معلومة

ماذا يشبه طعم الحمض النووي؟

ماذا يشبه طعم الحمض النووي؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لقد رأيت الكثير من التكهنات عبر الإنترنت ، لكن هل يعرف أي شخص دراسة علمية أو لديه حجة قاطعة؟

أعتقد ربما ليس حلوًا ، لأن سكر الديوكسيريبوز مرتبط ببنية اللولب. مالح ، بسبب المجموعة الأولى المضاد؟ مرير بسبب مجموعات الفوسفات القلوية؟ أظن أنه ليس حامضًا ، لأنه على الرغم من الاسم ، فإن الأحماض النووية موجودة في شكل قاعدتها المترافقة عند درجة الحموضة الفسيولوجية. لقد قرأت أن بعض النيوكليوتيدات يمكنها تنشيط طعم أومامي / اللذيذ ، فهل سيكون هذا مهمًا؟

أنا أدرك بشكل أساسي أن كل شيء نأكله يحتوي على حمض نووي ، لكنني مهتم بمذاق الحمض النووي نفسه ، نقيًا / منعزلاً إذا لزم الأمر.


استخرج الكيميائي على موقع Youtube NileRed حمضًا نوويًا كيميائيًا من الفراولة في هذا الفيديو ، كما أنه يتذوقه إذا كنت أتذكره بشكل صحيح: https://www.youtube.com/watch؟v=araeHtN_3Lk

TL ؛ DW: يحصل على الحمض النووي من الفراولة ويقول إنها تحتوي على قوام لزج لأنها غير قابلة للذوبان ، ومذاقها مالح أكثر من أي شيء آخر. لاحظ أنه على الرغم من أن هذا قد يكون من المواد المتفاعلة المتبقية من التفاعل ، لذلك خذ هذا مع حبة ملح.


وفقًا لـ DNA Vineyards:

نكهات برقوق سانتا روزا الناضجة مع تلميحات من خشب البلوط الفرنسي الجديد


ماذا يشبه طعم الحمض النووي؟ - مادة الاحياء

يتم ترميز معلوماتنا الجينية داخل الجزيء الكبير المعروف باسم حمض الديوكسي ريبونوكلييك (DNA). ينتمي الحمض النووي إلى فئة من الجزيئات العضوية تسمى احماض نووية. لبنة البناء ، أو المونومر ، لجميع الأحماض النووية هي بنية تسمى النوكليوتيدات. يتكون النوكليوتيدات من ثلاثة أجزاء: فوسفات, سكر ديوكسيريبوز، وأ قاعدة النيتروجين.

هناك أربعة نيوكليوتيدات مختلفة تشكل جزيء DNA ، يختلف كل منها فقط في نوع القاعدة النيتروجينية. وتشمل هذه الأدينين (أ)، الثايمين (T) ، السيتوزين (ج) و جوانين (G) ، وغالبًا ما يشار إليها بأحرفها الأولى فقط.

اكتشف جيمس واتسون وفرانسيس كريك الشكل ثلاثي الأبعاد للحمض النووي في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي. الشكل ، الذي وصفوه باللولب المزدوج ، له شكل سلم ملتوي.


تشريح برجر مستحيل

سوف يبيع برجر كينج Impossible Burger و McDonald & rsquos سيتبعه قريبًا بفطيرة اللحم الخاصة به. لذلك اعتقدت أنني & rsquod تحقق من البرجر ذي العلامات التجارية الرائعة ، سواء في براءة الاختراع أو على لوحتي.

تباين في موضوع Heme

كان أول لقاء لي مع Impossible Burger هو تناول قطعة من طبق رفيقي في العشاء & rsquos في فبراير. بدا وكأنه ينزف مثل برجر حقيقي. عندما أمضغ ، بحثت عن المنتج في غوغل على هاتفي ، وتوقفت عند الكلمة & ldquoالهيم. & rdquo

توقفت عن المضغ. بمجرد أن تجاوزت صورة عضلة بقري تنبض على الصفيحة ، تخيلت ذرة الحديد داخل حلقة البورفيرين الخاصة بها ، وكلاهما يقع داخل بروتين كروي محيط ، يشبه إلى حد ما قطعة صغيرة من البوب.

تم العثور على الهيم بأشكال مختلفة في جميع الأنواع ، من البكتيريا إلى الفاصوليا إلى الجاموس. إنه & rsquos في قلب الميوغلوبين في عضلاتنا والهيموجلوبين في دمائنا ، معبأ بشكل كثيف في خلايا عضلات الماشية.

تسمى البروتينات المتشابهة أو المتشابهة بين الأنواع المتنوعة & ldquohly محفوظة بشكل كبير. & rdquo لم تتغير كثيرًا من خلال التطور لأنها تعمل. يقضي الانتقاء الطبيعي على الطفرات التي تخنق القدرة على تقييد الأكسجين ، وهو ما تفعله ذرة الحديد في مركز الحركة. تحتوي جميع الهيم على حديد ، لكن أجزاء بروتين غلوبين تختلف ، بشكل طفيف للغاية ، بين الأنواع.

إن الحيلة في صنع برجر خالي من اللحم يتذوق ويشعر باللحم تكمن في العثور على كائن حي يضفي الهيم بالإضافة إلى البروتين ما يوصف بأنه مالح أو دموي أو سمين فقط.

أنا و rsquove كنت أحاول ماركات مختلفة من البرغر النباتي منذ التخلي عن اللحم البقري قبل 18 شهرًا في أعقاب تشخيص / رحلة شبه متزامنة للسرطان إلى كوستاريكا ، على خلفية حثتنا ابنتنا على القيام بذلك لأكثر من عقد (انظر كيف وراثي قاد الاختبار رحلتي الخاصة بسرطان الثدي إلى تجنب لحوم البقر). تُظهر الصور الموجودة على العبوات قطعًا جذابة من البطاطا الحلوة والفاصوليا السوداء والبازلاء والجزر تطل من فطائر تتكون من بروتين الصويا المنتشر في كل مكان. تقدم هذه المنتجات مستساغ البدائل إلى البرغر ، لكنهم لا يقدمون الصفقة الحقيقية تمامًا. أقرب مطعم برجر المستحيل.

براءة الاختراع المكونة من 52 صفحة ، التي مُنحت في عام 2017 بعد سنوات عديدة من العمل لشركة Impossible Foods of Redwood City، CA لـ & ldquomagic mix ، & rdquo تفتح بصفحتين من براءات الاختراع واقتباسات المقالات.

يبدأ لحم براءة الاختراع بقائمة قد تدق جرسًا للتخصصات في علم الأحياء أو الكيمياء: تسلسل الأحماض الأمينية لبروتينات الهيم من 25 نوعًا ، بما في ذلك أفضل المرشحين للحصول على مكافئ لحم فقاري مستحيل برجر. المتنافسون الـ 25 هم البازلاء ، والبكتيريا ، والطحالب ، وفطريات التربة ، والحصان ، والماشية ، والتبغ ، والخنزير البري ، والباراميسيوم.

الفائز هو في نهاية أول مطالبة براءة اختراع: & ldquoA منتج غذائي شبيه بلحم البقر المفروم يشتمل على 0.1٪ -5٪ بالوزن من بروتين يحتوي على الهيم يشتمل على تسلسل حمض أميني به على الأقل 80٪ هوية تسلسل للببتيد المنصوص عليه في رقم تعريف التسلسل: 4. & rdquo

معرف التسلسل رقم 4 هو جلايسين ماكس، ويعرف أيضا باسم فول الصويا.

بروتين الهيم ، ليغيموغلوبين (legHB) ، يحمر العقيدات الجذرية لنبات فول الصويا. يوفر الأكسجين للبكتيريا التكافلية ، على غرار الهيموغلوبين الذي ينقل الأكسجين في دمائنا والميوغلوبين في عضلاتنا. ولكن حتى ملايين الأفدنة المغطاة بفول الصويا في الولايات المتحدة لا تكفي لتلبية الطلب المتوقع على الساق في البرغر.

المؤتلف تكنولوجيا الحمض النووي للإنقاذ

الطريقة الواضحة لزيادة إنتاج بروتين معين هي استخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف: صنع بروتين فول الصويا في خلايا من نوع آخر يسهل استخدامه.

عندما تم اختراع تقنية الحمض النووي المؤتلف في السبعينيات ، كانت علامة الكائنات المعدلة وراثيًا لا تزال بعيدة. في وقت مبكر ظهر نمط من بعض الناس يعترضون على التجارب الزراعية وحتى تدمير الحقول التجريبية وأحد رقعة الفراولة البارزة ، بينما بدأ مرضى السكري في استخدام الأنسولين المصنوع في البكتيريا مثل بكتريا قولونية، كما يفعلون. لقد كان & rsquos دائمًا مجالًا متصدعًا ، لكن تقنية الحمض النووي المؤتلف موجودة لتبقى. تشتمل دستور الأدوية المجاملة للتكنولوجيا اليوم على عوامل التخثر ، وبدائل الإنزيمات ، وأدوية القلب ، والسيتوكينات ، وخافض التوتر السطحي ، والهرمونات وعوامل النمو ، وغير ذلك الكثير.

قام الباحثون في شركة Impossible Foods بتخييط جين فول الصويا الذي يشفر بروتين legHB في جينوم كائن حي مختلف يمكنه ضخه بكفاءة (بثمن بخس): الخميرة. بيتشيا باستوريس. الخميرة هي فطر وحيدة الخلية ، لكنها & رسكووس خلية معقدة ، على عكس البكتيريا.

جملة واحدة في براءة الاختراع المكونة من 52 صفحة توضح ذلك: يمكن أيضًا إنتاج البروتينات المحتوية على الهيم بشكل مؤتلف باستخدام تقنيات التعبير متعدد الببتيد rdquo ويمكن أن تنمو في خلايا البكتيريا أو الحشرات أو الفطريات أو النباتات أو الثدييات. & ldquoAlso & rdquo يشير إلى الاستخراج من المصادر الطبيعية أو التوليف في المختبر.

هل يحتوي البرغر المستحيل على كائنات معدلة وراثيًا؟ حسنًا ، نعم ولا. نعم ، لأن جين فول الصويا لن يكون طبيعيًا في خلية الخميرة. لكن لا ، لأن LegHB التي تنفثها خلايا الخميرة متطابقة ، حمض أميني من حمض أميني ، للبروتين من عقيدات جذر فول الصويا. لذا فإن الخميرة معدلة وراثيا ، المنتج ، لا.

إنه تمييز مع سابقة ، وحصل عليه ديفيد ليبمان ، كبير مسؤولي العلوم في شركة Impossible Foods ، في مقابلة عام 2018 هذه لـ غطس الطعام. ويستشهد بموافقة إدارة الغذاء والدواء عام 1990 على أول منتج غذائي للحمض النووي المؤتلف ، رينين (المعروف أيضًا باسم الكيموسين) ، بعد اعتباره آمنًا ومعترف به جينيًا ، & rdquo أو GRAS.

رينين ، الذي يستخدم لتخثر الحليب في صناعة الجبن ، هو جزء من خليط من الإنزيمات الهاضمة التي يتم جمعها من أمعاء العجل. جعلها في بكتريا قولونية بالنظر إلى جين البقرة للإنزيم المطلوب فهو أرخص بكثير. يمكن أن تكون اللوائح محيرة. في الولايات المتحدة ، لا يلزم أن يحمل الكيموسين المؤتلف ملصق الكائنات المعدلة وراثيًا لأن البروتين الذي يجعله في المنتج مطابق للبروتين الموجود مباشرة من كائن المصدر الطبيعي.

في المقابلة ، استخدم ليبمان الكلمة & ldquofermentation & rdquo مرارًا وتكرارًا ، والتي تستحضر صورًا جماعية لأوعية النبيذ الحلو والجبن اللاذع القديم. & ldquoRecombinant DNA & rdquo و & ldquogenetically معدلة & rdquo تثير استجابات مختلفة ، كما هو الحال في هذا المنشور الذي يطلق على Impossible Burger مكوناته المعدلة وراثيًا. لكن إدارة الغذاء والدواء الأمريكية اعتبرت مزيجًا سحريًا من GRAS في يناير 2019 ، وبالتالي فإن البرجر لا يتطلب وضع علامات على الكائنات المعدلة وراثيًا.

بروتين الهيم هو عنصر واحد فقط من مزيج السحر.

لتصميم البرجر ، تضاف جزيئات سلائف ldquoflavor و rdquo. تشمل هذه الزيوت جوز الهند والزيوت النباتية الأخرى والبطاطس وبروتين القمح المركب والسكريات والأحماض الأمينية (مثل الغلوتامات أحادية الصوديوم) وفيتامين واحد ومركبات مألوفة مثل حمض اللاكتيك والكرياتين.

هنا و rsquos لغة براءة الاختراع: & ldquoa المركب المختار من الجلوكوز ، الريبوز ، الفركتوز ، اللاكتوز ، الزيلوز ، الأرابينوز ، الجلوكوز 6-الفوسفات ، المالتوز ، والجالاكتوز. لكن جميع الأطعمة ، في نهاية المطاف ، هي مواد كيميائية. كل شيء مادة كيميائية.

حلل إنشاء برجر إمبوسيبل أيضًا المواد المتطايرة التي ينبعث منها الخليط عند الطهي. & ldquo أعضاء الفريق البشريون المدربون وغيرهم من البشر الذين نشروا كروماتوجرافيا الغاز وقياس طيف ndashmass ، وهو اختبار كيميائي تحليلي قياسي ، حللوا إطلاق الروائح اللحمية عند الطهي ، وإنتاج خرائط مصنع ldquoolfactory. & rdquo كان الهدف هو تحسين النكهة ، والطعم ، والرائحة ، والملمس ، وكل شيء -مهم & ldquomouthfeel & rdquo للمنتج. مثل البرامج ، سيتم إصدار إصدارات جديدة بشكل دوري.

الهريس اللحمي أيضًا مرن ، مقولب في أجزاء جسم زائفة مثل الأجنحة وشرائح اللحم ، مقذوف مثل النقانق ، مفتت بدقة في قواعد الحساء والحساء ، ويمكن تحويله بسهولة إلى مجموعة متنوعة من الوجبات الخفيفة والمكعبات والمساحيق.

أنا & rsquod أعطي Impossible Burger درجة & ldquoA & rdquo من أجل ملمس الفم والملمس ، والذي قد يكون نفس الشيء. لكنني & rsquod أعطي فقط B-plus للنكهة والذوق والرائحة ، لأنه لم يكن لديهم & rsquot. لكن أضيفي الجبن ، البصل المقلي ، المخلل ، وقطعة من Sweet Baby Ray & rsquos ، ويمكن بالفعل أن تتحول إلى فطيرة حقيقية من بوس توروس لحم. على الأقل الذي كنت أفتقر إليه تلك النكهة العميقة المكونة من 85٪ برجر دهون يأتي مباشرة من الشواية.

على مقياس من 0 إلى 10 ، مع كون 10 برجر لحم بقر و 0 هو أسوأ برجر نباتي يمكن تخيله ، فإن معظم المنتجات معدل I & rsquod في النطاق من 4 إلى 6 ، مع Impossible Burger 9 قوي.

توصل ورقة مليئة بالبيانات في PLOS One إلى استنتاج مماثل: "من خلال الوفاء بنفس الوظائف الذوقية والطهي والتغذوية مثل اللحم البقري التقليدي ، يهدف PBB (& ldquoplant-based burger & rdquo) إلى تقليل حاجز التبني المرتبط باستهلاك البروتينات النباتية بدلاً من ذلك. من المنتجات الحيوانية. & rdquo يعمل اثنان من المؤلفين الأربعة في شركة Impossible Foods ، لكن مع ذلك ، أعتقد أنهم & rsquore صحيح. يمكن لهذا المنتج أن يحل محل البرغر للحيوانات آكلة اللحوم ، وربما يجذب بعض النباتيين.

بعيدًا عن التفضيلات والأذواق الشخصية ، يحقق Impossible Burger هدفه المعلن: إنتاجه لا يقتل أي حيوانات. كما أنه يكسب درجات عالية من أجل الحفاظ على البيئة. وفقا لمنشور في شركة سريعة، البصمة الكربونية لـ Impossible Burger أصغر بنسبة 89٪ من تلك الموجودة في Cowburger ويستخدم 87٪ أقل من المياه ، و 96٪ أقل من الأرض ، ويقلل من تلوث المياه بنسبة 92٪. ال بلوس واحد تحلل المقالة الأثر البيئي أيضًا.

أنا و rsquom أتطلع إلى Impossible Burger ، بأي شكل من الأشكال ، لتصل إلى أرفف السوبر ماركت.


شديدة الحساسية وحساسة ومتسامحة

يكافح بعض الناس لتبرير اختيار كأس من النبيذ الأحمر على حبة موسكاتو حلوة - حتى لو كان يضمن التخلص من السموم - بسبب نكهته الشديدة. بالنسبة للبعض ، فإن كوبًا من اللون الأحمر ساحق جدًا. عمل خبير النبيذ تيم هاني مع علماء الحس من جميع أنحاء العالم لاختبار نظريته: يجب مطابقة النبيذ مع العشاء ، ليس العشاء.

Hanni هو واحد من أول أميركيين اجتازا امتحان "Master of Wine" المرموق في إنجلترا وقام بمسح بعض أكثر المؤثرين شهرة في صناعة النبيذ ، وصنفهم إلى ثلاثة "أنواع نبيذ" منفصلة. في بحثه ، وجد أن بعض صانعي النبيذ والخبراء ذوي الأسماء الكبيرة لديهم في أي مكان من أقل من 500 براعم تذوق إلى أكثر من 11000. (كيف عرف؟ لقد كان يمسحهم بألوان الطعام الزرقاء ، مع العلم أن براعم التذوق تظل وردية.) مع الأخذ في الاعتبار أن عدد براعم التذوق على لسانك سيجعلك أكثر أو أقل منحازة لبعض الأطعمة والمشروبات ، يقول أن سمك السلمون المشوي سيكون أفضل مع Pinot Noir؟ وفقا لهني ، من المحتمل أن يكون فردا مع لسان مفرط الحساسية. يُعتبر الأشخاص الذين يعانون من فرط الحساسية أذكياء فائقين في مجال العلوم لأنهم مفرطون في الحساسية تجاه المرارة والنكهات الجريئة الأخرى ، مما يجعل من الصعب عليهم البحث عن الطعام والشراب الذي يكمل براعمهم المتوافقة بشكل معقد. المتذوقون الحساسون لديهم عدد أقل من براعم التذوق ولكنهم ما زالوا يعانون من استجابة عالية للنكهات البارزة. أخيرًا ، المذاق المتسامح لديه أقل قدر من براعم التذوق ، وبالتالي ، من المرجح أن يتمتع بمجموعة متنوعة من النكهات.


قد يعجبك ايضا

أعلم أن تحليل الحمض النووي يستخدم في علم الطب الشرعي ، لكن لم يكن لدي أي فكرة أنه ساعد في الأوبئة والتاريخ البشري أيضًا. كيف يتم استخدام الحمض النووي في هذه الحالات على وجه التحديد؟

على سبيل المثال ، في الأمراض التي تنقلها الأغذية ، كيف يمكن لأبحاث الحمض النووي أن تساعد؟ أعتقد أننا نتحدث عن الحمض النووي للمرض المسبب للبكتيريا ، أليس كذلك؟ هل هذا مثل اكتشاف كيفية انتشار بكتيريا مرض جنون البقر إلى الحيوانات والبشر؟ برؤية كيف تحور الحمض النووي؟

هذا ممتع جدا. كنت أعتقد أن الحمض النووي مهم فقط لصف علم الأحياء أو للشرطة. لم أكن أعلم أنه كان له العديد من الاستخدامات المختلفة. فيفي 18 مايو 2012

@ turkay1 - يعمل أخي في هذا المجال ويقول دائمًا إن CSI ليست واقعية. إنه في الواقع منزعج حقًا من هذه العروض لأنها تعطي انطباعات خاطئة وتزيد من التوقعات لفرق الطب الشرعي وإنفاذ القانون غير الواقعية.

شيء واحد يخبرني به دائمًا هو أن عمل الطب الشرعي للحمض النووي يستغرق وقتًا طويلاً. الحقيقة هي أن مختبرات الطب الشرعي لإنفاذ القانون لدينا لا تملك الموارد الكافية لإنجاز العمل بالسرعة التي تظهر في CSI. بالتأكيد لا يحدث في يوم واحد ، مثل الأسابيع والأشهر.

يقول أخي إنه في بعض الأحيان قد تستغرق معالجة أدلة الحمض النووي عامًا لأن سجلات الحمض النووي لا تحمل الكثير من الحمض النووي. إذا كنت أتذكر بشكل صحيح ، هناك ما يقرب من 3 ٪ من الحمض النووي لسكان الولايات المتحدة. وأجهزة الكمبيوتر لا تقوم بكل العمل بنفسها. لديهم معدات لتحليل الحمض النووي ، والتي تمنحهم رمزًا. ومن ثم يتعين على شخص ما إدخال هذا الرمز يدويًا إلى جهاز كمبيوتر آخر لإجراء بحث.

لذا فإن هذه العروض بعيدة كل البعد عن الحقيقة. من الجيد أن CSI قد جذبت المزيد من الأشخاص المهتمين بهذا المجال. لكن الطب الشرعي للحمض النووي عمل أكثر منه متعة ، وهذا أمر مؤكد. candyquilt 17 مايو 2012

هل تعتقد حقًا أن استخدام الحمض النووي في الطب الشرعي مبالغ فيه في التلفزيون؟

كل ما أعرفه عن التحقيق الجنائي وعلم الطب الشرعي هو من خلال البرامج التلفزيونية مثل CSI وما شابه ذلك. أعلم أن تطبيق القانون يجب أن يستخدم العديد من الموارد والتقنيات المختلفة لحل الجرائم ، لكن يبدو أن الطب الشرعي للحمض النووي هو نقطة الانهيار.

في هذه العروض ، غالبًا ما يُظهرون أن تطبيق القانون عالق في القضايا ولا يعرف الخطوة التي يجب اتخاذها بعد ذلك عندما يأتي تقرير معمل جديد في وضع فرد جديد في مسرح الجريمة أو مطابقة الحمض النووي لشخص ما مع شخص آخر. هذا يضيف ضوءًا جديدًا للتحقيق وقد تتمكن جهات إنفاذ القانون من حل القضية بالمعلومات الجديدة.

أليس هذا كيف يعمل في الواقع؟ أي من مسؤولي تطبيق القانون هنا يمكنهم إخبارنا قليلاً عن كيفية عمل أدلة الحمض النووي الشرعي حقًا؟ anon172386 3 مايو 2011


هل يمكن أن يدخل الحمض النووي من الطعام في الحمض النووي الخاص بي؟

في الأساس ، الحمض النووي ، مثل البروتينات والكربوهيدرات المعقدة ، يتفكك إلى أجزاء - وهذا هو ما يدور حوله الهضم. تقوم أسنانك بهرسها وتقطعها الإنزيمات في جميع أنحاء الجهاز الهضمي إلى أشلاء.

تم تصميم الإنزيمات التي ينتجها البنكرياس والتي تسمى DNases خصيصًا لتقسيم الحمض النووي إلى قطع صغيرة يمكن أن تؤخذ في الدم ثم تنقلها وتستخدمها الخلايا الأخرى لبناء هياكل جزيئية جديدة في جسمك - بما في ذلك الحمض النووي الخاص بك.

هل يمكن لأي جينات ، من أي من الكائنات الحية التي تأكلها ، أن تدخل في الحمض النووي الخاص بك وتؤذي؟ إنه سؤال معقول ، ولكن يبدو أن الإجابة لا. تخيل أنك أسقطت هاتفًا ذكيًا في الخلاط أو أكلته (من فضلك لا تفعل ذلك) - سيتم هرس جميع المكونات.

عندما تأكل الحمض النووي وتهضمه ، يبدو أن تسلسل الترميز الطويل ، أو الروايات أو التطبيقات التي تحدد منتجات الجينات ، مقطوعة لدرجة أنها لم تعد تعمل كمواد وراثية. لم يتبق سوى عدد قليل من الجمل ، إن وجدت ، مجرد أحرف أو أجزاء من الكلمات.

حتى لو نجت بعض الجمل من جهازك الهضمي ، فمن غير المحتمل أن تدخل إلى خلاياك أو تؤذيك بأي شكل من الأشكال.

عالمنا مليء بالحمض النووي وكان دائمًا كذلك ولكن لا يوجد دليل واضح على أن تناول الحمض النووي يمكن أن يؤذيك.


هل الميكروبات هي صناع طعم المستقبل؟

لإعادة مراجعة هذه المقالة ، قم بزيارة ملفي الشخصي ، ثم اعرض القصص المحفوظة.

يمكن التحايل على قرون بذور الفانيليا من خلال البيولوجيا التركيبية (الصورة: Flickr / ted_major). يمكن التحايل على قرون بذور الفانيليا من خلال البيولوجيا التركيبية (الصورة: Flickr / ted_major).

لإعادة مراجعة هذه المقالة ، قم بزيارة ملفي الشخصي ، ثم اعرض القصص المحفوظة.

في رحلتها من النبات إلى مخروط الآيس كريم ، تسافر الفانيليا آلاف الأميال. تنتج حقول شادي من الكروم التي يصل ارتفاعها إلى الخصر في مدغشقر وجنوب المحيط الهادئ وأمريكا اللاتينية ثمارًا ثمينة يتم علاجها وأكسدتها وتجفيفها في سلسلة مكثفة من الأحداث تستمر عدة أسابيع. ثم يتم شحنها بعد ذلك إلى الأسواق في جميع أنحاء العالم ، تمامًا كما كانت منذ قرون.

الغالبية العظمى من الفانيلين الموجود في منتجات اليوم - من الغذاء إلى العطور - مشتق من العمليات الاصطناعية التي تحول الجاياكول إلى الفانيلين في عملية من ثلاث خطوات. تعتبر كل من الطرق الطبيعية والكيميائية مكلفة وعبئًا بيئيًا ، لكن النهج الجديد باستخدام التطورات في البيولوجيا التركيبية يقدم طريقة ثالثة واعدة. بدءًا من الجلوكوز ، فإن الخميرة قادرة على "تخميرها تمامًا مثل البيرة" ، كما يوضح كيفين مونلي ، الرئيس التنفيذي لشركة التكنولوجيا الحيوية Gen9. "إنها النكهة الأولى التي صنعتها البيولوجيا التركيبية ، وهي تدخل مجال الجدوى التجارية."

للوصول إلى هذه النقطة ، تم إدخال جينات لثلاثة إنزيمات من ثلاثة كائنات مختلفة - قالب الروث ، والبكتيريا ، والبشر - في خلايا الخميرة. من وجهة نظر مونلي ، يعتبر إنشاء مسار هندسي لإنتاج جزيء عالي القيمة مثل الفانيلين قصة نجاح مهمة في مجتمع البيولوجيا التركيبية. بالنظر إلى العديد من تفاعلات التخليق الحيوي وتفاعلات الحصول على الطاقة التي تحدث في أي وقت ، فإن احتمال إعادة ترتيب المستقلبات وخطوات التفاعل بطريقة عقلانية غالبًا ما يكون مفرطًا في التفاؤل. بعد كل شيء ، فإن أولوية الخلية هي البقاء على قيد الحياة والتكاثر ، وليس إنتاج الآيس كريم اللذيذ ، ولكن في حالة الفانيلين ، كان فريق الهندسة الحيوية قادرًا على تحقيق كلا الهدفين.

إن التنبؤ بالضبط بكيفية تحقيق هذا التوازن الضعيف بين بقاء الخلية المستدام وتوليد المنتج يمثل تحديًا ، ولكن مع توليف الحمض النووي الموثوق به وبأسعار معقولة ، لا يحتاج المجربون إلى تقييد أنفسهم بمحاولة واحدة. يقول مونلي: "يمكننا صنع مجموعة متنوعة من التركيبات الجينية المختلفة ، لذلك لا يتعين عليك اختيار عدد قليل من الخيارات للاختبار". "إنها عملية تكرارية - يمكننا القيام بذلك بسرعة ، بحيث يمكن إرجاع النتائج إلى التصميم."

لتحقيق الحجم والسرعة في عملية تخليق الحمض النووي الخاص به ، يلتزم Gen9 بمانترا مهمة: تجنب التسلسل. في ظل نظام إنتاج الجينات التقليدي ، يتم تجميع القلة الصغيرة معًا ، "وإذا لم تستخدم تصحيح الخطأ ،" يحذر مونلي ، "لديك نسبة معينة من السكان على خطأ. إذا كان عليك بعد ذلك وضع شيء ما في كائن حي واختيار المستعمرات وإرسالها عبر خط أنابيب تسلسلي ، فهذه عملية مكلفة حقًا ". يستخدم نهج تقييم الخطأ الخاص بـ Gen9 إنزيم MutS لتحديد قواعد النيوكليوتيدات التي تختلف عن إجماع السكان ، ثم إصلاح حالات عدم التطابق. يقول مونلي: "إذا كان الفحص رخيصًا ، فيمكنك عمل الكثير من المتغيرات" ، وهذا بدوره يسمح للباحثين بالاستعلام عن نطاق أوسع من المنتجات.

مع دخول الممرات الاصطناعية إلى خط الأنابيب الصناعي ، يتوقع مونلي أن المنتجات الأخرى ستنضم إلى الفانيليا على الرف الناتج عن البيولوجيا الاصطناعية. يعمل عملاء Gen9 بنشاط على تطوير العطور ومستحضرات التجميل والتوابل الأخرى مثل الزعفران. يقول: "لدينا فهم أفضل بكثير الآن لبعض التعقيدات المتعلقة بكيفية عمل هذه العمليات". "أصبح الأمر أكثر وضوحًا ، وسيكون هناك العديد من المنتجات في المستقبل."

* هذه المقالة جزء من سلسلة خاصة حول تخليق الحمض النووي وقد نُشرت سابقًا في SynBioBeta ، مركز النشاط لصناعة البيولوجيا التركيبية.


البحث عن نكهة الشوكولاتة

يضع Gregory Ziegler كتلة صغيرة من الشوكولاتة في وعاء الستايروفوم ويضعها في الميكروويف. بعد فترة وجيزة ، تنتشر رائحة حلوة جميلة في الهواء ، مما يضفي الدفء على المختبر الكئيب. يقوم Ziegler بإخراج الوعاء من الميكروويف ويمتلئ بسائل سميك ودوامي. يقول زيجلر: "أنا غير رومانسي إلى حد ما عندما يتعلق الأمر بهذا". إنه يقدم الشوكولاتة إلى ميليس كاكيرير ، طالبة جامعية في الكيمياء الحيوية بولاية بنسلفانيا ، ولي. كل منا يغمس أصابعه فيه ويتذوقه. أنا أتجهم ، ثم أضحك: تبدو Cakirer كما لو أنها ابتلعت للتو عنزة ، ومرة ​​جدًا في ذلك. ما نتذوقه هو شراب الشوكولاتة غير المحلى ، أو الكاكاو النقي في شكل سائل. يوضح زيجلر ، عالم أغذية في ولاية بنسلفانيا: "إنها مجرد حبوب كاكاو مخمرة ومحمصة ومطحونة". يبتسم في Cakirer. "إنها في الواقع جيدة جدًا ، لكنها لا تصبح شوكولاتة حقيقية حتى تضيف المكونين الرئيسيين الآخرين: زبدة الكاكاو والسكر." (أيضًا ، عادةً ما تُضاف الفانيليا للنكهة ، والملح لقطع المرارة ، وليسيثين الصويا لجعل الملمس أكثر سلاسة.) تنبعث منه رائحة الشوكولاتة فقط.

النكهة ، كما أوضح لي كاكرير سابقًا ، هي مزيج من الملمس والرائحة. Aroma جزء كبير منه. "Cakirer - التي تبدو كطالبة فنون أكثر من كونها طالبة علوم ، بأقراطها المعدنية المتدلية ومعطفها الأحمر من متجر التوفير ،" مستعار من صديق "- تعمل مع زيجلر ومارك جيلتينان ، أستاذ البستنة ، لتتبع نكهة الشوكولاتة إلى الحمض النووي في نبات الكاكاو.

يقول كاكرير: "معظم ذوقك هو الرائحة". "هناك لغة كاملة للرائحة: الروائح الخضراء ، والروائح البنية ، كل منها يعني شيئًا مختلفًا. يمكن أن تكون الرائحة الخضراء هي رائحة قطع العشب ، أو تفاحة خضراء. يمكنك أن ترى كيف يمكن أن يكون لها بعض من نفس النغمات ، على الرغم من أنها "مختلف؟ مجرد القدرة على وصف رائحة معينة هو حرفة." تتحدث كاكرير بيديها ، وتشير في دوائر صغيرة كما لو كانت تحاول استحضار رائحة خضراء أو بنية.

تقول: "هناك الكثير من المواد الكيميائية في حبوب الكاكاو الخام التي تؤثر على النكهة". في الواقع ، الفاصوليا النيئة مذاقها مرير ، ولا تظهر نكهة الشوكولاتة إلا بعد تخميرها وتحميصها ، لذلك يدرس Cakirer نكهة الشوكولاتة قبل أن تصبح حتى. شوكولاتة.

هناك اعتقاد خاطئ شائع حول نكهة الشوكولاتة هو أنه كلما زادت كمية شراب الشوكولاتة التي تحتوي عليها الشوكولاتة ، كان ذلك أفضل ، كما يوضح زيجلر الآن ، كما لو أن تناول شراب الشوكولاتة بنسبة 70 في المائة سيجعل طعم الحلوى تلقائيًا غنيًا ولذيذًا. "ولكن يمكنك الحصول على بعض شراب الشوكولاتة المثير للاشمئزاز ، لذا فإن الحصول على 70 في المائة من هذا لن يجعل الشوكولاتة أفضل."

يعطينا Ziegler مربعًا رفيعًا من الشوكولاتة. نحن نأكله بعناية ، مع الأخذ في الاعتبار نكهته. أستنتج أنها شوكولاتة ، ومذاقها جيد.

Ziegler لديه قراءة أكثر تقدمًا. يقول: "لها مذاق زبيب خفيف". "من المعتاد جدًا أن يكون لشوكولاتة أمريكا اللاتينية نكهة فاكهية قليلاً." يستشير الصندوق. "هذا واحد من الكاكاو الفنزويلي كريولو النكهة. "هناك ثلاثة أنواع من نباتات الكاكاو المزروعة تجاريًا أحدها كريولو، نمت في فنزويلا وأمريكا الوسطى وجافا وجزر الهند الغربية. تُستخدم عادةً في الشوكولاتة الفاخرة جدًا ، ولها نكهة خفيفة يمكن أن تكون زهرية أو فاكهية أو حارة. الأنواع الأخرى فوراستيرو، نكهة أقوى ، والتي تأتي من نبات أكثر صلابة وعائدًا و ترينيتاريو، تقاطع بين الاثنين الآخرين ، مع النكهة الرقيقة لـ كريولو وقساوة فوراستيرو مصنع. اعتاد الكاكاو المزروع تجاريًا أن يكون أكثر تنوعًا ، ولكن تم زراعة أصناف أقل وأقل تدريجيًا. يوضح زيجلر: "لقد زرع الناس تلك التي لديها محصول أعلى". "نفس الشكوى موجودة مع الذرة والبطاطس. وقد تضاءل عدد المصادر ، جغرافيا ومن حيث التنوع".

Ziegler يعطينا Valrhona ، شوكولاتة فرنسية مصنوعة بنسبة عالية من كريولو يصفها Ziegler بأنها "ليست حلوة بالسكر ، ولكنها حلوة الزهرة" ، وبمجرد أن يضعها زيجلر في كلمات ، يمكنني تذوق "الزهرة الحلوة" ، تمامًا كما يمكنني تذوق "الطعم الزبيب". نحن نجرب شوكولاتة سويسرية أحلى قليلاً ، ثم تلك التي يقول زيجلر إنها المفضلة لدى Cakirer. إنها ناعمة وخفيفة وحلوة للغاية. يقول زيجلر: "إنها شركة نستله".

الأخير عبارة عن شوكولاتة تسمى جاك. له طعم جوز الهند ، والذي لاحظته بعد أن أشار زيجلر إليه. فكر في النكهة لبضع ثوانٍ أخرى ، ثم قال فجأة ، "مذاق ما بعد المذاق مثل الماعز". إنه مذاق مرتب حسب ما أفكر به من الجوارب ذات الرائحة الكريهة أو المتعرقة أو الحليب الفاتر الحامض قليلاً الذي يأتي مع وجبات الغداء المدرسية في المدرسة الابتدائية.

يذهب Ziegler إلى غلاف ثلاثي الحلقات مليء بصفحات من أغلفة ألواح الشوكولاتة من جميع أنحاء العالم ، مرتبة بدقة داخل أغلفة صفحات بلاستيكية شفافة. يقلب بضع صفحات ، ثم يسحب غلاف جاك. "انظر الى هذا؟" يشير إلى الحليب المدرج في المكونات. "حمض البيوتيريك."

يأتي حمض الزبد من دهون الحليب في الشوكولاتة. في عملية تسمى تحلل الدهون ، تتحلل الأحماض الدهنية في الحليب ، مما يؤدي إلى طعم زنخ أو "ماعز". تضع هيرشي الشوكولاتة عن قصد من خلال تحلل الدهون المتحكم فيه ، مما يمنحها تلك النكهة الفريدة. لهذا السبب ، لا يحب معظم الأوروبيين شوكولاتة هيرشي - لكن الأمريكيين يحبونها.

يعمل Guiltinan ، البستاني ، على جعل الكاكاو محصولًا أقوى ، وتحسين غلاته ومقاومة الأمراض - دون ارتكاب أخطاء مربي النباتات الأوائل. يستشهد كل من Ziegler و Cakirer بالمثال الشهير للطماطم: تم تربية الطماطم بحيث تحتوي على نسبة عالية من المواد الصلبة ، لذلك سيكون هناك كمية أقل من الماء لغليها عند صنع منتجات مثل الكاتشب. لقد تم تربيتهم ليكونوا أكثر حزما ، لذلك سيكون من السهل اختيارهم باستخدام منتقي تلقائي. لقد تم تربيتها من أجل الشكل ، ليكون من السهل تعبئتها في الصناديق. يقول زيجلر: "عندما يفكر الناس فقط في الجوانب الاقتصادية ، تحصل على كرات التنس الصغيرة هذه بدون نكهة جيدة جدًا".

لتجنب الشوكولاتة التي لا طعم لها بالمثل ، أعطى Guiltinan Cakirer تعيين نكهة الشوكولاتة. يقول جيلتينان: "لا يفكر معظم المربين حقًا في النكهة". "لهذا السبب مشروع ميليس مهم."

يوضح كاكرير: "كان علي أن أجد أجزاء الحمض النووي التي تتحكم في النكهة". "على المستوى الجيني ، لا أحد يعرف تمامًا كيف تتطور نكهة الكاكاو. هل تتأثر النكهة أكثر من الشجرة نفسها ، أو من عملية التخمير ، أو التحميص؟ نحن بحاجة إلى معرفة ذلك." وجد الباحثون في معهد Botanisches Institute في ألمانيا بروتينًا لتخزين البذور يُدعى "7S Vicilin" يبدو أنه المفتاح. استخرج الباحثون السبعة إس من حبة الكاكاو النيئة ، ثم قاموا بتقطيعها بالأنزيمات ، ثم وضعوها في طبق بتري وشويها بالسكر. النتيجة؟ كانت رائحتها مثل الشوكولاتة.

يقول كاكرير: "تشير التجربة إلى أن 7S هي مصدر الكثير من النكهات في الشوكولاتة". "ربما يتحكم في معظم الرائحة ، على سبيل المثال." يفترض Cakirer أن بروتين 7S يختلف في أنواع مختلفة من الكاكاو ، وبالتالي يشرح النكهات المختلفة للشوكولاتة.

التقيت أنا وكاكرير في وقت متأخر من ليلة الأحد حتى تتمكن من شرح المفهوم لي بشكل أفضل. لقد أحضرت كومة من الرسوم البيانية والرسومات التي صنعتها بنفسها. إنها ترتدي بيجاماها وتشرب - وماذا بعد؟ - شوكولاتة ساخنة. "مم" ، تقول وهي تحتسي مشروبها. "حسنا لنبدأ."

يقول Cakirer إنه مع الموز أو البرتقال ، يمكنك تذوق النكهة بمجرد التقاطها من الشجرة. من ناحية أخرى ، ليس لحبوب الكاكاو الخام نكهة الكاكاو النموذجية في البداية. الأحماض الأمينية في البروتينات هي "مؤشرات النكهة المسبقة" ، مما يعني أنها تؤدي إلى ظهور مركبات النكهة بعد التخمير والتحميص. أثناء تخمير الفاصوليا ، "تمضغ" الإنزيمات البروتينات وتحرر الأحماض الأمينية. بعد ذلك ، في عملية التحميص ، تتحد هذه الأحماض الأمينية المحررة مع السكريات والعناصر الأخرى لتكوين مركبات تساهم في النكهة. على سبيل المثال ، يخضع ميثيونين الأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت لتفاعل لإنتاج 3-methiopro-panal ، والتي لها طابع كبريت. ينتج الحمض الأميني ليسين isovaleraldehyde ، الذي له طابع فاكهي.

كما أوضح لي Guiltinan في وقت سابق ، يمكن أن يؤثر كل من تسلسل وكمية الأحماض الأمينية على نكهة الشوكولاتة ، وكلاهما يتحدد من خلال الحمض النووي للنبات. قال: "تغيير حمض أميني واحد يمكن أن يغير كل شيء". "عندما يتم تقسيم الأشياء ، يمكن أن تحصل على تفاعلات مختلفة ، اعتمادًا على الأطراف الحرة للأحماض الأمينية. إنها مثل شريط صغير يمر عبر آلة. تسلسل الحمض النووي يقرر تسلسل الأحماض الأمينية ،" والذي بدوره يحدد كيفية تكسير هذه الأحماض الأمينية.

يمكن أن تؤدي ظروف التخمير والتحميص المختلفة ، مثل درجة الحرارة والحموضة والمدة ، إلى تغيير النكهة الناتجة للحبوب. كل هذه العناصر تضيف إلى صعوبة تعيين الجينوم للنكهة. قال جيلتينان إنه حتى الطريقة التي تذوب بها الشوكولاتة في فمك تؤثر على النكهة ، بالإضافة إلى الروائح التي تشمها أثناء تناولها.

قال جيلتينان إن بروتين 7S هو مكان جيد للبدء في تحديد النكهة ، لأنه متوفر بكثرة. ومع ذلك ، تضيف Cakirer الآن ، بعد الانتهاء من الشوكولاتة الساخنة في رشفة واحدة طويلة ، تحتوي كل حبة كاكاو على حوالي 500 مركب عطري قد يكون متورطًا في النكهة التي لا تنتجها 7S جميعًا. وتقول: "يجب أن يكون هناك المزيد من البروتينات في النكهة الكلية للكاكاو. أنا متأكد من ذلك ، لأن نكهة الشوكولاتة معقدة حقًا."

لنرى من أين تأتي كل نكهة الشوكولاتة هذه ، قمت أنا وكاكرير بزيارة البيوت الزجاجية في ولاية بنسلفانيا. عندما أخبرتني Cakirer لأول مرة عن دفيئة الشوكولاتة ، وصفتها بأنها "رائعة جدًا. الضباب الذي يخرج - إنه سميك جدًا ، كما لو كنت تشعر به بين أطراف أصابعك تقريبًا. سيكون مصدر إلهام كبير للكتابة عنه . "

تحاكي البيوت الزجاجية البيئات الاستوائية الحارة حيث يزرع الكاكاو. رائحة كريمية ، حلوة تقريبا تنتشر في الهواء. يقول كاكرير: "تنبعث منه رائحة زبدة الكاكاو تقريبًا". تزدحم الغرفة بالعشرات من أشجار الكاكاو ذات الأوراق الخضراء: أشجار متعرجة ذات فروع طويلة كثيفة الأشجار ذات كتل كثيفة داكنة من أوراق الأشجار الصغيرة ذات الأغصان الرقيقة والخضراء والأوراق الرقيقة. قرون الفاصوليا ، وفقًا للصورة التي أظهرها جيلتينان في محاضرة ، لها قشرة بطيخ سميكة. They're football-shaped, and come in just about every color and texture one could imagine: red, yellow, green, beige, maroon smooth-skinned, rough, or bumpy.

Right now, Cakirer is determined to find a pod. She walks carefully through the small, quasi-jungles of chocolate trees, clearing passageways, gently bending branches in order to peer up the neck of a tree, where the pods grow. She stops every so often to explain something: "The really thin, light-green leaves you see? Those aren't weaker, or abnormal in relation to the thicker, greener leaves. They're just new," she says. "Hey! Found one!" Cakirer points out a seed pod: It's small, about the size of a fist, with a thick beige shell. Each pod contains 20 to 30 seeds, Cakirer explains, and each can express its own unique flavor: some might be sweeter, others more acidic, while others can be more bitter, all coming from the same pod. "Every bean represents a different plant," says Cakirer. "They're like different kids, different babies, even though they all come from the same mom."

As Guiltinan had explained, "The DNA gets shuffled like a deck of cards, and you get the different combinations. One parent could have a good flavor, and the other a bad flavor, and so the children could have one parent's flavor, or they could be in-between, a combination of the two flavors. That's why you make maps of the DNA, to figure out where these flavors come from." In order to figure out what flavors are produced by the 7S protein, Cakirer will extract the 7S from raw cacao beans, ferment it, and roast it, like the experiment done at the Botanisches Institut. The different smells may indicate the compounds in the different flavors of cocoa (e.g. a fruity smell would indicate ester), and will make it possible for Cakirer to trace the flavor back to the DNA.

Cakirer plans to continue studying the flavor of chocolate as a graduate student at Penn State. For her career, she wants to work in flavor chemistry. Recently, she visited a flavor house, which is where she'd eventually like to work. "I had always thought I was romanticizing it," she says, "but the flavor chemists, they hang onto it—the romanticizing. They thought of themselves as having an art. I ate lunch with them, and they brought it up every ten minutes, how flavor chemistry is really a craft."

We walk out of the greenhouse into the brisk, cold air outside. "When I was in high school," says Cakirer, "I was really good at visual arts, in a tenth-grade kind of way. I didn't talk much, but people kind of knew me by my art." Whenever she explains her project, Cakirer sketches ribbons and ribbons of DNA, long chains of ATCGCTCAGCGA. "I like to draw out the molecules," she says.

"I like the way it looks on paper, the visualness of it, the chains, the molecules, the arrows, getting a chemical reaction. It's kind of like sorcery. You can predict stuff, you can make stuff out of stuff that wasn't there before.

"I remember this chemistry teacher and this physics teacher in my high school," she says. "They were having some kind of contest, growing hot peppers to see which one of them could grow the hottest pepper. I always thought, Wow, it's so cool that a chemistry teacher could know that stuff, that maybe he'd know how to grow a hotter pepper because he knew so much about chemistry.

"It's just so cool that you could understand something like that, like flavor, with chemistry. But really, no matter how many charts and graphs you want to make up for it, the core of it is still the human nose, and the human sense of taste. It will always have a human aspect."


انقر هنا لطلب أحدث كتاب لدينا ، دليل مفيد لاختبارات السلالة والعلاقات الحمض النووي

كلا الوالدين لهما عيون بنية وشعر بني. لديهم توأمان أحدهما له شعر بني وعيون زرقاء بينما الآخر لديه شعر أشقر وعيون زرقاء. ما هي الميزات المهيمنة وكيف تعرف؟

- طالب جامعي من المملكة المتحدة

هذا سؤال عظيم! من المرور الأول نستنتج أن العيون الزرقاء والشعر الأشقر متنحية. لسوء الحظ ، سنكون مخطئين بشأن الشعر الأشقر (وفقط صواب جزئيًا بشأن لون العين).

الطريقة التي تعرف بها ما إذا كانت السمة سائدة أم متنحية هي البحث عن الأنماط. كما سأوضح بمزيد من التفصيل لاحقًا ، إذا كانت السمة متنحية ، فيمكن أن تظهر حتى لو لم يكن لدى كلا الوالدين هذه السمة. هناك طريقة أخرى لمعرفة ما إذا كانت السمة متنحية وهي إذا كان كل من الوالدين وجميع أطفالهم يتشاركون في نفس الصفة.

في حالتنا هنا ، كلا الوالدين لهما عيون بنية ولكن لديهما طفل ذو عيون زرقاء. إذن هذا يتبع النمط الأول الذي يعني أن العيون الزرقاء متنحية. الأمر نفسه ينطبق على الشعر الأشقر. كان لدى كلا الوالدين شعر بني ولكن كان لديهما طفل بشعر أشقر.

ومع ذلك ، كما قلت ، سنكون مخطئين. اتضح أن لون العين ومعظم ألوان الشعر معقدة للغاية بحيث لا تكون سمات سائدة / متنحية بسيطة.

من المثير للدهشة أن الآباء ذوي العيون الزرقاء يكون لديهم أحيانًا طفل بني العينين. الآن هذا ليس شائعًا ، لذلك لا يزال بإمكاننا القول إن العيون الزرقاء متنحية في الغالب. الشيء نفسه لا ينطبق حقا على الشعر الأشقر. غالبًا ما يكون لدى الآباء الأشقر أطفال ذو شعر أغمق (أو حتى حمر الشعر).

هذا هو السبب في أنه لا يمكنك مجرد إلقاء نظرة على عائلة واحدة لمعرفة هذه الأشياء. أنت بحاجة إلى إلقاء نظرة على الكثير والكثير من العائلات والكثير والكثير من الأطفال. عندها فقط يكون لديك فرصة لمعرفة ما إذا كانت السمة مهيمنة أم متنحية.

على سبيل المثال ، تخيل أنه في حالتنا ، كان لدى كلا الطفلين عيون بنية. قد نستنتج أن العيون البنية تنحسر لأن جميع الآباء والأطفال لديهم نفس لون العين. لكن هذا ليس صحيحًا على الإطلاق. إذا نظرت إلى مثال واحد فقط ، فقد تفوت الإجابة الصحيحة!

في الواقع ، هذا هو المكان الذي جاءت منه الأفكار الخاطئة حول فصوص الأذن المرفقة ، وتدحرج لسانك والكثير من السمات السائدة والمتنحية الأخرى التي يُفترض أنها بسيطة. قفز العلماء إلى الاستنتاج الخاطئ من دراسة عدد قليل جدًا من العائلات.

أحد الأسباب الرئيسية لفشل الشعر الأشقر والعيون الزرقاء (وكل تلك السمات الأخرى) كمتنحيين حقيقيين هو أنهما لا يرجعان إلى جين واحد. والسمات المتنحية حقًا غالبًا ما تتضمن جينًا واحدًا.

بالطبع لا يعني مجرد تورط جين واحد أنه سيكون لديك بالتأكيد نمط سائد أو متنحي واضح. فصيلة الدم ABO هي مثال رائع على ذلك.

بالنسبة لبقية الإجابة ، أود التركيز على سبب اتباع السمات المهيمنة والمتنحية للأنماط التي وصفتها. ولماذا يمكن أن يكون بسبب أكثر من جين واحد يمكن أن يعطل الأمر برمته.

لماذا تعمل الأنماط

كما ذكرت ، سيكون من السهل جدًا الإجابة على هذا السؤال إذا كان الشعر الأشقر والعيون الزرقاء بسبب جين واحد. دعونا نرى لماذا.

لهذا ، سنركز على سمة سائدة ترجع حقًا إلى جين واحد - القدرة على تذوق Phenylthiocarbamide أو PTC. PTC هي مادة كيميائية مريرة تشبه تلك الموجودة في البروكلي وبراعم بروكسل التي يمكن أن يتذوقها ثلاثة من كل أربعة أشخاص.

بهذه السمة ، نادرًا ما يكون للوالدين اللذين لا يتذوقان PTC طفلًا يمكنه تذوقه. وأحيانًا يكون لدى الآباء الذين يمكنهم تذوق PTC طفل لا يستطيع تذوقه. هذا يناسب أنماطنا مما يعني أن القدرة على تذوق PTC هي سمة سائدة (وعدم القدرة على التذوق هو سمة متنحية). دعونا نحفر أعمق قليلا لمعرفة السبب.

هناك نسختان من الجين تحدد ما إذا كان بإمكانك تذوق PTC-T و t. يتيح لك الإصدار T تذوق PTC والإصدار t لا.

اسم آخر لهاتين النسختين المختلفتين من نفس الجين هو الأليلات. يعتمد ما إذا كان الشخص يستطيع تذوق PTC أم لا على أليلات الجين التي لديه.

إذا كان هذا كل ما في الأمر ، فسيكون من الصعب جدًا معرفة سبب امتلاك المتذوقين لغير المتذوقين. لفهم ذلك ، نحتاج إلى معرفة أن لدى الناس نسختين من كل جين. يحصلون على نسخة واحدة من والدتهم وواحدة من والدهم.

إذا حصل شخص ما على نسختين من T allele (أي أن النمط الوراثي الخاص به هو TT) ، فمن الواضح أنه سيكون قادرًا على تذوق PTC. وتنطبق الفكرة نفسها إذا حصلوا على نسختين من الأليل t. في هذه الحالة سيكونون tt وبالتالي لن يكونوا قادرين على تذوق PTC.

ومع ذلك ، إذا حصل شخص ما على نسخة واحدة من T allele ، وواحد من t allele ، فإنه لا يزال بإمكانه تذوق PTC. هذا يعني أن تذوق PTC (أليل T) هو السائد لأنه إذا حصلت على نسخة واحدة من أي من الوالدين ، فإنك تظهر هذا الإصدار من السمة. بمعنى آخر ، يمكن لهذه الشركات أن تتذوق PTC.

والعكس صحيح لعدم القدرة على تذوق PTC (أليل t). إنه متنحي ، حيث سيتم إخفاؤه عندما يكون لدى الشخص نسخة T من الجين. لذا فإن التركيبة الوحيدة التي تجعل الشخص غير قادر على تذوق PTC هو عندما يكون لديهم نسختان من t allele (tt).

الآن نحن جاهزون تقريبًا لشرح لماذا نادرًا ما يكون لدى الآباء غير المتمرسين طفل مذاق ولماذا ينجب الآباء المتذوقون أحيانًا طفلًا لا يستطيع تذوق PTC. الجزء الأخير من اللغز الذي نحتاجه هو أن كل والد يمرر واحدًا فقط من أليلاته إلى طفله أو طفلها. ويتم اختيار هذا الأليل عشوائيًا.

نحن الآن جاهزون لنرى من أين تأتي الأنماط. سنفعل ذلك من خلال النظر في ثلاثة سيناريوهات مختلفة.

أولاً ، لنتخيل والدين غير رئيسيين. إليك ما قد يبدو عليه هذا وراثيًا:

أولاً ، يمكنك أن ترى أن كلا الوالدين هما tt. هذا هو تعريف غير المسؤول.

تذكر أن كل طفل سيحصل على أليل واحد من أمه وآخر من أبيه. نظرًا لأن الآباء لا يمكنهم سوى اجتياز t ، فإن جميع الأطفال مضمونون أن يكونوا tt. لن يتمكن أي منهم من تذوق PTC. هذا هو السبب في أن الآباء الذين لديهم سمة متنحية لديهم أطفال لديهم سمات متنحية أيضًا *.

الآن دعونا نلقي نظرة على اثنين من المتذوقين الذين يصادف أن يكونوا من أصل TT:

مرة أخرى ، لديهم أليل واحد فقط يمكنهم تمريره ... في هذه الحالة ، يكون T. وهذا يعني أن جميع أطفالهم سيكونون من TT وبالتالي سيكونون قادرين على تذوق PTC.

أخيرًا ، دعونا نلقي نظرة على متذوقين يحملان أليلًا خفيًا غير أساسي. كما ترون ، كلا الوالدين هما Tt:

في هذه الحالة ، إذا قام كل من الأم والأب بنقلهما إلى طفلهما ، فسيكون الطفل مصابًا بـ tt. لن يتمكن هذا الطفل من تذوق PTC.

لكن بالطبع هؤلاء الآباء ليسوا مضطرين إلى إنجاب طفل لا يستطيع تذوق PTC. في الواقع ، كل طفل لديه فرصة بنسبة 25٪ فقط في أن ينتهي به الأمر إلى كونه غير مسؤول. هذا هو السبب في أننا يجب أن ننظر إلى الكثير والكثير من العائلات لمعرفة ما إذا كانت السمة متنحية أم مهيمنة.

في عائلة واحدة ، قد يكون للوالدين الذواقين جميع الأطفال الذواقين حتى لو كان الوالدان حاملين. هذا من شأنه أن يجعل كونك متذوقًا يبدو وكأنه سمة متنحية على الرغم من أنها ليست كذلك. مرة أخرى نرى أهمية النظر إلى الكثير والكثير من العائلات.

* حتى هذا ليس 100٪ لـ PTC. في بعض الأحيان ، ينجب الآباء الذين لا يستطيعون تذوق PTC طفلًا يمكنه ذلك. هناك عدد من الطرق التي يمكن أن يحدث بها ذلك ، ولكن في معظم الأحيان ، يكون لدى هؤلاء الآباء طفل لا يستطيع تذوق PTC.

أنماط مختلفة

لن يكون لدينا الوقت للخوض في الأمر هنا ، ولكن إذا كانت هناك جينات متعددة متورطة ، يمكن لهذه الأنماط أن تتفكك بسرعة كبيرة. انقر هنا للحصول على مثال لهذا مع لون العين وهنا لشخص مع فصيلة الدم.

عندما ننظر إلى الكثير من العائلات لمعرفة لون العين ، نرى نمطًا يبدو نوعًا ما مثل العيون الزرقاء متنحية والبنية هي المسيطرة. لكننا نرى أيضًا أن الآباء ذوي العيون الزرقاء في بعض الأحيان ينجبون طفلًا بني العينين. ونحن لا نرمي حتى باللون الأخضر والبندق وكل شيء آخر!

لون الشعر هو فوضى أكبر. إذا نظرنا إلى عدد كافٍ من العائلات ، فإننا نميل إلى رؤية الكثير من المزج. غالبًا ما يكون للوالد ذي الشعر الداكن والأب ذو الشعر الفاتح طفل بلون بينهما. أسود + أشقر = بني!

إذن ، إجابة سؤالك بشكل عام ليست كذلك! الشعر الأشقر ، والشعر البني ، والعين الزرقاء ، والعيون البنية ... لا توجد أي من هذه السمات سائدة أو متنحية لأنها ليست بسبب جين واحد. وهو أمر جيد من نواح كثيرة لأن السمات متعددة الجينات تسمح بكل الاختلاف الرائع الذي نراه من حولنا!


A taste map in the brain is a scattering of tiny flavor islands

Lemonade is both sweet and sour. Our tongue does the licking, but it’s our brain that tells us what we’re tasting. Cells processing sweet and sour are scattered all over the taste area, a new study shows.

jenifoto/iStock/Getty Images Plus

شارك هذا:

Take a sip of lemonade and you taste an explosion of flavor. The sweetness of the sugar and the sourness of the lemons burst on your tongue. But the tongue doesn’t taste all by itself. It needs the brain to take chemical signals from food and turn them into what we sense as sweet and sour. Scientists didn’t quite understand how taste got mapped in the brain. الى الآن.

Every taste is a constellation of brain cells, winking on in different patterns as an animal experiences a flavor, this new study shows. Its findings show not only how taste works in the brain, but how incredibly important it is in our lives.

The study is an exciting one that shows small, widely-spaced neurons reacting to taste, says Ranier Gutiérrez. He’s a neuroscientist — someone who studies the brain — at the Center for Research and Advanced Studies of Mexico’s National Polytechnic Institute in Mexico City. He was not involved with the study. Gutiérrez gives taste in the brain a food-appropriate description, “a kind of ‘salt and pepper’ distribution.”

It didn’t have to be this way. Humans — and many other animals — have five senses: touch, sight, hearing, smell and taste. So far, scientists know that the brain processes each sense in one of two different ways.

المعلمين وأولياء الأمور ، اشترك في ورقة الغش

تحديثات أسبوعية لمساعدتك في الاستخدام أخبار العلوم للطلاب في بيئة التعلم

Touch, sight and hearing have what’s called a spatial, or topographical (Top-oh-GRAF-ih-kul), map in the brain. If you pet a dog with your fingers, the feeling will go to one spot in the brain that processes the touch from those fingers. If you brush the dog with your arm, that will go to a spot in the brain nearby. Each area of the brain that processes touch is laid out in a predictable pattern. For touch, the hip is next to the thigh, then the knee, then the shin and then the foot. It is like a map, going from Virginia to the Carolinas, Georgia and Florida. Sight and hearing also have predictable maps.

But smell is different. All the inputs from our nose go to the brain’s olfactory cortex (olfactory refers to smell). But that area isn’t organized at all. Instead of a map from one smell to another, it’s a scattered spray of brain-cell islands.

Taste the brain rainbow

Is taste more like touch? Or more like smell? To find out, neuroscientist Alfredo Fontanini and his colleagues at Stony Brook University, in New York, put a virus into the brains of mice. They were aiming for the gustatory cortex — the part of the brain that processes taste. The gustatory cortex is located just above and a little in front of your ears. It’s very close to areas that process both smell and touch.

The virus itself was harmless. It carried a tiny scrap of DNA that popped into the animals’ brain cells. That DNA contained instructions to make a protein that would glow when calcium levels surged inside the cell — a technique called calcium imaging.

This is an image of a mouse’s taste center in the brain. The different colors show neurons responding to tastes. You can see sweet (red) spread out at random, just like salt (blue), sour (yellow) and bitter (purple). Even water-responding cells (black) are scattered around. K. Chen et al, 2020

When brain cells known as neurons are handed a message to pass on (about the taste of lemonade, maybe), they do it by pushing loads of calcium atoms across their membranes. With the extra protein, the mouse cells would glow green when they got a message and calcium spiked up. The scientists could watch through a tiny prism as neurons fired and lit up.

Then the mice got different drinks. The drinks were sweet, sour, bitter, salty or just plain water. With each sip the mice took, Fontanini and his colleagues watched neurons activate. Some activated in response to the cue that drinks were available. Some lit up as the animal made the licking motion. And some lit up as the mice tasted the different drinks.

But the responses weren’t predictable. Some cells responded to both licking and sweet. Others reacted to sour and salty and the cue. Some lit up for bitter and sweet and salty. And they weren’t grouped together, either. A salt neuron might be right next to sweet or bitter.

This means that taste is probably organized in the brain more like smell than like touch. Taste patterns in the brain look like tiny islands in a vast sea. Or, as they fire in response to a taste, like winking stars in a dark brain sky. Fontanini and his colleagues published their results November 12 in علم الأحياء الحالي.

Clearing up a debate

Many scientists weren’t sure what Fontanini would find. Some had thought there were organized hotspots of cells for each taste. Others had thought they were random islands. “This paper helped to clarify the debate,” explains Cecilia Bouaichi. She’s a graduate student in neuroscience at Florida State University in Tallahassee. She was not involved in the study.

The random placement could show just how important taste is to us, Fontanini notes. If the taste cortex was highly organized, damage in one spot could mean you lose one taste entirely.

“If the cortex is organized in these very specific hotspots, then the logical conclusion is that if you have a stroke in the sweet hotspot, you lose the perception of sweet,” Fontanini explains. Without sensing sweet, animals wouldn’t enjoy food as much. They wouldn’t want to seek it out. That might mean a quick death from starvation.

Tastes such as bitter can also signal something poisonous. Without taste, an animal might poison itself without knowing. So it’s useful for tastes to be scattered in many spots. “In theory, you could lose half of the [taste] cortex and still be able to perceive sweet,” he says.

One brain area, though, doesn’t give the whole taste story, Bouaichi notes. One important question remains unanswered: How, she asks, is the representation of taste in the brain integrated with other cues that come from the mouth? After all, our experience of food isn’t just taste. It’s smell and touch, too. It may be how these three interact in ways that help our brains taste the perfect, puckering sweet and sour of lemonade.

كلمات القوة

activate: (in biology) To turn on, as with a gene or chemical reaction.

atom: The basic unit of a chemical element. Atoms are made up of a dense nucleus that contains positively charged protons and uncharged neutrons. The nucleus is orbited by a cloud of negatively charged electrons.

مادة الاحياء: The study of living things. The scientists who study them are known as biologists.

الكالسيوم: A chemical element which is common in minerals of the Earth’s crust and in sea salt. It is also found in bone mineral and teeth, and can play a role in the movement of certain substances into and out of cells.

زنزانة: أصغر وحدة هيكلية ووظيفية في الكائن الحي. عادةً ما تكون صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة ، وتتكون من سائل مائي محاط بغشاء أو جدار. اعتمادًا على حجمها ، تتكون الحيوانات في أي مكان من آلاف إلى تريليونات من الخلايا. تتكون معظم الكائنات الحية ، مثل الخمائر والعفن والبكتيريا وبعض الطحالب ، من خلية واحدة فقط.

إشارة كيميائية: رسالة مكونة من جزيئات يتم إرسالها من مكان إلى آخر. تستخدم البكتيريا وبعض الحيوانات هذه الإشارات للتواصل.

كلية: Someone who works with another a co-worker or team member.

تركيز: (in chemistry) A measurement of how much of one substance has been dissolved into another.

كوكبة: Patterns formed by prominent stars that appear to lie close to each other in the night sky. Modern astronomers divide the sky into 88 constellations, 12 of which (known as the zodiac) lie along the sun’s path through the sky over the course of a year. Cancri, the original Greek name for the constellation Cancer, is one of those 12 zodiac constellations.

cortex: The outermost part of an organ, such as the kidney or brain. Or the outer part of some microbes or plant, such as a tree's bark or a mango's rind. (in hair) The protein-based layer of a hair shaft (the layer responsible for a hair's color) that is below the cuticle.

الحمض النووي: (short for deoxyribonucleic acid) A long, double-stranded and spiral-shaped molecule inside most living cells that carries genetic instructions. إنه مبني على عمود فقري من الفوسفور والأكسجين وذرات الكربون. في جميع الكائنات الحية ، من النباتات والحيوانات إلى الميكروبات ، تخبر هذه التعليمات الخلايا بالجزيئات التي يجب أن تصنعها.

إطلاق النار: (in neuroscience) The activation of a nerve or neural pathway.

نكهة: The particular mix of sensations that help people recognize something that has passed through the mouth. This is based largely on how a food or drink is sensed by cells in the mouth. It also can be influenced, to some extent, by its smell, look or texture.

graduate student: Someone working toward an advanced degree by taking classes and performing research. This work is done after the student has already graduated from college (usually with a four-year degree).

حاسة التذوق: (adj, gustatory) The sense of taste.

غشاء: حاجز يمنع مرور (أو تدفق) بعض المواد حسب حجمها أو ميزات أخرى. الأغشية جزء لا يتجزأ من أنظمة الترشيح. يخدم الكثير منها نفس وظيفة الغطاء الخارجي لخلايا أو أعضاء الجسم.

الخلايا العصبية: An impulse-conducting cell. Such cells are found in the brain, spinal column and nervous system.

علم الأعصاب: The field of science that deals with the structure or function of the brain and other parts of the nervous system. Researchers in this field are known as neuroscientists.

الشم: (adj. olfactory) The sense of smell.

المعرفة: The state of being aware of something — or the process of becoming aware of something — through use of the senses.

prism: A triangular wedge of glass or another clear substance that can bend the components of white light into a rainbow-like succession of colored bands. (v.) To separate light into its component hues.

بروتين: A compound made from one or more long chains of amino acids. البروتينات هي جزء أساسي من جميع الكائنات الحية. أنها تشكل أساس الخلايا الحية والعضلات والأنسجة كما أنها تقوم بالعمل داخل الخلايا. من بين البروتينات المعروفة والمستقلة هي الهيموجلوبين (في الدم) والأجسام المضادة (الموجودة أيضًا في الدم) التي تحاول مكافحة العدوى. كثيرا ما تعمل الأدوية عن طريق الالتصاق بالبروتينات.

عشوائي: Something that occurs haphazardly or without reason, based on no intention or purpose.

ملح: A compound made by combining an acid with a base (in a reaction that also creates water). The ocean contains many different salts — collectively called “sea salt.” Common table salt is a made of sodium and chlorine.

spatial: An adjective for things having to do with the space where something is located or the relationships in space between two or more objects.

stroke: (in biology and medicine) A condition where blood stops flowing to part of the brain or leaks in the brain.

المذاق: One of the basic properties the body uses to sense its environment, especially foods, using receptors (taste buds) on the tongue (and some other organs).

نظرية: (in science) A description of some aspect of the natural world based on extensive observations, tests and reason. A theory can also be a way of organizing a broad body of knowledge that applies in a broad range of circumstances to explain what will happen. Unlike the common definition of theory, a theory in science is not just a hunch. Ideas or conclusions that are based on a theory — and not yet on firm data or observations — are referred to as theoretical. Scientists who use mathematics and/or existing data to project what might happen in new situations are known as theorists.

فايروس: جزيئات معدية صغيرة تتكون من الحمض النووي الريبي أو الحمض النووي المحاط بالبروتين. يمكن للفيروسات أن تتكاثر فقط عن طريق حقن مادتها الجينية في خلايا الكائنات الحية. على الرغم من أن العلماء كثيرًا ما يشيرون إلى الفيروسات على أنها حية أو ميتة ، في الواقع لا يوجد فيروس على قيد الحياة حقًا. إنه لا يأكل مثل الحيوانات ، ولا يصنع طعامه كما تفعل النباتات. يجب أن تختطف الآلية الخلوية للخلية الحية من أجل البقاء.

اقتباسات

Journal:​ ​​K. Chen, J.F. Kogan and A. Fontanini. Spatially distributed representation of taste quality in the gustatory insular cortex of behaving mice. علم الأحياء الحالي. المجلد. 31, published online November 12, 2020. doi: 10.1016/j.cub.2020.10.014.

حول بيثاني بروكشاير

كان بيثاني بروكشاير كاتبًا قديمًا في أخبار العلوم للطلاب. هي حاصلة على دكتوراه. في علم وظائف الأعضاء وعلم الصيدلة ويحب أن يكتب عن علم الأعصاب وعلم الأحياء والمناخ وأكثر من ذلك. إنها تعتقد أن Porgs هي من الأنواع الغازية.

موارد الفصل الدراسي لهذه المقالة مزيد من المعلومات

تتوفر موارد المعلم المجانية لهذه المقالة. سجل للوصول:


شاهد الفيديو: من معجزات الطبيعة. كيف يحكي لنا الحمض النووي تاريخ البشر والكائنات المنقرضة (شهر نوفمبر 2022).