Машины создания - [5]
Простые молекулярные устройства комбинируются для формирования системы, походящей на промышленные машины. В 1950-ых инженеры разрабатывали станки, которые режут металл под контролем перфорированной бумажной ленты. Полтора столетия ранее, Джозеф-Мэри Джакквард построил ткацкий станок, который ткал сложные рисунки под контролем последовательности перфорированных карт. Однако более трёх миллиардов до Джаккварда, клетки разработали механизм рибосомы. Рибосомы доказали, что наномашины, построенные из белка и РНК, могут запрограммироваться на построение сложных молекул.
Теперь рассмотрим вирусы. Один вид, T4 phage, действует подобно шприцу с пружиной и напоминает что-то из промышленного каталога запчастей. Он может прилепляться к бактерии, пробивать отверстие, и вводить вирусный ДНК (да, даже бактерии страдают заразными болезнями). Подобно всем организмам, эти вирусы существуют потому что они довольно стабильны и хорошо умеют делать копии себя.
В клетках или нет, наномашины подчиняются универсальным законам природы. Обычные химические связи держат их атомы вместе, и обычные химические реакции (управляемые другими наномашинами) их собирают. Молекулы белка могут даже соединяться для образования машин без специальной помощи, движимые только тепловым возбуждением и химическими силами. Перемешивая вирусные белки (и ДНК, которые они обслуживают) в испытательной пробирке, молекулярные биологи собирали работающие вирусу T4. Это умение удивительно: представьте себе, что вы складываете части автомобиля в большую коробку, встряхиваете её и, когда заглядываете внутрь, обнаруживаете там собранный автомобиль! Однако этот вирус Т4 – только один из многих самособирающихся структур. Молекулярные биологи разобрали механизм рибосомы на пятьдесят отдельных белков и молекул РНК, и потом поместили их в испытательную пробирку и они образоавли работающую рибосому снова.
Чтобы видеть, как это случается, вообразите различные цепи белков T4, плавающие в воде. Каждый вид белка сворачивается и образует кусок со специфическими для него выпуклостями и впадинами, покрытый характерными наборами из молекул жира, воды и электрическим зарядом. Представьте их себе гуляющими свободно и поворачивающими, толкаясь от температурных вибраций окружающих молекул воды. Время от времени их пары ударяются, потом расходятся. Иногда, хотя пара соударяется так, что выпуклости одного подходят под впадины другого и клейкие участки соответствуют друг другу; тогда они притягиваются друг к другу и прилипают. Таким образом белок добавляется к другому белку и образует части вируса, а части собираются и образуют целое.
Инженеры по белкам не будут нуждаться в наноманипуляторах и нанорычагах, чтобы собирать сложные наномашины. Однако, крошечные манипуляторы будут полезны, и они будут построены. Точно также, как сегодняшние инженеры строят такие сложные машины как рояли и манипуляторы робота из обычных моторов, подшипников и движущихся частей, завтрашние биохимики будут способны использовать молекулы белка как двигатели, подшипники и движущиеся части, чтобы строить манипуляторы роботов, которые сами будут способны манипулировать отдельными молекулами.
Насколько далека от нас такая способность? Некоторые шаги уже сделаны, но остаётся ещё много работы. Биохимики уже нанесли на карту структуры многих белков. С помощью механизмов гена, дающими возможность записывать ленты ДНК, они могут направить клетки на строительство любого белка, они могут разработоать цепи, которые сворачиваться в белки нужной формы и с требуемыми функциями. Силы, которые сворачивают белки слабы, а число возможных способов, которыми белок может свернуться – астрономическое, поэтому разработка больших белков с самого начала непросто.
Силы, которые удерживают белки вместе, чтобы образовать сложные машины – те же самые, которые вначале сворачивают цепи белков. Отличающиеся формы и виды прилипания аминокислот – бугорчатые молекулярные «бусинки», формирующие цепи белков, заставляют каждую цепь белка сворачиваться особым образом и образовывать объект определённой формы. Биохимики изучили правила, которые дают поняти о том, как цепочка аминокислот может сворачиваться, но эти правила не очень твёрдые. Попытка предсказать как цепь будет сворачиваться подобна попытке разгадать кроссворд, но кроссворд без пропечатанной формы, которая бы позволяла определить, правилен ли ответ, и с частями, которые могут соответствовать друг другу почти также хорошо (или плохо) многими различными способами, но все кроме одного из них – неправильные. Неправильное начало может занять большую часть времени жизни, а правильный ответ так и не будет распознан. Биохимики, используя лучшие компьютерные программы, имеющиеся на сегодняшний день, всё же не могут предсказывать, как длинный естественный белок будет на самом деле сворачиваться, и некоторые из них уже отчаялись научиться разрабатывать молекулы белка в ближайшем будущем.
Однако большинство биохимиков работает как ученые, а не как инженеры. Они работают возможностью предсказывать, как будут сворачиваться естественные белки, а не над проектированием белков, которые будут предсказуемо сворачиваться. Эти задачи могут выглядеть подобными, но они очень отличаются: первое – научная задача, вторая – конструкторская. Почему естественные белки сворачиваются таким образом, который учёные находят лёгким для предсказания? Всё что природа требует – это чтобы они на самом деле сворачивались правильно, а не чтобы они сворачивалсь способом, очевидным для людей.
Эрик Дрекслер — известный американский учёный, «отец нанотехнологий», инженер, известный популяризатор нанотехнологий. Автор концепции нанотехнологического механосинтеза, первый теоретик создания молекулярных нанороботов, концепции «серой слизи». Книга Эрика Дрекслера (1991) — попытка рассказать о том, что такое нанотехнологии, почему они изменят наш мир и когда ждать их появления.
Информационные материалы, предназначенные для делегатов XXV городской партийной конференции г. Новосибирска, проходившей в декабре 1975 г. Содержат фотографии и статистические данные, показывающие результаты развития города с 1917 по 70-е гг. XX века.
«Описание Московии» Александра Гваньини является законченным произведением, в котором удачно сочетаются географические и этнографические сведения, очерки военного дела, торговли и строительства, нравов и обычаев русских, их религии. Человек пера, автор, литературно одарённый, Гваньини создал впервые оригинальное произведение, в основу которого, как он сам написал в посвящении «благосклонному читателю», лежат «труды учёных мужей и космографов, а также различных путешественников»; многое же автор постиг «благодаря собственному опыту и присутствию»; его наблюдения достаточно верны и глубоки. В своей работе Гваньини исходил из двух основных источников: «Записок о Московитских делах» австрийского дипломата Сигизмунда Герберштейна (1486–1566 гг.), побывавшего в Москве в 1517 и 1526 гг., (первым изданием вышли в Вене в 1549 г.) и «Краткого сказания о нравах и жестоком правлении тирана Московии Васильевича» Альберта Шлихтинга, немецкого путешественника, дворянина из Померании, несколько лет проведшего в русском плену.
Монография историка-германиста О.Е. Ореховой предлагает читателю полный анализ рынка прессы ФРГ после объединения Германии, раскрывает динамику тиражных тенденций с 1990 по 2007 гг. и освещает специфику редакционных концепций ведущих органов печатных СМИ ФРГ в условиях рекламно-газетного кризиса начала XXI века. Книга рассчитана на студентов-международников, аспирантов, исследователей-германистов, всех интересующихся историей и современным состоянием печатных органов ФРГ.
Книга для чтения содержит иллюстративные примеры к принципам подготовки курсовых работ, взятые из текстов курсовых работ по направлению «Международные отношения». Теоретическое объяснение сопровождается фрагментами, при анализе которых студенты учатся не только выявлять и употреблять клише научного стиля речи, но и продуцировать собственные тексты с опорой на имеющиеся образцы.
Эта книга рассказывает о золоте — древнем и современном, об отношении к нему людей различных формаций. Она знакомит с тем, как образовалось золото, каковы его свойства и где оно встречается в природе, какие машины на наших приисках пришли на смену бутаре и промывочному лотку. В заключение говорится об использовании золота в технике сегодняшнего и завтрашнего дня.
В монографии рассматривается институт лишения свободы как родовое понятие и виды наказания, связанные с изоляцией осужденного от общества.В настоящей работе предпринята попытка теоретико-правового конструирования видов лишения свободы: тюремного заключения на срок или бессрочно; содержание в исправительной колонии открытого типа для отбывания заключительного этапа тюремного заключения; содержания в воспитательном центре несовершеннолетних заключенных.Для студентов, аспирантов, профессорско-преподавательского состава юридических ВУЗов, научных сотрудников, исследующих современные проблемы уголовного наказания.