решение по химии

Резка лука: миф о серной кислоте

Не единожды уже приходилось встречать в интернете, в том числе и на просторах джоя, миф о том, что лакриматорный эффект, наблюдаемый при резке лука связан с тем, что выделяемый из разрушенных клеток лука летучий син-пропантиаль-S-оксид превращается при контакте со слезной жидкостью в серную кислоту, которая и раздражает нервные окончания.

https://joyreactor.cc/post/3644158#comment16968202

https://ar.reactor.cc/post/4661571#comment22306129

https://joyreactor.cc/post/5630162#comment28299100

Однако это объяснение является с точки зрения как химии, так и биохимии полнейшей чушью. Не знаю истоков его возникновения, но, полагаю, что без изнасилования ученым журналиста не обошлось. Возможно "журналист" не совсем внимательно прочитал соответствующий материал [биохимическими предшественниками тиаль-S-оксидов являются сульфеновые кислоты, а воспринять незнакомое sulfenic acid как родное sulfuric acid проще, чем ручку расписать, и уже неважно, что прекурсор /= продукт], а возможно решил, что средний читатель — недалекого ума потребитель пива и телевизора, которому серная кислота ближе и роднее, чем какие-то тиаль-S-оксиды.

Как бы то ни было, корректное научное объяснение [например: https://www.scientificamerican.com/article/what-is-the-chemical-proc/] до сих пор проигрывает неравную битву с псевдонаучным мифом.

Интересно, что недавно миф был изложен мне (как истина!) знакомой кандидатом химических наук и старшим научным сотрудником. Из интереса я спросил: "А как син-пропантиаль-S-оксид превращается при контакте с водой в серную кислоту? Ведь там принципиально разные степени окисления серы…"

И получил приблизительно такой ответ: "Какая разница. Я это в интернете нашла! На серьезном сайте [какой-то американский медиа-ресурс, а-ля NY Times, или что-то подобное]!"

Не менее занимательным оказалось общение по этому поводу с chat-GPT. На первый вопрос он выдал мне ту же чушь о превращении тиаль-S-оксида в серную кислоту. А далее:

Запрос другим пользователем через некоторое время привел к приблизительно такому же результату, с ошибкой и самоисправлением после уточняющих вопросов. Все-таки это лишь продвинутая LLM, и до реального AI еще работать и работать.

Ученый Максим Никитин совершил фундаментальное открытие в области генетики

Руководитель направления «Нанобиомедицина» университета «Сириус», заведующий лабораторией МФТИ Максим Никитин открыл механизм «молекулярной коммутации» ДНК, который меняет представления в биологии. Результаты исследования опубликованы в одном из самых авторитетных научных журналов Nature Chemistry.

Открытый фундаментальный феномен может быть ключом к познанию тайн генетики, сложных заболеваний, мгновенной памяти и старения до вопросов возникновения жизни на Земле и ее эволюции. Кроме того, позволит качественно улучшить специфичность генной терапии и безопасность ДНК/РНК-вакцин за счет выявления и снижения побочных реакций на препараты во время лечения.

Более 70 лет считалось, что ДНК хранит и обрабатывает информацию за счет структуры двойной спирали — однозначно соответствующих друг другу (комплементарных) молекулярных цепей. Никитин экспериментально доказал, что для эффективной обработки генетической информации ДНК совершенно не обязательно образовывать двойную спираль. ДНК может хранить и передавать информацию за счет слабоаффинных взаимодействий, реализующихся в том случае, когда молекулы имеют низкое «сродство» друг к другу. Более того, он показал, что так называемая короткая ДНК, даже максимально некомплементарная гену, может регулировать его работу.

Максим Никитин заметил, что в смеси, состоящей из коротких одноцепочечных и некомплементарных друг другу олигонуклеотидов, одновременно будут сосуществовать самые различные их комплексы. Варианты этих взаимодействий определяются «сродством» молекул и в общем случае описываются открытым еще в XIX веке законом действующих масс о зависимости скорости реакции от концентрации участвующих веществ. Такие комплексы будут связаны друг с другом и будут передавать информацию между собой, даже если какие-то два олигонуклеотида не связываются друг с другом напрямую.

Например, в самой простой системе из трех олигонуклеотидов — Х, А и В: если А и В не взаимодействуют друг с другом, они все равно могут передать друг другу информацию через посредника — «коммутатор» Х. При этом каждому из них достаточно взаимодействовать с Х очень слабо: увеличение концентрации А приведет к росту количества комплексов ХА, что снизит число комплексов ХВ, хотя А никак не взаимодействовало с В напрямую. Если же в системе находится большее количество олигонуклеотидов, то можно добиться передачи значительного объема информации.

Для того чтобы доказать, что ДНК может образовывать наборы молекул с практически любыми наперед заданными взаимными аффинностями, в своей статье Максим Никитин показывает экспериментальную реализацию большого разнообразия систем, которые по-разному обрабатывают информацию, начиная с систем, включающих всего три суперкоротких олигонуклеотида длиной в семь азотистых оснований, до ячеек памяти, систем вычисления квадратного корня и др. При этом компьютерное моделирование явления коммутации продемонстрировало устойчивую обработку информации и системой, состоящей из 1 000 олигонуклеотидов. Это позволяет создать 572-битную ячейку обработки информации, что превосходит битность всех существующих электронных компьютеров. Примечательно, что предложенная Никитиным модель концептуально вообще не имеет ограничения по числу взаимодействующих таким образом олигонуклеотидов.

Кроме того, открытое Никитиным явление позволило ему экспериментально показать и другой удивительный, не укладывающийся в современную парадигму молекулярной биологии факт: любая неструктурированная одноцепочечная ДНК может специфично регулировать экспрессию заданного гена безотносительно их взаимной комплементарности. Все зависит от наличия в среде или организме других олигонуклеотидов (также некомплементарных).

Открытый фундаментальный феномен коммутации цепей ДНК имеет важное практическое значение. Он может улучшить специфичность генной терапии и безопасность ДНК/РНК-вакцин за счет выявления и снижения побочных (нецелевых) действий вводимых препаратов. Для этого требуется, конечно, создание программного обеспечения нового поколения, более точно предсказывающего слабоаффинное взаимодействие нуклеиновых кислот, а также анализирующего их вовлечение в различные естественные процессы, принимая во внимание механизм молекулярной коммутации. Но в итоге все это поможет минимизировать риски негативных последствий нецелевого редактирования генома пациента и снизить число нежелательных явлений в процессе лечения.

Химия. Al₄O₇, K₅Cl₄, NaCl₃

Лауреатами Нобелевской премии по химии 2020 года стали Эмманюэль Шарпентье и Дженнифер Дудна за разработку метода геномного редактирования 

Шарпентье и Дудна долгое время исследовали геном CRISPR/Cas9. Благодаря их разработке исследователи научились изменять ДНК животных, растений и микроорганизмов с чрезвычайно высокой точностью

Для этого ученые используют специальные «генетические ножницы», с помощью которых можно расщепить ДНК. Именно их Шарпентье и открыла в 2011 году. Вместе с Дудной ей удалось воссоздать «ножницы» искусственным путем, а также доказать их действенность

Сейчас геном CRISPR/Cas9 используют для выведения культур, устойчивых к плесени, вредителям и засухе. Кроме того, ученые считают, что «генетические ножницы» — ключ к открытию новых методов лечения рака

Российские школьники увезли с олимпиады по химии в Париже 4 золотые медали

Есть два сосуда.

Потолок в нашей лаборатории