей гипотезы Линч попробовал оценить «эффективный размер популяции» организмов с геномами разной величины по уровню «бесшумных» полиморфизмов (нуклеотидных замен, не влияющих на последовательность кодируемого белка из-за вырожденности генетического кода и потому не подверженных отбору). У него действительно получилась обратная зависимость от размера генома (график внизу справа). Правда, ему тут же указали, что распространенность полиморфизмов определяется не только величиной полуляции, но и вероятностью мутагенеза, а она может быть разной у разных видов. Критики высказали и другие сомнения, но мне кажется, рациональное зерно в гипотезе Линча все же может быть.
этого параметра и числа генов от размера генома
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2020-09-22 09:01 pm (UTC)- Это формально и схематично так. А на самом деле он еще и с металлом каким-нибудь часто образует связь:
https://en.wikipedia.org/wiki/Metalloprotein
Так что Ваша дискретность весьма условная.
//Если понимать этот вопрос так: проявляются ли в биологических системах какие-то другие типы физических взаимодействий, кроме четырех известных, то ответ на него отрицательный. //
- Это вопрос веры пока :)
no subject
Date: 2020-09-22 09:35 pm (UTC)Конечно, есть масса белков, связанных с металлами - взять хотя бы всем известный гемоглобин. Но что это меняет? С металлами связывается цепь из целого числа аминокислот, а не дробного :) Так что ничего условного, формального или схематичного в этой дискретности нет.
"Это вопрос веры пока"
Нет, это не вопрос веры, а заключение из имеющихся у нас на сегодня экспериментальных данных. Жизнь - это эмерджентное свойство сложных физических систем, а не порождение каких-то таинственных "торсионных полей".
no subject
Date: 2020-09-23 03:46 am (UTC)- Ну и что? С чего у нас все это началось, помните? Вы написали (https://egovoru.livejournal.com/157127.html?thread=12389319#t12389319): //в случае белка функционально значимой дискретной единицей является одна аминокислота,// Вы отрицаете "функциональную значимость" металла в белке?
//Нет, это не вопрос веры, а заключение из имеющихся у нас на сегодня экспериментальных данных. //
- Это Ваше мнение :) Далеко не все так считают. Имеющихся данных явно недостаточно для такого заключения. Многие хорошо изученные физические явления не сводятся к "аналоговыми уравнениями химической кинетики", почему же жизнь должна к ним сводится?
no subject
Date: 2020-09-23 01:06 pm (UTC)Ну, знаете, это уже казуистика :) Белки связывают не только металлы, но и присоединяют множество других вещей - например, ретиналь или другие хромофоры, фосфаты, сахара и проч. Но это не отменяет того, что они всегда состоят из целого числа аминокислот, и никогда из дробного. Механизм биосинтеза белка так устроен, что наращивает полипептидную цепь только готовыми "блоками", а не поатомно, вот и все.
"Имеющихся данных явно недостаточно для такого заключения. Многие хорошо изученные физические явления не сводятся к "аналоговыми уравнениями химической кинетики", почему же жизнь должна к ним сводится?"
Имеющихся данных достаточно, чтобы сказать, что никаких других физических взаимодействий, кроме четырех известных, в живой природе нет. Но это ведь не то же самое, что утверждать, что нам все понятно, или что все сводится к системе уравнений. Непонятного очень много: например, как я уже упоминала выше, регуляция дифференциальной экспрессии генов нам пока что понятна только частично, и уравнения тут не помогут. Предлоложение, что эта регуляция требует каких-то неизвестных нам сил, кажется мне абсурдным редукционизмом. Дело не в неизвестных фундаментальных силах, а в сложной организации на основе имеющихся.
no subject
Date: 2020-09-23 03:47 pm (UTC)- Ну и что??? Я с этим и не спорю. Какие мои слова Вы пытаетесь опровергнуть?Я утверждаю всего лишь то, что тот уровень дискретности, который Вы так отстаиваете, определяет свойства белков только ЧАСТИЧНО, он недостаточен для определения многих важных для жизни свойств белков. Эти свойства зависят и от способа складывания белков (а оно дискретно ли вообще, кстати?), и от добавочных присоединенных элементов, в качестве примера которых я привела металлы, а Вы и другие не-аминокислотные элементы сейчас добавили.
//Предположение, что эта регуляция требует каких-то неизвестных нам сил//
- Я этого не предполагала. Какие мои слова заставляют Вас так думать?
no subject
Date: 2020-09-23 10:49 pm (UTC)А разве я утверждала, что ВСЕ свойства белков дискретны? Белки - просто большие коллекции атомов, и точно так же, как у любых других таких коллекций, многие макроскопические свойства белков - спектры поглощения, кривые титрования и т.д. - хорошо описываются непрерывными функциями.
Но это не значит, что дискретность белков - абсолютно условная, искусственная, как, мне показалось, Вы считаете. Дискретность белков - того же рода, как и дискретность любых полимеров (скажем, крахмала): они все состоят из целого числа мономеров. Другое дело, что крахмал - "скучный" полимер, все его мономеры одинаковы, а белки - чрезвычайно "интересные", потому что они используют 20 разных типов мономеров. Эта дискретность, как в случае белков, так и в случае крахмала, заложена уже в механизмах их биосинтеза: сначала синтезируются сами мономеры, а потом эти мономеры соединяются в цепь.
"Я этого не предполагала. Какие мои слова заставляют Вас так думать?"
Вот эти:
"//Если понимать этот вопрос так: проявляются ли в биологических системах какие-то другие типы физических взаимодействий, кроме четырех известных, то ответ на него отрицательный. //
- Это вопрос веры пока"
То есть, Вы считаете вопросом веры то, что в биологических системах нет никаких других типов физических взаимодействий, кроме четырех известных. Так?
no subject
Date: 2020-09-24 12:28 am (UTC)Осталось 2 вопроса, похоже, вызванные недоразумениями. В первом Вы несколько исказили мои слова, а во втором возражали, не учитывая контекст предыдущих комментариев.
1.
//Но это не значит, что дискретность белков - абсолютно условная, //
- Я не написала, что "абсолютно". Я написала более обтекаемо: (https://egovoru.livejournal.com/157127.html?thread=12390087#t12390087 )
"Так что Ваша дискретность весьма условная."
2.
Насчет вопроса веры. Вы процитировали мои слова, не учтя тот Ваш комментарий, отвечая на который я их написала. Я писала ответ на весь последний абзац этого комментария:
https://egovoru.livejournal.com/157127.html?thread=12389831#t12389831
(Процитировав тогда для краткости только начало того абзаца). А он, в свою очередь, был ответом на мои слова:
"сводится ли полностью "сама программа" к физико-химическим законам ("аналоговыми уравнениями химической кинетики" Вашими словами) или что-то дополнительно нужно привлекать"
Я не сочла Ваше возражение на эти мои слова достаточно адекватным им и попыталась своим комментарием вернуться назад к своим словам. Именно к ним и относится "вопрос веры", а не к Вашему ответу.
Таким образом, схематично диалог можно представить так:
Я:
сводится ли полностью "сама программа" к физико-химическим законам ("аналоговыми уравнениями химической кинетики" Вашими словами) или что-то дополнительно нужно привлекать.
Вы: Если понимать этот вопрос ... [далее Ваш ответ не совсем по теме на вой взгляд]
Я:
Это вопрос веры пока. [Здесь я пытаюсь вернуться к теме сводимости к "аналоговым уравнениям химической кинетики", как бы пропуская Ваш ответ, уводящий от этого в сторону]
Сухой остаток: Вопрос веры - сводимость к "аналоговым уравнениям химической кинетики".
no subject
Date: 2020-09-24 10:28 am (UTC)Мне кажется, условной можно было бы назвать дискретность, произвольно назначаемую нами (то есть, если бы мы произвольно разделили молекулу белка на некие части, просто для удобства рассмотрения). Но, как я уже объяснила выше, дискретность белков не такова: она вполне реальна, потому что биосинтез белков осуществляется именно присоединением целых аминокислот к растущей полипептидной цепочке. Этот процесс хорошо изучен, и нет никаких сомнений, что дело обстоит именно так.
Разумеется, это только один уровень дискретности - его необходимо учитывать, когда мы обсуждаем механизм наследственности, потому что ДНК кодирует именно порядок соединения целых аминокислот. Когда же рассматривают, например, энзиматические реакции, то, как правило, говорят о дискретных химических группах; а в каких-то других ситуациях - об отдельных атомах или даже электронах. Ни один из этих уровней дискретности не кажется мне условным в смысле произвольным: все они обусловлены физическими свойствами соответствующих структур. Но Вы, вероятно, под "условностью" понимаете просто то, что описание молекулы белка при помощи любой из этих дискретностей не является исчерпывающим? С этим я, конечно, согласна.
"Вопрос веры - сводимость к "аналоговым уравнениям химической кинетики""
Мне кажется, слово "вера" вообще не годится в этом контексте. Уравнения химической кинетики - просто одна из моделей процессов, протекающих в живой клетке. Если результаты наблюдений совпадают с тем, что предсказывает эта модель, мы считаем ее адекватной; если нет - мы ее отбрасываем или пытаемся усовершенствовать. Иными словами, я не вижу, на каком этапе тут появляется вера?
no subject
Date: 2020-09-25 12:15 am (UTC)По второму есть у Вас логическая нестыковка: речь ведь идет о "сводимости", а соответствие модели наблюдениям еще не говорит о "сводимости" к ней. Вот если бы она объясняла ВСЕ наблюдения, тогда можно было бы сказать, что есть сводимость. А без этого - "вопрос веры" :)
no subject
Date: 2020-09-25 12:05 pm (UTC)Никакая модель никогда не может объяснить все наблюдения, хотя бы потому, что мы никогда не можем исключить, что завтра мы придумаем новый прибор, который будет измерять что-то, что мы сегодня измерять не можем. Так что вера тут ни при чем: мы держим модель только до тех пор, пока она работает. Как только выясняется, что предсказания модели расходятся с результатами измерений, мы ее отбрасываем.
Слово "вера", мне кажется, годится только в таких случаях, когда у нас нет возможности убедиться в правильности модели (то есть, когда речь идет о нефальсифицируемых гипотезах).
no subject
Date: 2020-09-25 03:00 pm (UTC)- Значит, все-таки она "не сводится" :)
//Слово "вера", мне кажется, годится только в таких случаях, когда у нас нет возможности убедиться в правильности модели (то есть, когда речь идет о нефальсифицируемых гипотезах). //
- И как же вы предполагаете фальсифихировать вашу гипотезу о сводимости к "аналоговым уравнениям химической кинетики"? (Раз не хотите называть ее "верой", пусть будет "гипотеза".)
no subject
Date: 2020-09-25 09:45 pm (UTC)Позвольте, но я ведь вообще не употребляла этого слова - это Вы его задействовали. Мне же совершенно очевидно, что даже самая лучшая карта не идентична местности :)
Что же касается слова "вера", то по зрелом размышлении я беру назад свое предложение ограничить его применение только случаями нефальсифицируемых утверждений. Похоже, мы используем слово "вера", чтобы подчеркнуть, что мы не собираемся проверять утверждение, даже если оно вполне фальсифицируемо. Скажем, такая ситуация: я спрашиваю у Вас, осталось ли в холодильнике молоко. Вы отвечаете: да, осталось еще два пакета - хотите, проверьте сами! На что я говорю: ну, зачем же я буду проверять, я и так Вам верю! То же самое происходит, когда мы опираемся на сведения из учебников, научных статей и т.д.: мы им верим, потому что думаем, что их авторы проверили свои утверждения на опыте и убедились, что опыт им не противоречит.
no subject
Date: 2020-09-25 10:17 pm (UTC)- Задействовала я, а возражать на него стали Вы. Могу пи я считать, что теперь после всех уточнений Вы согласны, что "не сводится"?
//мы им верим, потому что думаем, что их авторы проверили свои утверждения на опыте и убедились .....//
- То, что Вы расширили понятие "веры", приветствую :)
Однако, здесь не тот случай - никто пока не "убедился", что "сводится". И неспроста я Вас попросила предложить, как можно это фальсифицировать. Проблема здесь типичая для нефальсифицируемых гипотез: слишком расплывчатая и общая формулировка, чисто словесная, под нее можно подгонять по мере надобности любые результаты экспериментов. Так что для обсуждаемой формулировки "вопрос веры" остается именно в смысле, который применяется к нефальсифицируемым гипотезам.
Даже если Вы попробуете уточнять формулировку, например, включая конкретные виды известных уравнений, там, конечно, появится и уравнение Шредингера, и другие ресурсоемкие уравнения. Так что Вы упретесь в то, что они практически не могут быть решены (с нужной для проверки предсказания точностью) за время жизни нашего участка Вселенной :) В добавок к этому, всегда будет лазейка - сослаться на возможнось существования еще неизвестных уравнений или их модификаций.
no subject
Date: 2020-09-25 10:56 pm (UTC)Ни о каком "сводится" речи вообще не идет. Как я уже сказала, мы просто создаем все более надежные модели, но ни одна модель никогда не превратится в моделируемое. Фальсифицируем мы не утверждение о "сводимости", которого я никогда и не выдвигала, а саму модель: обнаруживается ли на опыте то, что она предсказывает, или нет. Про фальсифицируемость же самого утверждения о сводимости нечего даже и рассуждать, потому что это утверждение очевидно нелепое. О вере же тут можно говорить только в том смысле, что мы верим тем, кто проверяет эти модели на опыте - то есть, мы полагаемся на их честность.
no subject
Date: 2020-09-25 11:20 pm (UTC)- Если не "сводится", то тогда какой же смысл Вы вкладывали в слова выше (https://egovoru.livejournal.com/157127.html?thread=12389319#t12389319):
**
.... А ведь жизнедеятельность клетки и есть не что иное, как совокупность энзиматических реакций....
.....
Но при этом все реакции, протекающие в клетке, в том числе и процесс трансляции (биосинтеза белка), описываются все теми же аналоговыми уравнениями химической кинетики, о которых шла речь в начале комментария.
**
(Обратите внимание на выделенные мною жирным шрифтом слова.)
no subject
Date: 2020-09-25 11:35 pm (UTC)no subject
Date: 2020-09-25 11:57 pm (UTC)Значит, Вы согласны, что этими реакциями не все описывается, вполне возможно, что-то остается и за бортом.
no subject
Date: 2020-09-26 11:50 am (UTC)Утверждать же, что какое бы то ни было наше описание жизни (или, уж если на то пошло, любой физической системы) является исчепрывающим, было бы совершенным абсурдом - мне бы такое просто никогда бы не пришло в голову. Более того, у нас ведь даже нет такой цели - составить исчерпывающее описание; нас интересуют только описания, которые позволяют предсказывать важные для нас и доступные нашему наблюдению аспекты поведения системы; другое дело, что на разных этапах изучения разные аспекты могут казаться нам важными.
Подводя итог этой нашей беседы, нужно отметить, что даже самые обиходные слова могут быть поняты в разном смысле, и что, по-видимому, надо еще внимательнее относиться к формулировкам.
no subject
Date: 2020-09-27 03:06 am (UTC)Но дело и не только в этом, а еще и в многочисленных домысливаниях, которые у разных людей разные, даже если договориться об отдельных словах. О слове "сводится" мы, похоже, договорились. Тем не менее, прямо в этом комментарии есть пример таких разных домысливаний у нас с Вами. Я уже чуть выше объявила определенные Ваши слова уходящими в сторону от темы. Но Вы опять ровно их и повторили - очевидно, для вас они как раз по теме:
//Говоря о жизни как о совокупности энзиматических реакций, я хотела подчеркнуть, что в живых системах нет никаких других взаимодействий, кроме четырех известных физике //
Почему это уход от темы с моей точки зрения? А потому, что Вы вдруг перескочили с довольно узкой области уравнений для химических реакций на "четыре взаимодействия". С моей точки зрения это очень далекий скачок от темы, так как Вами привлекаются ВНЕЗАПНО огромные и сложнейшие области знаний, методов, приемов, незадействованные совершенно в методах написания и решения упомянутых уравнений. То, что не "сводилось" к тем уравнениям, вполне может оказаться "сводящимся" к четырем взаимодействиям (впрочем, это не снимает проблемы фальсифицируемости, а лишь усугубляет ее).
Подозреваю, что разница у нас может быть в том, что у меня слово "уравнения" имеет определенный смысл, я домысливаю здесь кое-какие требования, даже допуская, что пока не все уравнения могут быть известны. А Вы домысливаете что-то иное, похоже, включаете в "уравнения" любые подозреваемые (не только реально обнаруженные) качественные зависимости без возможности каких бы то ни было количественных выражений для них не только сейчас, но даже в обозримом будущем.
no subject
Date: 2020-09-27 11:22 am (UTC)Да, конечно - образование и профессиональный опыт определенного типа формирует определенный круг ассоциаций, которые порождают те или иные слова, и у разных людей этот круг ассоциаций разный.
"у меня слово "уравнения" имеет определенный смысл, я домысливаю здесь кое-какие требования, даже допуская, что пока не все уравнения могут быть известны"
У уравнений химической кинетики, как я понимаю, могут быть два типа проблем. Начать с того, что любое такое уравнение описывает взаимодействие только конкретного набора реагентов. Когда мы описываем им реакцию в пробирке, очень хорошо: мы сами помещаем в пробирку эти реагенты и знаем, что кроме них там ничего нет (при условии, что пробирка у нас идеально вымыта, химически инертна и изолирована от окружающего мира). Но когда речь идет о живой клетке, то там ведь намешана чертова прорва "реагентов", и как узнать, какие из них участвуют в реакции, уранение которой мы пытаемся написать? Собственно, бóльшая часть исследований в области биохимии и молекулярной биологии и сводятся к тому, чтобы выявить дополнительные "реагенты", которые участвуют в той или иной реакции.
Вторая проблема связана с самим характером зависимости, то есть, с математическим видом уравнения. Оно ведь написано, исходя из определенных представлений о механизме реакции, который неизменно является только приближением к тому, что происходит на самом деле. Например, предполагается свободная диффузия реагентов, а в живой клетке это, конечно, часто бывает не так. И т.д.
no subject
Date: 2020-09-27 02:38 pm (UTC)(У Пенроуза, например, понятно, почему понадобилась квантовая гравитация для объяснения сознания, он приводит доводы (пусть и не "железобетонные") в пользу того, что это может влиять.)
no subject
Date: 2020-09-27 02:50 pm (UTC)Я восприняла Ваши "уравнения химической кинетики" в обобщенном значении "физические законы", потому что именно эта разновидность законов наиболее адекватна для описания происходящего в клетке: никто не станет описывать синтез белка, скажем, уравнением Шредингера.
no subject
Date: 2020-09-27 05:23 pm (UTC)- Вот здесь-то и "собака зарыта" оказалась!!! Это все ровно наоборот. Во-первых, слова эти не мои, а Ваши (впервые появившиеся здесь: https://egovoru.livejournal.com/157127.html?thread=12389319#t12389319). Я же их постоянно повторяла как раз потому, что мне эта формулировка показалась очень сильно ограничивающей и потому не могущей претендовать на то, что этим все описывается. Во-вторых, я не только не включала в эти Ваши слова все физические законы, но даже прямо указывала на отсутствие реальной (технической) возможности включить туда все четыре взаимодействия, которые Вы ВДРУГ упомянули несколькими комментериями позже этого.
Уравнение Шредингера и некоторые чисто квантовые явления в химии иногда все-таки привлекают, насколько я знаю, в частности, в работе энзимов (https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_biology#Enzymatic_activity_(quantum_biochemistry)). Но никогда не слышала, чтобы выходили на уровень учета сильного взаимодействия. Это технически не представляется возможным.
no subject
Date: 2020-09-27 06:29 pm (UTC)Да, но для моделирования только маленьких участков биомолекул - например, реакционных центров ферментов. Квантово-механическое описание целой белковой молекулы - технически совершенно неподъемная задача.
"Во-первых, слова эти не мои, а Ваши"
Мне кажется, этот предмет беседы уже исчерпал себя. Вы уже поняли, что я не утверждаю, что уравнения химической кинетики дают исчерпывающее описание живой клетки, а я уже поняла, что Вы не утверждаете, что в клетке есть "торсионные поля" или еще какие-то неведомые физике взаимодействия. Впредь я постараюсь сначала уточнять, правильно ли я Вас поняла, и уже потом возражать :)
no subject
Date: 2020-09-28 03:45 am (UTC)