Версия для слабовидящих
Молекулярная биология XXI века: в поисках "кодов" жизни Печать Email
Новости об инновациях
28.10.2013

Одним из самых главных успехов мировой науки второй половины XX века стало открытие генетического кода – «словаря» всех живых организмов, переводящего наследственную информацию в молекуле ДНК на «язык» аминокислот — «строительных кирпичиков» белковых молекул.

Открытие такой очень элегантной вещи, как генетический код, оказалось вдохновляющим для биологов. С тех пор они частенько стали называть очередным кодом что-то, что, по их мнению, связывает структуру одних молекул с «устройством» других. Во многом такой подход оправдан, и, по мнению многих ученых,

не исключено, что жизнь – это набор хитроумных, чрезвычайно сложных и потому пока еще не известных «шифровальных систем». Поэтому во многом молекулярная биология нынешнего века будет посвящена их поиску.

Например, таким новым кодом несколько лет назад был объявлен алгоритм, с помощью которого клетки высших организмов «выбирают», какие белки им синтезировать. Давно было известно, что у этих организмов гены представляют собой набор «лоскутов» – несущие генетическую информацию участки молекулы ДНК (экзоны) разделены незначащими фрагментами (интронами). Когда в клетке с гена снимается «копия» в виде молекулы матричной рибонуклеиновой кислоты (мРНК), нужные экзоны вырезаются и «сшиваются» друг с другом, и далее по этой генетической «инструкции» производится тот или иной белок.

Особенность этого механизма, называемого альтернативным сплайсингом, в том, что в разных тканях организма и даже в зависимости от его возраста вырезаются-сшиваются разные экзоны, и, следовательно, с одного и того же гена могут синтезироваться разные белки. Именно поэтому у высших организмов синтезируется белков гораздо больше, чем есть у них генов. Но вот как клетка выбирает, что ей в своих мРНК «кроить» и «штопать», было непонятно. А знать это очень желательно хотя бы потому, что нарушения сплайсинга связаны с развитием разных болезней, и прежде всего рака.

В 2010 году специалисты по биоинформатике, работающие в канадском Университете Торонто, проанализировавшие огромный массив данных о молекулах мРНК из разных клеток и тканей тех или иных биологических видов, нашли «алгоритм», с помощью которого клетки делают свой выбор. Авторы работы назвали этот алгоритм «код сплайсинга».

Большой неожиданностью, впрочем, стало даже не обнаружение «кода сплайсинга» – было бы удивительным, если бы его не существовало.

Сюрприз в том, что новый код оказался индивидуальным для того или иного вида высших организмов, в то время как классический генетический код почти универсален для всего живого на Земле.

Разумеется, не обходится без вопросов — а можно ли менять «коды жизни», чтобы направленно управлять свойствами живых организмов?

С классическим кодом это уже произошло: недавно американские ученые впервые «отредактировали» его у бактерий, «научив» микробы производить несуществующие в природе белки. Ученые из нескольких научных центров США с помощью ухищрений изменили работу «дешифровальной машины» бактерии кишечной палочки, не трогая сам «текст» ДНК. Благодаря этому стало возможным встраивать в синтезируемые бактерией молекулы белков несуществующую в природе аминокислоту.

Можно ли будет когда-либо делать подобное в клетках человека – очень большой вопрос. Но зато люди могут влиять на другой код, «работающий» в нас – так называемый эпигенетический код, управляющий особой клеточной «памятью». Речь идет о молекулярных механизмах, управляющих работой генов, но не затрагивающих «текст» в молекуле ДНК. Их изучение стало одной из «горячих тем» науки о живом в последние годы.

Благодаря полученным результатам удалось понять, каким именно образом давно известные вещи — образ жизни человека, диета, привычки и даже эмоции влияют на «включение» или «выключение» самых разных генов. Более того, информация о том, какие гены и как будут «работать», может даже передаваться потомству.

Оказалось, что «дирижирование» нашими генами очень чутко связано с самыми разными факторами окружающей среды. И теперь, благодаря лавинообразно накапливающимся данным, вместо общего понимания пользы здорового образа жизни становится ясно, как конкретные вещи – физические нагрузки, ограничение калорий в рационе, отказ от курения – регулируют работу конкретных генов, связанных, например, с продолжительностью жизни.

И, возможно, в обозримом будущем врачи смогут «прописывать» пациентам эпигенетическую профилактику болезней. Конечно, все это не значит, что речь идет о грядущей нашей власти над своими генами – рассчитывать на это было бы наивно. Но уж по крайней мере постараться благодаря эпигенетике встретить старость физически активными и с не очень пухлой историей болезни в наших силах.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2013/molekulyarnaya-biologiya-xxi-veka-v-poiskakh-kodov-zhizni

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта