Медицинская генетика, методы генетики
Геномика перспективы

 

ПЕРСПЕКТИВЫ ГЕНОМИКИ

 

У человека только в четыре-пять раз больше генов, чем у нематоды. Следовательно, часть его генома должна иметь "родственников" среди известных теперь генов дрожжей и червя, что в громадной степени облегчает поиск новых генов человека. Функции неизвестных генов нематоды изучать несравненно легче, чем аналогичные гены у человека. Дело в том, что гены червя можно легко изменить (мутировать) или убить, одновременно следя за изменениями свойств организма. Таким путем можно выявить биологическую роль генных продуктов у червя, а затем эти данные экстраполировать на другие организмы, в первую очередь на человека. Помимо мутаций можно угнетать активность генов с помощью специальных ингибиторов (например, особых молекул специфических РНК) и следить за изменением в поведении организма. Этот путь тоже ведет к раскрытию функций неизвестных генов.

 

Биологов всегда интригует вопрос о том, как регулируется работа генов. Хотя мы знаем об этом очень много, наши знания в основном получены на отдельных генах, а потому не возникает цельной картины регуляции активности всего генома. Сейчас бурно развивается техника биочипов, или микрочипов, одним из создателей которой был академик А.Д. Мирзабеков. На маленьких пластинках с помощью прецизионных приборов наносятся в тысячи точек микроколичества коротких фрагментов ДНК на строго фиксированных расстояниях друг от друга. Такой микрочип может, например, содержать все 19 тыс. генов нематоды. Его можно использовать для того, чтобы определить, какие гены работают в данной клетке червя, а какие молчат. Разумеется, можно выбрать клетки на любой стадии развития и из любой части тела червя. В результате получают информацию о функциональном состоянии всех генов любой клетки на любой стадии развития. Опыты уже начаты, и, без сомнения, скоро мы узнаем о первых результатах. Помимо совершенной микротехники технология микрочипов требует и совершенных компьютерных программ, чтобы фактические данные можно было осмыслить и интерпретировать.

 

Одной из сложнейших в биологии остается проблема взаимосвязи сигнальных регуляторных путей. Дело в том, что взаимодействие белковых продуктов многих генов происходит одновременно, причем комбинации белков меняются не только во времени, но и в клеточном пространстве. В результате изучение отдельных генов и их продуктов (что в основном делалось до сих пор) нередко становится неэффективным. Набор генов в сочетании с техникой микрочипов фактически открывает новую стратегию решения этой старой проблемы.

 

Каково соотношение кодирующих и некодирующих областей в геноме С. elegans?

 

Компьютерный анализ показывает, что примерно равные доли - 27 и 26% соответственно - занимают в геноме экзоны (участки гена, в которых записана информация о структуре белка или РНК, они сохраняются в матричной РНК) и интроны (участки гена, удаляемые в процессе образования зрелой РНК).

 

Оставшиеся 47% генома приходятся на повторы, межгенные участки и т.д., то есть на ДНК с неизвестными функциями. Если сравнить эти данные с дрожжевым геномом и геномом человека (см. табл. 1), то очевидно, что доля кодирующих участков в расчете на весь геном в ходе эволюции резко уменьшается - у дрожжей она очень высока, у человека очень мала. Это известно сравнительно давно, но сейчас эти соотношения приобрели количественную меру и структурную основу.

 

Мы приходим на первый взгляд к достаточно парадоксальному выводу: эволюция эукариот от низших форм к высшим сопряжена с "разбавлением" генома - на единицу длины ДНК приходится все меньше информации о структуре белков и РНК и все больше информации "ни о чем", то есть для нас непонятной, непрочитанной. Это одна из больших загадок биологической эволюции.

 

По поводу "лишней" ДНК существуют самые разные предположения, зачастую прямо противоположные по смыслу. Много лет назад Ф. Крик, один из двух первооткрывателей двойной спирали ДНК, назвал ее "эгоистической", или "мусорной". Он считал ее издержкой эволюции, платой за совершенство остальной части генома. Возможно, что небольшая доля ДНК человека и других высших организмов действительно относится к такому типу, однако теперь ясно, что основная доля "эгоистической" ДНК сохраняется в эволюции и даже увеличивается в размерах потому, что дает ее обладателям эволюционные преимущества. Классическим примером "эгоистической" ДНК служат так называемые короткие повторы: Alu-элементы, альфа-сателлитные ДНК и др. Как выяснилось в последние годы, их структура консервативна, то есть мутации, нарушающие "правила", установленные природой для этих элементов, отбрасываются в ходе естественного отбора или компенсируются другими мутациями. Структурное постоянство - мощный аргумент в пользу идеи о том, что это отнюдь не "мусорная", а очень важная ДНК для жизни вида. Другое дело, что мы еще не знаем, в чем конкретно состоит ее биологическая роль.

 

Геном человека высококонсервативен. Происходящие в нем мутации могут либо его повредить, и тогда они ведут к тому или иному дефекту, а иногда к заболеванию, либо пройти для организма не замеченными. Если они не затрагивают структуру белков или затрагивают таким образом, что их биологическая активность не меняется, мутации называют нейтральными. Они фактически не подвергаются отбору, поскольку не имеют фенотипического проявления, то есть не влияют на признаки организма. Однако нейтральные мутации могут распространяться в различных группах организмов, и если их доля превысит 1%, тогда это явление называют полиморфизмом (многообразием). В геноме человека огромное количество участков, различающихся одним или двумя нуклеотидами, абсолютно безразличных для функций, но передающихся из поколения в поколение. Вероятно, полиморфизмов у человека более 100 тыс.

 

Вариабельность генома (конечно, она присуща не только человеку, но и любому другому организму), с одной стороны, как бы мешает исследователю, поскольку ему приходится разбираться, имеет ли он дело с истинным полиморфизмом или просто с ошибкой секвенирования и как этот полиморфизм наследуется, а с другой стороны, создает уникальную возможность для молекулярной идентификации каждого отдельного организма, позволяет отличить его от любого другого, в том числе близкородственного. В теоретическом аспекте вариабельность генома - это молекулярная основа генетики популяций, раньше базировавшейся только на чисто генетических данных, Но еще важнее практический аспект - возможность идентификации личности, если говорить о геномике человека.

 

В нашей повседневности часто возникают ситуации, когда идентификация личности абсолютно точными методами, которые не могут быть оспорены, представляет собой жизненно важную задачу, особенно в судебной медицине, криминалистике, наследовании собственности и т.д. Совершенство методов геномной дактилоскопии таково, что достаточно одной капли крови или слюны, одного волоса, чтобы с абсолютной надежностью установить родственные отношения между людьми. В Москве существует центр геномной дактилоскопии, где по поручению правоохранительных или судебных инстанций на высоком профессиональном уровне осуществляется соответствующая экспертиза, данные которой принимаются затем как доказательство вины или невиновности подсудимого в ходе судебного процесса.

 

В геномной дактилоскопии используют как ядерную, так и митохондриальную ДНК (последняя передается по материнской линии и содержится в органеллах клетки - митохондриях, снабжающих все клетки энергией). Пожалуй, наиболее известным примером, показавшим могущество новой техники идентификации личности, было доказательство принадлежности костных останков, обнаруженных под Екатеринбургом, членам царской семьи (подробнее см. ПЛ. Иванов. Идентификация останков царской семьи: вклад молекулярной генетики (Вестник РАН. 1996. № 4). - Прим. ред.). Следует напомнить, что ДНК - химически весьма стойкое соединение. В относительно благоприятных условиях оно может сохраняться не только десятки и сотни, но даже многие тысячи лет. В рамках российской геномной программы сейчас исследуют ДНК из останков, обнаруженных в захоронениях на севере России, которым как минимум 2000 лет. Удалось охарактеризовать ДНК, выделенную из останков мамонта, которые пробыли в слое вечной мерзлоты не менее десятка тысяч лет.

 

Вариабельность генома породила еще одно направление геномики, которое обычно называют этногеномикой. Речь идет о том, что этнические группы, населяющие Землю, помимо индивидуальной вариабельности имеют еще и некоторые групповые признаки, характерные для данного этноса. По этим признакам, например, можно надежно отличить европейские расы от монголоидной. Это направление исследований вызывает особенно большой интерес у этнографов, историков, археологов, лингвистов, поскольку получаемая информация в ряде случаев может подтвердить или опровергнуть те или иные гипотезы, циркулирующие в рамках этих дисциплин. На наших глазах возводится мост между сугубо естественно-научной областью - геномикой и гуманитарными дисциплинами. Можно предвидеть, что многие особенности человека как существа социального в той или иной степени имеют биологические (геномные) предпосылки. Сейчас преждевременно обсуждать конкретные аспекты этой проблемы, но в том, что геномика со временем внесет существенный вклад в понимание социальной природы человека, вряд ли следует сомневаться.

 

Кстати, недавно получен совершенно удивительный результат, касающийся происхождения человека. Мы давно привыкли к тому, что человек - близкий родственник обезьян, однако это заключение базировалось на уровне фенотипических признаков, в основном анатомических. Сравнение геномов шимпанзе, нашего ближайшего родственника, и человека показало, что они почти идентичны, конечно, в тех участках, которые сравнивались (сравнить оба генома целиком пока невозможно). По предварительным данным, человек отличается от шимпанзе лишь в три раза больше, чем различаются между собой люди из разных этнических групп. И хотя мы в своей гордыне полагаем, что ушли от шимпанзе очень далеко, геномика говорит об обратном. Разумного объяснения этому парадоксу еще не дано, но, возможно, ответ окажется совершенно неожиданным.

 

Дело в том, что в геноме человека и других организмов помимо собственного наследственного материала присутствуют и чужеродные геномы, например вирусов. В частности, в геноме человека обнаружены в большом количестве молекулярные "останки" вирусов (провирусы), которые когда-то давно попали в него и там остались.

 

Мы очень мало знаем об их биологической роли, но удивительно и крайне интересно то, что у обезьян эндогенных вирусов намного меньше или нет вообще. Получается, что по чужеродным элементам генома человек от обезьян отличается гораздо сильнее, чем по самим геномам. Это дало основание одному из известных исследователей генома, академику Е.Д. Свердлову, высказать мысль о том, что вирусы могли сыграть важную роль в "очеловечивании" обезьяны. Как видим, даже древняя и постоянно привлекающая внимание проблема происхождения человечества приобретает совершенно новое звучание благодаря открытиям геномики. Уместно здесь упомянуть о том, что, согласно данным молекулярной антропологии и антропогенетики, первые Homo sapiens (причем и Адам, и Ева) возникли в Африке, а уже затем распространились на другие континенты.

 

источник: Киселев Лев Львович - член-корреспондент РАН,  заведующий лабораторией Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН,  председатель научного совета
Российской национальной программы "Геном человека"  Министерства науки и технологий РФ.


просмотров: 2369
Search All Amazon* UK* DE* FR* JP* CA* CN* IT* ES* IN* BR* MX
Search All Ebay* AU* AT* BE* CA* FR* DE* IN* IE* IT* MY* NL* PL* SG* ES* CH* UK*
Search Results from AllSoft: новости

Сан-Франциско ждет! Вы — Маркус, блестящий хакер, объединяетесь с DedSec, чтобы противостоять ctOS 2.0, системе глобального контроля. Сокрушите ее, это будет взлом века!
Первым покупателям — скидка 250 рублей! Успей купить первым! 


подробнее»
181528

PrintStore Pro — программа для учета расходных материалов и оборудования. Просчитывает запас каждого картриджа в каждом принтере и помогает сформировать заказ на следующий период. Поддерживает учет перезаправок. Учитывает при всех операциях совместимость принтеров и картриджей. Хранит историю всех действий с картриджами и принтерами, позволяет создавать множество отчетов.


подробнее»
123795

Fax Voip T38 Fax & Voice — факс и автоответчик для вашей SIP/H.323/ISDN сети. Виртуальные голосовые факс модемы. Поддержка T.38, Fax поверх G.711 и CAPI факс. Одновременные SIP регистрации, маршрутизация вызовов, цветные факсы. Совместимость со стандартными факс программами. Fax Voip принтер, Консоль Fax Voip для управления факсами. Сохранение входящих факсов в TIFF/PDF/SFF файлы. Маршрутизация входящих факсов: E-mail, Сохранить в папке, Печать. Факс по запросу. Отправка факса через e-mail (Почта-на-факс) и получение факсов на e-mail (Факс-на-почту).


подробнее»
139103

Fax Voip T38 Fax & Voice — факс и автоответчик для вашей SIP/H.323/ISDN сети. Виртуальные голосовые факс модемы. Поддержка T.38, Fax поверх G.711 и CAPI факс. Одновременные SIP регистрации, маршрутизация вызовов, цветные факсы. Совместимость со стандартными факс программами. Fax Voip принтер, Консоль Fax Voip для управления факсами. Сохранение входящих факсов в TIFF/PDF/SFF файлы. Маршрутизация входящих факсов: E-mail, Сохранить в папке, Печать. Факс по запросу. Отправка факса через e-mail (Почта-на-факс) и получение факсов на e-mail (Факс-на-почту).


подробнее»
141754

Retouch Pilot — программа для удаления изъянов с фотографий, таких как царапины, мелкие пятна и другие мелкие дефекты, существующие на фото или полученные при сканировании. Вы можете удалять целые объекты, попавшие случайно в кадр, а также инструментом пластика изменять форму и пропорции. Программа позволяет ретушировать изъяны кожи - пятнышки, морщинки и др..


подробнее»
26516

R-Studio — эффективное программное обеспечение, позволяющее восстанавливать данные с жестких дисков, CD, DVD, дискет, USB дисков, ZIP дисков и устройств флеш-памяти.


подробнее»
88115

Сборка электронных каталогов автозапчастей включает в себя грузовые автомобили Европы и Китая. В сборку включена программа Tecdoc, позволяющая подобрать не оригинальные запчасти.


подробнее»
183206

Sound Pilot озвучивает клавиатуру. Каждое прикосновение к клавиатуре рождает звук, который разнообразит процесс набора текста, развлекает и снижает утомляемость.


подробнее»
78205
Search Results from «Озон» Медицинская литература
 
DNA Technology in Forensic Science
DNA Technology in Forensic Science

Цена:
4669 руб

Некоторые методологические проблемы генетики
Некоторые методологические проблемы генетики
Генетика в наши дни занимает ключевые позиции в учении о жизни, являясь при этом одним из краеугольных кам­ней в теоретическом обосновании сельского хозяйства и медицины, что и определяет ее место в общем научном фундаменте философского материализма и диалектического понимания природы. Она широко использует физико-химические методы, математику, кибернетику, обладает мощным комплексом генетических и цитологических экспериментальных возможностей. Все это позволяет генетике глубоко проникать в основы жизни, интегрировать теорию биологии и намечать новые пути исследований....

Цена:
200 руб

Вирус как организм
Вирус как организм
Основная цель этой работы заключается в рассмотрении некоторых вирусных болезней с биологической точки зрения. Несмотря на большие достижения в области выявления физико-химической природы вирусов, мы в настоящее время еще не можем отказаться от нашего представления о них как о живых организмах, воспроизводящих себе подобных и вынужденных бороться за свое дальнейшее существование совершенно так же, как и все остальные живые организмы. Такое представление о вирусе совершенно необходимо при попытке установить определенную зависимость между всей массой экспериментальных и клинических данных и законами общей биологии....

Цена:
242 руб

Смотри, что у тебя внутри. Как микробы, живущие в нашем теле, определяют наше здоровье и нашу личность Follow Your Gut: The Enormous Impact of Tiny Microbes
Смотри, что у тебя внутри. Как микробы, живущие в нашем теле, определяют наше здоровье и нашу личность
Мы живем в эпоху настоящей революции в микробиологии. Новейшие технологии позволили ученым погрузиться в мир микроскопических существ, населяющих наше тело, и сделать в этом мире поразительные открытия. Оказывается, микробы, в немыслимых количествах обитающие почти в каждом уголке нашего организма, играют куда более важную роль, чем мы думали раньше: от них зависит не только наше физическое здоровье, они определяют наше настроение, наши вкусы и саму нашу личность. Мы узнаем об этих научных прорывах из первых рук: автор книги Роб Найт - один из ведущих современных микробиологов, на наших глазах создающий науку будущего....

Цена:
395 руб

Дж. Кребс, Э. Голдштейн, С. Килпатрик Гены по Льюину Lewin`s Geves X
Гены по Льюину
Перевод десятого англоязычного издания книги, ставшей классикой для молекулярных биологов всего мира, содержит последние достижения в области молекулярной биологии и молекулярной генетики, включая структуру генов, последовательности, организацию и экспрессию. Издание дополнено новыми разделами, хорошо иллюстрировано и структурировано, что помогает студентам лучше ориентироваться в отдельных темах. 

Для студентов, специализирующихся в области молекулярной генетики, молекулярной биологии, генной инженерии, а также для аспирантов, преподавателей, научных сотрудников.

...

Цена:
3319 руб

Марк Рид, Спенсер Уэллс Генетическая одиссея человека
Генетическая одиссея человека
Около 60 000 лет назад в Африке жил человек. Каждый из нас - его потомок. Как же этот реально существовавший Адам стал нашим общим отцом и какой путь проделали его дети и внуки, чтобы заселить практически все уголки нашей Земли? Ответы на эти вопросы дают достижения генетики, ставшие доступными неподготовленному читателю благодаря остроумной, полной удивительных фактов книге известного генетика Спенсера Уэллса. По-научному точно, но весело и доступно автор пишет о новейших открытиях молекулярной биологии и популяционной генетики, позволивших разгадать самые волнующие тайны человечества - от правды о настоящих Адаме и Еве до появления разных рас....

Цена:
187 руб

Почему мы не похожи друг на друга
Почему мы не похожи друг на друга
Белки тканевой несовместимости отличают каждого из нас от окружающих и от всех живущих на планете людей.
Чем же мы отличаемся друг от друга, в чем причина этой несхожести? Автор, раскрывая эти причины, рассказывает о новейших исследованиях и намечающихся перспективах в расшифровке многих секретов биологической индивидуальности организмов.

Адресована всем, кто интересуется современным состоянием биологии и медицины....

Цена:
101 руб

Справочник по клинической генетике
Справочник по клинической генетике
Справочник по клинической генетике содержит основные сведения по важнейшим наследственным болезням, генетически обусловленным синдромам и врожденным аномалиям.
Описываются наследственные болезни обмена веществ, заболевания внутренних органов, неврологические синдромы, наследственная патология эндокринной системы, синдромы, обусловленные хромосомными аномалиями, а также врожденные уродства и пороки развития. Освещена роль наследственности в возникновении ряда заболеваний.
Справочник предназначен для широкого круга практических врачей — педиатров, терапевтов, хирургов, окулистов, дерматологов, невропатологов, психиатров, эндокринологов, специалистов по медицинской генетике и др....

Цена:
599 руб

Что вы знаете о своей наследственности?
Что вы знаете о своей наследственности?
В 1965 году вышла в свет книга кандидата (ныне - доктора) биологических наук Н.Д.Тарасенко "Вторжение в клетку", которая была тепло встречена читателями.
Второе издание, расширенное и дополненное, на Всесоюзном конкурсе общества "Знание" в 1969 году за научную точность и доступность изложения отмечено дипломом. Третье издание переведено на другие языки. Книга рассказывала о последних достижениях в изучении клетки - основы всего живого, об успехах и проблемах современной генетики - науки, которая развивается необыкновенно быстро, удваивая наши знания по наследственности за каждые 2,5 года. Такого темпа развития не знала ни одна наука за всю историю человечества.
Настоящая книга повествует об основах генетики человека, успехах и проблемах стремительно развивающейся науки о самом человеке, наследственных заболеваниях и возможностях профилактики многих из них. Небольшой раздел посвящен некоторым социальным аспектам современного человека.

Книга рассчитана на всех, кто интересуется биологией, цитологией, генетикой, а также социальными аспектами человека....

Цена:
201 руб

Новое в современной генетике
Новое в современной генетике
В книге обсуждаются следующие актуальные вопросы современной генетики: генетика и теория эволюции, генная теория рака, мутагены среды и наследственность человека, генетика в проблеме универсализма человека.
Для генетиков, медиков, социологов....

Цена:
249 руб

2007 Copyright © GenDNA.ru Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт. Партнёрская программа.
Яндекс.Метрика Яндекс цитирования