皆さんこんにちは、時空 解です。

今日は朝から、町内会の活動がありました。朝７時から公園の草とりです。

もちろん参加してきましたよ。今はシャワーを浴びで、ホッとしているところです。うーむ…せっかく会社の早出が解消されたと言うのに、また朝の時間が取られてしまいましたが、草取りは以前から決まっていたことですからね。時間が取られたと言うのは、間違っているでしょう。前々から時間が取られることを知っているのなら、前倒しで出来ることをやっておくべきでしょう。

ファインマン物理学の通読は昨日の夜に少し進めました。うーむ、ちょつぴり自分を褒めたい気分です。
でもまぁ、やりたいゲームソフトがある時などは、こんな対処、当たり前にやっているんですけどね。

ともかく３日間掛かって、やっと 3-3 生物学 の節がまとまりました。でもね…
こうしてみるとなんだか内容を半分くらい丸写しにしている気分に成ります。( ^^;

まぁそれだけファインマン物理学の内容が濃いと言うことでしょう。と言うことで下記の整理した内容を記載します。３日間分すべてを載せてあります。
 

第１巻 第３章　物理学と他の学問との関係 3-3 生物学
・エネルギー保存という物理学法則が発見されるのに、生物学がその一翼を担った
・マイヤーが生物がとる熱とだす熱とをひきあいにだしてこの例証とした (エルンスト・マイヤー)
・生物学者の研究の結果によると、神経は非常に細い管であって、その壁は複雑でかつ非常に薄い。細胞がポンプのように働いて、この壁をとおしてイオンを動かし、ちょうど電気の場合のキャパシティーのように、外側には正のイオン、内側には負のイオンが分布するようになっている
・この神経刺激に伴う電気的の変化は、もちろん、電気計器でしらべることができる
・これと反対なのは、脳の中のどこかから、神経に沿って信号が送り出されるという現象である。神経の末端では、筋肉のそばにある終板という構造につながっている。刺激が神経の末端に届くと、アセチルコリンという化学物質の小さいタマ (一度に $ 5 $ ないし $ 10 $ 分子) がそこからうち出され、それが筋肉繊維に働いて、それを収縮させる
・アセチルコリンによってひきおこされた化学反応が、どんなからくりによって筋肉分子の寸法を変化させるのかということは、まだわかっていない。(1963年当時)
・生物について、いちばん一般的にいえる特性は、それが細胞からできているということである
・生物の細胞の中では、こみいった化学反応がいろいろ起こっている。その一例がクレブスのサイクル (呼吸サイクル)
( 整理１日目はここまで )

・分子内の変化という点からみれば、かなり簡単なものである。しかし、この変化を実験室の中で起こさせることは、いささか難しいのである
・一つの物質とそれに非常に似た物質とかあったとすると、その間にはエネルギーの壁 (岡) があってその間をへだてているので、一方から他の方へは変化しないというのが普通である
・化学反応を起こさせるには "岡" を超えるための励起エネルギーが必要で、たいていの場合起こらないのである
・我々が分子を文字どおり手につかまえて、その分子の原子をつぶしたりひっぱつたり、ひいたりして穴をあけ、そこに新しい原子を入れてパチンと止めてやれば、"岡" のまわりをまわっていく別の道がみつかる
・細胞の中には (別の道をみつける) 酵素と言うものがあって、糖の醱酵 (はっこう) ではじめて発見された。以前は醱酵素とよばれていた。クレブスのサイクルの初めの方の反応は、醱酵で発見された
・酵素は、蛋白質 (たんぱくしつ) というまた別の物質からできている
・強調しておきたいのは、酵素それ自身は、物質と物質との反応に直接参与していないということである。酵素は変化しない。一つの原子を一つの場所から他の場所へうつしてやるというだけである
・すべての化学反応で水素を運ぶ役目をする酵素がいくつかあって、それはそれぞれ特別なしくみをもっている。そしてある反応では水素が放出され、また別の反応では、放出された水素をとり入れて使うしかけになっている
・クレブスのサイクルでいちばん大切なのは GDP から GTP に変換するところである。後者は前者よりもはるかに多くのエネルギーをもっている
・多くのエネルギーが、例えば筋肉の収縮というようなエネルギーを要する他のサイクルを進行させることになる
・筋肉の繊維をとって、水に入れ、GTP を加えると筋肉は収縮し、適当な酵素があると GTP は GDP にかわる。だから本質的のところは GDP - GTP 変換にある
・反応がどちらむき (GDP-GTP or GTP-GDP) に進行するかということについては、酵素は我関与せずなのである。もしもそうでなかったら、これは物理学の法則の一つに反することになる

・生物学やその他の学問にとって物理学が非常に大切だという理由は、一つには実験技術についてである
・アイソトープがその一つで、これは原子に名札をつける技術である
・化学的性質というものは、電子の数によってきまり、原子核の質量によってきまるのではない。重さの違うアイソトープ ($ C^{12} $ と $ C^{13} $) 、放射性アイソトープ ($ C^{14} $) などを使うと、反応の道すじをたどることができる

・蛋白質はすべて酵素であるとはいえないが、酵素はすべて蛋白質である
・蛋白質は、生命に特有な物質である

第一に、酵素はみな蛋白質からできている
第二に、その他の生体物質も蛋白質からできているものが多い

・酵素は面白い規則的な構造をもっている。それは、いろいろのアミノ酸のつながり - くさり - なのである
・アミノ酸には違ったものが２０種類もあるが、それらがいっしょになって、$ CO - NH $ などを基本とした連鎖をつくっている
・蛋白質というのは、これらの２０種のアミノ酸をいろいろに組み合わせた鎖なのである
・蛋白質の鎖をつくるために、アミノ酸が固有の役割 (結合するためのもの、空間的にひろがるためのもの、ねじるためのもの) をはたしている
・１９６０年以来、ヘモグロビンがどうしてあのような有様なのかがわかった。しかし何故あのようなはたらきをするのかはわかっていない。(1963年当時)
( 整理２日目はここまで )

・疑問なのは、酵素がどうして自分の役目を知っているのかということである。目の赤い蠅は、目の赤い蠅を生む。
・この答えは蛋白質の働きではなく、細胞の角の中にある DNA の働きによるものである。どのようにして必要な酵素を作るかという情報を蔵している、"青写真" のようなものである

・第一に、この青写真は自分自身を再生することができるものでなければならない

細胞ならば、まずそのまま大きくなって、半分にわかれるが、DNA はそうではない。どんな原子でも、それが大きくなって半分にわれるということはない
DNA 分子は、二つの鎖が互いにまきついているものである。蛋白質の鎖に対応するものではあるが、化学的にいうと全く違うものであって、糖とリン酸塩群との系列からなっている
この DNA の鎖をまん中でたてに切ったとすると、 BAADC… という系列になる。あらゆる生体物質はそれぞれ違った系列をもっている。だから、ことによったら、蛋白質生成の個々の指示は、あるしかたによって DNA の個々の系列に包蔵されているのかも知れない
このような列になっている糖には、ある種のつなぎ手が対になってついていて、それが二つの鎖をつないでいる

つなぎ手は１種類ではない。アデニン、チミン、シトシン、グアニンと言う４種類がある。それぞれを ABCD であらわしておこう
お互いにひきあって位することのできるのは、ある遂に限られているのである。A と B。C と D という具合である。鎖が "うまくあう" ように並んでいるのであって、その間に強い相互作用がある。しかし C は A とはあわない。B は C とはあわない。一方の鎖にある文字が、何であっても、そのおのおののは他方の鎖に固有の相手がなければならないのである

では、再生はどうなるのか？細胞の物質の中に、リン酸、塩、糖、鎖につながっていない A, B, C, D を生産するところがあったとすると細胞分裂の道程で DNA の鎖もたてにわれ、その一半は一つの細胞にゆき、他の半分は他の細胞にいき、それぞれの鎖半分によって新しい相手が作られるのである

・第二に、この青写真は、蛋白質に指図を与えることができるものでなければならない。これはいったいどのようにして蛋白質の中のアミノ酸の配列が A, B, C, D の並ぶ順序によってきめられるのかということである
・これは生物学で今日解けていない中心問題である (1963年当時)

細胞の中にはミクロソームという微小な粒があって、ここで蛋白質がつくられるということがわかっている
DNA やその指示は細胞核の中にあるのだが、ミクロソームは細胞核にはない。ここには何かいわくがありそうだ
DNA から小さな分子片がちぎれてくる。これを RNA といい、DNA の一種の短いコピーである
RNA はミクロソームのところにやってくることがわかっている。ミクロソームで蛋白質が合成されることもわかっている
しかしどのようにして RNA がミクロソームのところにやってきて、どのようにして RNA にのっている信号に従って並ぶのか、そのくわしいことはまだわかっていない。

・我々を駆って、生命を理解するための努力を続けさせるのに、いちばん有力な仮説は何かというならば、それは、すべてのものは原子からできているというのであり、生物が行なうあらゆることは、原子の運動に帰して理解することができるということである

さて、これで生物学の節は一通り整理できました。コンパクトに整理すると

・生物は細胞で構成されている
・クレブスのサイクルでエネルギーを作る
・細胞の中では酵素と言うものが大切な働きをしている
・酵素はアミノ酸の鎖
・蛋白質も２０種類のアミノ酸からできる
・細胞自身が自分を再生するメカニズムと、DNA, RNA の A, B, C, D の配列をどう決めるのか。これは物理学の原子の運動に帰して理解することができる？！

こんなところでしょう。ポイントは生物を理解するにも、細胞内にある蛋白質、酵素、アミノ酸の反応・組み合わせの仕方を、分子、原子の動きを根拠に推測し、それをアイソトープなどの実験で確認すると言う点でしょう。

原子核内の素粒子の解明も、生物の細胞内の解明も、ともに「分割」と、分割された物の「組合せ」によって解明しようとしていますかね？


では今日も１日の習慣を始めてます。小さな一歩・挑戦を試みています。
では今日も休日を始めています。休日の充実こそ、人生の充実です。

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