Przeskocz do treści

Strona główna » genetyka

Skóra ciemnieje od słońca, a włosy jaśnieją - dlaczego tak się dzieje? Uważamy opaleniznę za przejaw zdrowia, jednak w rzeczywistości ciemnienie skóry jest reakcją obronną naszego organizmu na nadmiar promieniowania ultrafioletowego. Odpowiedzialna za to zjawisko jest melanina - naturalny pigment, który powstaje w skórze w procesie melanogenezy. Od ilości melaniny zależy kolor naszej skóry, włosów, a także tęczówki oka.

Melanina, melanocyty i melanosomy

Naskórek składa się z pięciu warstw, najbardziej zewnętrzna to rogowa, a następnie jasna, ziarnista, kolczysta i podstawna. U osób o jasnej karnacji melanina występuje tylko w warstwie podstawnej czyli najgłębiej położonej graniczącej ze skórą właściwą, natomiast osoby o ciemnej karnacji mają melaninę we wszystkich warstwach naskórka, stąd też ciemniejszy kolor ich skóry.

Melanina powstaje w specjalnych komórkach zwanych melanocytami, które znajdują się w podstawnej warstwie naskórka. Melanina gromadzi się w melanocytach, w specjalnych „zbiorniczkach” zwanych melanosomami. Następnie jest ona przekazywana do otaczających melanosomy komórek naskórka. Pod wpływem jednego z bodźców, tj.: skłonności genetyczne, hormony lub czynniki zewnętrzne, w tym także promienie UV – melanosomy pękają i barwnik uwalnia się do komórki. Melanina zawsze gromadzi się w komórkach między jądrem komórkowym (gdzie znajduje się nasz materiał genetyczny – DNA) a powierzchnią komórki zwróconą do światła. W ten sposób chroni DNA przed uszkodzeniami powodowanymi przez promieniowanie ultrafioletowe. Tak więc, komórki barwnikowe wyrzucają melaninę po to, by stworzyć blokadę dla tych promieni i uniknąć poparzeń skóry.

Jak powstaje opalenizna?

Skóra ciemnieje od słońca dwuetapowo:

  • Najszybciej zauważalne, lekkie ciemnienie skóry jest wynikiem działania promieni UVA. To właśnie pod ich wpływem melanina jest uwalniana do komórek naskórka.
  • Opalenizna pod wpływem działania promieni UVB pojawia się z opóźnieniem – po ok. 3 dniach. Dzieje się tak, ponieważ promienie UVB wpływają na powstawanie nowych komórek produkujących melaninę – melanocytów a to zabiera trochę czasu. Nowe dawki melaniny są następnie przekazywane do komórek naskórka, dając efekt przyciemnienia skóry.

Promienie UVB prawdopodobnie powodują także uwolnienie pewnych czynników hormonalnych, które krążąc w organizmie prowadzą do namnażania się melanocytów, nie tylko w miejscach wystawionych na działanie słońca. To dlatego czerniak – złośliwy rak skóry, może także pojawić się w miejscach chronionych przed słońcem.

Dlaczego opalenizna blednie?

W wyniku procesu odnowy komórkowej, komórki z melaniną stopniowo wędrują na powierzchnię naskórka, wypychane przez powstające grupy „młodszych” komórek. Gdy dotrą one do zewnętrznej warstwy naskórka – rogowej, obumierają. Następnie ulegają one stopniowemu i niewidocznemu dla oka procesowi złuszczania. W wyniku tego procesu cząsteczki melaniny usuwane są wraz z martwymi komórkami naskórka. Dlatego też z czasem opalenizna blednie.

Dlaczego włosy jaśnieją pod wpływem słońca

Melanina zawarta we włosach także je trochę chroni. Ponieważ włosy ciemne zawierają więcej barwnika, są lepiej chronione niż jasne. Najbardziej narażone na promieniowanie UV są włosy siwe i rozjaśnione. Melanocyty występują jednakże tylko w obrębie cebulki włosa. Jeżeli na włos przez dłuższy czas świeci Słońce, a w konsekwencji promienie docierają do melanocytów, to ich ziarnistości z melaniną przesuwają się nieco wyżej w komórce tak, aby osłonić jądro komórki przed negatywnym działaniem ultrafioletu. Natomiast melanina zgromadzona we włosach pod wpływem takiego promieniowania traci kolor, łuski włosa otwierają się a włosy stają się jaśniejsze. Ponieważ włosy są martwe i nie zawierają melanocytów, nie mają własności regeneracyjnych. Odbarwienie barwnika zawartego we włosach jest trwałe. Jest to proces analogiczny do odbarwiania się m.in. farb.

Skutecznie łączymy naukę z zabawą!

Na autorskich zajęciach dodatkowych dla dzieci ze szkół podstawowych oraz przedszkoli, w ciekawy i atrakcyjny sposób rozwijamy tematy realizowane w ramach standardowego programu nauczania.

Strona główna » genetyka

Dlaczego truskawka jest taka niesamowita? Ma wiele nazw zwyczajowych: poziomka ananasowa, poziomka wielkoowocowa, ale tak naprawdę nazywa się Poziomka truskawka (Fragaria ×ananassa Duchesne). Jest mieszańcem dwóch gatunków poziomki z rodziny różowatych (Rosaceae Juss.). Mieszaniec ten został uzyskany w Europie przez skrzyżowanie pochodzącej z Ameryki Północnej poziomki wirginijskiej (F. virginiana Mill.) z chilijską (F. chiloensis (L.) Mill.), które zaszło przypadkiem na początku XVIII wieku. Jako pierwszy opisał ją Antoine Nicolas Duchesne.

Biologia i genetyka truskawki

Smaczny i pachnący owoc truskawki tak naprawdę owocem nie jest. Owocami właściwymi są liczne, drobne orzeszki
(wieloorzeszkowiec) zawiązujące się na jego powierzchni. Taki typ owocu to owoc zbiorowy nazywany w przypadku truskawki jagodą pozorną. Powstaje on z rozrastającego się po zapyleniu dna kwiatowego.

Truskawka jest niesamowita pod względem genetycznym. Jest oktaploidem o liczbie chromosomów 2 n = 8 x = 56 i przybliżonej wielkości genomu 1C = 708-720 Mb. Oba gatunki (Fragaria virginiana i Fragaria chiloensis), z których powstała w wyniku naturalnej hybrydyzacji w wieku XVIII także były oktaploidami. Szczegółowa analiza genomu doprowadziła do wniosku, że genom pochodzi od trzech dzikich gatunków diploidalnych. Cztery z subgenomów pochodzą od diploidalnego osobnika F. vesca, dwa od diploidalnego osobnika F. iinumae oraz kolejne dwa od nieznanego przodka spokrewnionego z F. iinumae

Truskawka jest niesamowita ze względu na własności odżywcze

Truskawki posiadają więcej witaminy C niż cytryny czy grejpfruity. Zawarta w nich witamina PP reguluje m.in. dotlenienie krwi. W owocach tych znajduje się bogactwo soli organicznych, poprawiających przemianę materii i pektyn, oczyszczających jelita z resztek pokarmu i korzystnie wpływających na florę bakteryjną.

Zawarte w truskawkach wapń i fosfor wzmacniają kości i zęby, poprawiają pracę mięśni, a w połączeniu z magnezem  – odkwaszają organizm. Co więcej, poprzez spalanie tłuszczów owoce te posiadają właściwości odtruwające i oczyszczające. Dzieje się tak za sprawą bromeliny, enzymu odpowiadającego za rozkład białka. Poleca się więc truskawki osobom, które mają kłopoty z trawieniem białek lub które borykają się nadprogramowymi kilogramami.

Ze względu na wysoką zawartość żelaza, truskawki są również ważnym składnikiem kobiecej diety. Chronią przed anemią, wzmacniają organizm, wpływają odświeżająco na cerę i włosy. Są wielkim sprzymierzeńcem w walce z chorobami reumatycznymi i artretycznymi, a także obniżą kwasowość moczu i z tego powodu poleca się je przy schorzeniach wątroby, nerek, kamieniach moczowych i żółciowych oraz przy podagrze.

Truskawki, cebula i czosnek posiadają w swoim składzie wyjątkowo cenny składnik  – fitocydy. Są to związki o właściwościach bakteriobójczych, bardzo istotne np. podczas leczenia stanów zapalnych jamy ustnej. Truskawki zawierają również kwas elagowy, który neutralizuje substancje rakotwórcze. Są na liście tych naturalnych owoców, które najlepiej wspomagają profilaktykę nowotworową.

Truskawki zawierają brom, który w doskonały sposób ułatwia zasypianie. Dlatego tym, którzy cierpią na bezsenność, dobrze zrobi niewielka porcja truskawek przed snem.

Okazuje się, że truskawki wybielają zęby! Można bezpośrednio myć nimi zęby (oczywiście nie zapominając o zwykłej paście) lub robić płukanki. Mówi się, że oprócz właściwości wybielających, truskawki wspaniale czyszczą zęby, a ich częste spożywanie zapobiega osadzaniu się kamienia.

Zdarzają się osoby uczulone na truskawki. Objawami alergii pokarmowej najczęściej są różnego rodzaju pokrzywki, a także bolesne biegunki. Truskawek nie powinny jadać osoby ze stwierdzoną nadwrażliwością na salicylany, ponieważ owoce te zwierają duże ich ilości.

Ciekawostki o truskawkach

Od wieków uważano, że truskawki to najlepszy afrodyzjak. Ze względu na swój czerwony kolor i kształt przypominający serce, stały się symbolem Wenus, greckiej bogini miłości. We Francji istniała tradycja przyrządzania zupy truskawkowej dla nowożeńców. Do dziś niektórzy uważają, że jeśli ktoś przepołowi truskawkę i podzieli się nią ze swym wybrankiem lub wybranką, wkrótce te dwie osoby połączy gorące uczucie!

We Francji truskawki nazywa się „fraise”, a we Włoszech „fragola”. Nazwy te mają prawdopodobnie ścisły związek ze smakiem truskawek i skojarzeniami, jakie wywołują. Przypuszcza się, że w Polsce nazwa „truskawka” pochodzi od wyrazu dźwiękonaśladowczego „trusk”, który słychać podczas obłamywania liści i pędów truskawek.

Największym dostawcą truskawek na świecie są Chiny. Polska jest na drugim miejscu!

Wyjątkowe atrakcje dla dzieci

Organizuje naukowe urodziny dla dzieci oraz zajęcia dodatkowe w szkołach podstawowych i przedszkolach. Uczymy dzieci przez zabawę i rozbudzamy ciekawość świata.

Strona główna » genetyka

Po okresie zimowych chłodów nadchodzi wreszcie wiosna i wszyscy z radością ją witamy. Jednak najbardziej do wiosny tęskniły rośliny. Nadejście wiosny witają one tysiącami kwiatów, ciesząc nasze oczy i obiecując wspaniałe owoce.

Skąd jednak rośliny wiedzą, że trzeba kwitnąć bo wiosna nadeszła?

W toku ewolucji rośliny opracowały mechanizm kontrolujący czas kwitnienia. Działanie roślinnego "zegara biologicznego" jest skorelowane jest z parametrem, którego wartość w danym dniu z roku na rok się powtarza. Jest to mianowicie długość dnia. Dzisiaj słońce wstało o 5:21, a zajdzie o 18:02. Dzień 28 marca będzie więc trwał 13 godzin i 41 minut. I to się powtarza każdego roku od tysięcy lat!

W naszym klimacie najwięcej roślin zakwita na wiosnę, kiedy dzień jest wystarczająco długi, stąd nazywamy je roślinami dnia długiego. Jest to dla nich korzystne, bo kwitnąc np. w kwietniu czy maju, mają przed sobą długi okres od wiosny do początku jesieni, kiedy klimat sprzyja wegetacji.

W klimacie śródziemnomorskim zima jest łagodna, a lato gorące i suche. Stąd też zima jest dla wielu tamtejszych roślin korzystniejsza niż lato i wiele kwiatów kwitnie jesienią przy krótkim dniu, uciekając przed zabójczym upałem lata. Takie rośliny nazywamy roślinami dnia krótkiego.

Badania pozwoliły stwierdzić, że niektóre rośliny mierzą długość dnia z dokładnością do 20 minut. Co więcej, są też rośliny, które potrafią także określić czy dzień się wydłuża czy skraca! Mogą w ten sposób mogą odróżnić na przykład 8 marca od 3 października. W obydwu tych terminach dzień trwa tak samo długo, tylko w marcu się wydłuża, a w październiku – skraca.

W jaki sposób rośliny mierzą długość dnia?

Po wielu latach badań naukowcom udało się w końcu ustalić, skąd rośliny wiedzą, kiedy kwitnąć. Brakującym elementem układanki okazał się gen kodujący fotoreceptorowe białko FKF1, który steruje zegarem biologicznym.

Białko FT (ang. flowering locus T), które zapoczątkowuje proces kwitnienia, produkowane jest w liściach roślin kwitnących. Proteiny wędrują do merystemu, w którym zachodzą podziały komórek i tam aktywują procesy, pod wpływem których rozwijają się kwiaty. Białko FKF1 jest białkiem fotoreceptorowym, czyli aktywowanym przez światło. Jego synteza zachodzi każdego dnia późnym popołudniem. Jeżeli synteza ma miejsce w okresie krótkich dni, białko nie może być aktywowane, gdyż późnym popołudniem nie ma światła dziennego. W przypadku dłuższych dni fotoreceptor wykorzystuje światło i aktywuje mechanizm kwitnienia, w którym udział bierze białko FT.

Molekularny mechanizm kwitnienia naukowcy rozpracowywali na przykładzie rzodkiewnika pospolitego. Te same procesy regulują jednak także kwitnienie podstawowych roślin uprawnych, takich jak ryż, pszenica czy jęczmień. Dalsze badania pokażą czy jest to mechanizm uniwersalny.

Znając wymagania roślin co do długości dnia, który je skłoni do wydania kwiatów - można doprowadzić je do kwitnienia o każdej porze roku. Wystarczy utrzymywać w specjalnej komorze wegetacyjnej światło przez określony czas symulując dzień o odpowiedniej długości. Dzięki takiemu umiejętnemu sterowaniu długością dnia w czasie uprawy możemy cieszyć się gwiazdą betlejemską przed Bożym Narodzeniem i kolorowymi chryzantemami na początku listopada.

Ciekawe warsztaty dla dzieci

Prowadzimy laboratoryjne zajęcia dla dzieci, umożliwiając samodzielne poznawanie i badanie świata oraz obserwacje eksperymentów. Angażujemy do uczenia się i poznawania otaczającej nas przyrody!

1

Strona główna » genetyka

Granice wytrzymałości planety

Wytrzymałość naszej planety jest ograniczona. Granice tej wytrzymałości określa powstały w 2009 roku koncept Planetary Boundaries, na polski tłumaczony jako Ograniczenia Planety. W koncepcie tym zidentyfikowano dziesięć granic środowiskowych w ramach których ludzkość może bezpiecznie egzystować.

Największe zagrożenia dla środowiska w ujęciu koncepcji Ograniczeń Planety / Źródło: Science Vol 347, Issue 6223

Zagrożona bioróżnorodność

Jak widać na zamieszczonej grafice integralność biosfery, a dokładnie bioróżnorodność genetyczna przekroczyła już stan krytyczny. Czym dokładnie jest bioróżnorodność? Różnorodność biologiczna to zróżnicowanie wszystkich żywych organizmów występujących na Ziemi w ekosystemach lądowych, morskich i słodkowodnych oraz w zespołach ekologicznych, których są częścią. Bioróżnorodność ma podstawowe znaczenie dla ewolucji oraz trwałości układów podtrzymujących życie w biosferze.

Dane wskazujące na gwałtowny spadek bioróżnorodności są naprawdę zatrważające. Od 1970 do 2014 roku średni spadek w wielkości populacji kręgowców wyniósł 60%. Wielkość populacji gatunków słodkowodnych spadła o  średnio o 83%. O niemal 80% zmniejszyła się liczebność owadów.

Największa na świecie kolonia pingwinów królewskich w ciągu trzydziestu pięciu lat zmalała o osiemdziesiąt osiem procent. Z mórz i oceanów zniknęło dziewięćdziesiąt siedem procent tuńczyków. Liczba zabawkowych żyrafek Sophie sprzedawanych rocznie we Francji dziewięciokrotnie przewyższa liczbę wszystkich żyraf żyjących jeszcze w Afryce. Naukowcy sądzą, że na każde sześć dzikich stworzeń, które niegdyś pożywiały się, ryły w ziemi i wychowywały młode, dziś przypada jedno. My zajęliśmy ich miejsce. Jeśli przyjrzeć się światu ssaków z perspektywy biomasy, to jej dziewięćdziesiąt sześć procent stanowią ludzie i żywy inwentarz – dzika zwierzyna to tylko cztery procent.

Tymczasem obniżenie populacji lub całkowite wymarcie gatunku ma istotny wpływ na cały ekosystem. To zanik wszystkich jego dotychczasowych interakcji ze środowiskiem – rozprzestrzeniania nasion, drapieżnictwa, zapylania i ogółu funkcji ekologicznych, jakie dany gatunek niegdyś pełnił – co może być katastrofalne w skutkach, nawet jeśli część osobników zdołała przetrwać. Im więcej takich interakcji znika, tym bardziej zaburzony staje się ekosystem.

Szóste wymieranie

Obecny światowy spadek bioróżnorodności potocznie nazywa się szóstym wymieraniem. Po raz szósty w historii świata ogromna liczba gatunków znika w niezwykle szybkim tempie – tyle że tym razem nie z powodu asteroidy czy epoki lodowcowej, a ludzkiej ingerencji. Wymieranie to niemal fizycznie odczuwalna tragedia, jej wymiar jest zrozumiały dla wszystkich: nie ma od niej odwrotu.

Naukowcy zaczęli mówić wręcz o wymieraniu funkcjonalnym (w odróżnieniu od bardziej swojskiego wymierania ilościowego). Zwierzęta i rośliny wymarłe funkcjonalnie nadal istnieją, ale nie występują już na tyle powszechnie, by wpływać na działanie ekosystemu.

Jakie są przyczyny takiego spadku bioróżnorodności? Winić należy przede wszystkim człowieka, który wciąż wydziera przyrodzie wszystko to, czego potrzebuje. A nawet więcej. Przyczyn spadku liczby gatunków i generalnej defaunacji należy także doszukiwać się w zajmujących coraz większe tereny monokulturach rolniczych, fragmentacji ekosystemów i wylesianiu, osuszaniu bagien, introdukcji obcych gatunków, stosowaniu pestycydów czy eutrofizacji wód. A na to wszystko nakładają się skutki zmieniającego się klimatu, które zdecydowanie nie są obojętne dla organizmów żywych.

Nauka przez zabawę

Proponujemy wyjątkowe warsztaty dla dzieci z mobilnym Laboratorium Młodego Badacza! Skutecznie łączymy zabawę z nauką, angażując dzieci do fascynujących eksperymentów.

Strona główna » genetyka

Mitochondria są niesamowitymi tworami. Słowo "mitochondrium"  pochodzi z języka greckiego, mitos oznacza "nić", a chondrion - "grudka". Te małe struktury (wielkości przeważnie od 2 do 8 mikrometrów) o skomplikowanej budowie znajdują się w komórce, ale nie w jej jądrze, tylko w otaczającej je cytoplazmie.

Znaczenie mitochondriów dla organizmu

Ich najważniejszą rolą jest wytwarzanie energii, która potem gromadzona jest w wiązaniach chemicznych związku, w skrócie zwanego ATP. Jego cząsteczki to podstawowe paliwo komórkowe używane w procesach metabolicznych. Szacuje się, że mitochondria produkują około 90% energii wykorzystywanej przez organizm ludzki.

Oprócz tego mitochondria są zaangażowane w wiele innych procesów, takich jak sygnalizacja komórkowa, specjalizacja, wzrost i śmierć komórki, czy też kontrola cyklu komórkowego.

Pochodzenie

Uczeni uważają, że mitochondria były w czasach prehistorycznych, osobnymi bytami, które zostały wchłonięte przez inną komórkę. Zostały w nich na zasadzie endosymbiozy, kiedy to jeden gatunek żyje w ciele drugiego. Endosymbioza dała możliwość przeprowadzania tlenowego oddychania komórkowego, a tym samym pozwoliła na uzyskanie większej ilości energii z tej samej ilości pokarmu niż u innych organizmów. Zdolność ta stanowiła dużą przewagę i przyczyniła się do sukcesu ewolucyjnego organizmów mających mitochondria. Zwiększyło to także liczbę środowisk, w których takie organizmy mogły się rozwijać.

Dowodem potwierdzającym teorię endosymbiozy jest choćby to, że u organizmów eukariotycznych mitochondria jako jedyne struktury komórkowe (oprócz jądra komórkowego i plastydów u roślin) zachowały własny materiał genetyczny. Jest on niewielki, koduje tylko od kilkunastu do kilkudziesięciu białek z kilkuset białek niezbędnych do funkcjonowania mitochondrium. Co więcej, genom mitochondrialny wykazuje podobieństwo do genomu bakterii. Mitochondrialny DNA ma postać małej, kolistej, dwuniciowej cząsteczki. Jedną z bardzo istotnych cech mtDNA jest jego zwarta budowa i brak przerw między genami (tzw. intronów), które występują w DNA jądrowym.

Ludzkie komórki mają różną liczbę mitochondriów, jednak jest ich zazwyczaj kilka tysięcy. Mitochondria dziedziczone są niemal wyłącznie po matce, ponieważ wszystkie lub prawie wszystkie pochodzą z komórki jajowej. Plemniki mają ich bardzo mało (około 100 - jeśli w ogóle). Poza tym, gdy dojdzie już do zapłodnienia komórki jajowej i powstanie zygota, mitochondria pochodzące od ojca ulegają zniszczeniu. Choć mtDNA dziedziczymy po matce, ma je potomstwo obu płci. W genach mitochondrialnych nie dochodzi do rearanżacji przez rekombinację. Może w nich jednak dochodzić do mutacji. Mutacje takie powodują tzw. choroby mitochondrialne, których objawy dotykają głównie tkanki o największym zapotrzebowaniu energetycznym – mięśniową i nerwową.

Zajęcia naukowe dla dzieci w Poznaniu i okolicach

Prowadzimy autorski program warsztatów dla dzieci, podczas których wykonujemy proste, interesujące eksperymenty angażujące najmłodszych do poznawania świata.

Organizujemy także wyjątkowe urodziny dla dzieci, pełne wielobarwnych doświadczeń!