Células são parecidas com computadores?

Células basicamente têm as mesmas funções que computadores. Eles enviam e recebem entradas e saídas de sinais em conformidade. Se você toma um Frappuccino, seus picos de açúcar no sangue, e suas células pancreáticas obtém a mensagem. Saída: mais insulina.

Mas a computação celular é mais do que apenas uma metáfora conveniente. Nas últimas duas décadas, os biólogos têm trabalhado para cortar o algoritmo das células em um esforço para controlar seus processos. Eles viravam o papel da natureza como engenheiro de software da vida, editando gradualmente o algoritmo de uma célula – seu DNA – ao longo das gerações. Em um artigo publicado Nature Biotechnology , os pesquisadores programaram células humanas para obedecer 109 conjuntos diferentes de instruções lógicas. Com o desenvolvimento posterior, isso poderia levar a células capazes de responder a direções específicas ou pistas ambientais, a fim de combater a doença ou fabricar produtos químicos importantes.

Suas células executam essas instruções usando proteínas chamadas recombinases de DNA, que cortam, reorganizam ou fundem segmentos de DNA. Essas proteínas reconhecem e direcionam posições específicas em uma cadeia de DNA – e os pesquisadores descobriram como desencadear sua atividade. Dependendo se a recombinase é provocada, a célula pode ou não produzir a proteína codificada no segmento de ADN.

Uma célula pode ser programada, por exemplo, com uma porta lógica chamada NOT. Esta é uma das instruções de lógica mais simples: NÃO faça algo sempre que você receber o gatilho. Os autores deste estudo usaram esta função para criar as pilhas que iluminam acima no comando. O biólogo Wilson Wong, da Universidade de Boston, que liderou a pesquisa, refere-se a essas células manipuladas como “circuitos genéticos”.

Células cancerígenas têm impressões digitais biológicas, como um tipo específico de proteína. Juno Therapeutics , uma empresa com sede em Seattle, possui engenhenosas células imunes que podem detectar essas proteínas e células-alvo de câncer especificamente. Se você colocar portas lógicas nessas células imunes, você pode programar as células imunológicas para destruir as células cancerosas de uma forma mais sofisticada e controlada.

As células programáveis têm outras aplicações potenciais. Muitas empresas usam células de levedura geneticamente modificadas para produzir produtos químicos úteis. A Ginkgo Bioworks , uma empresa com sede em Boston, usa essas células de levedura para produzir fragrâncias, que elas vendem a empresas de perfumes. Este fermento come açúcar como a levedura de cerveja, mas em vez de produzir álcool, produzem moléculas aromáticas. A levedura ainda não é perfeita, as células tendem a mutar ao se dividirem, e depois de muitas divisões, param de funcionar bem. Narendra Maheshri, um cientista de Ginkgo, diz que você pode programar o fermento para se autodestruir quando ele parar de funcionar corretamente, antes de estragar um lote de colônia de alto grau.

O grupo de Wong não foi o primeiro a fazer portas de lógica biológica, mas eles são os primeiros a construir tantos com sucesso consistente. Dos 113 circuitos que construíram, 109 trabalharam. “Na minha experiência pessoal construindo circuitos genéticos, você teria sorte se trabalhassem 25% do tempo”, diz Wong. Agora que eles obtiveram esses circuitos genéticos básicos para funcionar, o próximo passo é fazer com que as portas lógicas funcionem em diferentes tipos de células.

Mas não será fácil. As células são incrivelmente complicadas – e o DNA não tem interruptores “on” e “off” diretos como um circuito eletrônico. Nas células de engenharia de Wong, você “desativa” a produção de uma determinada proteína alterando o segmento de DNA que codifica suas instruções. Em outras palavras: É difícil depurar 3 bilhões de anos de evolução.

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Supernova

O que causa uma Supernova?

Uma supernova acontece quando há uma mudança no núcleo, ou centro, de uma estrela. Uma alteração pode ocorrer de duas maneiras diferentes, com ambos resultando em uma supernova.

difference-between-nova-supernova_23ff70f2433c7763O primeiro tipo de supernova acontece em sistemas binários de estrelas. Estrelas binárias são duas estrelas que orbitam o mesmo ponto. Uma das estrelas, uma anã branca de carbono-oxigênio , rouba a matéria de sua estrela companheira. Eventualmente, a anã branca acumula muita matéria. Ter muita matéria faz com que a estrela exploda, resultando em uma supernova.

O segundo tipo de supernova ocorre no final da vida de uma única estrela. À medida que a estrela se esgota de combustível nuclear, parte de sua massa flui para dentro de seu núcleo. Eventualmente, o núcleo é tão pesado que não pode suportar sua própria força gravitacional. O núcleo desmorona, o que resulta na explosão gigante de uma supernova. O sol é uma única estrela, mas não tem massa suficiente para se tornar uma supernova.

Por que os cientistas estudam supernovas?

crab_nebulaUma supernova queima por apenas um curto período de tempo, mas pode dizer aos cientistas muito sobre o universo.

Um tipo de supernova mostrou aos cientistas que vivemos em um universo em expansão, que está crescendo a um ritmo cada vez maior.

Os cientistas também determinaram que as supernovas desempenham um papel fundamental na distribuição de elementos em todo o universo. Quando a estrela explode, atira elementos e detritos para o espaço. Muitos dos elementos que encontramos aqui na Terra são feitos no núcleo das estrelas. Estes elementos viajam para formar novas estrelas e planetas.

Como os cientistas procuram Supernovas?

Cientistas usam diferentes tipos de telescópios para procurar e estudar supernovas. Alguns telescópios são usados para observar a luz visível da explosão. Outros registram dados dos raios-X e raios gama que também são produzidos. Tanto o telescópio espacial Hubble da NASA como o observatório Chandra X-ray capturaram imagens de supernovas.

Em junho de 2012, a NASA lançou o primeiro telescópio em órbita que focaliza a luz na região de alta energia do espectro eletromagnético. A missão NuSTAR tem um número de trabalhos a fazer. Ele vai procurar estrelas colapsadas e buracos negros. Também procurará pelos restos de supernovas. Os cientistas esperam aprender mais sobre como as estrelas explodem e os elementos que são criados por supernovas.

Supernovas

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Algumas supernovas

Adaptação e plasticidade fenotípica

O termo “seleção natural” foi aceito unanimemente pela comunidade científica já a muito tempo. Podemos então dizer, que os organismos evoluem conforme as variações do seu meio (temperatura, salinidade, PH, etc), e assim se adequando conforme essas variações, e os que não tiveram a capacidade de se adaptar se extinguem. Mas a questão é: como que os organismos se adaptam ao ambiente em que estão situados?

Para esta pergunta teremos duas respostas: adaptação genética e plasticidade fenotípica.


Adaptação genética

A adaptação genética é um conjunto de alterações herdadas nas características que favorecem a sobrevivência de uma espécie em um determinado ambiente. Os organismos se adaptam por conta da sua mutação genética.

Quando dizemos mutação genética, significa que todos os organismos, serão diferentes geneticamente, inclusive os de mesma espécie.

Por exemplo: um vírus ataca uma população de uma espécie de peixes. Muitos dos peixes daquela espécie poderão morrer por conta do vírus, mas alguns deles conseguirão criar imunidade sobre o vírus. Portanto, estes foram selecionados pela natureza como os peixes mais resistentes da espécie, e irão passar essa resistência para as próximas gerações do peixe, e sendo assim, podendo perpetuar sua espécie.

Podemos notar grandes diferenças dentro da mesma espécie. Vamos adotar características

Operários – Tarsila do Amaral

humanas, padrões dos povos indígenas, africanos e europeus.

Percebemos que logo de cara conseguimos imaginar cada um deles com grandes diferenças: Indígenas com pouca pelagem no corpo por conta do grande contato com a água, os africanos com tons de peles mais escuros por conta do grande contato com o sol, e os europeus com pelagem densa por conta do frio. Ou seja, as variações do local diferenciaram os seres humanos de regiões diferentes para se adequar ao seu meio vivente.


Plasticidade fenotípica

Plasticidade fenotípica é a capacidade de expressar características morfológicas, fisiológicas e/ou comportamentais, em resposta as condições ambientais, em um único fenótipo. É muito fácil associarem a plasticidade fenotípica a evolução, já que ela é dependente das condições ambientais. Já na visão tradicional, por um ambiente não ser um efeito genético ele não tem uma influência direta na mudança evolutiva. Porém, possui uma grande diferença de características, mesmo que limitada pelo o que o genótipo pode expressar.

Ou seja, um único genótipo é capaz de mudar características físicas,  químicas, fisiológicas e/ou morfológicas em resposta das variações ambientais,

 A evolução da plasticidade fenotípica adaptativa levou ao sucesso de organismos em novos habitats e potencialmente contribui para a diferenciação genética e especiação. Tomadas em conjunto, as respostas fenotípicas nas interações ambientais representam modificações que podem levar a mudanças recíprocas no tempo ecológico, padrões comunitários alterados e potencial evolutivo expandido das espécies.

Um tipo clássico de plasticidade fenotípica é o polifenismo, que consiste em  fenótipos descontínuos influenciados pelo ambiente. O da raposa do ártico, é um grande exemplo de polifenismo, onde sua plasticidade adaptativa consiste na mudança da pelagem dependendo das estações do ano. No verão, sua peagem fica acinzentada ou acastanhada, fazendo com que se camufle entre as rochas. E no inverno, sua pelagem muda para um branco muito claro, permitindo se camuflar na neve.


Coevolução entre espécies

A interação entre espécies  e plasticidade fenotípica, cada vez mais tem gerado interesse entre ecologistas. O estudo de fenótipos responsivos de um organismo para outro organismo, é definido como uma investigação de coevolução. Biologistas também possui uma curiosidade crescente neste assunto, porém nesse caso, não se trata da interação entre espécies, e sim, em um estudo de uma espécie levando em conta a variável da outra espécie.

No entanto, na natureza é bastante provável que os indivíduos interagentes estejam continuamente respondendo aos seus parceiros de interação de forma recíproca ao longo do tempo ecológico. Uma interação recíproca implica em uma resposta de “vai-e-vem em termos de mudança fenotípica entre os indivíduos.Um exemplo de coevolução é a interação predador-presa, onde o predador procura criar ferramentas para se especializar em caçar a presa, e a presa procura se especializar em não ser caçada. E por causa disso, cada vez que um deles cria uma nova maneira de se beneficiar, o outro também precisará criar novas maneiras de se favorecer.

Quando um herbívoro começa a se alimentar muito de uma determinada espécie de planta, e o herbívoro se procria mais e mais, e começa a se alimentar mais ainda da planta, até chegar num estado crítico, haverá apenas duas saídas para a planta, ou se extingue totalmente, ou por mutualismo, se especializa e perpetua sua espécie. Digamos que a planta se especializou em veneno. O herbívoro precisará de alguma outra forma de se alimentar, se adaptar de alguma forma, que supere os veneno de sua presa. Então o predador, ao longo do tempo, e muita seleção, se especializou em suportar o veneno em seu organismo. E assim por diante, onde cada um dos dois vão criando novas maneiras para se perpetuar. Muitas interações antagônicas ou mutualistas, incluindo aquelas que não são comportamentais, podem envolver fenótipos recíprocos.


Referências:

http://www.uel.br/pessoal/ambridi/Bioclimatologia_arquivos/AdaptacaoeAclimatacaoAnimal.pdf

https://ai2-s2-dfs.s3.amazonaws.com/50b1/e0b4ad8fa94b8231b3d83ccac2d6929d23d4.pdf

Como ocorrem as reações químicas

Você já deve saber que muitas moléculas naturais podem ser produzidas artificialmente em escala industrial. Vários compostos orgânicos são produzidos através de uma série de mecanismos de reação de química orgânica, e algumas dessas rotas reacionais já renderam prêmios nobel, mas a pergunta é: como esses mecanismos são realizados para formarem as moléculas desejadas?

Um grande exemplo de molécula que rendeu um prêmio nobel é a penicilina (aquele remédio antibiótico). O poder bactericida da penicilina foi observado pela primeira vez em 1928 por um médico pesquisador chamado Alexander Fleming, que observou que uma substância gerada pelo fungo Penicillum notatum era capaz de matar certas batérias. Não se sabia como sintetizar a molécula para produzir o remédio a nível industrial, até começarem a avançar as pesquisas acerca dessa substância devido à necessidade na segunda guerra mundial. O Dr. Norman Heatley foi capaz de criar uma rota reacional com várias etapas para formar e penicilina sintética e, por causa disso, ganhou o nobel da medicina (17 anos após a descoberta da molécula). Agora você já pôde perceber como não é tão fácil obter certas substâncias.Que-es-y-para-que-sirve-la-quimica-organica-2

No ensino médio, aprendemos sobre várias reações diferentes, mas não é de costume aprender sobre as reações em química orgânica (a maioria das escolas focam mais nas nomenclaturas das moléculas). Mas é uma coisa simples de entender: cada molécula possui vários átomos com vários elétrons. O núcleo dos átomos possuem uma certa positividade; são chamados de eletropositivos, enquanto os elétrons são eletronegativos. Uma molécula pode ter uma região mais rica em elétrons (parte mais negativa) ou pobre em elétrons (parte mais positiva) e uma parte mais positiva sempre se atrai por uma parte mais negativa. Quando essa atração é mais forte que a estabilidade, há uma reação. Basicamente, as reações químicas se baseiam em atração de + e -, o que muda a configuração molecular numa transformação química. Parece simples pensando dessa forma, mas uma molécula pode ter várias regiões positivas e/ou várias negativas, o que dificulta um pouco o trabalho dos químicos.

Hoje em dia a química avançou bastante e a sociedade é muito dependente desse ramo científico, tendo diversas aplicações importantes, como na medicina ou em indústrias.

  • MARKEL, Howard. The Real Story behind Penicillins. PBS NEWSHOUR. 2013
  • Imagem de: canaldoensino.com.br

Constituição dos materiais explosivos – Constitution of explosive materials

5set2013-fogos-de-artificio-estouram-durante-apresentacao-musical-para-os-chefes-de-estado-do-g20-em-sao-petesburgo-na-russia-na-noite-de-quinta-feira-5-1378468564487_956x500Explosivos podem ser usados em apresentações tão magníficas como em fogos de artifícios, mas, ao mesmo tempo, podem ter destinos tão horríveis, como no uso bélico. E por trás disso existiu todo um desenvolvimento no conhecimento científico e tecnológico para tais fins de uso dos mesmos.

Agora você já parou pra se perguntar sobre o que causa uma explosão?

Uma explosão é, na verdade, uma reação química exotérmica e extremamente rápida, ou seja, ela libera muita energia (calor) de uma vez. Toda reação química exige uma certa energia de ativação para que ela ocorra e, no caso dos explosivos, essa energia pode ser obtida a partir da queima, choque mecânico ou atrito. E têm uma velocidade de reação muito alta devido à instabilidade da conformação molecular (possui muita energia); e

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Imagem de Brasil Escola

o material se transforma muito rapidamente em gases e calor. Normalmente explosivos são moléculas orgânicas que apresentam o grupo funcional nitro (grupo que possui um átomo de nitrogênio com carga formal positiva e dois oxigênios com carga negativa), como no caso do TNT (trinitrotolueno), da pólvora e da nitroglicerina. Esses três exemplos possuem três grupos nitro cada, o que faz com que sejam muito destruidores!

Outro tipo de explosão é a partir da fissão nuclear (divisão de um átomo), que origina as bombas atômicas.

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Imagem de InfoEscola

Uma bomba nuclear é constituída, em sua maior parte, por urânio-235. Esse átomo é capaz de se dividir em dois, formando o criptônio e o bário, além de liberar dois nêutrons e energia; muita energia!; energia pra caramba! E quando esses nêutrons colidem com outros átomos de urânio-235, essa colisão gera mais fissão nuclear, mais liberação de nêutrons e mais energia, gerando um processo em cadeia que causa grandes desastres. A energia liberada pela fissão de um gramas de urânio é equivalente à queima de 100 toneladas de carvão; e essa queima toda é extremamente quente. A ativação de uma bomba nuclear requer apenas um nêutron para sua aplicação.

Mas o que significa urânio-235?

235 é a massa atômica; é a soma da quantidade de prótons e a quantidade de nêutrons do átomo. Seiscentos sextilhões de átomos de urânio-235 (um mol) pesam, aproximadamente, 235 gramas.

O átomo de urânio, além de ter um fim horrível, também pode ter um destino bonito, como na geração de energia elétrica sem que o ambiente seja poluído no processo.

Como todos já devem sabem, a ciência nunca foi e nunca será neutra. Sempre causa impactos na sociedade, podendo ser negativos ou positivos. e por favor, não tente reproduzir em casa nada do que foi falado aqui.

Wild Walk

Em 4 de Julho, uma nova experiência ao ar livre estará disponível ao público quando Wild Walk abre.

O sistema de trilha experimental construído a partir de pontes é situado a cerca de 40 pés (12 metros) acima do solo e está ancorada na copa das árvores da floresta Adirondack em Upstate New York. Tem como objetivo oferecer aos visitantes uma perspectiva completamente nova da natureza – do ponto de vista dos animais.

O conceito é projetado em torno da ideia de que, enquanto você anda a pista, existem inúmeras oportunidades para contemplar e encontrar um mundo novo.

A experiência selvagem Caminhada inclui uma casa-galho de quatro andares e pontes balançando, uma teia de aranha onde as pessoas podem sair e chances para sentar e observar a floresta abaixo. Há também um ninho de águia em tamanho real no ponto mais alto onde os hóspedes podem pousar.