Распределение Скрининг ионов может быть найдено путем минимизации свободной энергии

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 8Следующая ⇒

Рассмотрим распределение ионов вокруг заряженной объекта, такого как макромолекулы в растворе, содержащем положительные и отрицательные ионы. Для простоты мы рассмотрим ионы, которые имеют заряд ± ге. Если макромолекула интерес заряжены отрицательно, мы ожидаем, что близко к этому будет увеличение плотности положительных ионов, которые притягиваются, и уменьшение плотности отрицательных ионов, которые отталкиваются. Далеко от макромолекулы, электронейтральности раствора требует, чтобы число показателей плотности для двух видов ионов одинаковы, с + = C- = C∞. В более общем смысле, и в случае многих различных ионных частиц, условие нейтральности можно записать в виде ∑ izici = 0, где Zi является валентность-го вида. Для решения ионной плотности заряда количественно, мы сначала рассмотрим очень простой сценарий, в котором заряженный объект в растворе представляет собой мембрану отрицательного заряда с зарядом на единицу площади, заданной σ. Единицы являются m2 / кулоны (C / м2). В этом случае, до тех пор мы оставаться близко к мембране так, чтобы она эффективно бесконечна в степени, число плотностей для положительных и отрицательных ионов будет изменяться только в направлении, перпендикулярном к плоскости мембраны, которую мы обозначим через х; х = 0 является положение заряженной поверхности. Плотность числа для ионов в растворе, затем дается формулой Больцмана.

где ± ZeV(х) является электрическая энергия положительных и отрицательных ионов в поле описывается потенциалом V (х). Потенциал, как плотностях, также изменяется только вдоль направления, перпендикулярного к заряженной мембране. Для того, чтобы вычислить распределение ионов в растворе, мы должны сначала найти электрический потенциал вдоль оси х. Сам электрический потенциал определяется распределением зарядов ионов и, следовательно, мы ищем второе соотношение между ними. Суммарная плотность заряда в положении х получается путем суммирования по вкладов от обоих отрицательных и положительных зарядов и дается

ρ (х) = Zеc + (х) - zec- (х).

Эта плотность заряда связана с электрическим потенциалом на sameposition уравнением Пуассона и задается

полученное выражение для р (х) в уравнение Пуассона, мы приходим

Это нелинейное дифференциальное уравнение для электрического потенциала в соленом растворе уравнение Пуассона-Больцмана. Его решение с граничными условиями, наличием заряженной мембраны, дает нам V (х), то можно подставить в уравнение, чтобы получить само распределение заряда.

9.2. Сколько типов клеток есть в человеческом теле?

???????? How many cells are there in an organism?..... 368 М

Пожалуй, самый интригующий ответ на вопрос о кровяных клеток дается случае C. Элеганс, замечателен тем, что каждый человек имеет ту же линию клеток, в результате именно 1031 клеток (BNID 100582) от одного человека к другому для мужчин и 959 клеток (BNID 100581) для гермафродитов (самки также способны к самостоятельной оплодотворения). Один из путей сделать оценку клеточной переписи прибегать к оценкам, основанным на объеме, как 1. Например, человек с массой ≈ 100 кг будет иметь объем ≈ 10- 1 м3. Клетки млекопитающих, как правило, находятся в диапазоне от объема 103-104 мкм 3 = 10-15- 10-14 м3, что означает, что число клеток, находится между ≈ 1013-1014 которая является диапазон указаны в литературе (BNID 102390). Хотя размеры (линейный размер) эукариотических организмов может изменяться более чем на 10 порядков, размер их клеток измеряется «радиусом», например, как правило, изменяется лишь в десять раз, самое большее за интригующих исключениями, такими, за исключением как клетки нервной системы и ооцитов. Нормальный количество красных кровяных клеток составляет 4-6 миллионов таких клеток на микролитр. С около 5 литров крови у взрослого человека это приводит к оценке 3x1013 таких клеток мечутся в крови поток, уже для этого типа клеток в одиночку больше, чем общее число клеток в человеческом теле, мы рассчитали, используя аргументы объема. Перепись клеток в организме было достигнуто за счет методически анализа различных типов клеток и тканей, прибывающим на значении 3, 7 ± 0.8x1013 клеток взрослого человека (BNID 109716Когда плоидности генома изменяется клетки имеют тенденцию к изменению размера соответственно. Например, клетки в тетраплоидном саламандры являются два раза размер тех, в диплоидной саламандры, хотя соответствующие органы у двух животных имеют одинаковый размер. Все, что хорошо подходит, потому что тетраплоид саламандра содержит половину как много клеток как диплоидные (BNID 111481). Когда два человека отличаются по размеру, это из-за разницы в количестве клеток или среднего размера клеток? Мы можем начать отвечать на такие вопросы, обращаясь к данным для мяса по сравнению с ожирением людей. Тучные взрослые имеют в среднем почти в два раза больше жировых клеток. Это различие между худых и тучных взрослых людей обычно устанавливается в раннем возрасте. Изменение среднего объема жировой клетки в зависимости от массы жира тела. При низких жировых масс близко к линейному увеличению, проходящей через начало координат, указывает на то, что в этом режиме, различия в основном обусловлен изменением объема клеток, то есть общее число клеток остается относительно постоянным. На высоком диапазоне жира в организме увеличение объема ячейки к югу от линейной, что указывает, что увеличение количества клеток, становится важным. Дополнительный вес жира, что в тучных людей может достигать 100 кг, сопровождается изменением числа жировых клеток, менее чем 1011, который значительно меньше, чем 1% от общего количества клеток. Таким образом, мы приходим к выводу, что между худых и тучных людей, основным изменением является изменение жира объема клеток, а не общее число клеток в организме.

9.3. Сколько путей фиксация углерода существует в природе?

Билет 10.

10.1. Цитоскелет и архитектоника клеток

Chapter 10: Beam Theory: Architecture for Cells and Skeletons 383 Р

Многие из макромолекул живых организмов нитевидные. Они не только поразительный визуальный особенность внутри клеток, но их структура тесно связана с путями, в которых такие молекулы используются в клетках.

Геометрические структуры с этим свойством известны как балки (или стержней) и имеют интересные механические свойства, которые влияют на их биологическую функцию. Отдельные полимеры (микротрубочек и ДНК, соответственно), имеют геометрические формы, которые очень велико по сравнению с их шириной. Два из наиболее важных тематических исследований связаны с деформациями, что ДНК, подвергнутых как в генной регуляторной обстановке в результате взаимодействия с ДНК-связывающих белков, а также в контексте ДНК-упаковки. Упаковка ДНК, включает в себя уплотнение огромных молекул ДНК в условиях ограниченного пространства с сопутствующим затрат энергии, связанного с упругим изгибом. Второй класс тематических исследований, будет включать в себя механику цитоскелета, когда рассматривается как совокупность упругих балок.

Геометрия и Энергетика

Биологические волокна характеризуются одним размером (длина), что значительно больше, чем их поперечные размеры. Например, в случае бактериального жгутика, структура имеет длину, превышающую мкм с диаметром, который измеряется только в несколько десятков нанометров. То же самое можно сказать и о вируса табачной мозаики, актина и микротрубочек, который так же имеют характерную длину порядка микрон с размерами поперечного сечения, измеренные в нанометрах. Из-за этой геометрической асимметрии, можно ссылаться на ключевые упрощающие предположения, которые позволяют нам записать энергию деформации этих асимметричных структур очень просто.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 Следующая ⇒