Dokonalé vejce!

files/Clanky/Images/dokonale vejce2.pngČeská slepice snáší obyčejná vejce, která jsou nezbytnou surovinou pro výrobu pečiva i různých druhů pokrmů. Ale co dokáže slepice z Polska? Umí zázraky? Vědci z polské univerzity upravili slepicím jídelníček a naučili je tak snášet „zázračná vejce“, která mají využití v medicínských oborech.

Vědci z Vratislavské univerzity chovají slepice, které snáší vejce bohaté na bio-aktivní látky, omega-3 mastné kyseliny, fosfolipidy, imunoglobuliny, organické sloučeniny železa a selenu, cystein, lysozym, vitamíny a další prospěšné látky. Vědecká práce se zaměřuje především na výrobu nové generace vaječných surovin určených pro aplikaci v biomedicínském výzkumu, v prevenci a léčbě civilizačních chorob. Zaměřují se především na enzymatické a chemické vlastnosti vajec.

Kyslík, zachránce života

files/Clanky/Images/kapka se snorchlem.jpgKyslík, zachránce života? Při vážných zraněních dochází k zástavě dýchání a přísunu okysličené krve do lidského organismu. Jde o minuty. Bez kyslíku nejsou orgány schopny dále fungovat. I když se podaří lékařům dýchání obnovit, u většiny případů je již pozdě na záchranu funkce mozku nebo jiných životně důležitých orgánů. Toto porušení je ve většině případů bohužel nenávratné.

Jak dostatečně okysličit krev, když člověk nedýchá? S novým nápadem přicházejí vědci z Bostonu. Kyslík v injekci. Ale není to tak jednoduché, jak by se mohlo na první pohled zdát. Molekuly kyslíku nelze jen tak vpravit do krevního řečiště, mohly by nadělat víc škody než užitku. Větší shluky kyslíku mohou způsobit embolii. Je tedy třeba vymyslet, jak zamezit nadměrnému shlukování kyslíku a jak vpravit bezpečně kyslík do organizmu, aby mu byl prospěšný.

Umělý život

files/Clanky/Images/xna.gifDědičná informace všech živých organismů je uložena v jedinečné makromolekule DNA. V dubnu 2012 ale tato makromolekula o svou jedinečnost přišla. Mezinárodnímu týmu vědců se podařilo vytvořit šest druhů umělých nukleových kyselin, souhrnně označených XNA, které stejně jako DNA mohou nést genetickou informaci.

Určitě víš, že základem molekuly DNA jsou nukleotidy složené z dusíkaté báze, cukru deoxyribózy a zbytku kyseliny fosforečné. Z čeho jsou ale složeny nové molekuly XNA? Jejich struktura je podobná makromolekule DNA, deoxyribosa je však nahrazena novou strukturou. 

Vůbec největším oříškem pro vědce ale byla tvorba enzymu, který by dokázal "kopírovat" nový syntetický materiál. Makromolekula DNA k tomu využívá enzym, které znáš pod názvem DNA polymeráza. Nakonec se vědcům podařilo nasyntetizovat i umělé polymerázy, které umí kopírovat informaci z DNA do XNA a zase zpátky.

S léky do hrobu

files/Clanky/Images/Jane_Austen.jpgNebylo větší potupou pro slavného panovníka, než se nakazit pohlavní chorobou syfilis. Aby chatrný zdravotní stav panovníka zůstal utajen, doporučili tehdejší lékaři užívání nebezpečné rtuti. Italský lékař Girolamo Fracastoro ve svém spisu doporučuje nemocným vskutku ďábelskou medicínu: „Někteří nejprve navrší a smíchají sturač (rostlina), červený sulfid rtuťnatý a oxid olovnatý, antimon a zrnka kadidla. Tělo zahalí hořké výpary a strašná choroba je zničena.“ Upozorňuje však i na možná rizika: „Léčba je velmi drsná, ale taky zrádná, protože dech v hrdle zastavuje a jen s obtížemi udržuje chorobou oslabený život.“ Nemocným po čase vypadaly vlasy a zuby, začali trpět chudokrevností, a pokud se léčili dlouho, v důsledku léčby zemřeli. Není se čemu divit, směs byla nabita jedovatými látkami, které ničily chorobu stejně efektivně jako celé tělo nemocného. Jedovatá sloučenina rtuti, kalomel Hg2Cl2, byla v minulosti používána jako projímadlo, které nemocným občas pořádně přitížilo.

Obři mezi molekulami

files/Clanky/Images/polymery.jpgMezi přírodní polymery patří například bílkoviny, nukleové kyseliny a složité cukry – polysacharidy.

U polysacharidů se na chvíli zastavíme. Většinou jsou tvořeny malým počtem základních stavebních jednotek – monomerů, které na sebe navazují jako korálky na niti. Chemické a fyzikální vlastnosti polymerů a monomerů, z nichž jsou složeny, mohou být velmi odlišné. Například glukóza je měkká a práškovitá látka, zatímco celulóza, který je tvořen velkým počtem glukózových jednotek, je pevná látka. Podívejme se na polysacharid, který znáš z brambor, obilovin i povlečení – škrob. Ten se skládá ze složky nerozvětvené – amylosy, a rozvětvené – amylopektinu, který patří mezi jedny z největších molekul v přírodě. Struktura škrobu připomíná keříček, což je dáno tím, že na jeden monomer je navázáno více dalších monomerů.

Lapači kyslíku

files/Clanky/Images/kyselina citronova.pngKyslík, který dennodenně dýcháme, je nejen prvkem nezbytným pro život, ale také molekulou nesmírně reaktivní, což je často nežádoucí. Určitě ses setkal s tím, že mnohé potraviny ztrácejí na vzduchu po čase svůj vábný vzhled. Například rozkrojená jablka po chvíli na vzduchu zhnědnou, což má na svědomí právě kyslík. Látky zvané antioxidanty dokážou tomuto nežádoucímu jevu zabránit, proto se často přidávají do potravin.

Mezi látky, které jsou velmi ohroženy působením kyslíku, patří vyšší mastné kyseliny obsažené například v tucích. Za přítomnosti kyslíku dochází k řetězové reakci, při níž vznikají peroxidy vyšších mastných kyselin, které se rychle rozpadají. Aby se tomuto jevu zabránilo, přidávají se do potravin látky, které řetězové reakce zastaví, takzvané terminátory. Jedním z nich je i vitamin E, jiné musí být vyráběny uměle. V marmeládách, mléku, mastných výrobcích a pečivu se jako terminátor používá jiný vitamin - vitamin C.

Zlaté brýle proti laseru

files/Clanky/Images/Spaceman_firing_vgun.jpgVědci z University of Central Florida a Carnegie Mellon University přišli s novým uplatněním speciálně upraveného „atomárního“ zlata. Má jít o částečky zlata menší než nanočástice, které vědci označují názvem nanoclustery. Jejich velikost se pohybuje někde mezi jednotlivými atomy a nanometrovými velikostmi. Pro jejich přípravu je třeba už každopádně manipulovat prakticky s jednotlivými atomy.

Odkud se vzal střelný prach?

files/Clanky/Images/tlusta Bertha.jpgObecně se předpokládá, že do Evropy se dostal střelný prach nejspíš z Číny. Samotní Evropané mají hned několik verzí objevu střelného prachu. Podle první z nich ho přejali od Arabů na Pyrenejském poloostrově, v Damašku byl střelný prach v té době označován jako "čínská sůl". Jiná, mnohem méně uvěřitelná verze uvádí, že střelný prach objevil jistý alchymista, kterému často přisuzují jméno Bertran. K objevu prý došlo náhodou, když při pokusu vyrobit zlato nebo elixír mudrců došlo v jeho laboratoři k mohutné explozi. Možné je také to, že se střelnými zbraněmi se Evropané seznámili nejen prostřednictvím muslimů, ale i Mongolů. Ti používali primitivních palných zbraní už v bitvě na řece Sajo v Uhrách v roce 1241. Střelný prach byl používán také při neúspěšných mongolských pokusech o invazi do Japonska, které překazil "boží vítr" (kamikadze). Ve větší míře byl už určitě použit ve Stoleté válce, například Angličany v bitvě u Kresčaku, kde padl otec Karla IV, Jan Lucemburský.

Smrt šípem

files/Clanky/Images/Strophanthus_sipovy_jed.jpgCo se týče kurare, jihoameričtí Indiáni byli nesmírně vynalézaví a používali hned několik verzí. Jedna vyvolávala pouze ochromení a sloužila k chytání živých zvířat, jiná nepřítele bleskově zabila. Hlavní složkou tohoto jedu je tubokurarin, v jedu je ale zastoupena i celá řada dalších toxinů, např. silnější C-toxiferin. Tyto látky používáme dodnes, hlavně v chirurgii v kombinaci s anestetikem při napojení pacienta na ventilátor, zabraňují totiž udušení po ochabnutí svalů.

V Africe se na hroty šípů používal především strofantidin, výtažek z rostliny Strophanthus, kterou vidíš na obrázku. Ještě silnější byl z příbuzných druhů získávaný ouabain, který dokázal skolit i slona. Vzhledem k tomu, že se obě tyto látky špatně vstřebávají v trávicím traktu, nehrozilo, aby se člověk ulovenou kořistí sám otrávil.

Kolik molekul vody potřebujeme k vytvoření ledu?

files/Clanky/Images/led.jpgUž na první pohled je jasné, že led a kapalná voda mají odlišnou strukturu. Jak možná víš z hodin chemie a geologie, led krystaluje v šesterečné soustavě, kdežto v kapalné vodě se molekuly nahlučí náhodně. Krystaly ledu tedy zaberou více prostoru než kapalná voda. V praxi se to projeví například tím, že láhev s limonádou, kterou dáš zmrazit, ti popraská. V případě částic s malým počtem molekul, neboli nanočástic, se molekuly do krystalu nikdy neuspořádají. Vytvoří amorfní kouli. Teprve od určité velikosti se uvnitř této koule začne vytvářet zárodek krystalové struktury. Právě hranice, z kolika molekul už může vzniknout led, zajímala vědce z Göttingenu a z Prahy. Jaký je tvůj tip? Dříve se vědci domnívali, že k vytvoření krystalu ledu bude potřeba více než tisíce molekul vody, ale tým odborníků je vyvedl z omylu. Podle nich se první projevy krystalizace objevují už u shluku 275 molekul vody a u 475 molekul je už krystal prakticky hotový.