Химический осциллятор

Случайно нашел в Википедии статью про реакцию Белоусова-Жаботинского. Это восторг - если б мне преподавали химию с такими примерами, я б безусловно стал бы химиком. 


Циклическая смена цвета всего раствора (t - время) 


В настоящее время под этим названием объединяется целый класс родственных химических систем, близких по механизму, но различающихся используемыми катализаторами (Ce3+, Mn2+ и комплексы Fe2+, Ru2+), органическими восстановителями (малоновая кислота, броммалоновая кислота, лимонная кислота, яблочная кислота и др.) и окислителями (броматы, иодаты и др.). При определенных условиях эти системы могут демонстрировать очень сложные формы поведения от регулярных периодических до хаотических колебаний и являются важным объектом исследования универсальных закономерностей нелинейных систем. 


Компьютерная модель реакции Белоусова-Жаботинского - Wiki

   История открытия случайна (как обычно). Борис Павлович Белоусов проводил исследования цикла Кребса, пытаясь найти его неорганический аналог. В 1951 году, при окислении лимонной кислоты броматом калия при низких рН в присутствии катализатора (церий Ce+3), он обнаружил автоколебания. Течение реакции менялось со временем, что проявлялось периодическим изменением цвета раствора от бесцветного (Ce+3) к жёлтому (Ce+4) и обратно. Эффект ещё более заметен в присутствии индикатора ферроина.

Сообщение Белоусова об открытии было встречено в отечественных научных кругах скептически, поскольку считалось, что автоколебания в химических системах невозможны. Статью Белоусова дважды отклоняли в редакциях отечественных журналов, поэтому опубликовать результаты исследований колебательной реакции он смог только в сокращенном виде спустя 8 лет в ведомственном сборнике, выходившем небольшим тиражом. Впоследствии эта статья стала одной из самых цитируемых в данной области ( Б. П. Белоусов. Периодически действующая реакция и ее механизм. Сборник рефератов по радиационной медицине за 1958 г. -М: Медгиз, 1959 с.145).

 
Некоторые конфигурации, возникающие при реакции Белоусова — Жаботинского в тонком слое в чашке Петри

Дальнейшее развитие исследований этой реакции произошло, когда профессор Симон Эльевич Шноль предложил молодому учёному Анатолию Жаботинскому исследовать механизм реакции.  Группа Жаботинского провела подробные исследования реакции, включая её различные варианты, а также составила первую математическую модель. Основные результаты были изложены в книге Жаботинского «Концентрационные колебания».



Ну и закончим двумя видео - чтоб посмотреть, как это все выглядит вживую:

 

 

Точных данных о том, что да как в этой реакции что происходит, пока нет, но некоторые приближенные модели и описания можно найти по ссылкам ниже.
 

Ссылки - Wiki, Вики,
Механизм реакции (дифф. уравнения)

Библиотека 3'-UTR от C.elegans

В наше время глобальными проектами по переписи всего и вся уже не удивишь. Сейчас скорее можно удивиться, как это геном лося сохатого до сих пор не расшифрован - 21 век то на дворе. 

Nature опубликовала статью о завершении глобального и нужного проекта - секвенирование всех 3'-UTR (untranslated region) всех мРНК простейшего червя C.elegans.  Удивляет, что до сих пор этого было не сделано.

Коротко напомним структуру мРНК (что такое мРНК и зачем она нужна, можно прочитать в Википедии) - она состоит из 5'-UTR (некодирующая белок область, важна для начала синтеза белка), собственно кодирующей области (начинается триплетом ATG, заканчивается стоп-триплетом TGA). За стоп-кодоном идет некодирующая область. которая регулирует время жизни мРНК, ее локализацию и рад других свойств (3'-UTR). Заканчивается все поли-А треком - просто цепочкой аденозинов (ААААА) (хотя не обязательно только А).


Схема структуры мРНК  - Biomolecula.ru

3'-UTR должны нести важную смысловую информацию - часто их длинна больше самой кодирующей области, и они специфичны для каждого гена. Они часто определяют поведение генов, в них находятся мишени для микроРНК, и наверное еще дюжины функций этих областей мы даже и не знаем.

Поэтому создание библиотеки всех мРНК у C.elegans - любимого объекта исследователей нескольких поколений - уже сейчас востребованно на все 100. Авторы применили новую оригинальную методику, которая позволила провести автоматизированный анализ общей смеси мРНК. В результате описано и запротоколированно 24033 разных UTR.   

Интересно, что 3'-UTR этого червяка самые короткие из всех животных - похожие короткие кончики найдены только у мРНК дрожжей (Saccharomyces cerevisiae). Средняя длинна 3'-UTR  C.elegans - около 130 нуклеотидов, тогда как у человека в среднем длинна составляет от 200 до 600 нуклеотидов.  

Ну. и кому совсем интересно - ссылка на статью: 
Formation, regulation and evolution of Caenorhabditis elegans 3′UTRs