A tárgy természete...

34
A tárgy természete... • A biológiai tudományok egysége • Molekuláris, organizmikus és populációs megközelítés • Érdekes de NEHÉZ • Aki nem akar figyelni, az menjen ki! • Vizsga: írásban. Utóvizsga: szóban • Vizsganyag: az előadások (órai jegyzet és diasorozat, cikkgyűjtenény)

description

A tárgy természete. A biológiai tudományok egysége Molekuláris, organizmikus és populációs megközelítés Érdekes de NEHÉZ Aki nem akar figyelni, az menjen ki! Vizsga: írásban. Utóvizsga: szóban Vizsganyag: az előadások (órai jegyzet és diasorozat, cikkgyűjtenény). - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of A tárgy természete...

Page 1: A tárgy természete...

A tárgy természete...

• A biológiai tudományok egysége• Molekuláris, organizmikus és populációs

megközelítés • Érdekes de NEHÉZ• Aki nem akar figyelni, az menjen ki!• Vizsga: írásban. Utóvizsga: szóban• Vizsganyag: az előadások (órai jegyzet és

diasorozat, cikkgyűjtenény)

Page 2: A tárgy természete...

Az élet kettős természete

Eörs Szathmáry

Eötvös University Collegium Budapest

Page 3: A tárgy természete...

Miért kettős?

• Homeosztázis—disszipatív—anyagcsere• Egyirányú vezérlés és öröklődés• A láng és az öröklődő tulajdonságokkal

rendelkező sejt különbözősége

Page 4: A tárgy természete...

Great thinkers on the nature of life

Gottfried Leibniz

Freeman Dyson

John Maynard Smith

Erwin Schrödinger

Page 5: A tárgy természete...

Leibniz

• Az „isteni gépek végtelenül oszthatónak tűnnek

• A gépszerű működés a „molekuláris” dimenzióban is érvényesül

Page 6: A tárgy természete...

Schrödinger

• A gén mint aperiodikus kristály

• Az entrópia alacsony szintjének fenntartása állandó munkavégzést igényel

Page 7: A tárgy természete...

Maynard Smith

• Anyagcsere és homeosztázis

• Genetikai szabályozás • Az evolvabilitást az

utóbbi adja

Page 8: A tárgy természete...

Freeman Dyson

• Az élet kettős eredete• Először az anyagcsere

és a homeosztázis, nukleinsvak nélkül

• A gének mint a rendszer parazitái jelenhettek meg

Page 9: A tárgy természete...

An irreversible system

• A B

Page 10: A tárgy természete...

A reversible reaction

• A B• Le Chatelier-Braun principle

Page 11: A tárgy természete...

A reversible, closed reaction system

Page 12: A tárgy természete...

Reaction systems

• A closed, reversible cycle

• An open, almost reversible system

Page 13: A tárgy természete...

Closed and open systems

Alul: a stacionárius állapot (steady state)

Page 14: A tárgy természete...

The skeleton of sugar decomposition

Page 15: A tárgy természete...

Chemical cycles are metabolic engines

• The cycle as a whole is a catalyst

• The Noble prize of Szent-Györgyi was awarded for catalysis by fumaric acid

• Krebs has recognized the whole cycle

• Enzymes are superimposed on the metabolic cycle

Page 16: A tárgy természete...

A simple chemical cycle

• It is formally a unit composed of a closed and an open part

• Acts as a catalys

Page 17: A tárgy természete...

Engines operate in cycles, and are hence are dynamically stable

Page 18: A tárgy természete...

Tibor Gánti• Born in 1933• Chemical engineer• Patents in industrial

biochemistry (artificial metabolism)

• Syntheses using the controlled operation of enzymatic reaction networks

• First book on molecular biology in Hungary (1966)

Page 19: A tárgy természete...

The first edition of the Principles• A serious book in a

popular science disguise (1971)

• There was no other way to publish

• Proposal included the term “chemoton”

• ‘reductionist’ and ‘vitalist’ at the same time!

Page 20: A tárgy természete...

The investigation of life criteria: absolute criteria

1. Inherent unity2. Metabolism3. Inherent stability 4. Information carrying subsystem5. Processes regulated and controlled by a

programmeVERBAL AND PHENOMENOLOGICAL

Page 21: A tárgy természete...

Quest for a biological minimal system

• Chemical supersystem• Should be conceptually as simple as

possible• Must not necessarily be realizable in its

simplest form• Comparison with other elementary units

(such as the elementary cell in crystallography)

• FORMAL AND EXACT

Page 22: A tárgy természete...

The latest edition: OUP 2003

• After several editions in Hungarian

• Two previous books (the Principles and Contra Crick) plus one essay

• Essays appreciating the biological and philosophical importance

Page 23: A tárgy természete...

Enzymes and cycle stoichiometry

Very important: the cyclic process sign with the number of turns

Page 24: A tárgy természete...

Structures built of amphipathic molecules

A two-dimensional fluid

Page 25: A tárgy természete...

A self-reproducing vesicle (1978)

• Metabolism and reproduction• No genetic subsystem

Page 26: A tárgy természete...

Pathways of supersystem evolution

boundary

template

metabolism M B

B T

M T M B T

INFRABIOLOGICAL SYSTEMS

Page 27: A tárgy természete...

Organisation of chemical systems into a supersystem (1974)

• CHEMOTON: a particular supersystem which is also a biological minimal system

Page 28: A tárgy természete...

Gánti’s chemoton model

ALL THREE SUBSYSTEMS ARE AUTOCATALYTIC

template copying

metabolism

membrane growth

Page 29: A tárgy természete...

The assembly of RNA structures

• Combinatorial assembly of RNA structures

• Submitted to selection for function between chemotons

• 1979

Page 30: A tárgy természete...

The channelled assembly of ribozymes (1983)

• The presence of substrates gives guidance to ribozyme assembly

• Good enzymes and bad enzymes will affect the fitness of the chemotons

Page 31: A tárgy természete...

Venter: professional but trivial (synthetic biology)

Page 32: A tárgy természete...

The monograph (Kluwer 2003)

Page 33: A tárgy természete...

The chemoton symbol

Page 34: A tárgy természete...

Evolution towards a Borromean arrangement?

Chemoton symbol Borromean rings