Download - A tárgy természete
![Page 1: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/1.jpg)
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](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/2.jpg)
Az élet kettős természete
Eörs Szathmáry
Eötvös University Collegium Budapest
![Page 3: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/3.jpg)
Miért kettős?
• Homeosztázis—disszipatív—anyagcsere• Egyirányú vezérlés és öröklődés• A láng és az öröklődő tulajdonságokkal
rendelkező sejt különbözősége
![Page 4: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/4.jpg)
Great thinkers on the nature of life
Gottfried Leibniz
Freeman Dyson
John Maynard Smith
Erwin Schrödinger
![Page 5: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/5.jpg)
Leibniz
• Az „isteni gépek végtelenül oszthatónak tűnnek
• A gépszerű működés a „molekuláris” dimenzióban is érvényesül
![Page 6: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/6.jpg)
Schrödinger
• A gén mint aperiodikus kristály
• Az entrópia alacsony szintjének fenntartása állandó munkavégzést igényel
![Page 7: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/7.jpg)
Maynard Smith
• Anyagcsere és homeosztázis
• Genetikai szabályozás • Az evolvabilitást az
utóbbi adja
![Page 8: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/8.jpg)
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](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/9.jpg)
An irreversible system
• A B
![Page 10: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/10.jpg)
A reversible reaction
• A B• Le Chatelier-Braun principle
![Page 11: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/11.jpg)
A reversible, closed reaction system
![Page 12: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/12.jpg)
Reaction systems
• A closed, reversible cycle
• An open, almost reversible system
![Page 13: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/13.jpg)
Closed and open systems
Alul: a stacionárius állapot (steady state)
![Page 14: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/14.jpg)
The skeleton of sugar decomposition
![Page 15: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/15.jpg)
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](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/16.jpg)
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](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/17.jpg)
Engines operate in cycles, and are hence are dynamically stable
![Page 18: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/18.jpg)
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](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/19.jpg)
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](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/20.jpg)
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](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/21.jpg)
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](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/22.jpg)
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](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/23.jpg)
Enzymes and cycle stoichiometry
Very important: the cyclic process sign with the number of turns
![Page 24: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/24.jpg)
Structures built of amphipathic molecules
A two-dimensional fluid
![Page 25: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/25.jpg)
A self-reproducing vesicle (1978)
• Metabolism and reproduction• No genetic subsystem
![Page 26: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/26.jpg)
Pathways of supersystem evolution
boundary
template
metabolism M B
B T
M T M B T
INFRABIOLOGICAL SYSTEMS
![Page 27: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/27.jpg)
Organisation of chemical systems into a supersystem (1974)
• CHEMOTON: a particular supersystem which is also a biological minimal system
![Page 28: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/28.jpg)
Gánti’s chemoton model
ALL THREE SUBSYSTEMS ARE AUTOCATALYTIC
template copying
metabolism
membrane growth
![Page 29: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/29.jpg)
The assembly of RNA structures
• Combinatorial assembly of RNA structures
• Submitted to selection for function between chemotons
• 1979
![Page 30: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/30.jpg)
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](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/31.jpg)
Venter: professional but trivial (synthetic biology)
![Page 32: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/32.jpg)
The monograph (Kluwer 2003)
![Page 33: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/33.jpg)
The chemoton symbol
![Page 34: A tárgy természete](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062501/5681678c550346895ddcac45/html5/thumbnails/34.jpg)
Evolution towards a Borromean arrangement?
Chemoton symbol Borromean rings