Ученые построили «таблицу Менделеева» для систематизации элементов генетического кода
На фото: Каноническая таблица генетического кода
Российские исследователи создали таблицу генетического кода, взяв за основу периодическую систему химических элементов Дмитрия Менделеева. Разработка позволит конструировать новые типы биополимеров (высокомолекулярных веществ, входящих в состав живых организмов), например белков с заданными свойствами, которые будут востребованы в технике, фармакологии и других отраслях экономики. Работа выполнена специалистами подведомственного Минобрнауки России Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (СПбГЭТУ) «ЛЭТИ».
Многие объекты в мире поддаются систематизации. Самый известный пример — периодическая таблица химических элементов, закономерности для которой установил русский ученый Дмитрий Менделеев. Подобные случаи систематизации крайне важны, например, таблица Менделеева помогает изучать происхождение химических элементов или прогнозировать поведение ранее неизвестных веществ, обладающих полезными свойствами для человека.
Сейчас в систематизации элементов нуждается генетический код — зашифровка наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот (носителях генетической информации). В 1960-е годы была предложена общепринятая таблица элементов генетического кода, отражающая экспериментально установленные соответствия кодирующих триплетов (единиц ДНК, состоящих из трех нуклеотидов) и аминокислот. Однако бурное развитие исследований в области генетики с применением технологий расшифровки генов и последующей обработки больших баз данных позволило значительно уточнить представления о генетическом коде.
Стало понятно, что предыдущая систематизация устарела и не объясняет многие свойства генетического кода. Кроме того, принципы построения общепринятой таблицы сложились исторически, а также не имеют строгого математического обоснования. Поэтому необходимо искать природные принципы для систематизации генетического кода.
«Мы разработали и теоретически обосновали расположение триплетов и кодируемых ими аминокислот в виде канонической таблицы генетического кода.
Название «каноническая» таблица получила в связи с расположением в ней блоков триплетов в последовательности: цитозин (C), гуанин (G), урацил (U), аденин (A), которая называется канонической. Мы сопоставили каноническую таблицу генетического кода с периодической системой химических элементов и отметили их сходство: наличие начального элемента, последовательное заполнение вакансий связей в пределах блоков триплетов. Но есть и различия, например, число триплетов, в отличие от химических элементов, ограничено», — рассказывает ведущий научный сотрудник Инжинирингового центра микротехнологии и диагностики СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Владимир Карасев.
На фото: ведущий научный сотрудник Инжинирингового центра микротехнологии и диагностики СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Владимир Карасев
В прошлом для составления таблицы Дмитрий Менделеев использовал обнаруженную им фундаментальную природную закономерность связей между элементами — он сформулировал периодический закон: свойства химических элементов находятся в периодической зависимости от веса атомов.
Поэтому для построения теоретически обоснованной таблицы генетического кода ученым СПбГЭТУ «ЛЭТИ» требовалось найти аналогичный природный фундаментальный принцип для систематизации.
В ходе поиска закономерностей химики обратили внимание, что неразветвленная цепь любого белка, которая закодирована в триплетах, может быть представлена в виде цепного графа — особой математической модели, позволяющей отразить структуру белкового фрагмента. Причем по ряду критериев был определен состоящий из пяти аминокислот минимальный фрагмент белка, пригодный для систематизации. Ученые назвали его пентафрагментом. Математически его структурная форма могла быть точно представлена в виде цепного графа.
Затем, работая с графами, специалисты с помощью математического анализа выяснили, что общее число структурных форм графа ограничено — всего 64. Кроме того, все модели по ключевым параметрам можно разделить на четыре блока по 16 вариантов. При этом каждый цепной граф соответствует структурной форме пентафрагмента белка.
«Полученная таблица позволила наглядно представить в генетическом коде элементы симметрии и антисимметрии и их преобразования друг в друга, а также циклическую периодичность триплетов внутри строк столбцов и блоков таблицы в целом. Наша разработка может служить основой при построении алгоритмов прогнозирования пространственных структур белков с известной последовательностью аминокислот, а также для конструирования новых белков с заранее заданными полезными свойствами. Например, это могут быть новые ферменты, лекарственные средства, средства защиты растений от сорняков (гербициды) и вредных насекомых (инсектициды) и даже технические электронные устройства молекулярного размера», — рассказывает Владимир Карасев.
Исследование выполнялось при финансовой поддержке Минобрнауки России, его результаты опубликованы в одном из международных изданий.
В ЮНЕСКО дан старт Международному году Периодической таблицы химических элементов
В штаб-квартире ЮНЕСКО в Париже состоялось торжественное открытие Международного года Периодической таблицы химических элементов. Учрежденный резолюцией ООН, год призван напомнить миру о важности Периодической таблицы для мировой науки.
Имя Дмитрия Ивановича Менделеева звучало сегодня множество раз в парижской штаб-квартире ЮНЕСКО, Организации Объединённых Наций по вопросам образования, науки и культуры. 150 лет назад именно российский ученый не только вывел Периодический закон, предсказал появление новых химических элементов, но и представил свое открытие в графической форме – известной всем со школьной скамьи таблице Менделеева. За полтора века своего существования таблица дополнялась и видоизменялась, но непременно оставалась основой общения ученых, новых открытий и научных достижений.
Выступая на церемонии открытия Международного года Генеральный директор ЮНЕСКО Одри Азуле отметила: «Наука – общественное достояние и потому должна приносить пользу всему человечеству. Это убеждение лежит в основе работы ЮНЕСКО».
В торжественном мероприятии приняли участие министры науки и образования руководители международных организаций и научных обществ, в том числе министр науки и высшего образования России Михаил Котюков, президент РАН Александр Сергеев и гендиректор министерства высшего образования, науки и инноваций Франции Ален Беретц.
Но главными действующими лицами дня стали ученые – те, благодаря кому таблица Менделеева продолжает пополняться новыми элементами. Особый интерес вызвали выступления лауреата Нобелевской премии по химии 2016 года Бернарда Феринга и российского академика Юрия Оганесяна – ученого, чей вклад в науку велик настолько, что 118 элемент таблицы назван в его честь оганесоном.
Когда 1 марта 1869 года Менделеев закончил свой труд «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве», было известно всего около 60 элементов.
Tweet URL
Prof Youri Oganessian, in honour of whom element 118 was given the name Oganesson, now presenting the last lecture before the break✨ #IYPT2019 pic.twitter.com/H5CmrstgOR
IYPT2019
iypt2019
В поисках новых элементов были разработаны действенные квантовые прогностические методы, определены новые химические явления, проводятся исследования в космосе.
В программе Международного года – большое число мероприятий: симпозиумы, круглые столы, научно-практические конференции, которые проведут во многих странах мира.
О том, как год Периодической таблицы будут отмечать на родине ученого Службе новостей ООН рассказал Александр Мажуга, ректор Российского химико-технологического университета им. Д.И.Менделеева:
«В России открытие года пройдет 6 февраля в здании Российской академии наук.
По всему году практически все учебные заведения формируют свою повестку празднования. А крупным мероприятием для всех химиков будет Менделеевский съезд, который пройдет с 9 по 13 сентября в Санкт-Петербурге, где будут представлены доклады ученых как из нашей страны, так и нобелевских лауреатов, которые приезжают для того, чтобы обменяться опытом и поделиться новыми разработками и обсудить науку».
Soundcloud
Международный год Периодической таблицы химических элементов был провозглашен Генеральной Ассамблеей ООН. Его проведение координирует ЮНЕСКО совместно с целым рядом международных научных организаций.
- Наука
- ЮНЕСКО
- Россия
Интерактивная периодическая таблица | ChemTalk
Без категорий
- Сообщение от Бо Брамер
10 Май
Дисплей на
Химические группы
Свойства
ЭЛЕКТРОНЫ
ПЕРИОННЫЕ ТЕНДИЯ
Дата обнаружения
. Показание
ATOMIC
DTES0003
Температура кипения
СТП Фаза
Отображение по
Электронная конфигурация
Магнетизм
Общее окисление Государства
Обычные полиатомные ионы
Дисплей на
Электроотрицательность
Атомный радиус
Ионизационная энергия
Самый низкий
Высшая
СБОРЯ @brown.edu). Copyright 2022 Бо Брамер ([email protected])
Подробнее о [элемент]
Направление увеличения
Показать общее направление тренда
Поговорим о Периодической таблице
Периодическая таблица имеет долгую и богатую историю. Дмитрию Менделееву приписывают создание современной версии периодической таблицы.
Это наш новый дизайн для современной таблицы Менделеева:
Вот первая таблица Менделеева, опубликованная в 1879 году..
Видите, где Менделеев предсказал галлий? Он буквально опередил свое время.
Как видите, с тех пор таблица прошла долгий путь. ChemTalk стремится предоставить вам самую красивую и элегантную периодическую таблицу в мире. Попробуйте навести курсор мыши или щелкнуть по разным частям таблицы и посмотреть, что получится!
Оставьте отзыв и выиграйте нечто потрясающее!
Если у вас есть какие-либо предложения или функции, которые вы хотели бы добавить в нашу новую периодическую таблицу, не стесняйтесь, напишите нам. Вы можете выиграть элемент по вашему выбору или набор стаканов! Просто посетите наш раздел «Бесплатная раздача элементов» и в поле для отзывов укажите одну функцию или часть информации, которую вы хотели бы добавить в нашу периодическую таблицу. Выиграйте такие элементы, как золото, галлий или натрий!
14 или 15 элементов в f-блоке?
В нашей таблице мы включили 15 элементов в разделы «f-блок», а именно лантаниды и актиноиды.