Сегодня я узнала что у некоторых кубомедуз есть глаза! И выглядит это невероятно мило

Причем не просто чб фоторецепторы, как у, допустим, планарий (это такие плоские черви), а вполне себе сложные глаза, с хрусталиком, подвижностью и прочими атрибутами камерного глаза

Этими глазами кубомедузы могут отличать различные цвета, формы, а также определять освещенность. Это было выяснено путем запускания медуз на полосу препятствий, которую они весьма и весьма успешно проходили, учитывая, что у них нет мозга

https://dzen.ru/forest_stories

Завела канал на Яндекс Дзене, буду туда дублировать большие посты и серии. Так что если вдруг кто-то пользуется, то вот :)

Я кстати очень и очень буду рада репостам! Искать аудиторию в телеграмме тяжело, а развивать канал хочется

Как мы уже выяснили, глубина в 11 километров это весьма серьезно. Животные на таких глубинах вынуждены адаптироваться к экстремальным условиям, чем обуславливается их зачастую необычный для нашего восприятия внешний вид, ведь мир в котором они живут кардинально отличается от привычного нам, вплоть до, казалось бы банальных, физических условий, таких как давление. На дне Марианской впадины давление достигает 1.1 килобара, что примерно в 11 тысяч раз превышает норму. Этот текст проклят числом 11.

Но не суть! Я нашла невероятно крутую статью на тему того, как глубоководные животные справляются с таким давлением на молекулярном уровне, ведь давление это очень важный физический параметр, влияющий на работу всех биохимических процессов в организме, а именно на стабильность их протекания. Как и температура! Про денатурацию белков все слышали, да? Так вот, при повышении давления начинают происходить похожие штуки, а именно понижается эффективность фолдинга и олигомеризации белков (это важные, но скучные процессы, один из которых я немножко затрону чуток пониже), потому что при такой нагрузке структура воды буквально сплющивается и белки уже не могут так хорошо и весело лепиться туда куда им нужно лепиться, что не приводит ни к чему хорошему.

Теперь подробнее. Белки сами по себе довольно мягкие и подвижные, что необходимо как раз таки для вышеупомянутого фолдинга. Кто такой фолдинг? Сразу после синтеза белок находится в первичной структуре, а именно в цепочке из аминокислот, связанных друг с другом пептидными связями, к которым налеплена куча радикалов (я про них рассказывала, когда объясняла что я делаю в своей диссертации). В этой структуре он особо ничего не делает, кроме того что несет в себе закодированную информацию.
Чтобы начать что-то делать, ему нужно свернуться в третичную структуру, которая будет более устойчивой и иметь уникальную фоpму, и только после этого белок сможет выполнять свои биологические функции. Этот процесс сворачивания и называется фолдингом. За плавность его протекания вообще много чего отвечает, но сейчас сконцентрируемся на участии воды в этом всем.

И так, белок сворачивается, между радикалами начинают образовываться связи, в том числе водородные, и изменение пространственной структуры воды из-за давления (на самом деле плющит гидрационный слой, но про это чуть позже) ослабляет их, что ведет не только к тому что белки не могут свернуться, но и к тому что даже готовые белки могут развернуться. Еще одна важная штука в фолдинге это гидрофобные интеракции, а именно то как гидрофобные молекулы (в данном случае аминокислоты) слепляются в комочек, и образуют, так скажем, “ядро” белка, в то время как гидрофильные остаются снаружи этого “ядра”, стабилизируя структуру при взаимодействии с водой и образуя гидрационный слой. Такая тема чаще встречается в четверичных структурах, где уже несколько белков соединяются в один. Прямо как пауэр-рейнджеры. И из-за повышенного давления вода может проникнуть внутрь этого “ядра”, дестабилизируя всю структуру.

И так, чем выше давление, тем сильнее плющит воду, и тем сильнее белкам становится, мягко говоря, не очень. Как же обитатели глубин справляются с этим? Ответ кроется в такой молекуле как триметиламиноксид ((CH₃)₃NO), далее ТМАО. Эта штука есть у всех, вне зависимости от давления окружающей среды, однако при повышении давления, концентрация ТМАО линейно повышается.

Смотрите какая крутая линейная зависимость!

Это все сложновато, поэтому перерыв на котят

Как же ТМАО останавливает детриментальные эффекты давления на структуру воды? И так, ТМАО это осмолит- небольшая органическая молекула, растворенная вo внутриклеточной среде и отвечающая за то чтобы жидкости в этой самой среде работали как надо. Этим занимается не только ТМАО, но еще и много-много разных других подобных молекул, отвечающих за защиту клетки от разных стрессоров, например глицин, таурин и бетаин.

Сейчас будет немного сложно, так как я решила параллельно объяснить еще и биофизику за всем этим, чтобы вывод не звучал как набор слов. ТМАО полярен и имеет довольно большой дипольный момент. Ща объясню что это. Дипольный момент это физическая величина, которая показывает, насколько сильно молекула "раздвоена" на две противоположные стороны, так как у некоторых молекул электрический заряд может быть распределен неравномерно. Это как если бы была палка, на один из концов которой нацепили грузик побольше и грузик поменьше на другой конец. И когда держишь эту палку за ее середину, то можно почувствовать, что она слегка наклоняется в одну сторону. Так вот, это наклонение палки в сторону с большим (весом) зарядом - это и есть дипольный момент. Он высчитывается путем вычисления разности зарядов (заряд1 – заряд2) и умножения онной на расстояние между ними. И так, если знать (вес) заряды на концах палки и ее длину, то можно посчитать ее дипольный момент. Полярность это наличие дипольного момента. Почему это важно? Чем выше дипольный момент, там лучше растворимость в воде. Например, у масла дипольного момента ваще нет, и, следовательно, оно не растворяется.

А еще я наврала. У ТМАО в норме нет дипольного момента, НО(!) в растворителях с нейтральным pH (короче в воде) он принимает форму Цвиттер-иона, где полярная NO приобретает положительный заряд на атоме азота (N) и отрицательный на атоме кислорода (О) и тогда вот этот кусочек начинает взаимодействовать с водой. Я считаю что это уссаться как круто!!! А еще это не только круто, но и важно. Ведь благодаря этой фиче, ТМАО приобретает амфифильность- способность взаимодействовать как с полярными (водой), так и с неполярными соединениями (белками). Что как раз таки модулирует структуру и динамику гидрационной оболочки, и ответственно за эффекты, наблюдаемые на белках в контексте их защиты от стрессоров.

Я много где упоминаю гидрационную оболочку, время рассказать что это такое вообще. И так, гидрационная оболочка- это оболочка из молекул воды вокруг другой молекулы, в нашем случае белка. Эта оболочка состоит из нескольких слоев молекул воды и может существенно влиять на свойства раствора, такие как вязкость, тепловые свойства, электрическую проводимость и т.д. В гидрационной оболочке молекулы воды ориентируются таким образом, что положительные и отрицательные заряды водных молекул направлены к соответствующим зарядам молекул растворенного вещества (привет полярность!).

И так, ТМАО амфифилен. В водных растворах ТМАО ориентируется таким образом, что полярная (гидрофильная) часть соединения (азот и кислород) гидратируется и встраивается в водную оболочку, а неполярный (гидрофобный) хвост из метильных (CH3) групп не гидратируется и встраивается в гидрофобные участки белка. Таким образом ТМАО создает эдакую дополнительную броню вокруг белка, удерживая воду и поддерживая структуру гидрационного слоя вокруг белка. Кроме того, ТМАО также может взаимодействовать с белками и другими биомолекулами через гидрационную оболочку. Это взаимодействие помогает сохранять функциональность белков в экстремальных условиях.

А еще ТМАО помогает стабилизировать биомолекулы не только при влиянии давления, но и всяких других штук, таких как высокой температуры и повышенной концентрации мочевины. Из-за противопоставительной функции ТМАО на последнее, его, кстати, изучают на акулах, так как у них очень интересная выделительная система и из-за этого довольно высокая концентрация мочевины и, следовательно, ТМАО. А изучать что-то в больших концентрациях всегда проще :)

Очень схематично получается вот такая штука

Я старалась все максимально объяснить, но чувствую, что какие-то штуки упустила. Если есть вопросы то их можно задать вот тут!

Ну и вот ссылка на статью целиком, если вдруг интересно почитать про это в больших деталях и то как это все выясняется!
https://www.nature.com/articles/s42004-022-00726-z

Я ни разу в этом канале не упоминала своих палочников! А я их очень сильно люблю!
Это Carausius morosus или индийский палочник. Очень спокойные и забавные насекомые, в случае опасности начинают смешно танцевать и старательно делать вид, что они палочки на ветру. Или прикидываются совсем палкой и не шевелятся, пока не начнешь их специально тормошить. Из-за этого поведения и их низкой продолжительности жизни, у меня время от времени происходит игра «ты умерла или очень хорошо притворяешься палкой»

У меня их три штуки и они все сестры. Не просто сестры, а генетические клоны друг друга! Как и многие другие палочники этого вида, содержащиеся в неволе. Все благодаря такой штуке как партеногенез. Партеногенез это способность к бесполому размножению. Он наблюдается у многих насекомых и моллюсков, иногда у рыб и рептилий. Не уверена про млекопитающих, врать не буду