Belka е модулен микроавтомобил. Производство и използване в уроците по биология на динамичен модел на процеса на синтез на протеин Направи си сам модел на протеинова структура

05.11.2019

И теоретичната химия и се използва в биотехнологиите (при създаване на нови) и в медицината (във фармацевтиката). Ефективността на разработването на методи за прогнозиране се оценява в рамките на световен експеримент, междинните резултати от който се обобщават на всеки две години, започвайки от 1994 г.

През 60-те години на миналия век американският биохимик Кристиан Анфинсен предлага термодинамична хипотеза, според която атомите на протеиновите молекули при естествени условия са термодинамично стабилни, което съответства на минималната свободна енергия на системата. С други думи, протеинът приема определена пространствена форма в резултат на ограниченията, продиктувани от състава и физикохимичните свойства, които го формират.

На свой ред, протеинови молекули с подобна пространствена структура обикновено играят подобна биологична роля в процесите на клетъчно ниво. По този начин структурата на протеина може да се разглежда като междинна връзка между химичния състав (първичната структура) и функцията на протеина.

Повечето протеинови аминокиселинни последователности днес се получават чрез генна транслация от нуклеотидни последователности, които се определят от широкомащабни изследователски проекти, като например проекта за човешкия геном.

В същото време методите за експериментално определяне на протеиновата структура са технологично сложни, скъпи и значително (с повече от два порядъка) изостават от методите за определяне на химичния състав в производителността. Към март 2010 г. почти 10 000 000 протеинови последователности са депозирани в публични бази данни и този брой продължава да нараства с бързи темпове, въпреки факта, че благодарение на усилията на големите световни центрове за структурна генетика са попълнени само 60 000 структури. в централизираната база данни за протеинови структури. Предполага се, че празнината между броя на последователностите и структурите на протеините може да бъде запълнена само чрез метода теоретиченпрогнози за протеиновата структура.

Решаването на този проблем означава отваряне на широки възможности за въвеждане и подобряване на различни биотехнологии (днес компютърното прогнозиране на протеиновата структура се използва в биологията и медицината, по-специално при разработването на лекарства).

Познаването на протеиновата структура може да предложи потенциални партньори за протеиново взаимодействие и по този начин да насърчи изследователите да разработят или подобрят нови, да обяснят мутациите и косвено да помогнат при определянето на мястото на мутациите за промяна на определени фенотипове.

Методи за прогнозиране на структурата на протеина

Предсказването на структурата на протеина е предизвикателство поради много причини:

Първо, броят на възможните пространствени конфигурации на протеини е доста голям,
Второ, физическите основи на формирането на протеиновата структура и тяхната стабилност все още не са напълно разбрани.

За да бъде успешен в изграждането на модел за прогнозиране на структурата на протеина, първоначално трябва да се разработи стратегия за ефективно възстановяване на пространството от възможни структури и избор на най-вероятните кандидати за естествената структура.

Днес има два основни, концептуално различни метода за стесняване на пространството за търсене на структурни конформации на протеини:

Първият тип методи за прогнозиране използват предположението, че желаната протеинова структура може да бъде подобна на една или повече известни протеинови структури или поне да бъде съставена от елементарните градивни елементи на такива протеини.

Методи за прогнозиране от втори тип не използвайинформация за известни структури, базирана главно на опростени енергийни потенциали, използвайки приблизителни стратегии за търсене на минимум от енергийния пейзаж за моделиране.

Прогнози за протеинова структура от проба (шаблон)

Ако сред известните протеинови структури е възможно да се намерят такива, за които може да се приеме, че могат да бъдат до известна степен подобни на обекта на моделиране (предсказание), тогава те могат да се използват като шаблон (проба) за изграждане на модел. Този метод на моделиране на хомоложност се нарича "предсказване на протеинова структура от проба (от шаблон") (базирано на шаблон моделиране).

Шаблоните за предсказване могат да бъдат намерени чрез директно сравнение на аминокиселинни последователности (методи за сравнително моделиране) или по-сложни методи за разпознаване на структурно подобни протеини с малко или почти неоткриваемо сходство на последователности (методи за разпознаване на гънки / нишки).

Последната група методи се основава на принципа, че структурата е еволюционно запазена, за разлика от последователността, и понякога е възможно да се намерят свързани протеини с различни последователности и след това да се опита да се "проследи" последователността на целевия протеин чрез шаблонна структура . Теоретично, такива протеини могат да бъдат идентифицирани чрез конструиране и сравняване на профили на последователности на желания протеин и известни структури.

Предсказването на структурата на протеин от проба (шаблон) има огромен практически потенциал, тъй като ако структурата е известна поне един семеен протеин, така че можете да опитате да създадете модели за почти всеки протеин в това семейство. Тъй като структурната база данни се запълва, това моделиране става възможно за все повече и повече протеини.

Методи без шаблони за предсказване на протеиновата структура

Ако един от горните методи не успее да намери шаблон за предсказване на структурата на протеина, в тази ситуация се използват методи без шаблон / de novo. Методите за прогнозиране без шаблони включват методи на фрагменти и чисто физически методи.

Предсказване без шаблони на структурата на протеини чрез молекулярна динамика с енергийна функция (по-специално молекулярна динамика и метода Монте Карло, използвайки предимствата на разпределеното и паралелно изчисление), което отчита детайлите на взаимодействието на атомно ниво , днес е практически нереализуем поради високите изисквания към изчислителните ресурси. Поради тази причина повечето ab initio методи използват опростената атомна структура на протеините.

Сгъването на малки алфа-спирални протеинови домени, например протеин, е успешно предсказано в силико. Чрез използването на хибридни методи за прогнозиране, които съчетават стандартната молекулярна динамика с квантовата механика, са изследвани електронните състояния на зрителния пигмент родопсин.

Методите за предсказване на протеиновата структура без шаблони са по-малко надеждни от шаблонните, но позволяват да се конструират модели, които имат общформа (на английски - Fold), близка до нативната структура на желания протеин.

Бележки

Бележки и обяснения към статията "Прогноза на структурата на протеина (моделиране)".

Протеин, протеин, протеин - високомолекулно органично вещество, състоящо се от алфа-аминокиселини, обединени от пептидни връзки (образувани, когато аминогрупата на една аминокиселина и карбоксилната група на друга аминокиселина реагират с освобождаването на водна молекула). Има два класа протеини: прост протеин, който се разлага изключително на аминокиселини по време на хидролиза, и сложен протеин (холопротеин, протеид), съдържащ простетична група (подклас от кофактори), по време на хидролизата на сложен протеин, в допълнение към аминокиселините се освобождава непротеиновата част или нейните разпадни продукти. Ензимните протеини ускоряват (катализират) хода на биохимичните реакции, оказвайки значително влияние върху метаболитните процеси. Индивидуалните протеини изпълняват механични или структурни функции, образувайки цитоскелет, който запазва формата на клетките. Освен всичко друго, протеините играят ключова роля в клетъчните сигнални системи, в имунния отговор и в клетъчния цикъл. Протеините са в основата на изграждането на мускулна тъкан, клетки, тъкани и органи при човека.
Молекулярно моделиране, М. М., Молекулярно моделиране е сборно наименование на методи за изследване на свойствата и структурата на молекулите с помощта на компютърни технологии и последваща визуализация на резултатите, което в резултат осигурява тяхното триизмерно представяне при условията, посочени в изчислението.
в силико - термин, обозначаващ компютърна симулация (моделиране) на експеримент, обикновено биологичен. Корените на термина в силиководят до условия инвитро(ин витро) и in vivo(в жив организъм). в силициобуквално означава "в силиций", като по този начин символизира силиция като полупроводников материал, който играе важна роля в създаването на силициеви микросхеми, използвани в производството на компютърно оборудване.
Дизайн на катерица, протеиновият дизайн е рационалното конструиране на нови протеинови молекули, нагънати в целевата структура на протеина, за да се проектират неговите нови функции и/или поведение. Благодарение на дизайна, протеините могат да бъдат разработени както наново (нов протеин), така и чрез промяна на съществуващите въз основа на известната структура на протеина и неговата последователност (реконструкция).
Третична структура, триизмерна структура - пространствената структура (включително конформацията) на цялата протеинова молекула, друга макромолекула, състояща се от една верига.
Биоинформатика- набор от подходи и методи, използвани по-специално в биофизиката, биохимията, екологията, включително математически методи за компютърен анализ в сравнителната геномика, разработване на програми и алгоритми за прогнозиране на пространствената структура на биополимери, изследователски стратегии, подходящи изчислителни методологии, като както и обща управленска информационна сложност на биологичните системи. Биоинформатиката използва методите на приложната математика, информатиката и статистиката.
Ензими, ензими, ензими - като правило, протеинови молекули или рибозими (РНК молекули) или техни комплекси, които катализират (ускоряват) химичните реакции в живите системи. Ензимите, както всички протеини, се синтезират като линейна верига от аминокиселини, които се нагъват по определен начин. Всяка последователност от аминокиселини се сгъва по специален начин, в резултат на което получената протеинова глобула (молекула) има уникални свойства. Ензимите присъстват във всички живи клетки и допринасят за превръщането на едни вещества в други. Ензимната активност може да се регулира от инхибитори и активатори (инхибиторите намаляват, активаторите се увеличават). Според вида на катализираните реакции ензимите се делят на шест класа: оксидоредуктази, трансферази, хидролази, лиази, изомерази и лигази. За осъществяването на катализа отделните ензими изискват компоненти от непротеинова природа - кофактори. Кофакторите могат да бъдат както неорганични (клъстери желязо-сяра, метални йони, включително), така и органични (включително хем, флавин) молекули. Органичните кофактори, които са силно свързани с ензима, се наричат простетични групи. Органичните кофактори, които могат да бъдат отделени от ензима, се наричат коензими.
Критична оценка на предсказването на протеиновите структури, Critical Assessment of protein Structure Prediction, CASP е широкомащабен експеримент за предсказване на протеинови структури, който се счита за световно състезание в науката за структурно моделиране. Основната цел на CASP е да координира усилията за подобряване на методите за определяне на триизмерната структура на протеините от техните аминокиселинни последователности. Като част от CASP има обективно тестване на методи за прогнозиране на протеинови структури, последвано от независима оценка на структурното моделиране. Повече от 100 изследователски групи участват постоянно в експеримента.
Кристиан Бьомер Анфинсен, Кристиан Бомер Анфинсен (1916 - 1995) - американски биохимик, Нобелова награда за химия 1972 (заедно със Станфорд Мур и Уилям Щайн), „за работата му по установяване на връзката между аминокиселинната последователност на рибонуклеаза А и нейната биологично активна конформация“.
Потвърждение- пространственото разположение на атомите в молекула с определена конфигурация, дължащо се на въртене около една или повече единични сигма връзки.
Аминокиселината е органично съединение, което е строителен материал за протеинови структури, мускулни влакна. Тялото използва аминокиселини за собствен растеж, укрепване и възстановяване, за производството на различни хормони, ензими и антитела.
Дезоксирибонуклеинова киселина, ДНК, дезоксирибонуклеинова киселина, ДНК е една от трите основни макромолекули (други две РНК и протеини), която осигурява съхранение, предаване от поколение на поколение и изпълнение на генетичната програма за развитието и функционирането на живите организми. ДНК съхранява информация за структурата на различни видове РНК и протеини. От химическа гледна точка ДНК е дълга полимерна молекула, състояща се от повтарящи се блокове - нуклеотиди. Всеки нуклеотид е изграден от азотна основа (цитозин, тимин, гуанин и аденин), захар (дезоксирибоза) и фосфатна група. Връзките между нуклеотидите във веригата се образуват от дезоксирибоза и фосфатна група. В по-голямата част от случаите (с изключение на отделни вируси, съдържащи едноверижна ДНК), макромолекулата на ДНК се състои от две вериги, ориентирани от азотни бази една спрямо друга. Веригите са преплетени една с друга под формата на спирала, откъдето идва и името на структурата на ДНК молекулата - „двойна спирала“.
, The Human Genome Project, The Human Genome Project, HGP е международен изследователски проект, чиято основна цел беше да се определи последователността от нуклеотиди, които изграждат ДНК, и да се идентифицират 20-25 хиляди гена в човешкия геном. Проектът започва през 1990 г. под егидата на Националния здравен институт на САЩ, през 2000 г. е публикуван работен проект на структурата на генома, пълният геном през 2003 г. По-голямата част от секвенирането е извършено в университети и изследователски центрове в САЩ, Обединеното кралство и Канада.
Банка данни за протеини, PDB е база данни от 3-D структури на протеини и нуклеинови киселини, получени чрез рентгенова кристалография или NMR спектроскопия. PDB е един от най-важните ресурси за учените, работещи в областта на структурната биология.
Антитела, имуноглобулини, IG, антитяло, Ab, имуноглобулини, Ig, е клас сложни гликопротеинови протеини, присъстващи като разтворими молекули в тъканна течност и кръвен серум, под формата на мембранно свързани рецептори на повърхността на В-лимфоцитите. Антителата са силно селективни при свързване със специфични типове молекули (които следователно се наричат антигени). При хората има пет класа антитела (имуноглобулини), които се различават по структурата и аминокиселинния състав на тежките вериги и по изпълняваните ефекторни функции - IgG, IgA, IgM, IgD и IgE. Антителата са най-важният фактор за специфичния имунитет; те се използват от имунната система за идентифициране и неутрализиране на чужди обекти, включително вируси и бактерии.
Фенотип(от гръцки `6, ^ 5, ^ 3, _7, ` 9, - "откривам, проявявам" и ` 4, a3, ` 0, _9, ` 2, - "пример, образец, образец") - a набор от характеристики, присъщи на индивида на определен етап от развитието (в резултат на онтогенезата). Фенотипът се формира на базата на генотипа, медииран от редица фактори на средата.
Вилине тъканно-специфичен протеин от 92,5 kDa, който свързва актиновите нишки на границите на четката. Villin съдържа повтарящи се гелзолиноподобни домени, увенчани с малка (8.5 kDa) "глава" в С-края, състояща се от бързо и независимо образуващи се триверижни последователности, стабилизирани чрез хидрофобни взаимодействия. Функциите на вилина не са напълно изяснени, но се предполага, че той участва в нуклеацията, образуването, свързването в снопове и разрязването на актинови нишки.

При писане на статия за структурата на протеин, както и методи за прогнозиране (симулиране) на структурата на протеин, материали от информационни и справочни интернет портали, новинарски сайтове NCBI.NLM.NIH.gov, ProteinStructures.com, Stanford. Като източници са използвани edu, ScienceDaily.com, Genome.gov, FASTA.Bioch.Virginia.edu, FEN.NSU.ru, SGU.ru, VIGG.ru, Wikipedia, както и следните публикации:

Гинтер Е. К. „Медицинска генетика. Учебна литература за студенти от медицински университети. Издателство "Медицина", 2003 г., Москва,
Скални А. В., Рудаков И. А. "Биоелементи в медицината" Издателство "Оникс", 2004 г., Москва,
Мулберг А. А. "Сгъване на катерица" Издателство "Издателство на Санкт Петербургския държавен университет", 2004 г., Санкт Петербург,
Стефанов В. Е., Мавропуло-Столяренко Г. Р. „Анализ на протеиновата структура чрез биоинформатични методи“. Издателство "Златно сечение", 2007 г., Санкт Петербург,
Коничев А. С., Севастянова Г. А. „Молекулярна биология. Висше професионално образование”. Издателство "Академия", 2008 г., Москва,
Новоселецки В. (редактор) „Структура и функция на протеините. Приложение на биоинформационни методи. Водени от Даниел Джон Ригдън. Издателство "УРСС", 2014 г., Москва. (1 гласове, средно: 5,00 от 5)

Как да бъдеш кръг по дизайн на автомобили? Какви автомобили трябва да бъдат построени в него? Как да организираме часовете? Тези и много други въпроси бяха повдигнати в последните публикации на М. Л. Ларкин и И. Ф. Ришков „Проект - модел - кола“ и „Автодизайнер за автомобилен дизайнер!“ ("М-К" № 1, 1979 г.). Най-вече нашите читатели се интересуваха от техническата страна на въпроса - устройството на модулен микроавтомобил. Днес предлагаме най-новата разработка на лабораторията за автодизайн на KYUT на Сибирския клон на Академията на науките на СССР - микроавтомобилът Belka.

Този малък, елегантен пешеходен и спортен "джип" може коренно да промени цялата визия само за половин час. Струва си да пренаредите два или три структурни елемента - и имате бъги пред вас. И ако има желание да спрете "катерицата" в туристическа кола, тогава е достатъчно да инсталирате подвижна тента-обтекател върху нея. Без особени затруднения се превръща в лек камион. Ако е необходимо, колата може лесно да се разглоби и сгъне в собствена каросерия, като в кутия.

Въпреки сравнително малкия размер ("Катерица" се поставя свободно дори на бюрото!), Това не е играчка, а истинска кола. Скоростта му е около 40 км/ч, а горивото в резервоара е достатъчно за 100 км.

Как се роди идеята за модулен автомобил? На първо място, не бяхме доволни от времето на проектиране и конструиране на "традиционни" автомобили - нашите момчета имаха време да пораснат, да завършат училище и да напуснат клуба, без изобщо да сядат зад волана.

Схемите, използващи рамка и нетехнологични профилирани панели в условията на кръг, също не бяха подходящи за нас. Такива дизайни, в допълнение към факта, че тяхното изпълнение изисква твърде много време и усилия, също са абсолютно непроменени - много е трудно да се направи друга машина на базата на старата. Изграждането на нова кола без използване на елементи от старата е скъпо.

1 - напречна пружина, 2 - напречна връзка, 3 - махало на предното окачване, 4 - монтажно ухо на предното окачване, 5 - гръбначна рамка, 6 - лост за стартиране на двигателя, 7 - напречна греда на рамката, 8 - монтажни очи на махалото на задното окачване, 9 - махало на задно окачване, 10 - задно колело, 11 - надлъжна пружина, 12 - двигател VP-150.

И последното нещо, което подтикна да се заемем с разработването на трансформируем микроавтомобил, беше проблемът със съхранението. Броят на нашите разработки бавно, но стабилно нараства; държахме няколко коли в лабораторията, останалите в гаража. Интересът към тях изчезна, защото момчетата искаха да опитат ръката си в изграждането на собствена кола и постепенно работата на няколко поколения членове на кръга се превърна в скрап.

Всичко това ни накара да се обърнем към фундаментално нова идея - да проектираме многофункционален блок (модулен) автомобил.

Имаше обаче възражения: някои смятаха, че дизайнът на такава машина ще постави младия дизайнер в твърда рамка, която възпрепятства полета на творческото въображение. Но повечето от момчетата бяха склонни да мислят, че това няма да се случи. Напротив, ограниченията на дизайна ще позволят на младия автомобилен конструктор да покаже максимална изобретателност, когато разработва своя собствена версия, базирана на стандартен набор от елементи.

Сега нека психически отворим тялото на кутията и да разгледаме какво представлява основата на автоконструктора.

Каросерията на камиона Belka е кутия, сглобена от шест милиметров шперплат и оградена с дуралуминиев ъгъл. По-горе са детайлите на седалката на водача - облегалката и седалката. Те са прости - основата (шперплат с дебелина 6 мм) с налепен върху нея дунапрен е покрита с червена изкуствена кожа. Габаритни размери на седалката 570Х300 мм.

Под детайлите на седалката лежи стоманен лист 720X510 mm с дебелина 2 mm, залепен от едната страна с гофрирана гума - това е дъното на колата. Дванадесет отвора Ø 4 mm по ръба на листа са предназначени за закрепване на пода към тялото.

След като премахнете дъното, под него ще намерите шест странични панела, които са в основата на каросерията на автомобила, тъй като почти всички други елементи на каросерията са прикрепени към тях.

В центъра на кутията, между страничните панели, има място за четири колела 3.50-5 модел V-25 A. Те съдържат осем джанти и две главини с лагери и оси, пълни с шарнирни щифтове и надлъжни пръти.

Още по-ниски са два люлеещи се стола на предния мост, заварени от газови тръби с външен Ø 20 mm. Има и подрама, която едновременно служи като основа на задния мост и неговото окачване. Заварен е от газови тръби Ø 30 мм.

В същата каросерия е положена гръбначната рамка на автомобил с квадратно сечение 40X40 mm със заварени към него уши за закрепване на люлеещите се столове на предния и задния мост. Под рамката има две пружини (предна - напречна и задна - надлъжна) и четири стълба с наслагвания за закрепване на окачването към рамката. Ресорни ленти могат да се вземат от автомобил Москвич всяка марка.

Дизайнерският комплект включва също волан, кормилна колона със скоби и каишки и напречни пръти с панти. В отделен пакет - карбуратор педали за газ, съединител и спирачка. В най-долната част на каросерията са положени панел на капака, предно стъкло, опора за облегалката на задната седалка (това е и капак на резервоара за газ), предни и задни калници, арматурно табло и два стоманени ъглови профили 20X20 mm с дължина 720 mm . Специално отделение съдържа фарове и странични светлини, габаритни светлини, кабели, скоростомер, превключватели, комплект електрически инсталационни елементи и пакет крепежни елементи - болтове, винтове, шайби и гайки. Не са забравени и гаечните ключове и отвертките.

Двигателят VP-150 е опакован заедно с резервоар за газ, маркуч за горивопровод и кикстартер в отделна кутия.

Наличен комплект авточасти. Сега нека се опитаме да съберем един от вариантите на автоконструктора, по-специално микроавтомобила Belka - "джип".

Най-добре е да започнете сглобяването с шасито. За да направите това, поставете гръбначната рамка върху монтажната платформа и свържете шарнирно подрамата и кобилиците на предния мост към нея с два болта M10. Вмъкваме краищата на предната напречна пружина в опорните скоби на люлеещите се столове на предната ос и фиксираме центъра й с две стълби на рамката.

Валът на двигателя е вкаран в лявата втулка на подрамката и е закрепен към рамката с два ограничителни болта. В дясната втулка на подрамката е вкарана оста на свободно търкалящо се колело с лагери и клетка. След това е възможно да се монтира задната надлъжна пружина, чийто един от краищата трябва да бъде в опорната скоба на люлеещата се рамка под двигателя, а другият е фиксиран с две стълби върху гръбначната рамка.

Сега нека започнем да монтираме задните колела. Първата стъпка е да сглобите гумата с камерата и двата диска с помощта на три болта и гайки и да напомпате колелото. Колелата са монтирани върху шпилките на главините на задния мост, оборудвани със спирачни накладки и дискове. Така задният мост е напълно сглобен.

1 - емблема, 2 - арматурно табло, 3 - капак, 4 - задна опора, 5, 17 - странични стени на задния калник, 6, 18 - основа на каросерията, 7, 13 - странични панели, 8, 14 - странични стени на предния калник, 9, 15, 16 - предни и задни крила (размери в скоби - за задните крила), 10 - преден панел, 11 - тапицерия, 12 - дъно, 19 - заден панел.

Следващата стъпка е сглобяването на предния мост. Първо, два въртящи се щифта с оси на предните колела са монтирани върху юмруците на люлеещите се столове, фиксирани с шарнири и шплинти. Върху полуоските се слагат главини с натиснати в тях лагери. Сглобяването на предните колела не се различава от съответните операции със задните.

Остава да поставите кормилната колона и страничните пръти на място и работата по шасито може да се счита за завършена.

Сега е ред на тялото. Като начало вземете няколко основни панела на тялото и ги закрепете с четири милиметрови болтове. След това монтираме страничните панели, крилата със задължително вмъкване на шумопоглъщащи елементи. В предната и задната част на тялото, в отворите, образувани по време на монтажа, монтираме два дистанционни ъгъла и ги фиксираме с четири болта. Завиваме дъното към фланеца на крилата.

След това последователно се фиксира капакът (не забравяйте за уплътненията!), Предното стъкло, арматурното табло (закрепено с самонарезни винтове), фаровете и задните габаритни светлини. И в заключение, в готовия корпус е монтиран резервоар за газ, а на арматурното табло са монтирани скоростомер, превключватели и ключ за запалване. Тялото е почти сглобено, остава да поставите педалите и лостовете за управление на място и да монтирате електрическото окабеляване.

Сега тялото може да бъде скачено с шасито, да се монтират контролни кабели и газопровод. Автомобилът "Катерица" - "джип" е сглобен. Можете да тръгнете на път.

М. ЛАРКИН, ръководител на експерименталната лаборатория

моделиране и проектиране на KYuT SB AS СССР

»
Наземните радари ви позволяват да контролирате пътя в посоката. При полет от радар контролът и корекцията на траекторията се извършват в следния ред: 1. Поискайте позицията на самолета от контролера. 2. Преобразувайте получения азимут в MPS, сравнете го със ZMPU и определете страничното отклонение на MPS = A - (± Δm); БУ = МПС - ЗМПУ. В случаите, когато ъгълът на сближаване между меридиана...

»
Средният въртящ момент на ротора е:

»
Подходът по най-краткия път осигурява подход към дадените точки на правоъгълен маршрут. За основа на изграждането на такъв подход е взет правоъгълен маршрут. Той обаче не се изпълнява изцяло, а от траверса на LMP или от един от завоите. Слизането от маршрута и подходът се извършват при същите условия и със същите ограничения, както и директният подход.

»
За да се предотвратят случаи на попадане в райони с опасни метеорологични явления за полети, е необходимо: 1) преди полета внимателно да проучите метеорологичната обстановка по маршрута и прилежащите райони; 2) очертава процедурата за избягване на опасни метеорологични условия; 3) наблюдавайте по време на полет промените във времето, особено развитието на опасни за полетите явления; 4) периодично получавате по радиото информация за състоянието ...

»
Формулите на теорията на Glauert-Locke се извеждат за ротор с произволен брой лопатки. Всяка лопатка е прикрепена към главината чрез хоризонтална панта, позволяваща й да се люлее в равнина, минаваща през надлъжната ос на лопатката и оста на ротора. Вертикалната панта на острието, която му позволява да осцилира в равнината на въртене, не се взема предвид при разглеждане на движението на острието. акорд...

»
Моделът на хеликоптера Penny (фиг. 54) е разработен от американския авиомоделист Д. Бъркъм. Този миниатюрен гумен хеликоптер е оборудван с опашен ротор и автоматична стабилизация. Основата на модела е захранваща релса от бор с дължина 114 мм и сечение 5х5 мм. Плоча от дунапрен с дебелина 5 мм е залепена отстрани и заоблена в страничен изглед; се оказва един вид моделно тяло. над...

»
Ако оста на ротора и c. тъй като жиропланът лежи в равнината на симетрия на автожира (фиг. 92), тогава при постоянен прав полет върху автожира ще действат следните моменти на закрепване: 1) моментът на главата на ротора съгласно уравнение (78); 2) моментът от напречната сила, равен на: 3) по време на моторен полет, реактивният момент на витлото, равен на:

»
Извършва се аеродинамично изчисление на автожир, за да се определят неговите летателни характеристики, като: 1) хоризонтални скорости - максимални и минимални, без намаление; 2) таван; 3) скорост на изкачване; 4) скорост по траекторията при стръмно планиране.

»
Пускането на хвърчила е интересен спорт за ученици и възрастни. В момента в някои страни се провеждат празници и фестивали на хвърчилата. В САЩ, в Бостън, организират състезание за най-добро хвърчило. В Япония ежегодно се провежда национален фестивал на хвърчилата, където се пускат хвърчила с дължина 20–25 м. От 1963 г. той се провежда в цяла Полша ...

»
Цилиндричните проекции се получават чрез проектиране на повърхността на земното кълбо върху страничната повърхност на допирателен или секущ цилиндър. В зависимост от положението на оста на цилиндъра спрямо оста на въртене на Земята, цилиндричните проекции могат да бъдат: 1) нормални - оста на цилиндъра съвпада с оста на въртене на Земята; 2) напречен - оста на цилиндъра е перпендикулярна на оста на въртене на Земята; 3) плитка...

»
Азимутът и обхватът на самолета се определят от контролера на екрана на индикатора, на който самолетът е изобразен като ярко осветен знак. Азимутът се измерва спрямо северната посока на истинския меридиан по индикаторната скала, която е дигитализирана от 0 до 360°. Наклоненият обхват на самолета се определя на индикатора чрез мащабни пръстени (фиг. 16.1). Точност на обхвата...

»
За да се осигури редовността на полетите, командирът на кораба има право да вземе решение за излитане, ако поради метеорологичните условия не е напълно сигурен, че е възможно да се кацне на летището на местоназначението. Такова решение може да бъде взето само при пълна гаранция, че поради метеорологичните условия кацането на самолета е възможно на едно от резервните летища, включително летището на излитане. Когато вземете решение за излитане, може да бъде...

»
В практиката на авиомоделизма най-широко приложение намират еднороторните хеликоптери. Най-простият модел хеликоптери само по принципа на полета прилича на прототип, би било по-точно да го наречем „летящо витло“. И сред авиомоделистите името „муха“ се засили зад такова витло. Най-простият хеликоптер - "муха" (фиг. 51) се състои от две части - витло и прът.

»
Условия за навигация на самолета над неориентиран терен. Област с равномерен фон се нарича неориентирана. Това са тайга, степ, пустиня, тундра, големи гори, както и слабо проучени райони, за които няма точни карти. Навигацията на самолета над неориентиран терен се характеризира със следните условия:

»
Работата по радиоотклонение се извършва от навигатора, за да се определи, компенсира радиоотклонението и да се състави график на остатъчното радиоотклонение в следните случаи: 1) при инсталиране на нов радиокомпас или отделни негови блокове на самолет; 2) след извършване на рутинна поддръжка, по време на която са подменени отделни блокове на радиокомпаса; 3) ако се открият грешки по време на полет в показанията на индикатора за курс ...

»
Височината на полета H е вертикалното разстояние от въздухоплавателното средство до нивото, взето за референтна точка. Височината се измерва в метри. Познаването на височината на полета е необходимо на екипажа, за да поддържа даден профил на полета и да предотврати сблъсък на самолета със земята и изкуствени препятствия, както и за решаване на някои навигационни задачи. При пилотирането, в зависимост от нивото...

»
За да проверите NI-50BM преди полета е необходимо: 1. Включете AC и DC захранването на устройството. 2. Включете и се подгответе за работа на GEC. Индикациите на GIC след съгласуване и показанията на автоматичния ход на навигационния индикатор не трябва да се различават с повече от ± 2 °. 3. Задайте MUK=MK на самолета на машината за курс и контрол на вятъра. 4. Въведете посоката във вятърния генератор...

»
Така историята постановява, че самолетът, на който е извършен първият човешки полет, е термичен балон. Отдавна е забелязано, че както димът, така и нагрятият въздух се издигат нагоре. Първите опити за изграждане и летене на термичен балон датират от средата на 18 век. Но достоверността на тези факти все още не е документирана. Един от първите, които искаха да използват тези...

»
За да направите модел на корпуса на DOSAAF (фиг. 18), освен хартия, ножици, линийка и молив, ще ви трябва и лепило. Най-добре е да използвате PVA лепило и хартия от скицници. Формата на фюзелажа се прехвърля от чертежа чрез клетки върху хартиена заготовка, сгъната наполовина и изрязана. След това крилото, товарът, лонжеронът и килът се изрязват по същия начин. На шаблоните на части стрелката показва...

»
Когато полетът е започнал през деня и завършва през нощта или обратно, е необходимо да знаете в кое време самолетът ще срещне тъмнина или зазоряване и каква е продължителността на нощния полет. Времето и мястото на срещата на самолета с тъмнината или зората може да се изчисли с помощта на NL-10M или по график. Помислете за процедурата за такова изчисление с помощта на NL-10M.

»
Ако при проектирането на жироплан се вземат предвид неговите основни характерни качества, като: стръмен ъгъл на кацане и ниска минимална скорост на хоризонтален полет без намаление, тогава изборът на диаметъра на ротора трябва да се направи чрез задаване на такова натоварване w на единица повърхност на диска на въртящия се ротор, при който вертикалната скорост е стръмна, кацането би било безопасно. Заредете стойности при движение от ротор...

»
Навигационният индикатор може да се използва по време на полет по следните методи: 1. Метод за контрол на разстоянието. 2. Чрез метода за контролиране на оставащото разстояние (по метода на пристигането на стрелките до нула). 3. Метод на условните координати.

»
За да се изчисли времето и мястото на среща на самолети, летящи по курс на сблъсък, е необходимо да се знае разстоянието между самолета S ", земните скорости на самолета W1 и W2 и времето на полета на самолета на референтните точки.

»
Умножението и деленето на числа на NL-10M се извършва на скали от 1 и 2 или 14 и 15. При използването на тези скали стойностите на числата, отпечатани върху тях, могат да се увеличават или намаляват произволен брой пъти, кратно на десет. За да умножите числата на скали 1 и 2, ви е необходим правоъгълен индекс с число.10 или 100 от скала 2 се задават на умножаващото и след пробиване на множителя пребройте желания продукт на скала 1.

»
По-горе беше казано, че главният ротор се върти свободно по време на движението на жироплана - той се върти авторотативно. Състоянието на стабилна авторотация на главния ротор е абсолютно необходимо условие за всички възможни режими на полет на автожира, тъй като необходимата подемна сила се развива само върху авторотиращия витло. В допълнение, лопатките на ротора, при наличие на шарнирно закрепване към главината, биха могли, при липса на...

»
Очевидно няма смисъл да се говори за оборудване на кръга на пионерския лагер с машини. Това е възможно само за големи лагери и изисква специални съоръжения. Както показва практиката, машината "Сръчни ръце" е доста достъпна за всеки кръг и има широки възможности за работа. За нормалната работа на въздушната чаша е необходим инструмент за обща и индивидуална употреба. Основен инструмент...

»
Полет от наземен пеленгатор може да се извърши, когато той се намира в първоначалната точка на маршрута (IPM), точката на обръщане на маршрута (WFP) или във всяка друга точка на LZP. Когато използвате VHF пеленгатори за управление на път по посока, пеленгът се иска в телефонен режим от радиопеленгатора към самолета (директен пеленг - PP) с думите "Дай директен пеленг." и т.н...

»
Целта на тази игра е да постигнете най-голям обхват на полета. Преди да започнете, е необходимо да уточните колко пъти всеки участник ще пусне своя модел, с други думи колко тестови полета ще бъдат (обикновено три). И преди тях е необходимо да се даде възможност да се направят един или два тренировъчни (прицелни) изстрелвания. Стартовият ред обикновено се определя чрез жребий.

»
Контролът върху готовността на екипажа за полет след предполетната му навигационна подготовка се извършва от навигатори (въздушни ескадрили, въздушни ескадрили, дежурни щурмани на летището), а в тяхно отсъствие - от ръководители на полети на летищата за излитане. В летателните училища готовността на екипажа за полет се контролира от навигаторите на въздушните ескадрили (въздушни ескадрили) и ръководителя на полета. Флаг-навигатор на летателното училище...

»
За тези, които нямат възможност да изградят модел от пяна, предлагаме да направим електрически самолет с наборна структура (фиг. 46). Основният материал за крилото е бамбук. От него се правят ръбове, ребра и краища: за ръбове - със сечение 2x1,5 mm, за други части - 1x1 mm. Лонгата се изважда от борова летва със сечение 1,5X1,5 mm. Всички връзки се осъществяват с...

Размерът на молекулите, като правило, е несъизмеримо по-малък от границата, която може да се види от окото, дори и с помощта на най-добрия оптичен микроскоп - в крайна сметка дължината на вълната на видимата светлина значително надвишава характерните размери на повечето молекули. Следователно, за да се изучат фундаменталните основи на живота, човек трябва да прибегне до опростявания - молекулярни модели, - така че биологичните молекули от областта, достъпна изключително за интелекта, се прехвърлят в областта на нещо видимо (на дисплей или лист хартия) или дори осезаемо. Молекулите обаче се оказаха не само желан обект за изследване: самата им същност стана обект на вдъхновение за много учени и художници - и молекулярна скулптура.

Удивителен стремеж на човешкия ум
изграждане на модели и подобряването им,
докато се доближават все повече и повече до реалността...
Лудвиг Болцман
Наистина невероятно колко малко взаимно проникване
науката на 20 век и изкуството на същия век.
Чарлз Сноу. Две култури

Историческа справка

Концепцията за атомната структура на материята се връща към древността - те се приписват на философа Демокрит, който говори за организацията на всичко, което съществува. Въпреки това внимание наученСветът се фокусира върху проблема за структурата на материята още през Средновековието, когато Йоханес Кеплер мисли за проблемите на симетрията на снежинките и симетричното опаковане на сферични обекти (проблем, известен също като 18-ия проблем на Хилберт, който беше решен едва наскоро ). В началото на 19 век Джон Далтън вече говори за атомите като реални частици с различни маси и размери, а по-близо до средата на века австрийският учен Йозеф Лошмид изобразява различни молекули като набор от съседни кръгове. Създаване на първия пространственмоделът на молекулата (това беше метан) се приписва на Август Вилхелм Хофман, но най-важната концепция на химическата наука е стереохимия- е основана от Джейкъб Хендрик ван'т Хоф, който насочва вниманието към тетраедричната структура на електронната обвивка на въглеродния атом в метана. Развитието на химията и рентгеновата кристалография доведе до най-важните открития в биологията на 20 век - установяването на пространствената структура на ДНК и протеиновите молекули - и проблема за адекватното представяне на структурата на биологичните молекули, особено сложните тези, станаха много остри. Бяха разработени „строители“ за сглобяване на молекулярни модели (някои от тях все още са индустриален стандарт), а едновременното развитие на изчислителната технология и компютърните дисплеи доведе до появата на програми, насочени към визуализиране и изучаване на биомолекули.

Въпреки безпрецедентния напредък в областта на молекулярната графика през последните 10-20 години, "физическите" модели на молекулите не са загубили своето значение. Едгар Майер, един от „героите“ на тази история, добре забеляза известна непълноценност на компютърната графика: „ Първата ми среща с биомолекулите ме научи на благоговение към природата на молекулярно ниво. Компютърната графика, макар и привлекателна с цветовата си динамика, не е в състояние да предаде напълно всички триизмерни прелести на молекулите.».

Таблица 1. Хронология на развитието на молекулярните модели.

автори)	година	технология	Описание
Кеплер	~1600	Опаковане на сфери, симетрия на снежинки
Лошмид	1861	„Плоски“ рисунки	Изображение на атоми и химични връзки с помощта на докосващи се сфери
Вант Хоф	1874	Хартия	Тетраедрични модели на атоми, довели до развитието на стереохимията
Corey, Pauling, Koltun (CPK модели)	1951	Сферичен модел на атоми (пропорционални на атомните радиуси)	Теорията на химическия резонанс, разработена от Полинг, и откритата от него структура на белтъчната α-спирала до голяма степен определят идеите за структурата на биомакромолекулите.
Крик и Уотсън	1953	Модел "Скелет": малки атоми, свързани с телени сегменти	Двуверижната структура на ДНК беше дешифрирана до голяма степен благодарение на наличието на висококачествен "конструктор"
Перуц, Кендрю	1958	Модел на електронната плътност на протеинова молекула, залепена от няколко слоя материал	Първите получени структури на протеинови молекули - миоглобин и хемоглобин - все още не са толкова точни, че да определят точната позиция на отделните атоми.
Молекулярна графика	1964	компютърен дисплей	Молекулярната графика, въпреки че до голяма степен е изместила "физическите" модели на молекулите, е успешно допълнение към тях.

3D прототипиране

Първите модели на структурата на протеините са конструирани от голям брой топки, жици, втулки, винтове и други части. Те бяха много обемисти, чупливи и изискваха много време и старание за изработване, дори и с използването на специални "конструктори" - набори от стандартни части за сглобяване. Понастоящем компютрите са почти напълно заменили такива строителни комплекти, но да можете да гледате модел на молекула не само на екрана на компютъра, но и „в реалния живот“ означава да разберете по-добре нейната функция и да оцените нейната красота!

Един от съвременните методи за производство на "твърди" модели на молекули (тук няма да говорим подробно за "конструкторите", тъй като за тях вече беше казано достатъчно по-рано) е 3D прототипиране- метод за производство на триизмерни оформления на всякакви обекти, използвани по-специално в индустриалния дизайн. Моделите се изработват на автоматизирани инсталации (включително управлявани през Интернет), входните данни за които са CAD файл или файл с координатите на протеиновите атоми в общоприетия pdb формат. 3D Molecular Designs, една от компаниите, предлагащи да направят "твърд" модел на протеин, разполага с цял арсенал от технологии за създаване на прототипи: стереолитография, селективно лазерно синтероване, производство на ламиниране, моделиране с последователно отлагане и 3D печат. Последната технология е подобна на конвенционалния мастиленоструен печат с единствената фундаментална разлика, че вместо мастило, такъв принтер използва специални полимеризиращи композити като гипс или смола и обектът се отпечатва слой по слой, докато моделът е готов. 3D печатът води други технологии за прототипиране по отношение на скоростта (въпреки че губи малко в качеството) и освен това е единственият, който ви позволява да отпечатвате цветни обекти (поради използването на многоцветни "мастила"). Моделите, получени с помощта на други технологии, трябва да бъдат допълнително боядисани след производството, тъй като специфичното оцветяване на атомите е много важно за „моделите“ на молекулите.

Учените отбелязват, че подобни модели са изключително полезни в обучението, защото ако ученик може да държи в ръцете си молекула хемотрипсин, хемоглобин или рибозома, той веднага, на интуитивно ниво, ще усети как структурата на протеина е свързана с неговата функция - а това е един от най-важните аспекти на молекулярната биология!

Руснаците отиват на 3D

Не трябва да се мисли, че въпросите за визуалното представяне на молекулите и наукоемките материали като цяло занимават умовете изключително на чуждестранни учени. Московската компания Visual science предлага своите услуги в създаването на научни илюстрации, 3D модели на биологични обекти, мултимедийни презентации и пластмасови модели на биомолекули и други биомедицински обекти (произведени с помощта на технологията за 3D печат). Сред целите си компанията изброява:

компетентно и визуално представяне на научна информация с помощта на съвременни технологии;
създаване на професионални илюстрации и диаграми за учебни материали и учебници;
илюстриране на научнопопулярни издания без фактологичните грешки, с които изобилстват съвременните публикации.

протеинови кристали

Обикновено под протеинови кристалипредполагат специално подготвени протеинови проби, поради тяхната силно подредена структура, способни да дадат ясна дифракционна картина при рентгеново облъчване (този ефект се използва за експериментално изследване на структурата на протеините (виж, например,)). Има обаче и други кристали - един вид миниатюрни произведения на изкуството на тема структура на протеини, направени точно в дебелината на стъкления блок.

Паметник на антибиотика

Пред главния вход на Института по биоорганична химия на Руската академия на науките на името на академиците М. М. Шемякин и Ю. А. Овчинников (където работя - А. Ч.) стои нещо като статуя. " Скулптурата изобразява комплекс от антибиотика валиномицин с калиев йон. Общият принцип на свързване на метални йони и тяхното пренасяне през мембрани с помощта на йонофори е открит в института през 1963 г.“, гласи надписът на постамента.

Необичайните модели на молекули трябва да бъдат конструирани от необичайни материали. Въпреки това, някои ентусиасти на молекулярно скулптуриране очевидно нямат средства за необичайни градивни елементи - те използват... обикновени балони! (Това са дълги надуваеми тръби, усуквайки които клоуните на сцената създават животински фигурки.) На специален сайт, посветен на създаването на модели на молекули от такива топки, има подробни инструкции за възлите, които трябва да овладеете, за да изградите например „надуваема“ ДНК молекула и са дадени снимки на голям брой модели. Създателите на сайта - трима кандидати на науките (доктори) от Германия - уверяват, че тяхната технология е незаменима в учебния процес - на лекции и семинари.

Направи си сам молекула

Вдъхновението, предизвикано от биологичните молекули в учените, ги накара да се осмелят да направят нещо повече от това да създадат абсолютно точни „физически“ модели – дори въпреки омагьосващия си вид, щателно копирани от структурни файлове, моделите си остават просто модели. Романтичната душа на изследователите изискваше повече и някои от тях започнаха да създават произведения на изкуството, "базирани" на структурата на протеините.

Фигура 8. "Полипептиден валс" от Мара Хазелтайн.Скулптурата се намира в Cold Spring Harbor Institute, САЩ. Протеинът BLyS (стимулиращ В-лимфоцитите протеин, отговорен за производството на антитела в тялото) е открит с участието на бащата на Мара и очевидно затова се е превърнал в централен елемент на състава.

Бащата на Мара, Уилям Хейзълтайн, е известен учен и бизнесмен, основал седем биотехнологични компании, включително Human Genome Sciences, занимаващи се с геномни изследвания, насочени към борба с нелечими болести като много форми на рак или СПИН. " [В тази скулптурна композиция BLyS] израства от микроскопичен ембрион в молекула в пълен размер, - коментира той творението на дъщеря си. - В науката формата определя функцията. Познаването на структурата е изключително важно, за да се разбере как работи нещо. Тази форма е показана в творбите на Мара. Тя е красива в своята динамична променливост". Самата Мара признава, че баща й и други учени винаги са били неизчерпаем източник на вдъхновение за нея. " Тази скулптура е посветена на моя баща и страхотната работа, която е свършил“, казва скулпторът.

През 2006 г. в Сингапур беше открита бронзовата скулптура „Инхибиран ТОРС“, направена от Мара Хазелтайн по специална покана на ръководството на биотехнологичния консорциум Биополис, на чиято територия се намира скулптурата. По време на епидемията от тежък остър респираторен синдром (SARS) през 2003 г. сингапурски учени от този консорциум проведоха задълбочено геномно изследване на причиняващия болестта коронавирус TOPC и определиха пространствената структура на протеазата, отговорна за навлизането на вируса в клетката. Тази скулптура (фиг. 9) се превърна в паметник на работата на учените, благодарение на която бяха спасени много човешки животи.

Фигура 9. Огромна бронзова скулптура, разположена в кампуса на Биополис (Сингапур), разкрива механизма на протеазния инхибитор на вируса на SARS, открит в този изследователски център

« Имаме невероятен късмет да бъдем надарени със съзнание, което ни позволява да се наслаждаваме на красотата на нашата планета и, благодарение на съвременните технологии, да гледаме едновременно в микроскопичния свят, който е във всяка клетка от нашето съществуване, и в огромните дълбини на космоса. Именно този феномен се опитвам да разкрия в работата си.”, - Хейзълтайн обяснява творческата си роля.

Статията „Статуята на невидимото“ първоначално е публикувана в Computerra.

Литература

Чугунов А.О. (2007). Статуя на невидимото. "Компютъра". 712 , 24–26.