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: 2440
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
 
Карл Циммер Микрокосм. E. coli и новая наука о жизни Microcosm: E. coli and the New Science of Life
Микрокосм. E. coli и новая наука о жизни
Цитата
"В начале XX в. ученые, стремясь познать природу жизни, начали исследовать безвредные штаммы E. coli. И кое-кому из них уже в конце первого десятилетия пришлось съездить в Стокгольм за Нобелевскими премиями, присужденными за эти работы. Позже новые поколения ученых пытались разобраться в устройстве E. coli. Они тщательно изучили большую часть из четырех с чем-то тысяч генов этого микроорганизма и открыли новые законы жизни.

Именно на примере E. coli мы начинаем понимать, как гены согласованно работают, поддерживая жизнь, и как жизнь попирает стремление Вселенной к беспорядку и хаосу. E. coli - одноклеточный микроорганизм и как таковой имеет на первый взгляд мало общего с представителями высокоорганизованных видов, таких как наш. Но ученые продолжают находить все новые и новые параллели между нами".

Карл Циммер



О чем книга
E. coli, или кишечная палочка, - микроорганизм, с которым мы сталкиваемся практически ежедневно, но который при этом является одним из важнейших инструментов биологической науки. С ним связаны многие крупнейшие события в истории биологии, от открытия ДНК до новейших достижений генной инженерии. E. coli - самое изученное живое существо на Земле. Интересно, что E. coli - общественный микроб.

Почему книга достойна прочтения
Автор проводит удивительные и тревожные параллели между жизнью E. coli и нашей собственной жизнью. Он показывает, как этот микроорганизм меняется практически на глазах исследователей, раскрывая перед их изумленным взором миллиарды лет эволюции, закодированные в его геноме.

Для кого эта книга
Для всех интересующихся биологией, тайнами природы человека и новой наукой о жизни.

Кто автор
Карл Циммер - один из лучших научных журналистов, постоянный участник научно-популярных программ, автор нескольких бестселлеров, в том числе переведенных на русский язык: "Паразит - царь природы: Тайный мир самых опасных существ на Земле" и "Эволюция: Триумф идеи". Неизменный интерес публики вызывают его публикации в New York Times, Discover, National Geographic, Natural History, Nature и Science. Лауреат многочисленных премий, в том числе премии за научную журналистику Американской ассоциации содействия развитию науки. Живет в Нью-Йорке.

Ключевые понятия
E.coli, кишечная палочка, микроорганизмы, биология, человек, эволюция, общество, наука, микрокосм....

Цена:
639 руб

Стивен Монро Липкин, Джон Луома Время генома. Как генетические технологии меняют наш мир и что это значит для нас
Время генома. Как генетические технологии меняют наш мир и что это значит для нас
Как стремительное развитие генетики меняет мир и каким будет наше будущее? Почти каждую неделю в СМИ появляются заголовки о новых, захватывающих достижениях в области генетики, сулящих нам долголетие без болезней. Полногеномное секвенирование позволяет выявить ранее не диагностируемые заболевания, обнаружить рак на ранней стадии, узнать тайны нашей родословной. Казалось бы, остается только воспользоваться всеми этими новыми возможностями. Но так ли все просто? На примерах своих пациентов авторы книги - доктор медицинских наук Стивен Липкин и научный журналист Джон Луома - показывают как огромный потенциал, так и серьезные опасности генетических технологий....

Цена:
509 руб

В. Г. Елисеев, Ю. И. Афанасьев, Е. Ф. Котовский, А. Н. Яцковский Атлас микроскопического и ультрамикроскопического строения клеток, тканей и органов
Атлас микроскопического и ультрамикроскопического строения клеток, тканей и органов
Данное учебно-методическое пособие адресовано студентам медицинских вузов, изучающим гистологию. Оно предназначено для использования на лабораторных занятиях при работе с микропрепаратами, а также для самостоятельной подготовки к занятиям, зачетам и экзаменам. Атлас может быть также полезен студентам и при изучении таких морфологических дисциплин, как нормальная и патологическая анатомия....

Цена:
2180 руб

Сэм Кин Синдром Паганини и другие правдивые истории о гениальности, записанные в нашем генетическом коде The Violinist's Thumb
Синдром Паганини и другие правдивые истории о гениальности, записанные в нашем генетическом коде
"Синдром Паганини и другие правдивые истории о гениальности, записанные в нашем генетическом коде" посвящена одному из самых важных и интересных разделов биологии - генетике. Вы познакомитесь с историей генетики и узнаете о расшифровке структуры ДНК и проекте "Геном человека".

Для всех увлеченных и неравнодушных....

Цена:
421 руб

 Генетика за 30 секунд
Генетика за 30 секунд
Что такое ДНК, и какую роль играют гены в определении того, кем мы являемся? Каковы механизмы генной терапии? Прошлое столетие стало свидетелем великих достижений в области понимания генетики. В этой книге доступно изложено все, что необходимо знать – от самых основ до последних технологических новинок.
Книга "Генетика за 30 секунд" знакомит читателя с наиболее выдающимися открытиями, совершенными в этой области - от фундаментальных основ клеточной биологии до невероятных достижений последних лет в области секвенирования ДНК и редактирования генома. Достижения в терапии стволовыми клетками, клонирование животных, генетически адаптированные методы лечения и генетически модифицированные культуры были широко освещены, но задумывались ли вы когда-нибудь над тем, как эти технологии работают и что они на самом деле означают для нашего будущего? Разделив код на 50 частей, эксперты на двух страницах расшифровали для нас ключевые термины и концепции, используя не более 300 слов и одной картинки. Последовательность красивых изображений вкупе с терминологическим словарем и биографиями ключевых фигур - ваш кратчайший путь к тому, чтобы стать гением генетики. ...

Цена:
349 руб

Генетика человека. В трех томах. Том 1
Генетика человека. В трех томах. Том 1
Книга двух известных генетиков из ФРГ и США является фундаментальным учебником по генетике человека, охватывающим практически все основные направления этой области науки. Она может служить как учебным пособием для начинающих изучать генетику человека, так и справочным изданием для специалистов.
Том I посвящен истории генетики человека, вопросам цитогенетики и формальной генетики человека.
Для генетиков, молекулярных биологов, антропологов, врачей, а также для студентов-медиков и биологов....

Цена:
609 руб

Л. Сомпайрак Что такое рак? How Cancer Works
Что такое рак?
Книга развеивает страх перед этой грозной и многоликой болезнью и разрушает существующие устойчивые мифы и предрассудки о ее неизлечимости. Автор избрал форму доверительных бесед (лекций) с читателем, в которых он излагает новейшие знания о природе, механизмах и способах лечения рака простым доступным языком. В каждой лекции автор дает ответы на три важнейших вопроса: Каковы наиболее опасные факторы риска, приводящие к возникновению данного вида рака? Что вызывает определенный вид рака в организме человека? Как успешно лечить разновидности рака? Автору удалось предельно ясно изложить сложнейшие современные биологические концепции, необходимые для ответов на эти вопросы.

Книга предназначается самому широкому кругу читателей, от обывателей до специалистов, всем, кто хочет и готов узнать правду о раке и научиться отличать истинную так называемую "доказательную медицину" (то есть медицину, основанную на научных доказательствах) от знахарства и шарлатанства. Читатели и, прежде всего, свободное от предрассудков грядущее молодое поколение смогут использовать эту книгу как великолепное введение в современное учение о раке....

Цена:
136 руб

Майк Дэвис Птичий грипп. Глобальная угроза новой пандемии The Monster at Our Door: The Global Threat of Avian Flu
Птичий грипп. Глобальная угроза новой пандемии
В 1918 году пандемия гриппа унесла более 40 миллионов жизней всего за 3 месяца. Сегодня человечеству угрожает новая глобальная катастрофа: вирус, известный как H5N1, распространившийся среди домашних и диких птиц Восточной Азии, убивает двоих человек из трех, заразившихся им. Всемирная Организация Здравоохранения предупреждает, что в результате мутации вируса может возникает новый штамм, передающийся от человека к человеку – и тогда глобальная пандемия может накрыть несколько миллиардов человек за два года, а СПИД покажется нам мелкой неприятностью.В своей книге Майк Дэвис реконструирует научную и политическую историю нового «вирусного апокалипсиса», ответственность за который несут воротилы агробизнеса и индустрии быстрого питания, коррумпированные правительства, создавшие экологические условия для возникновения и распространения новой «чумы XXI века». Представляя себе «конец света» как падение астероида, биотерроризм или ядерную войну, мы просмотрели новую угрозу прямо у себя под носом: смертельно опасный вирус создали мы сами, проводя непродуманные научные эксперименты, нарушая хрупкий экологический баланс на планете и пытаясь «исправить» законы Природы....

Цена:
359 руб

С. И. Козлова, Н. С. Демикова Наследственные синдромы и медико-генетическое консультирование
Наследственные синдромы и медико-генетическое консультирование
В книге содержится описание около 500 наиболее распространенных наследственных синдромов, проиллюстрированных фотографиями больных. Приводятся минимальные диагностические признаки, клиническая характеристика, тип наследования, дифференциальная диагностика, сведения по молекулярной генетике синдромов. Описана методика медико-генетического консультирования и современные представления об эффективности этого вида помощи семьям с наследственной патологией.
Третье издание книги существенно переработано и дополнено.
Книга предназначена для генетиков, педиатров, акушеров, невропатологов и врачей других специальностей....

Цена:
859 руб

В. А. Бельский, П. В. Калуцкий, В. В. Киселева, Е. В. Шаталова, Л. М. Закарян Гетерогенность микробных популяций
Гетерогенность микробных популяций
Проанализированы и обобщены данные литературы и собственных исследований авторов о гетерогенности микробных популяций и значении учения о гетерогенности популяций всех живых существ для эволюции жизни на Земле. Основное внимание уделено неоднородности популяций бактерий по биологическим признакам и влиянию состава популяций на возникновение, течение и исход инфекционных заболеваний. Обсуждаются механизмы влияния различных факторов внешней среды и состояния антиинфекционной защиты организма на изменение структуры популяций возбудителей и возможности регулирования этих процессов в интересах организма в динамике инфекционного процесса.

Для медицинских генетиков и врачей различных специальностей, а также для студентов медицинских и биологических вузов....

Цена:
274 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