Ученые выяснили, что в невесомости ДНК быстро мутирует

Мутации в ДНК могут возникать по самым разным причинам. К примеру, радиоактивное излучение повреждает генетические буквы, которые представляют собой азотистые основания. Так как они и образуют генетической код, их повреждение вызывает в ДНК ошибки, в следствие которых появляются мутации. К примеру, известно, что легко повреждают генетической код космические лучи. Причем они представляют собой опасность, от которой очень сложно защититься. В частности, какой бы защищенной ни была МКС, уровень радиации на ней в 100 раз выше, чем на Земле. Это существенно осложняет длительные космические перелеты. Но, как оказалось, космическое излучение — не единственная опасность, угрожающая генетическому коду в космосе. Оказывается, мутации может вызывать еще и отсутствие гравитации, о чем сообщают американские ученые.

В условиях отсутствия гравитации в ДНК появляются ошибки

Без гравитации при копировании ДНК возникают ошибки

Ошибки в генетическом коде могут возникнуть даже без каких-либо мутагенов, то есть сами по себе. Связано это с тем, что ферменты, отвечающие за копирование ДНК, они же ДНК-полимеразы, выполняют свою задачу не со стопроцентной точностью. Это напоминает человека, который переписывает текст. Теоретически оригинал и копия должны быть идентичными, но на практике в копию могут закрасться ошибки. Причем такие мутации могут быть непросто ошибкой природы, а иметь практический смысл. По мнению некоторых ученых, именно они являются основной движущей силой эволюции, а не естественный отбор.

Но какое к этому отношение имеет гравитация, спросите вы? Как утверждают сотрудники Университета Торонто и Университета Куинс гравитация влияет на точность копирования генетического кода ДНК-полимеразой. К такому выводу они пришли в результате исследования, которое проводилось в реактивном самолете. Он поднимался на высоту 8 км, а потом в течение 20 секунд свободно падал до высоты в 3,3 км. В результате на борту возникала невесомость, а точнее — микрогравитация, аналогичная той, которую испытывают парашютисты в свободном полете до того, как раскрывается парашют.

В условиях свободного падения ДНК-полиеразы допускали большое количество ошибок при копировании ДНК кода

Авторы работы использовали специальный аппарат, который позволяет производить копирование части ДНК длиной в тысячу нуклеотидов в полуавтоматическом режиме. В процессе исследования ДНК-полимераза удваивала генетический код, взятый из кишечной палочки. Подробности были опубликованы в издании Frontiers in Cell and Developmental Biology. Как утверждают авторы статьи, в условиях микрогравитации ДНК-полимераза допускала гораздо больше ошибок, чем в обычных земных условиях. Причем процент ошибок возрастал до 140%.

Ошибки были самыми разными. Иногда копирующий фермент вставлял в генетический код неверную генетическую букву. Также он пропускал буквы или вставлял вместо одной несколько лишних букв. Правда, большую часть этих мутаций устраняла функция проверки ошибок, которую можно сравнить с вычитыванием текста человеком, после того, как он закончил его переписывать. Тем не менее, часть ошибок все равно оставалась.

Читайте так же:

Изменить голос при разговоре по телефону андроид

Гравитация влияет на все механизмы, которые происходит в живых организмах на Земле

Почему отсутствие гравитации вызывает мутации

Результаты исследования американских ученых вызывают вопрос — почему гравитация влияет на точность копирования генетического года? Дело в том, что жизнь зародилась и эволюционировала в условиях постоянного воздействия силы тяжести. Как предполагают авторы исследования, гравитация повлияла на все механизмы, которые происходят в живых организмах, в том числе на молекулы. Но, это лишь общее предположение. Сказать точно, как именно гравитация влияет на ДНК-полимеразы, ученые пока не могут.

Еще более интересный и актуальный вопрос — опасно ли для космонавтов влияние гравитации на копировальные механизмы ДНК ? Вполне возможно, что нет. Дело в том, что наши клетки отличаются от клеток бактерий, и молекулярные процессы в них происходят иначе.

Подписывайтесь на наш Пульс Mail.ru, где вы найдете еще больше интересных материалов.

Высокая погрешность ДНК-полимеразы в невесомости, возможно, не опасна для космонавтов

В наших клетках имеются специальные механизмы, которые исправляют мутации. Причем в результате других исследований ученые выяснили, что они обладают высокой эффективностью. К примеру, сперматозоиды, которые длительное время находились на орбите, показали способность к оплодотворению. Более того, в результате оплодотворения ими яйцеклетки возникают вполне здоровые эмбрионы. Подробную информацию об этом опубликовали ученые института Яманаси в издании Science Advances.

Напоследок напомню, что мутации могут быть не только негативными, приводящими к различным проблемам со здоровьем, таким как онкология, но и позитивными. В частности, по мнению некоторых ученых мутация может увеличить продолжительность жизни на 23%.

Акселерометр в телефоне: что это такое, принцип действия, настройка и калибровка

Современные смартфоны и планшеты на ОС Android и других платформах, обеспечивают своим владельцам огромное количество возможностей, которые уже давно вышли за пределы обычного общения и интернет-сёрфинга. Для повышения функциональности гаджетов применяется множество дополнительных устройств – от такого приспособления как датчик приближения до акселерометра и гироскопа.

С их помощью удобнее разговаривать по мобильной связи, делать фото и даже играть. Некоторые функции таких датчиков похожи, но в основном они дополняют друг друга – поэтому установленный акселерометр в телефоне не исключает наличие в конструкции и гироскопа.

Принцип действия датчика

Пользователь, впервые столкнувшийся с термином «акселерометр» в списке характеристик смартфона, может заинтересовать, что это такое, как работает и выглядит. Ответить на эти вопросы несложно – устройство, получившее название от латинского слова «accelero» («ускоряю»), применяется для измерения кажущегося ускорения.

Определяя этот параметр, датчик помогает программному обеспечению контролировать положение телефона в пространстве и расстояние, на которое был перемещён мобильный гаджет.

Между тем, даже зная, что такое акселерометр, некоторые пользователи не отличают его от гироскопа. На самом деле оба датчика могут измерять одни и те же величины, но полностью заменить друг друга не способны.

Читайте так же:

Лучшие китайские андроид приставки

При этом гироскоп в телефоне необходим для определения угла поворота гаджета относительно определённой плоскости. А акселерометр требуется для контроля положения в пространстве путём измерения ускорения движения. Совместное использование устройств помогает программному обеспечению гаджета получить более точные результаты.

Рис. 1. Один из примеров работы акселерометра.

Рассматривая действие акселерометра и что это такое по большому счёту, стоит познакомиться с принципом действия классического приспособления:

Основная часть датчика представляет собой инертную массу (например, грузик), прикреплённую к упругому элементу.
Упругая деталь типа пружины фиксируется на неподвижном элементе.
Пружина зафиксирована на неподвижной части конструкции.
Колебания груза подавляются демпфером.
При наклонах, встряске и поворотах гаджета инертная масса реагирует на силу инерции.
Чем больше интенсивность и сила наклона, встряски или поворота, тем сильнее деформируется пружина.
После возвращения массы на место под воздействием пружины уровень смещения относительно обычного положения фиксируется специальным датчиком.

Рис. 2. Конструкция стандартного акселерометра.

С другой стороны, ответ на вопрос по поводу акселерометра в телефоне – что это и как выглядит, будет немного отличаться. В данном случае он представляет собой миниатюрный элемент на плате с расположенной внутри инертной массой и выглядит обычно как маленький чёрный квадрат.

Основной принцип работы элемента мало отличается от стандартного – при изменении положения инертной массы определяется величина смещения, по которому рассчитываются показатели положения гаджета. Такие датчики стоят практически на любом виде мобильной техники – на телефоне или планшете.

Рис. 3. Внешний вид датчика для смартфона.

Применение устройства

Определившись с тем, что представляет собой акселерометр в телефоне, стоит узнать и как им пользоваться – для этого можно привести несколько примеров:

С помощью датчика осуществляется управление в играх – смена положения мобильного устройства вызывает определённые действия со стороны игрового персонажа или управляемого игроком транспортного средства. Так, например, наклоном телефона можно изменять направление движения автомобиля в гоночных симуляторах.

Рис. 4. Игра Asphalt 8, управление в которой выполняется с помощью акселерометра.

Во время спортивной пробежки акселерометр используется в смартфонах и планшетах для контроля пройденной дистанции. При этом определяется примерное количество сделанных шагов – и, хотя погрешность может быть довольно высокой (зависит от скорости движения), полученные результаты можно использовать для повышения результатов тренировки.

Наличие таких датчиков на смартфонах и планшетах позволяет изменять ориентацию изображения. Расположив мобильный гаджет горизонтально, пользователь при помощи акселерометра автоматически получает альбомный формат картинки или текста. При вертикальном расположении экрана ориентация изменится на книжную.

В других устройствах датчик применяют и для выполнения тех же задач, для чего нужен акселерометр на телефонах, и для других целей. Так, в авиации он необходим для работы навигационных систем, а в промышленности используется в качестве вибропреобразователя.

В системах управления жёсткими дисками HDD акселерометр требуется для компенсации вызываемых ускорениями объекта колебаний и защиты хранящихся на накопителе данных.

Читайте так же:

Лучшие погодные виджеты для андроид

Видеорегистраторы с помощью этого датчика способны определять время ускорения и торможения, фиксировать остановки и столкновения. На джойстиках игровой приставке акселерометр необходим для управления игровым процессом.

Включение и отключение датчика

Способ, как узнать есть ли акселерометр на телефоне, заключается в повороте экрана в другое положение. Если изображение при этом не изменилось, значит датчик отсутствует – или на смартфоне просто отключена функция «Автоповорота».

У большинства моделей поворот экрана при изменении положения автоматически включается и выключается с помощью меню настроек или верхней панели на главном экране:

В первом случае следует перейти в «Настройки», выбрать пункт «Экран» и включить поворот изображения.

Рис. 5. Включение через настройки.

Во второй ситуации достаточно потянуть пальцем за верхнюю панель, увеличив её размер на весь экран, и включить соответствующую функцию.

Рис. 6. Включение через верхнюю панель.

Настройка и калибровка

Практически все новые телефоны с гироскопом имеют и встроенный датчик контроля ускорения. При отсутствии акселерометра в телефоне, что говорит о бюджетной стоимости модели или её выпуске много лет назад, добавить эту функцию не получится ни перепрошивкой, ни изменением настроек.

Зато при наличии датчика, если он не работает или неправильно реагирует на изменение положения устройства, можно выполнить его калибровку.

Автоматическая настройка Андроид акселерометра выполняется в три этапа:

Рис. 7. Меню приложения.

На дисплее гаджета появится сообщение о необходимости установки на ровную поверхность. После подтверждения запускается калибровка. Завершение процесса сопровождается появлением соответствующей надписи.

Рис. 8. Работа приложения GPS Status & Toolbox.

Выводы

Зная, что такое акселерометр, можно сделать определённые выводы по поводу его наличия в современных мобильных устройствах. Наличие датчиков определения положения смартфонов и планшетов позволяет упростить просмотр на телефоне видео или чтение книг, а иногда даже помогает в игровом процессе.

Однако перед использованием акселерометра его иногда приходится настраивать. На это потребуется всего несколько минут и скачивание бесплатной утилиты.

Магнитный датчик в смартфоне: что это и как работает?

Немногие знают о том, что смартфоны оснащены многочисленными датчиками, включая средства измерения освещенности приближения и температуры, барометр, акселерометр, гироскоп и другие. Они предназначены для того, чтобы упростить пользование устройством.

В этой статье мы поговорим о датчике Холла (магнитном датчике). Американский ученый Эдвин Холл еще около 140 лет назад открыл явление, которое было названо впоследствии эффект Холла. Он и по сей день активно используется в современной технике.

Назначение магнитного датчика

Датчик Холла в смартфоне призван обнаружить магнитное поле, что позволит определить положение самого устройства относительно сторон света. Таким образом, скачав приложение «Компас» из магазина для Андроид Google Play, ваш смартфон может выполнять функцию компаса.

Первым шагом внедрения данной технологии стало использование этого датчика в автомобилях. С помощью него проводили измерение угла распредвала и коленвала, а также момент образования искры. Позднее эффект Холла начали применять и в других технологиях, включая мобильные устройства.

Читайте так же:

Игры на андроид dexp

Цифровой компас в телефонах используется навигационными программами для корректировки вектора движения и определения точных координат телефона. Раньше такой магнитометр был встроен только во флагманские телефоны, теперь же он распространен повсеместно. Функции такого датчика весьма обширны. Рассмотрим их более подробно.

Функции магнитометра

В телефонах-раскладушках он использовался для активации подсветки при открытии устройства. Еще одно предназначение датчика заключается в синхронизации работы смартфона с чехлом с магнитной застежкой.

Если магнит, расположенный на чехле, расположен на некотором расстоянии от устройства, то датчик реагирует следующим образом: он перестает его распознавать, давая команду на включение экрана.

При закрытии чехла, когда застежка расположена близко, дисплей телефона автоматически переводится в спящий режим. Если в чехле имеется «окошко», то незакрытое пространство, в котором располагаются различные виджеты, может продолжать быть активным. Таким образом, при закрытии чехла транслируется на заставке лишь видимая часть, при открытии – становится активным весь экран.

Также датчик позволяет бесконтактно управлять рядом функций, которые имеются в смартфоне. Магнит на чехле никаким образом не оказывает негативного влияния ни на сам сенсор, ни на комплектующие телефона.

Как активировать датчик?

Сейчас магнитометр находится во множестве мобильных устройств, но в основном его функции используются не полностью ввиду ряда причин. По финансовым причинам – в бюджетных моделях, а также в связи с конструктивными особенностями (минимальными размерами толщины корпуса) и желанием снизить расход заряда аккумулятора.

Сенсор в подавляющем большинстве случаев выполняет две функции: взаимодействие с аксессуарами и цифровой компас. Его не нужно включать и настраивать, так как датчик запускается в автоматическом режиме.

Определить же наличие сенсора в телефоне можно двумя способами: просмотрев технические характеристики смартфона или же протестировав устройство при помощи приложение «Компас», который должен начать функционировать при выключенном интернете. Также есть второй способ: приложите к дисплею магнит. Если экран погаснет, то в телефоне имеется встроенный магнитометр.

Постобработка показаний датчиков со смартфона — гравитация, рассчитанная по магентометру

Сейчас я пытаюсь извлечь в Matlab информацию из приложения android, которое записывает выходные данные акселерометра, гирометра и магнитометра. Поскольку мне нужно найти линейное ускорение, я предположил, что могу вычислить его с помощью акселерометра с учетом гравитации. Я подумал, что это должно быть возможно найти, проверив ориентацию телефона на основе выхода магнитометра (магнитное поле Земли). Но я не могу получить правильные результаты ни с одной формулой. Прав ли я, что можно найти вектор гравитации благодаря магнитометру? Если да, то как я должен интерпретировать показания датчиков?

2 ответа

Мой алгоритм расчета положения смартфона-GPS и датчиков

Я разрабатываю приложение android для расчета положения на основе данных датчика Акселерометр — > Вычислить Линейное Ускорение Магнитометр + акселерометр — > направление движения Начальная позиция будет взята из GPS (широта + долгота). Теперь на основе показаний датчика мне нужно рассчитать.

Читайте так же:

Где в телефоне буфер в самсунге

Можно ли считывать данные датчиков со смартфонов, когда они просматривают удаленный веб-сайт? Другими словами, предположим, что существует веб-сайт под названием www.xyz.com, который запрашивает некоторые данные датчиков, такие как показания акселерометра, когда кто-то просматривает эту страницу.

Нет, определить силу тяжести по магнитометру невозможно.

То, что вы ищете, называется слиянием сенсоров. Я реализовал слияние датчиков для платформы Shimmer на основе этой рукописи, это в основном учебник:

Еще один ресурс, который я настоятельно рекомендую, — это слияние датчиков на устройствах Android.

Но почему вы делаете это сами? SensorManager уже предлагает то, что вы хотите.

Вы можете получить линейное ускорение, выполнив фильтр нижних частот на значениях акселерометра, чтобы получить гравитацию, а затем вычесть значения акселерометра из гравитации. Приведенный ниже код взят из http://developer.android.com/ссылка/android/оборудование/SensorEvent.html

Ученые выяснили, что в невесомости ДНК быстро мутирует