Биология Справочники / Анатомия биологических терминов, Тезариус биолога, Сетков Н.А
..pdfпроисхождение у гена. Так у человека ген IGF-2 (инсулиноподобный фактор роста) в норме импринтирован, и материнская копия гена “молчит”. Интересно, что у 40 % людей, страдающих спорадическим раком прямой кишки, отсутствует импринтинг гена IGF-II. Не все хромосомы содержат участки (гены), подверженные импринтингу. Установлено, что импринтинг свойственен 7-, 11-, 14-
и15-ой хромосомам (см. также статьи Синдром Ангельмана и Синдром Прадера-Вилли).
Импринтинг генов (половой). От англ. “imprinting” – впечатление < “imprint” –
запечетлевать, отпечатывать. Различие в функционировании генетического материала, полученного от матери и отца. Явление, характерное только для плацентарных млекопитающих и покрытосеменных растений (имеющих триплоидный эндосперм). В основе его лежит различный характер экспрессии отцовских и материнских генов* в эмбриональный период развития организма, а в некоторых случаях и во взрослом состоянии. Связано это с дифференциальной модификацией различных участков хромосом ещё на стадии образования мужских
иженских половых клеток. Такая молекулярная модификация приводит к тому, что материнская и отцовская хромосомы в зиготе становятся функционально различными. Предполагается, что с биохимической точки зрения импринтинг – это следствие различий в степени метилирования по цитозину разных хромосом.
Синонимы – геномный импринтинг, молекулярный импринтинг. Классический пример молекулярного импринтинга – у мыши ген IGF-II (ген инсулиноподобного фактора роста II) экспрессируется только с отцовской хромосомы (у человека также, см. статью Синдром Беквита-Видемана), а его рецептор – IGFR-II – только с материнской хромосомы.
*У диплоидных организмов обычно функционируют оба аллельных гена (биаллельная экспрессия). В то же время есть гены, проявление которых в признаке зависит от их исходного происхождения (материнского или отцовского). Пока не найдено приемлемое биологическое объяснение этому странному феномену, кроме надуманной “Теории полового антагонизма” или, иначе, “Теории эгоистичных генов”.
Импринтированные гены. Гены, активность которых у потомства зависит от пола родителя, от которого они были получены. В участках, подверженных импринтингу, экспрессируется только отцовский или только материнский аллель – моноаллельная экспрессия. Гены, расположенные в участках, не затрагиваемых импринтингом, функционально равнозначны вне зависимости от их происхождения (см. статьи Импринтинг генов и Биаллельная экспрессия).
Инбридинг. От англ. “inbreeding”, где “in” – в, внутри и “breeding” – разведение
(“breed” – порода). Близкородственное скрещивание, увеличивающее число одинаковых аллелей и проявление рецессивных генетических заболеваний*. Именно поэтому в культуре многих народов запрещены близкородственные браки. Наиболее тесная форма инбридинга – самооплодотворение. Методом инбридинга выведены многие современные породы домашнего скота (например, длинношёрстные быстрорастущие овцы). Примером человеческих инбредных популяций могут служить современные американские амиши**, имеющие, благодаря бракам только внутри единоверцев, высокую частоту одинаковых аллелей и страдающих рядом заболеваний, проявляющихся со значительно более высокой частотой, чем в среднем в популяциях с аутбридингом (см. статьи
Аутбридинг и Кроссбридинг). Синонимы – инцухт (используется в растениеводстве) и эндогамия.
*Обычно большинство новых мутаций рецессивны и в гетерозиготах не проявляются. Инбридинг является тем проявителем, при котором в зиготе объединяются два одинаковых мутантных аллеля. **Консервативная секта меннонитов (Amish Mennonites), основанная в 1690 г. в Швейцарии священником Якобом Амманом, члены которой бежали от гонений в 1714 г. в Америку. Отличаются крайним консерватизмом жизни, стараются жить так, как жили их предки 300 лет назад, носят такую же одежду, используют ту же утварь, ездят на таких же конных тележках, производят продуктов столько, сколько потребляют сами – без излишков.
Инвариантность позиций. Буквально, неизменность. Явление, характерное для первичной структуры тРНК, абсолютное большинство которых (> 95%) содержат в определённых позициях одинаковые нуклеотиды.
Инверсия*. От лат. “inversio” – перестановка. Изменение в структуре хромосомы, возникающее за счёт обращения (поворота) хромосомного фрагмента (или участка ДНК хромосомы) на 180º, что приводит к изменению порядка расположения в ней генов. Так при исходном расположении генов АБВГДЖИ, получаем АЖДГВБИ. При гетерозиготных инверсиях во время мейоза инвертированная хромосома и её неинвертированный гомолог могут обернуться друг вокруг друга и в результате последующего кроссинговера образовать хромосомы с отсутствующими и лишними генами.
*Инверсии обозначаются символом IN.
Инвертированные повторы. От лат. “inverto” – переворачивать, перевёртывать.
Копии одной и той же последовательности ДНК в составе одной молекулы, находящиеся в противоположной ориентации. Простые перевёртыши в одной и той же нити, читаемые одинаково в разных направлениях, называются палиндромами (см. статью Палиндромы). Инвертированные последовательности в одноцепочечных ДНК или РНК за счёт комплементарного спаривания могут формировать структуры, получившие название шпильки.
Инвертированные терминальные (концевые) повторы. От лат. “inverto” –
переворачивать, перевёртывать и “terminus” – пограничный (расположенный на границе). Короткие идентичные последовательности ДНК, расположенные в противоположной ориентации на концах некоторых транспозонов.
Инделы. От англ. “indels” – Insertions/Deletions – инсерции (вставки) и делеции
(выпадения). Термин используется для обозначения отличительных вариаций, присутствующих в геномах и характерных для различных человеческих популяций. Инделы вносят изменения в эталонный геном человека и могут служить генетической подоплёкой различных заболеваний.
Индукция. От лат. “inductio” – введение, ввод. Включение транскрипции гена путём связывания молекулы-индуктора с регуляторным белком. Индукция свойственна бактериальным или дрожжевым клеткам, способным синтезировать определённые ферменты при наличии соответствующих субстратов.
Инсерция*. От лат. “insertio” – вставка, постановка. Структурное изменение ДНК (аберрация), характеризующееся вставкой одного или нескольких новых оснований, включающихся между двумя старыми основаниями. Инсерцией также называют вставку хромосомного фрагмента (участка) или мобильного генетического элемента (МГЭ). Например, инсерция мобильного генетического элемента МДГ4 у дрозофилы. Инсерции обнаруживаются благодаря присутствию в ДНК дополнительных пар оснований. Для обозначения инсерционного бактериального транспозона, кодирующего только необходимые для транспозиции генетические функции, используют сокращение IS (“insertion sequence”). Синоним
– вставка (см. также статью Мобильные генетические элементы (МГЭ)).
*Инсерции обозначаются символом Ω (греч. буквой омега, ω).
Инсуляторы. От англ. “insulate” – изолировать, отделять от окружения.
Специальные последовательности в ДНК, разграничивающие (замыкающие с двух сторон) соседние активные гены таким образом, что блокируется взаимодействие промоторов с не подходящими энхансерами. Только в пределах участка, ограниченного двумя инсуляторами, энхансеры, связанные с белкамиактиваторами, могут образовывать петлю и взаимодействовать с промотором (см. статью Энхансеры). С инсуляторами связывается специфический белок BEAF
(boundary element-assotiated factor – пограничный элемент-связанный фактор).
Примером инсуляторных элементов могут служить последовательности scs и scs′ (аббревиатура от англ. “specialized chromatin sequence” – специальные последовательности хроматина), занимающие около 350 п.н. и расположенные на расстоянии 14 т.п.н. друг от друга по краям двух копий гена hsp70, расположенных в пуфе теплового шока 87А7 у дрозофилы.
Интеграция. От лат. “integratio” – восстановление, возобновление. Внедрение чужеродной ДНК (вирусной или иной последовательности) в геномную ДНК клетки-хозяина в виде ковалентно связанной вставки, фланкированной последовательностями ДНК клетки-хозяина (см. также статью Интеграза в разделе
“Биохимия и молекулярная биология”).
Интерсперсия. От лат. “interspersi” – пересыпать. Буквально, разбросанность. Чередование чего-либо, например, каких-либо структур. Термин часто применяется для описания структуры генома, построенного по принципу чередования уникальных и повторяющихся последовательностей. Выделяют два распространённых типа интерсперсии, получившим название по видам, у которых они впервые были описаны: интерсперсия типа “ксенопус*” и типа “дрозофила”.
*Структура генома типа “ксенопус” обнаружена у шпорцевой лягушки Xenopus laevis, у которой примерно 50 % генома – это уникальные последовательности, содержащие примерно 1500 п.н. и чередующиеся с повторяющимися последовательностями, средний размер которых 300 п.н. В остальной части генома расстояние между соседними повторами превышает несколько тысяч пар нуклеотидов. Этот тип интерсперсии наиболее распространён в геномах животных, включая человека.
Интерференция. От лат. “inter” – между, взаимно и “ferio” – ударять, убивать.
Взаимное влияние (наложение) процессов друг на друга (см. статью РНК-
интерференция).
Интрамеры. От лат. “intra” – внутри и греч. “meros” – часть. РНК-аптамеры, экспрессирующиеся внутри клеток для белковой интерференции (см. статьи
Интраантитела и Аптамеры).
Интроны. От лат. “inter” – между (“intervening sequence” – промежуточная последовательность). Транскрибируемые, но не транслируемые (некодирующие) участки генов, которые в процессе созревания первичного транскрипта (гетерогенной ядерной РНК, гяРНК) подвергаются удалению. Иначе, интроны – это последовательности нуклеотидов в гене, не входящие в информационную РНК (зрелую иРНК) (неинформативные для структуры белков участки гена*). Интроны заполняют промежутки между экзонами (разделяют экзоны) и часто бывают намного протяжённее по длине, чем экзоны. У человека на долю интронов приходится 95 % длины усреднённого белок-кодирующего гена. Так размер типичного среднестатистического гена человека, кодирующего белок из 447 аминокислотных остатков, составляет 27 000 пар, а его кодирующая часть (экзоны) занимает всего 1340 пар (см. статью Экзоны). Удаление интронов и сплайсинг экзонов у экариот обеспечивает струтура, называемая сплайсосомой. В некоторых
случаях сами интроны могут содержать кодирующие участки (настоящие гены), которые часто оказываются чужеродными, т. е. не связанными с потребностями данного организма. Показано, что около 8 % генов дрозофилы локализованы в интронах других генов. Так, например, внутри гена “dunce”** (dnc) у D. melanogaster, содержащего 13 экзонов, между первым и вторым экзонами находятся несколько генов семейства Pig/Sgs, а между вторым и третьим экзонами локализованы ещё 4 гена. Долгое время интроны (а вместе с ними и межгенные участки ДНК) считали эволюционным генетическим “мусором”. Однако теперь становится ясно, что “бессмысленные” сегменты интронной ДНК на самом деле кодируют многочисленные молекулы небольших РНК (“микроРНК”), представляющих собой продукты расщепления (процессинга) интронной РНК и выполняющих регуляторные (сигнальные) функции. Эти РНК участвуют в регуляции трнскрипции (экспрессии) генов, регуляции пролиферации клеток, регуляции апоптоза и в процессах регуляции индивидуального развития организма (онтогенеза), чаще по механизмам обратной связи.
*В некоторых случаях интроны включаются в кодирующие участки гена (пример вездесущего "принципа исключения из правил”).
**От англ. “dunce” – болван, тупица.
Интересно, что у саламандры, способной к регенерации своих конечностей, необычайно много участков ДНК, состоящих из повторяющихся последовательностей интронов.
Интроны группы II. Паразитические генетические элементы, обладающие способностью встраиваться в геном клетки-хозяина и сразу вырезаться из него после транскрипции (небольшие фрагменты ДНК, похожие на самосплайсирующиеся мобильные генетические элементы).
Инцест. От лат. “incestum” (“incesto” – осквернять < “in castus” – нечистый).
Близкородственное скрещивание. Половая связь между родственниками (кровосмешение).
Инцухт. От нем. “Inzucht” – скрещивание близкородственных форм растений (самоопыление). Инцухт вызывает уменьшение числа предков*, которое при обычном скрещивании растёт в геометрической прогрессии. Синоним – инбридинг.
*Существует специальный термин “потеря предков” при инцухте.
Евгеника. От греч. “eugenes” – породистый (где “eu” – хорошо и “genesis” –
происхождение). Учение о наследственном здоровье человека и его одарённости, а также о генетических методах совершенствования природы человека, искусственной его селекции (улучшения наследственных качеств). Подразделяют на позитивную евгенику, исследующую возможности сохранения аллелей, детерминирующих желательный фенотип, и негативную евгенику, изучающую способы снижения частоты вредных аллелей у человека. В 20-е годы XX века в Советской России было создано евгеническое общество, в задачи которого входило “улучшение человеческой породы” и которое возглавлял выдающийся биолог Николай Константинович Кольцов. Определённую роль сыграл и академик ВАСХНИЛ А.С. Серебровский, выступавший за селекцию людей, создание банка спермы высокоодарённых людей. В гитлеровской Германии развивались расистские формы евгеники. В США пытались получать детей от Нобелевских лауреатов; результат этих экспериментов не оправдал ожиданий.
Евфеника. От греч. “eu” – хорошо и “phainö” – являю. Область практической генетики, разрабатывающая мероприятия, приводящие к изменению наследственных качеств людей, путём улучшения условий внешней среды.
Какогенез. От греч. “kakos” – плохой, дурной и “genos” – род. Неспособность организма к скрещиванию.
Какогения. От греч. “kakos” – плохой, дурной и “genos” – род. Ухудшение генетических качеств и свойств, при евгенических мероприятиях. Синоним –
дисгения.
Каноническая последовательность. От греч. “kanon” – правило, предписание.
Усреднённая (идеальная) последовательность ДНК, в которой в каждой позиции представлены нуклеотиды, наиболее часто встречающиеся в реальных ДНК. Кариотип. От греч. “karyon” – ядро ореха и “typos” – образец. Совокупность числа, величины и формы хромосом, характерные для каждого отдельного вида. Структура кариотипа не зависит от типа клеток данного организма. Другими словами, кариотип – это полный набор хромосом. Кариотип может служить таксономическим (систематическим) признаком*. Например, у одной из рас аскариды диплоидный набор хромосом равен 2, у комнатной мухи (Musca domestica) – 12, а у гороха и огурца по 14 хромосом. Нормальный кариотип человека** принято обозначать как 46XX (женский) и 46XY (мужской), т. е. 44 аутосомы (22 пары) и две половые хромосомы X и Y. Горилла, орангутанг (орангутан) и шимпанзе имеют 24 пары хромосом, при этом между шимпанзе и гориллой больше генетических отличий, чем между шимпанзе и человеком.
Синонимы – набор хромосом, хромосомный набор.
*Ещё в 1882 г. Вальтер Флемминг пришёл к выводу о постоянстве числа хромосом в клетках организмов одного вида. Однако встречаются и исключения, например, почти все представители кошачьих имеют идентичные наборы хромосом. В то же время разные популяции одного вида могут сильно различаться по числу так называемых добавочных хромосом (например, такое явление характерно для мышей полёвок).
**С 1921 года считалось, что у человека, как у гориллы, орангутанга и шимпанзе, 24 пары хромосом. И только в 1955 г. яванец Джо Хин Тджио (Joe Hin Tjio, 1916–2001) и швед Альберт Леван (A. Levan, 1905–1998), работавшие в Университете Лунда (Швеция), показали, что истинный кариотип человека представлен 46 хромосомами (23 пары). Сравнение чередования тёмных полос (хромомеров) показало, что 2-я хромосома человека возникла путём слияния двух хромосом предковых форм, что обеспечило репродуктивную изоляцию наших далёких предков от близкородственных видов. Согласно номенклатуре, принятой в 1960 г. на международной конференции в Денвере (США) хромосомы человека делятся на 7 групп. Группы обозначаются буквами A, B, C, D, E, F и G, а в пределах групп хромосомы нумеруются арабскими цифрами, согласно уменьшению размера. Половые хромосомы обычно выносят в отдельную 23-ю пару.
Картирование хромосом. Определение локализации генов на хромосомах с указанием их взаимно расположения.
Карциноэмбриональный антиген. От греч. “karkinoma” – раковая опухоль.
Антиген, экспрессирующийся на поверхности клеток многих карцином. Используется для диагностики опухолей с помощью узнающих его моноклональных антител (в перспективе, с присоединённой радиоактивной меткой
– радиография и радиотерапия).
Качание (неоднозначное соответствие). От англ. “wobble” – качаться из стороны в сторону. Свойство третьего (5′-концевого) основания в антикодоне тРНК образовывать водородные связи с любым из трёх оснований, расположенных на 3′-конце кодона в мРНК. Отсюда следует, что молекулы тРНК одного типа могут узнавать несколько различных кодонов.
кДНК. Общий термин, обозначающий любые комплементарные ДНК копии, синтезированные на РНК-матрицах с помощью обратной транскриптазы (процесса обратной траскрипции) как in vivo, так и в системе in vitro. Например, в
ретикулоцитах обильно представлены кДНК глобиновых генов. Синонимы –
“ретротранскрипты”, “обратные транскрипты”.
кДНК-библиотека. Коллекция клонированных фрагментов кДНК, содержащих только экзоны структурных генов.
кДНК-клон. Двухцепочечная кДНК, находящаяся в составе клонирующего вектора (см. статью кДНК).
Кластеры генов. От англ. “claster” – гроздь. Идентичные или родственные смежные гены, собранные в геноме в группы.
Клон. От греч. “klon” – ветвь, отпрыск, росток. Понятие “клон” используется в молекулярной биологии для обозначения большой популяции идентичных молекул, а в клеточной биологии для обозначения клеток, потомков одного предка (бактерии или соматической эукариотической клетки).
Клонирование. От греч. “klon” – ветвь, отпрыск, росток. 1. В клеточной биологии – получение генетически однородного потомства путём переноса в энуклеированную (лишённую ядра) яйцеклетку ядра соматической клетки. Первые эксперименты по клонированию были проведены в 1948 г. Георгием Лопашовым на яйцеклетках лягушки. К сожалению, статья о результатах работы не была принята к публикации в преддверии проведения печально известной августовской сессии ВАСХНИЛ, решениями которой клевреты Трофима Лысенко и Исайи Презента окончательно добили российскую генетику. И только в 1953 г. американец Бриггс, а в 1962 г. англичанин Джон Гёрдон* повторили опыты Лопашова. Воистину, Россия – родина слонов! Первый крупный успех в клонировании млекопитающих был достигнут в 1997 г. шотландскими учёными из Рос(з)линского института в Эдинбурге, которые получили знаменитую на весь мир овечку по имени Долли**. Работу проводил профессор Ян Вильмут (Уилмут) путём переноса ядра, взятого из клетки молочной железы цукотной шестилетней овцы, находящейся в последнем триместре беременности. Оригинальность подхода автора заключалась в том, что все клетки-доноры ядер предварительно культивировали in vitro и затем переводили в состояние покоя. По-видимому, этот подход облегчил задачу перепрограммирования генома соматических клеток. Результаты показали, что, по крайней мере, в клетках этого типа не происходит необратимая модификация генетической информации, необходимой для полного развития организма, хотя целый ряд проблем эпигенетического характера разрешить так и не удалось.
2. В генной инженерии термин используется для обозначения процесса, с помощью которого получают большое количество идентичных молекул ДНК, используемых для анализа или получения белка (иначе – это процесс амплификации ДНК или процесс “клонировния генов”). Методы клонироваия основаны на конструировании химерных (гибридных) молекул ДНК, состоящих из клонируемого фрагмента, встроенного в какую-либо конструкцию для клонирования, в качестве которых используют самостоятельно (автономно) эксперссирующиеся векторы (см. статью Вектор). С помощью методов клонирования были созданы генетические библиотеки, содержащие многие тысячи перекрывающихся фрагментов ДНК человека, что послужило основой полной расшифровки генома человека в рамкахгосударственного проекта США “The Human Genome Project”.
*Джон Гёрдон – зоолог из Оксфордского университета, который проводил опыты с южноафриканскими жабами, перенося ядра, полученные из клеток эпителия кишечника головастиков в безъядерные яйцеклетки. При этом ни один из полученных головастиков не
прошёл стадию метаморфоза и не превратился во взрослую лягушку. За эту работу 2012 г. Джон Гёрдон вместе с японским учёным Синья Яманака получил Нобелевскую премию.
**Овечка была названа в честь известной кантри-певицы, работавшей в соседнем с институтом баре, по имени Долли (Куколка), обладавшей пышным бюстом. На самом деле группа Яна Вильмута занималась генетической модификацией яйцеклеток, и Долли была получена почти случайно (с 227-ой попытки!). Так, например, были получены овцы, молоко которых содержит VIII-фактор свёртывания человека, необходиый людям, страдающим гемофилией. В том же 1997 г. австралийские учёные клонировали 470 идентичных эмбрионов телят из клеток одного эмбриона. В настоящее время клонировано так много различных животных и, прежде всего домашних, что даже нет смысла их перечислять.
Клото (Клофо) ген. От имени “Klotho”* получил своё название “ген смерти клото”, обнаруженный впервые у мышей, а затем и у человека, который существенным образом влияет на продолжительность жизни. У мышей мутации (точечные изменения) в этом гене вызывают феномен ускоренного старения, который проявляется укорочением продолжительности жизни, бесплодием, атеросклерозом, облысением, атрофией кожи и тимуса, снижением числа клеток гипофиза, продуцирующих гормон роста – соматотропин. К сожалению, этот ген содержится и в геноме приблизительно 25 % людей, превращая их в особую группу риска. Чем больше копий этого гена у носителя, тем выше вероятность смерти в молодом возрасте.
*“Klotho” (“Κλωθω”) – имя древнегреческой богини судьбы, одной из трёх мойр (у римлян – парок). По представлениям древних греков, Клото – пряха, которая вплетает в жизненную нить человека всё, что ни случается со смертным – счастливую или печальную участь. Оборвётся нить
– и кончится жизнь. В произведениях древнеримского писателя-софиста Апулея, Клото представлена как богиня, заботящаяся о настоящем.
Клэмр-лоудер. От англ. “clamp” – зажим, хомут и “loader” – погрузчик. Белковый комплекс, фиксирующий положение репликативной вилки. Состоит из 5-ти субъединиц, которые формируют на ДНК так называемый β-зажим.
Коалесценция. От лат. “coalescere” – сливаться, срастаться. В популяционной генетике понятие “точка коалесценции” – точка исчезновения разнообразия, появление генетического сходства. Например, точка коалесценции у рода Homo с шимпанзе существовала примерно 6–5 млн. лет назад, а у Homo sapiens с неандертальцами – 600–500 тыс. лет назад. Наконец, последний общий предок неандертальца, современного человека и “денисовцев” жил миллионы лет назад
(см. статью “Древняя ДНК”).
Когнатные тРНК. От лат. “co” – вместе, с и “gnata” – дочь. Аминоацил-тРНК, заряженые одной и той же аминокислотой.
Код. От фр. “code” < лат. “codex” – книга. Под кодом понимается система абстрактных (условных) обозначений, состоящая из любых дискретных знаков, символов, букв, использующихся для хранения, передачи и обработки информации. В частности, код может быть дижитальным (от англ. “digital” – цифровой). В генетических текстах код – “словарь” для перевода ДНКовых и РНКовых текстов на язык белковых текстов. В геномах кодирующие знаки (символы) – нуклеотиды, различные комбинации которых образуют кодоны и, соответственно, антикодоны. Биологический код – триплетный*, т. е. кодон состоит из трёх нуклеотидов (см. статью Кодон).
Код “бриллиантный” (“алмазный” код). Чисто умозрительная, но остроумная идея, предложенная в 1954 г. физиком Георгием Гамовым (George Gamow, 1904– 1968), объясняющая способ перевода четырёхнуклеотидного алфавита ДНК в 20-ти буквенный аминокислотный алфавит белков. Гамов гипотетически предположил,
что с каждым витком двойной спирали ДНК в ней образуется пустое пространство
вформе кристалла алмаза с нуклеотидами по четырём углам. Благодаря наличию таких пустот ДНК может служить линейной матрицей, вдоль которой выстраиваются аминокислоты в порядке, задаваемом комбинацией нуклеотидов в каждом витке ДНК. Однако вскоре появились данные, говорящие о том, что ДНК и аминокислоты не могут взаимодействовать друг с другом наприямую. В результате
в1957 г. Фрэнсис Крик высказал предположение о существовании молекулпосредников – адапторных РНК*, осуществляющих в процессе трансляции перевод с четырёхбуквенного языка нуклеотидных последовательностей на двадцатибуквенный язык аминокислотных последовательностей.
*От англ. “adapter” < лат. “adaptare” – приспособлять, прилаживать.
Код канонический. От фр. “code” < лат. “codex” – книга, греч. “kanon” – норма,
прямая палка. Код, кодирующий канонические аминокислоты и обладающий
минимальной чувствительностью к ошибкам. Другими словами для него характерна минимизация цены ошибок путём группирования синонимичных кодонов и кодонов, кодирующих аминокислоты со сходными биохимическими свойствами.
*От лат. “tria”, “tres” – три, трое и “plex” – кратный (“плектность” – кратность).
Кодирующая область. Последовательность в гене, соответствующая аминокислотной последовательности в белке.
Кодирующая цепь. Цепь ДНК, последовательность нуклеотидов в которой идентична последовательности нуклеотидов в мРНК. Вторая цепь называется
матричной, кодогенной или комплементарной; именно на ней транскрибируется мРНК (с неё копируется).
Кодоминантность (кодоминирование). От лат. “co” (“con”) – вместе, совместно
и “dominatio” – господство. Фенотипическое проявление у гетерозиготы первого поколения (F1) признаков, характерных для обоих аллелей гена, которые не являются ни доминантными, ни рецессивными (смешение признаков). Классический пример кодоминирования у человека – генетический контроль групп крови системы АВО. У носителей IV группы уровни, или группы АВ, два кодоминантных аллеля IАIВ, сочетаясь дают новый признак. Синоним – неполное доминирование.
Кодоминантные аллели. Аллели, проявляющиеся совместно в гетерозиготе (см.
статью Кодоминантность).
Кодон. Дискретная единица генетического кода – комбинация из трёх (триплет) смежных (соседних) нуклеотидов, отвечающих одному аминокислотному остатку и выстраивающихся в сплошной ДНКовый текст без пробелов. Из 64 возможных комбинаций триплетов (43) три кодона являются терминирующими (обрывающими) трансляцию, а остальные 61 кодируют 20 аминокислот (см. статьи
Вырожденность кода и Антикодон). Синоним – триплет.
Самая большая трудность в раскодировании генетических текстов – знать, с какой буквы начинается “смысловой текст”. В 1961 г. Маршалл Ниреберг (Marshal Nirenberg) и Джон Мэтхай (Johan Matthaei) экспериментально определили первую единицу генетического кода. Синтезировав молекулу РНК, состоящую только из одной “буквы” U – урацила, и получив полиурацил, они ввели его в бесклеточную систему, представленную суспензией рибосом из дрожжей и активированных аминокислот (набор аминоацил-тРНК). В результате был получен полипептид, состоящий только из остатков аминокислоты фенилаланина. Так было установлено первое слово генетического кода UUU, кодирующее включение в белки фенилаланина.
Коинтеграт. От лат. “con” – вместе и “integer” – целый (восстановленный). 1.
Структура, возникающая при слиянии двух репликонов, один из которых исходно
содержит транспозон. В коинтеграте две копии транспозона расположены у границ соединения репликонов и ориентированы в одном направлении. 2. Молекула плазмидной ДНК, образующаяся при репликации и содержащая несколько копий одной плазмиды. Образование коинтегратов (мультимеризация плазмид) – основная причина нестабильности мультикопийных плазмид (см. статью
Мультимеризация плазмид в разледе “Микробиология и вирусология”).
Коконверсия. От лат. “con” – вместе и “conversio” – обращение (переворот).
Одновременная коррекция двух сайтов в процессе конверсии гена (см. статью
Конверсия генов).
Колинеарность. От лат. “con” – вместе и “linea” – линия. Линейное соответствие между последовательностью кодонов в ДНК гена и последовательностью кодируемых им аминокислотных остатков в полипептиде. Принцип колинеарности открыл возможности для исследования влияния мутаций на аминокислотные замены (на первичную структуру белков).
Кольцевые хромосомы. Возникают при потере теломерных участков хромосом (например, в результате действия радиации) (см. статью Теломеры). Комбинативная изменчивость. Новое сочетание признаков, возникающее у потомков в результате скрещивания. Возможное число генотипов при полигибридном скрещивании, равно 3n, где n – число пар гетерозиготных генов. Так, например, при дигибридном скрещивании дигетерозигот (АаВв × АаВв) число генотипов потомков равно 32 = 9. Новое сочетание признаков также имеют кроссоверные особи (см. статью Кроссинговер).
Компенсация дозы генов. От лат. “compensio” – возмещаю, уравновешиваю.
Инактивация в раннем эмбриогенезе одной Х-хромосомы в каждой клетке плода женского пола. Это выключение одной из Х-хромосом является случайным процессом и управляется так называемым Х-инактивационным центром. Процесс инактивации обеспечивается включением некодирующего гена Xist, который детерминирует синтез активной РНК, опутывающей как кокон “отбракованную” хромосому. Далее запускается цепная реакция модификаций выключаемой хромосомы – множественное метилирование цитозинов, деацетилирование гистонов* и суперконденсация хроматина. Такая погружённая в сон неактивная хромосома и передаётся при репликации всем дочерним клеткам плода. Вторая Х- хромосома защищается от этого воздействия, синтезируя антисмысловую РНК, выступающую в роли контрагента против РНК Xist. Отсюда следует, что женщины в случае разноаллельности сцеплённых с полом отцовских и материнских генов являются генетическими мозаиками (т. е. женщины имеют фенотипически различные популяции клеток). Синонимы – Х-инактивация, инактивация Х-
хромосомы, лайонизация (см. статью Лайонизация).
*Показано, что если “хвосты”, свешивающиеся с гистоновых шпулек обильно ацетилированы, то такие участки хроматина более диспергированы и более активны транскрипционно. Напротив, высококонденсированный хроматин содержит меньше ацетильных групп, и гистоны обогащены метильными группами. “Хвосты” гистонов содержат и другие модифицирующие группы, такие как фосфаты, полипептид убиквитин, и всё это может присутствовать в разных комбинациях и с разной локализацией, что и формирует гистоновый код эпигенетического уровня наследования, от которого зависит явление импринтинга (см. статьи Эпигенез и Импринтинг).
Компенсирующие параллельные мутации. Мутации, при которых два изменения, губительные по отдельности, нейтрализуют друг друга и даже могут приносить определённую пользу носителю.
Комплементарность. От лат. “complementum” – дополнение, довершение (средство пополнения) < “compleo” (“completum”) – наполнять, комплектовать.
Буквально, взаимодополняемость. Свойство двойной спирали ДНК, согласно которому азотистые основания двух цепей ДНК обращены внутрь спирали таким образом, что против аденина (А) всегда стоит тимин (Т) и наоборот, а против гуанина (Г) – цитозин (Ц) и наоборот (согласно правилу спаривания оснований). При этом взаимодействие оснований друг с другом осуществляется через водородные связи (пара А-Т удерживается двумя связями, а пара Ц-Г – тремя).
Комплементация. От лат. “complementum” – дополнение. Взаимная дополняемость генов. Способность неаллельных генов, находящихся в транс-сочетаниях, обусловливать появление дикого фенотипа (см. статью Транс-конфигурация). Другими словами комплементация – это такое взаимодействие неаллельных генов, при котором два или более гена вызывают развитие признака. Например, синтез интерферона у человека зависит от двух генов, расположенных в разных хромосомах. Синонимы – комплементарность генов, комплементация межаллельная.
Комплементарная цепь. От лат. “complementum” – дополнение. Цепь ДНК,
играющая роль матрицы для синтеза РНК и комплементарная ей.
Комплементация отрицательная. От лат. “complementum” – дополнение.
Подавление активности субъединицы дикого типа в мультимерном белке мутантной субъединицей в результате межаллельной комплементации. Конверсия генов. От лат. “conversio” – обращение (переворот). Процесс обмена генетической информацией, похожий на гомологичную рекомбинацию. Формально этим термином обозначают односторонний перенос генетической информации от донорской последовательности к реципиентной. Другими словами, конверсия генов – изменение одной из цепей гетеродуплексной ДНК, приводящее к комплементарности с другой цепью в тех положениях, где есть неспаренные основания. У организмов, обладающих половым процессом, конверсия генов может значительно уменьшать число мутаций в геноме за счёт процесса перекомбинации между аллелями гена. Синоним – генная конверсия.
Конкатемеры. От лат. “con” – вместе, “(cate)na” – цепь и греч. “meros” – часть.
Представляют собой двухцепочечные молекулы ДНК, которые образуются из нескольких тандемно повторяющихся единиц генома. Один из способов образования конкатемеров основан на механизме репликации по типу модели “катящегося кольца”*. Например, такие конкатемерные двухцепочечные молекулы необходимы для созревания ДНК фага лямбда. К конкатемерам также относятся искусственные протяженные молекулы кДНК, создаваемые соединением (лигированием) коротких маркёрных (tags) концевых фрагментов (8–15 нуклеотидов), получаемых с помощью рестрикции каждой молекулы кДНК в кДНКовой библиотеке. Каждый из конкатемеров содержит фрагменты, соответствующие 50–100 молекулам кДНК. Конкатемеры секвенируют и подсчитывают число одинаковых фрагментов, что позволяет оценить относительный уровень экспрессии генов. Получение конкатемеров лежит в основе серийного анализа экспрессии генов (SAGE) (см. статьи Репликация по типу
“катящегося кольца” и Сиквенсный сэмплинг).
*Катящееся кольцо порождает мультимерный одноцепочечный 5′-ОН конец, который может быть превращён в двухцепочечную молекулу ДНК путём синтеза комплементарной цепи и в последующем замкнут в кольцо.