Είναι η ανθρώπινη όσφρηση κβαντική ;

Η όσφρησή μας είναι και κβαντική, δείχνει ελληνική μελέτη 

Ο Έλληνας νευροβιολόγος Δρ Ευθύμιος Σκουλάκης από το Ερευνητικό Κέντρο Βιοϊατρικών Επιστημών «Αλέξανδρος Φλέμινγκ» στη Βάρη σε συνεργασία με τον βιοφυσικό Λούκα Τιούριν, που τότε εργαζόταν στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) είχε ως στόχο να διερευνήσει το πώς μυρίζουμε. Σε αντίθεση με την όραση και την ακοή, η όσφρηση παραμένει ακόμη και σήμερα η λιγότερο μελετημένη αίσθηση και οι δύο συνεργάτες επιζητούσαν να ρίξουν φως στα παράδοξα της όσφρησης.

Τα κενά της θεωρίας

Βλέπετε, η επικρατούσα θεωρία για την όσφρηση δεν φαίνεται ικανή να εξηγήσει κάποιες παρατηρήσεις. Η θεωρία αυτή θέλει την ύπαρξη ενός μηχανισμού αντίστοιχου με εκείνου του κλειδιού και της κλειδαριάς: οι ουσίες-κλειδιά φτάνουν και προσδένονται στα μόρια-κλειδαριές που εντοπίζονται στις μύτες των θηλαστικών ή στις κεραίες των εντόμων. Αποτέλεσμα της πρόσδεσης είναι η αλλαγή της στερεδιάταξης του μορίου-κλειδαριάς γεγονός που πυροδοτεί την αποστολή χημικών σημάτων στον εγκέφαλο ώστε να αντιληφθεί, να καταγράψει την έλευση της ουσίας-κλειδιού.

Η θεώρηση αυτή για τη λειτουργία της όσφρησης δεν έχει προβλεπτική ικανότητα: δεν μπορεί κανείς να υποθέσει πώς θα μυρίζει ένα μόριο μόνο και μόνο από τη στερεοδιάταξή του. Παραδείγματος χάριν, η αντικατάσταση ενός μορίου οξυγόνου της αιθανόλης, η οποία έχει μυρωδιά βότκας, από ένα μόριο θείου δίνει την αιθανοθειόλη η οποία αν και με στερεοδιάταξη πολύ κοντά σε αυτή της αιθανόλης, έχει την ανυπόφορη μυρωδιά των χαλασμένων αβγών. Κι ακόμη, είναι γνωστό ότι υπάρχουν μόρια που έχουν σχεδόν ίδια μυρωδιά αλλά η στερεοδιάταξή τους είναι τελείως διαφορετική (και ως εκ τούτου δεν μπορεί να αποτελούν κλειδί για την ίδια κλειδαριά).
Οι ταλαντώσεις

Εργαζόμενοι με την Drosophila melanogaster (μύγα του ξιδιού), οι δύο συνεργάτες έδειξαν πριν από δύο χρόνια ότι τα έντομα αντιλαμβάνονται τις οσμές από τις ταλαντώσεις των μορίων τους. Καθώς όμως οι ανθρώπινοι οσφρητικοί υποδοχείς διαφέρουν από εκείνους των εντόμων, οι δύο ερευνητές θέλησαν να διερευνήσουν αν το ίδιο ίσχυε και για εμάς.

Για να το πετύχουν αυτό ζήτησαν τη βοήθεια της Vioryl, της μόνης ελληνικής βιομηχανίας αρωμάτων η οποία διαθέτει μια μεγάλη ερευνητική ομάδα αποτελούμενη κυρίως από χημικούς. Η ομάδα αυτή πήρε ένα από τα ευρέως χρησιμοποιούμενα μόρια στην αρωματοποιία, το μασκ (musk) και το τροποποίησε. Για την ακρίβεια, άλλαξε τα άτομα υδρογόνου με άτομα δευτέριου (το δευτέριο είναι ισότοπο του υδρογόνου). Η αλλαγή είχε σαν αποτέλεσμα να μεταβληθούν οι μοριακές ταλαντώσεις του musk, αλλά όχι και η στερεοδιάταξή του.

Σύμφωνα με το άρθρο των Ελλήνων ερευνητών το οποίο δημοσιεύεται στην επιθεώρηση PlosOne, η δευτεριωμένη έκδοση του musk μυρίζει διαφορετικά από την κανονική. Με άλλα λόγια, ένας άνθρωπος μπορεί να ξεχωρίσει τη μια από την άλλη.

Είναι λοιπόν η μύτη μας μια κβαντομηχανή ; Ο Λούκα Τιούριν ξέρει ότι παίρνει χρόνο για να αλλάξουν οι παλιές θεωρίες. Αλλά, τα τελευταία ευρήματα ίσως είναι αρκετά για να πούμε ότι υπάρχει και μια κβαντική συνιστώσα στην ανθρώπινη όσφρηση.

Πηγή : ΒΗΜΑScience

Δείτε ακόμα :

Εισαγωγή στη χημεία της όσφρησης

Πολυμερές για φάρσες

Πώς να μετατρέψετε μια ολυμπιακή πισίνα σε ζελέ

Πρωταθλητής του ζελέ ανακηρύσσεται ένα νέο πολυμερές υλικό που αναπτύχθηκε στις ΗΠΑ. Ένα μόνο κιλό πολυϊσοκυανιδίνης θα αρκούσε για να στερεοποιήσει το νερό σε μια πισίνα ολυμπιακών διαστάσεων, υπολογίζουν οι δημιουργοί του.

Το πείραμα της πισίνας θα ήταν δύσκολο να γίνει πράξη, ωστόσο οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Radboud στην Ολλανδία διαβεβαιώνουν ότι το νέο πολυμερές "είναι μια τάξη μεγέθους καλύτερο" από οποιαδήποτε άλλη ουσία για ζελέ.

H αποδοτικότητα του υλικού δεν είναι πάντως η μόνη ιδιαιτερότητά του. Σε αντίθεση με ουσίες όπως η ζωική ζελατίνη, η οποία πρέπει να κρυώσει για να πήξει, το πολυμερές πολυϊσοκυανιδίνης ζελατινοποιείται όταν θερμανθεί, και υγροποιείται όταν κρυώσει.

Ο Άλαν Ρόουαν, επικεφαλής της ομάδας των ερευνητών, οραματίζεται ήδη επιδέσμους για τραύματα που θα πωλούνται σε υγρή μορφή και θα στερεοποιούνται πάνω στο τραύμα με τη θερμοκρασία του σώματος.

Ο Ρόουαν ήδη δοκιμάζει αυτή την ιδέα "πάνω σε ένα μπούτι χοιρινού που θερμαίνεται στο φούρνο στους 40 βαθμούς".

Η ασυνήθιστη συμπεριφορά της πολυϊσοκυανιδίνης βασίζεται φυσικά στην ασυνήθιστη δομή της: αποτελείται από μια ελικοειδή ραχοκοκαλιά, από την οποία εξέχουν πλευρικές ίνες από αμινοξέα και ουρές άνθρακα και οξυγόνου. Όταν τα μόρια αυτά διαλυθούν στο νερό και θερμανθούν, οι πλευρικές ίνες σχηματίζουν δεσμούς με τις πλευρικές ίνες γειτονικών μορίων, οπότε ολόκληρο το διάλυμα ζελατινοποιείται.

Παράλληλα οι πλευρικές ίνες παραμένουν εξαιρετικά υδρόφιλες, οπότε το ζελέ που προκύπτει περιέχει ασυνήθιστα μεγάλες ποσότητες νερού.

Πέρα από τους επίδεσμους από ζελέ, το νέο πολυμερές θα μπορούσε να αξιοποιηθεί σε βιοϊατρικές έρευνες : είναι το μόνο συνθετικό πολυμερές που φτάνει την ακαμψία των φυσικών πολυμερών μέσα στα κύτταρα.

H ανακάλυψη δημοσιεύεται στο επιστημονικό περιοδικό Nature.

Πηγή : in.gr

"Τετραπλή" έλικα DNA βρέθηκε για πρώτη φορά στον άνθρωπο

Εξήντα χρόνια μετά την ανακοίνωση – ορόσημο από τους Γουότσον και Κρικ σχετικά με τη δομή της διπλής έλικας του DNA, ερευνητές του ίδιου πανεπιστημίου, αυτού του Κέμπριτζ, δημοσιεύουν μια νέα μελέτη στην επιθεώρηση "Nature Chemistry" η οποία ανοίγει καινούργιους δρόμους στην κατανόηση των "μυστικών" του γενετικού υλικού μας και του ρόλου που παίζει τόσο στην υγεία όσο και στην ασθένεια. Επιστήμονες του Τμήματος Χημείας του Κέμπριτζ αναφέρουν ότι "συνέλαβαν" για πρώτη φορά in vivo σε ανθρώπινα κύτταρα στο εργαστήριο… τετραπλές έλικες DNA!

Με… βάση τη γουανίνη

Οι δομές αυτές ονομάζονται G-quadruplexes και σχηματίζονται σε περιοχές του DNA στις οποίες αφθονεί ο δομικός λίθος - ή "βάση", όπως αποκαλείται – του DNA γουανίνη (guanine, εξ ου και το G - υπενθυμίζουμε ότι οι άλλες τρεις βάσεις του γενετικού υλικού μας είναι η αδενίνη (adenine), η κυτοσίνη (cytosine)και η θυμίνη (thymine). Συγκεκριμένα, όπως είδαν οι επιστήμονες, όταν υπάρχει αφθονία της γουανίνης σε κάποια περιοχή του γονιδιώματος η διπλή έλικα διασπάται και παίρνει τετραπλή μορφή, μέσω της αλληλεπίδρασης τεσσάρων G βάσεων οι οποίες σχηματίζουν ένα τετράγωνο. Οι δομές αυτές εμφανίζονται στον πυρήνα των χρωμοσωμάτων αλλά και στα τελομερή, στις άκρες δηλαδή των χρωμοσωμάτων οι οποίες τα προστατεύουν από τη φθορά.

Σύμφωνα με τους ερευνητές του Κέμπριτζ που εντόπισαν τις τετραπλές έλικες σε ανθρώπινα καρκινικά κύτταρα, αυτές φαίνεται να αποτελούν μεταβατικές δομές και να συνδέονται με την αντιγραφή του DNA η οποία είναι καθοριστική για την κυτταρική διαίρεση.

Διαβάστε ολόκληρο το άρθρο στο "Βήμα Science"

Μη συνδυάζετε χυμό γκρέιπφρουτ και φάρμακα

Για έλλειψη γνώσης σχετικά με τους κινδύνους που εγκυμονεί η μίξη ορισμένων φαρμάκων με τον χυμό του γκρέιπφρουτ, προειδοποιούν οι Καναδοί γιατροί με άρθρο που δημοσιεύεται στο επιστημονικό έντυπο "Canadian Medical Association Journal".
Ο χυμός του φρούτου μπορεί να ωθήσει σε υπερδοσολογία ορισμένων φαρμάκων δεδομένου ότι αναστέλλει την αποδόμηση ορισμένων δραστικών ουσιών στο γαστρεντερικό σύστημα και το ήπαρ.
Η επιστημονική ομάδα του Ινστιτούτου Έρευνας της Υγείας "Lawson" στον Καναδά που πρώτοι εντόπισαν τον συσχετισμό, εξηγούν ότι ο αριθμός των φαρμάκων που γίνονται επικίνδυνα όταν συνδυαστούν με γκρέιπφρουτ είναι επικίνδυνα μεγάλος.
Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι από 17 φάρμακα που είχαν εντοπίσει το 2008 όταν είχαν σημαντικές παρενέργειες όταν συνδυάζονταν με γκρέιπφρουτ, το 2012 έχουν φτάσει πλέον τα 43.
Στη λίστα των σκευασμάτων περιλαμβάνονται φάρμακα για παθήσεις όπως η υπέρταση, ο καρκίνος και οι στατίνες που συντελούν σε μείωση της χοληστερόλης, καθώς και εκείνα που καταστέλλουν το ανοσοποιητικό σύστημα μετά από μεταμόσχευση οργάνου.
Οι φουρανοκουμαρίνες που περιέχει το γκρέιπφρουτ, εξαλείφουν ένα ένζυμο που αποδομεί τις δραστικές ουσίες των φαρμάκων. Αυτό σημαίνει πρακτικά ότι μεγαλύτερη ποσότητα της δραστικής ουσίας απ’ αυτήν που αντέχει ο οργανισμός, διαφεύγει από το πεπτικό σύστημα.
Μάλιστα, οι επιστήμονες αναφέρουν ότι σε μια περίπτωση αναφέρθηκαν από ασθενείς έως και τριπλάσια επίπεδα του αντιϋπερτασικού φαιλοδιπίνη όταν το κατανάλωσαν με ένα ποτήρι χυμού γκρέιπφρουτ, συγκριτικά με ένα ποτήρι νερό.
Οι παρενέργειες είναι ποικίλες ανάλογα με το σκεύασμα, αλλά γενικά οι ερευνητές εντόπισαν συχνότερα γαστρορραγίες, τροποποίηση του καρδιακού παλμού, νεφρική βλάβη και αιφνίδιο θάνατο.
Ο Δρ Ντέιβιντ Μπέιλι που συμμετείχε στη μελέτη, εξηγεί ότι "ένα χάπι με ένα ποτήρι χυμού γκρέιπφρουτ είναι σα να παίρνεις πέντε ή δέκα χάπια με ένα ποτήρι νερό και μπορεί οι ασθενείς να μην το πιστεύουν αλλά επιστημονικά ευσταθεί απολύτως".
Και συνεχίζει επισημαίνοντας ότι "μπορείς άθελα σου να περάσεις από το θεραπευτικό επίπεδο στο τοξικό, απλά καταναλώνοντας χυμό γκρέιπφρουτ".
Η αναφορά των Καναδών επιστημόνων καταλήγει στο συμπέρασμα "αν οι επαγγελματίες υγείας δεν γνωρίζουν την πιθανότητα τα ανεπιθύμητα αποτελέσματα να πηγάζουν από τον συνδυασμό του γκρέιπφρουτ και των φαρμάκων, τότε δύσκολα θα αντιμετωπίσουν το πρόβλημα".
Ο Νιλ Πάτελ της Βασιλικής Φαρμακευτικής Εταιρείας της Μ.Βρετανίας επισημαίνει ότι παρόμοιες αλληλεπιδράσεις μπορεί να προκαλέσουν επίσης ο χυμός λάιμ και τα πορτοκάλια. "Το γκρέιπφρουτ δεν είναι το μόνο που ενοχοποιείται για παρενέργειες, για παράδειγμα το γάλα μπορεί να σταματήσει την απορρόφηση των αντιβιοτικών από τον οργανισμό, αν καταναλωθεί ταυτοχρόνως. Αν και ορισμένες από τις αλληλεπιδράσεις δεν έχουν κλινική σημασία, άλλες πάλι μπορεί να οδηγήσουν σε σοβαρά προβλήματα".

Πηγή : health.in.gr

Δύσοσμη διαρροή από εργοστάσιο στη Γαλλία έπνιξε μέχρι και το Λονδίνο

Ένα σύννεφο αερίου που μυρίζει σαν "κλούβιο αβγό, ιδρώτας και σκόρδο" διέρρευσε στις 22 Ιανουαρίου 2013 από εργοστάσιο στη Ρουέν στη Γαλλία και διέσχισε τη Μάγχη για να φτάσει μέχρι το Λονδίνο, προκαλώντας πονοκεφάλους, ναυτία και ανησυχία στο πέρασμά της.

Η ιδιοκτήτρια του εργοστασίου Lubrizol France, η οποία παράγει χημικά βιομηχανικής χρήσης, ανακοίνωσε ότι το αέριο είναι μεθυλομερκαπτάνη, μια άχρωμη ουσία που χρησιμοποιείται ως πρόσθετο στο φυσικό αέριο, καθώς η έντονη οσμή της (λόγω του θείου που περιέχει) διευκολύνει τον εντοπισμό διαρροών.

Τη νύχτα της 22 προς 23 Ιανουαρίου, η δυσάρεστη οσμή ταλαιπώρησε εκατοντάδες ανθρώπους στην πορεία του αερίου και οι αρχές δέχτηκαν εκατοντάδες τηλεφωνήματα. Ακόμα και ένας ποδοσφαιρικός αγώνας ανάμεσα στη Rouen και την Olympic Masreille χρειάστηκε να αναβληθεί λόγω της δυσάρεστης οσμής.

Στην αντίπερα όχθη της Μάγχης,  έως και 350 χιλιόμετρα από το σημείο της διαρροής, η αστυνομία του Λονδίνου ανακοίνωσε ότι δέχτηκε αρκετά τηλεφωνήματα, ενώ η αστυνομία του Κεντ συνέστησε στους ανήσυχους κάτοικους να παραμείνουν στα σπίτια τους με κλειστά παράθυρα.
Η εταιρεία Lubrizol, με έδρα το Οχάιο στις ΗΠΑ, ανήκει στον αμερικανικό όμιλο Berkshire Hathaway.

Μεθανοθειόλη (ή μεθυλομερκαπτάνη) CH₃SH

Η μεθανοθειόλη είναι ένα άχρωμο αέριο με οσμή σαν σάπιο λάχανο . Είναι μια φυσική ουσία που βρίσκεται στο αίμα και στον εγκέφαλο του ανθρώπου και άλλων ζώων καθώς και φυτικούς ιστούς. Είναι επίσης μία από τις κύριες χημικές ουσίες υπεύθυνες για την κακοσμία στην αναπνοή. 

Η μεθανοθειόλη απελευθερώνεται από την αποσύνθεση οργανικών ουσιών σε βάλτους και είναι παρούσα στο φυσικό αέριο από ορισμένες περιοχές.

Παρασκευάζεται εμπορικά από την αντίδραση της μεθανόλης με υδρόθειο αερίου πάνω από στερεό καταλύτη, όπως η αλουμίνα.

Χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή της μεθειονίνης, που χρησιμοποιείται σαν ένα διαιτητικό συστατικό σε πουλερικά και ζωοτροφές.

Δεδομένου ότι το φυσικό αέριο και το προπάνιο είναι άχρωμα και άοσμα, προστίθεται μία μικρή ποσότητα μεθυλομερκαπτάνης ή αιθυλομερκαπτάνης, ώστε να είναι εύκολο να ανιχνευτεί μια διαρροή αερίου.

Πηγές : in.gr,  wikipedia

Ρομαντική χημεία

O Ρομαντισμός αποτελεί καλλιτεχνικό κίνημα που αναπτύχθηκε στα τέλη του 18ου αιώνα στη Δυτική Ευρώπη. Αναπτύχθηκε αρχικά στη Μεγάλη Βρετανία και τη Γερμανία, για να εξαπλωθεί αργότερα κυρίως στη Γαλλία και την Ισπανία. Καταρχήν αποτέλεσε λογοτεχνικό ρεύμα, ωστόσο επεκτάθηκε τόσο στις εικαστικές τέχνες, όσο και στη μουσική. Στο ρομαντισμό, κυρίαρχο στοιχείο είναι το συναίσθημα αντί της λογικής.

Αν και στη λογοτεχνία τα ρομαντικά στοιχεία ήταν γνωστά πολύ νωρίτερα πολλοί κριτικοί χρονολογούν σήμερα τον αγγλικό λογοτεχνικό ρομαντισμό από τη δημοσίευση των λυρικών έργων του William Wordsworth και του έργου "Λυρικές Μπαλάντες" του Samuel Taylor Coleridge (1798). Ο Wordsworth σημειώνει στην εισαγωγή του, ότι η ποίηση προκύπτει από "την αυθόρμητη υπερχείλιση των ισχυρών συναισθημάτων". Από την άλλη πλευρά ο Coleridge υπογράμμισε τη σημασία της φαντασίας του ποιητή και απέρριψε την εμμονή στους αυθαίρετους λογοτεχνικούς κανόνες της εποχής. 

Αλλά αυτή η περίοδος της ιστορίας δεν ήταν σημαντική μόνο για ποιητές και συγγραφείς.

Ήταν επίσης μια εποχή μεγάλης επιστημονικής έρευνας και ανακάλυψης, ιδίως στον τομέα της χημείας, σύμφωνα με μια νέα έκθεση στη Βασιλική Εταιρεία (Royal Society) του Λονδίνου. Η έκθεση "ρομαντική χημεία" ρίχνει φώς στις ανακαλύψεις τουλάχιστον δέκα χημικών στοιχείων που απομονώθηκαν κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου - πράγμα πολύ σημαντικό, δεδομένου ότι δεν υπήρχε ακόμη ο Περιοδικός Πίνακας, με τον οποίο η ύπαρξή τους θα μπορούσε να είχε προβλεφθεί. Η ανακάλυψη των στοιχείων, υλικών ζωτικής σημασίας στη σύγχρονη κοινωνία, έφθασε στο αποκορύφωμά της στις αρχές του 19ου αιώνα.

O William Hyde Wollaston ανακάλυψε το παλλάδιο (Pd) και το ρόδιο (Rh), ενώ ο Charles Hatchett το κολόβιο, το οποίο αργότερα ονομάστηκε νιόβιο (Nb).

Αναμφίβολα ο πιο χαρισματικός από τους ρομαντικούς χημικούς, ήταν ο Sir Humphry Davy. Τελειοποίησε τη λάμπα των ανθρακωρύχων, κάνοντάς την ασφαλή για εργασία κοντά σε εύφλεκτα αέρια και ανακάλυψε ή απομόνωσε πλήθος στοιχείων, καθώς ήταν ένας πρωτοπόρος στον τομέα της ηλεκτρόλυσης. Με ηλεκτρόλυση σε τήγμα υδροξειδίου του καλίου (ΚΟΗ), ανακάλυψε το κάλιο (Κ), το οποίο ήταν  το πρώτο μέταλλο που απομονώθηκε με ηλεκτρόλυση. Το νάτριο (Νa) απομονώθηκε για πρώτη φορά από τον Davy με τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος διαμέσου τηγμένου υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) . Εργάστηκε με την ηλεκτρόλυση σε όλη τη ζωή του και επίσης ανακάλυψε τα στοιχεία μαγνήσιο (Mg) , βόριο (B) και βάριο (Ba).

Ο Davy είχε ενταχθεί στο "Πνευματικό Ίδρυμα" στο Μπρίστολ, όπου συνδέθηκε με στενή φιλία με τους ρομαντικούς Wordsworth, Coleridge και Robert Southey. 

Η έκθεση της Royal Society θυμίζει μερικές στιγμές από εκείνη την πρώιμη ρομαντική χημεία, προβάλλοντας ορισμένα από τα πρώτα γράμματα, τα δείγματα και τα πορτρέτα που σχετίζονται με τα ευρήματα των στοιχείων την περίοδο αυτή Η έκθεση "ρομαντική χημεία" θα είναι ανοικτή για το κοινό δωρεάν μέχρι τις 14 Ιουνίου 2013, στη Royal Society, στο Λονδίνο.

Για περισσότερες πληροφορίες κάντε κλικ εδώ .

Για τη νέα ιστοσελίδα της Royal Society κάντε κλικ εδώ

Υπέρυθρη όραση...


Όλοι βλέπουμε γύρω μας το κόκκινο χρώμα σε πολλές και διαφορετικές εκδοχές του.

Φανταστείτε όμως να βλέπαμε πέρα από το κόκκινο.
Τότε θα μπορούσαμε να δούμε εικόνες όπως η διπλανή, που έχει τραβηχτεί με μια υπέρυθρη κάμερα.

Ερευνητές από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν άλλαξαν τη δομή μιας πρωτεΐνης που βρίσκεται φυσικά στο ανθρώπινο μάτι ώστε να μπορεί να απορροφά ένα είδος κόκκινου φωτός το οποίο ο άνθρωπος δεν μπορεί να δει – με μήκος κύματος πολύ κοντά στο υπέρυθρο φως. Η νέα "μεταλλαγμένη" πρωτεΐνη θα μπορούσε θεωρητικώς να μας προσφέρει τη δυνατότητα να βλέπουμε στο (κατα)κόκκινο – πέρα από ό,τι μας επιτρέπει σήμερα το οπτικό φάσμα μας, όπως αναφέρεται σε σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση "Science".

Ο ρόλος των χρωμοφόρων

Η έγχρωμη όραση σε σχεδόν όλα τα ζώα βασίζεται σε χημικές ουσίες που ονομάζονται χρωμοφόρα και οι οποίες εντοπίζονται μέσα σε πρωτεΐνες απορροφώντας διαφορετικά μήκη κύματος φωτός. Συγκεκριμένες πρωτεϊνικές δομές πιστεύεται ότι προσδιορίζουν τι μήκος κύματος θα απορροφούν κάθε φορά τα χρωμοφόρα.

Με στόχο την καλύτερη κατανόηση της χημείας που κρύβεται πίσω από την έγχρωμη όραση ο Μπάμπακ Μπόρχαν και οι συνεργάτες του από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν προκάλεσαν μια σειρά μεταλλάξεων οι οποίες οδήγησαν σε αλλαγή της δομής ανθρώπινων πρωτεϊνών που περιέχουν χρωμοφόρα. Αυτές οι δομικές αλλαγές προκάλεσαν με τη σειρά τους μεταβολή των ηλεκτροστατικών ιδιοτήτων εντός των πρωτεϊνών με αποτέλεσμα να υποστεί μεταβολή και το φάσμα απορρόφησης των χρωμοφόρων.

Απορρόφηση κοντά στο φάσμα του υπέρυθρου φωτός

Η ερευνητική ομάδα δημιούργησε στο εργαστήριο 11 διαφορετικές τεχνητές πρωτεΐνες και χρησιμοποίησε την τεχνολογία της φασματοφωτομετρίας, η οποία συγκρίνει την ένταση του φωτός που μπαίνει και βγαίνει από ένα δείγμα, προκειμένου να προσδιορίσει ποια ακριβώς μήκη κύματος φωτός μπορούσαν να απορροφήσουν τα χρωμοφόρα των πρωτεϊνών. Όπως προέκυψε, τα χρωμοφόρα μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης μπορούσαν να απορροφήσουν κόκκινο φως με μήκος κύματος της τάξεως των 644 νανομέτρων – πολύ κοντά στο μήκος κύματος του υπέρυθρου φωτός που ξεκινά από τα περίπου 750 νανόμετρα. Αυτό ήταν αναπάντεχο για τους ερευνητές με δεδομένο ότι τα φυσικά χρωμοφόρα έχουν μέγιστο βαθμό απορρόφησης της τάξεως των περίπου 560 νανομέτρων

"Εκπλαγήκαμε" ανέφερε ο δρ Μπόρχαν και προσέθεσε ότι "δεν ξέρουμε εάν το όριο απορρόφησης που είδαμε είναι και το μεγαλύτερο. Μπορεί να υπάρχει και πιο μεγάλο".
Βλέποντας πράσινα με την υπέρυθρη όραση

Αν αυτές οι πρωτεΐνες ήταν παρούσες στο ανθρώπινο μάτι τότε θα μπορούσαμε να δούμε τύπους κόκκινου φωτός που σήμερα είναι αόρατοι, εξήγησε ο δεύτερος συγγραφέας της νέας μελέτης Τζέιμς Γκέιτζερ, επίσης από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν. Με δεδομένο όμως ότι τα αντικείμενα ανακλούν μια μείξη διαφορετικών χρωμάτων φωτός, ο κόσμος γύρω μας δεν θα έμοιαζε αποκλειστικά πιο κόκκινος. "Κάτι που πριν το βλέπαμε λευκό, θα έδειχνε πράσινο με τη νέα υπέρυθρη όραση" ανέφερε ο δρ Γκέιτζερ.

Ο Μάρκο Γκαραβέλι από το Πανεπιστήμιο της Μπολόνια στην Ιταλία σημείωσε ότι μελλοντικά "ίσως είμαστε σε θέση να προκαλούμε μεταλλάξεις στους οπτικούς υποδοχείς οι οποίες θα επιτρέπουν να βλέπουμε χρώματα πέρα από το φυσικό φάσμα". Ο ειδικός συμπλήρωσε πάντως ότι δεν είναι σαφές εάν αυτές οι τροποποιημένες πρωτεΐνες θα επηρεάζουν τη νευρική σήμανση στον εγκέφαλο.

Χρήση στην ιατρική απεικόνιση

Προς το παρόν πάντως η ερευνητική ομάδα από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν ελπίζει ότι οι τροποποιημένες πρωτεΐνες της θα αποδειχθούν χρήσιμες στις ιατρικές απεικονιστικές τεχνικές. Σήμερα προκειμένου να απεικονιστούν συγκεκριμένα κύτταρα τα οποία επιθυμούν να μελετήσουν κάθε φορά οι ειδικοί, χρησιμοποιούνται πράσινες φθορίζουσες πρωτεΐνες οι οποίες προσδένονται στα κύτταρα αυτά. Έτσι τα κύτταρα φθορίζουν κάτω από υπεριώδες φως. Η αντικατάσταση αυτών των πρωτεϊνών με τις νέες πρωτεΐνες θα επιτρέπει την απορρόφηση φωτός μεγαλύτερου μήκους κύματος. Καθώς τα μεγαλύτερα μήκη κύματος μπορούν να διεισδύσουν πιο βαθιά στο σώμα, πιθανότατα οι τεχνητές πρωτεΐνες των ειδικών από το Μίσιγκαν να προσφέρουν και μια καθαρότερη εικόνα των ιστών που είναι… καλά κρυμμένοι εντός μας.

Πηγή : in.gr

Χημικά Δώρα 2013

Επειδή είναι παραμονές γιορτών, μερικές πρωτότυπες ιδέες για δώρα σε χημικούς και μη :

• Κρασί Cabernet Sauvignon από τη Napa Valley : με ετικέτα τις αντιδράσεις που γίνονται κατά την οινοποίηση εδώ

• Χημικά κουπ πατ : δώστε στα γλυκά σας σχήματα δοκιμαστικών σωλήνων, κωνικών φιαλών, ποτηριών ζέσεως ή ατόμων εδώ

• Σετ αρχάριου στη μοριακή γαστρονομία εδώ 

• Μινιατούρα αποστακτήριο : μετατρέψτε το κρασί σε μπράντι και τη μπίρα σε ουίσκι εδώ 

• Τράπουλα με τον περιοδικό πίνακα : φουλ του ασβεστίου με χλώριο... εδώ 

• T-shirts : "I speak IUPAC" ή με "περίεργα" στοιχεία, όπως το στοιχείο της έκπληξης (Οmg) εδώ και εδώ

• Είδη γραφείου : ημερολόγιο Niels Bohr (για τα 100 χρόνια από το πρότυπο Bohr) ή mouse pad με τις σημαντικότερες ομόλογες σειρές της οργανικής χημείας, τον τύπο της σεροτονίνης, τον περιοδικό πίνακα και άλλα εδώ και εδώ

         Και βέβαια πάντα βιβλία με χημεία...

                                                                                    

Η ανάρτηση αυτή είναι η 100στή... Όταν ξεκίνησα αυτό το blog πριν ένα χρόνο περίπου για τις ανάγκες του Β΄ επιπέδου ΤΠΕ, δεν φανταζόμουν ότι θα συμπλήρωνα 100 αναρτήσεις σε τόσο μικρό χρονικό διάστημα.
Όμως, επειδή ακριβώς "η Χημεία είναι παντού", είτε δημοσιεύοντας άρθρα που ήδη υπήρχαν, είτε βρίσκοντας άρθρα από περιοδικά και ιστοσελίδες, συμπληρώθηκε ο αριθμός αυτός στο διάστημα αυτό.

Θα συνεχίσω όπως άρχισα...

Τα σημαντικότερα επιτεύγματα του 2012 σύμφωνα με το Science

Για άλλη μια φορά οι συντάκτες της επιθεώρησης "Science" επέλεξαν τα σημαντικότερα επιστημονικά γεγονότα της χρονιάς που σε λίγο θα μας αφήσει, όπως αυτά παρουσιάστηκαν μέσα από δημοσιεύσεις στις σελίδες της έγκριτης επιθεώρησης.

Ο πρωταγωνιστής" της καθιερωμένης λίστας των 10 θέσεων ήταν μάλλον αναμενόμενος: πρόκειται για το μποζόνιο Χιγκς η ύπαρξη του οποίου προβλέφθηκε θεωρητικώς πριν από περισσότερο από 40 χρόνια από τον Πίτερ Χιγκς αλλά τον περασμένο Ιούλιο επιστήμονες ανέφεραν ότι αυτή η θεωρία μάλλον έγινε… πράξη. Το θεμελιώδες αυτό σωματίδιο το οποίο πιθανότατα "συνέλαβαν" οι ερευνητές εκτιμάται ότι κρατά το κλειδί στην ερώτηση σχετικά με το γιατί τα στοιχειώδη σωματίδια έχουν μάζες.

Και μπορεί το μποζόνιο να κέρδισε τη μάχη της πρωτιάς, ωστόσο εξίσου ενδιαφέροντα είναι και τα υπόλοιπα εννέα επιτεύγματα του 2012 που συμπληρώνουν τη δεκάδα και τα οποία καλύπτουν όλα τα γούστα: περιλαμβάνουν από την προσεδάφιση του Curiosity στον Αρη και τις "γεύσεις" των νετρίνων, ως τους ρομποτικούς βραχίονες που βοηθούν τυφλούς, τα ωάρια από βλαστικά κύτταρα αλλά και το γονιδίωμα ενός μυστηριώδους είδους ανθρώπου που έζησε στον πλανήτη πριν από δεκάδες χιλιάδες χρόνια.

Ολόκληρη η λίστα με τα επιστημονικά επιτεύγματα στο  "ΒΗΜΑ Science"

Πικρή χημεία

Η πικρή γεύση (bitter taste, bitterness) αναγνωρίζεται από τον άνθρωπο ως μια δυσάρεστη, οξεία ή ενοχλητική γεύση. Θεωρείται ότι αναπτύχθηκε στον άνθρωπο ως άμυνα κατά των δηλητηριωδών ουσιών, που είναι συνήθως πικρές, σε αντίθεση με τις ευχάριστες γεύσεις που ωθούσαν τον άνθρωπο στην πρόσληψη θρεπτικών ουσιών (υδατάνθρακες, πρωτεΐνες).  Ωστόσο, δεν είναι τοξικές όλες οι πικρές ουσίες (όπως π.χ. ο καφές), όπως επίσης δεν είναι αβλαβείς όλες οι γλυκές ουσίες.

Η πικρή γεύση συχνά συνδέεται με την παρουσία κάποιων οργανικών ενώσεων  του αζώτου, τα αλκαλοειδή. Τα αλκαλοειδή είναι μια μεγάλη τάξη ενώσεων με πολύπλοκες δομές. Τα περισσότερα από αυτά βρίσκονται σε ειδικές θέσεις ενός φυτού και συνήθως αποτελούν μέρος της άμυνάς του. Τέτοια αλκαλοειδή έχουν χρησιμοποιηθεί σαν φάρμακα επί αιώνες. Πολλά από αυτά που υπάρχουν στη φύση έχουν συντεθεί στο εργαστήριο. Ακόμα περισσότερο, στην προσπάθεια της διερεύνησης της δομής των αλκαλοειδών, οι χημικοί έχουν δημιουργήσει ενώσεις με ιδιότητες πολύ καλύτερες από την αρχική ένωση, όταν χρησιμοποιείται ως φάρμακο. Μελετώντας τη δομή και αντικαθιστώντας ορισμένες ομάδες στα μόρια των αλκαλοειδών, παράγονται ενώσεις με επιθυμητές ιδιότητες (π.χ. παυσίπονα), χωρίς τις δυσάρεστες παρενέργειες του φυσικού φαρμάκου.

Τα αλκαλοειδή περιλαμβάνουν τη στρυχνίνη, την καφεΐνη, τη νικοτίνη, αλλά ακόμα τη σολανίνη, που υπάρχει στις πατάτες και τις μελιτζάνες. Πολλά από τα αλκαλοειδή είναι δηλητηριώδη και η ικανότητα να ανιχνεύονται μέσω της γεύσης μπορεί να έχει αυξηθεί λόγω προσαρμογής του ανθρώπου στην επιβίωση. Αυτό ενισχύεται από το γεγονός ότι σε πολύ λίγες περιπτώσεις η πικρή γεύση συνδέεται με ευχαρίστηση.

Η δημιουργία πικρής γεύσης σε κάποια απεριτίφ (π.χ. Campari) μπορεί να είναι μακρινή ηχώ της προσπάθειας των προγόνων μας για επιβίωση. Καθώς η πικρή γεύση προκαλεί την έκκριση σάλιου, για μας μπορεί να είναι πρελούδιο για ένα γεύμα, αλλά για εκείνους που ζούσαν σε περιβάλλοντα πολύ πιο σκληρά από κοκτέιλ-πάρτι, η αύξηση της σιελόρροιας μπορεί να ήταν η τελευταία γραμμή άμυνας ενάντια στα δηλητήρια.

Η αντίληψη της πικρής γεύσης, οι αντίστοιχοι γευστικοί υποδοχείς και οι σχετικοί μηχανισμοί έχουν εξετασθεί περισσότερο, σε σχέση με τις υπόλοιπες βασικές γεύσεις. Η έρευνα έδειξε ότι υπάρχουν οι γευστικοί υποδοχείς TAS2R (taste receptors, type 2) που είναι συμπλοκοποιημένοι με την  G πρωτεΐνη  (gustducin) και είναι υπεύθυνοι για την ικανότητα του ανθρώπου να αναγνωρίζει τις πικρές ουσίες. Οι υποδοχείς αυτοί αναγνωρίζονται όχι μόνο από την ικανότητα αντίληψης της πικρής γεύσης ορισμένων ουσιών, αλλά και από τη μορφολογία των υποδοχέων καθαυτών (επιφανειακή πρόσδεση).

Η ένταση της αντίληψης διάφορων γεύσεων έναντι συγκεκριμένων ουσιών αποτελεί γενετικό χαρακτηριστικό, εφόσον η παρουσία ή όχι ορισμένων περιοχών στο γονιδίωμα αντιστοιχούν στην παρουσία ή όχι θέσεων σύνδεσης των γευστικών υποδοχέων με τις ουσίες αυτές. Είναι χαρακτηριστική η περίπτωση των ουσιών φαινυλοθειοκαρβαμιδίου (PTC) και 6-κ-προπυλοθειο-ουρακίλης (PROP), οι οποίες χρησιμοποιούνται για τη μελέτη του γενετικού υπόβαθρου της πικρής γεύσης (genetic taste markers). Για ορισμένους ανθρώπους οι ουσίες αυτές είναι πικρές και για άλλους τελείως άγευστες.

Οι ιδιότητες αυτές έχουν γίνει αντικείμενο πολλών γενετικών ερευνών, αλλά και της εξελικτικής γενετικής, δηλαδή του πώς αναπτύχθηκε η ανθρώπινη γεύση και ιδιαίτερα η ευαισθησία προς τις πικρές ουσίες.

Η ουσία με την πιο ισχυρή πικρή γεύση μεταξύ των γνωστών χημικών ουσιών είναι το βενζοϊκό δενατόνιο. Η χρήση του είναι υποχρεωτική σε ορισμένα τοξικά προϊόντα για λόγους ασφαλείας, γιατί τα καθιστά τόσο πικρά και απωθητικά στη γεύση που ο άνθρωπος ή τα ζώα δεν μπορούν να τα καταπιούν. Χαρακτηριστικά αναφέρεται ότι η πικρή γεύση του γίνεται αντιληπτή ακόμη και σε αραίωση 1:50.000.000. Συνήθως επαρκεί μια συγκέντρωση 10ppm (0,001%) σε ένα υγρό προϊόν για να το καταστήσει γευστικά ανυπόφορο για τον άνθρωπο, χωρίς στη συγκέντρωση αυτή να μεταβάλλει κάποια από τις υπόλοιπες χρήσιμες ιδιότητες του προϊόντος.

Δείτε ακόμη :

Γλυκιά χημεία (σε αυτό το ιστολόγιο)

Βενζοϊκό δενατόνιο και βασικές γεύσεις γενικότερα ("χημική ένωση του μήνα" Τμήμα Χημείας Πανεπιστημίου Αθήνας)