Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лекции 416 Новиков Виктор Владимирович

.docx
Скачиваний:
44
Добавлен:
27.03.2015
Размер:
23.31 Кб
Скачать

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ (экзамен)

Новиков Виктор Владимирович

02.09.2013

Введение

Молекулярная биология

- структура и ф-и нуклеиновых кислот

-молекулярная генетика – наука о молекулярных основах наследственности

- Геномика – изучает геномы

- Транскриптомика – изуч. транскриптомы – совокупность транскриптов, т.е. матричных РНК

- Протеомика – изуч. протеом - совокупность белков

- Пептидомика – изуч. пептидом – совокупность пептидов

- Метаболомика – изуч. состав низкомолекулярных метаболитов - метаболом

(гликомика, липидомика, интерактомика - наука о молекулярных взаимодействиях в клетках. Напр. белок с белком, углеводы с белками и т п.)

- Цитомика – изуч. сов-ть клеток – цитом.

Она использует все методы геномики, транскриптомики, протеомики и методы цитомики

Направления развития молекулярной биологии и близкие к ней науки

Нанобиотехнология

Биотехнология

Биомедицина

Биоинформатика

Геномика

Транскриптомика

Протеомика

Цитомика

Метаболомика

Пептидомика

Молек. генетика Биохимия Биофизика

Характеристика наукам

Геномика – основа развития современной медицинской биотехнологии и биомедицины: биотерапии, генной терапии, молек. диагностики.

Геномика обнаружила более 10 000 вариаций генома, передающихся по наследству. Ранее было известно 400 наследственных заболеваний.

Каждая хромосома у каждого человека дефектна, несет мутации, определяющие какого-либо наследственного заболевания.

Основа различий в геномах – SNP (однонуклеотидные полиморфизмы) – различающиеся однонуклеотидные позиции в аллельных вариантах геномов.(по сути – точечная мутация, закрепленная в геноме человека)

А А C T A

T T G A T

SNP

А А T T A

T T A A T

Геномика – наука о геномах

Предмет исследования геномики:

1. индивидуальные геномы

2. их строение

3. принципы и механизмы функционирования геномов

4. анализ вариабельности геномов внутри вида

Геном – совокупность генов и некодирующих последовательностей.

Мишенью для ВИЧа является белок на поверхности T-лимфоцитов - CD4=Т-хэлперы. (сначала была выделена популяция на поверхности T-лимфоцитов, которая является сердцевиной иммунного ответа. И из-за этого нельзя сделать вакцину.)

Объекты изучения молек. геномики: животные, растения, грибы, бактерии, вирусы.

Расшифрована последовательность сотен геномов.(не учитывая геномы вирусов и бактерий, там > 1000 геномов)

Нашли гены «микроРНК» - гены кодирующие просто РНК (всего 20 нуклеотидов max)

Благодаря системам регуляции – получаются изменения и более «крутые» виды (не из-за появления новых генов, они не появляются)

История

3 периода существования молекулярной биологии

  1. Догеномная эра молек. биологии (до 1953 года)

  2. Геномная эра молек. биологии (1953-2004, т.к. в 1953г – сформулировали модель строения ДНК)

Длилась 50 лет. Закончилась 10 лет назад. Общий принцип периода – постулат «Один ген – один белок.»

Ген – последовательность ДНК, ответственность за синтез:

-фермента

-белка

-белка или РНК

Ген – единица наследственной информации, занимающая определенное положение в геноме и контролирующая выполнение определенных функций в организме.

Ген может быть прерывистым.

Исследователи пришли к заключению, что постулат «Ген-белок», не всегда верен, и есть ситуации, когда 1 ген кодирует несколько белков и когда неск. генов (фрагментов генов) кодируют вместе 1 белок)

  1. Постгеномная эра молекулярной биологии.( с 2005г)

ушло определение гена

+ изменилось понимание взаимодействия между генами и признаками организма

«Ансамбль генов, взаимодействуя сложным образом, определяет признаки живого.» Академик Свердлов.

Т.е. признаки очень часто определяются не одним геном, а сетью генов. Их функция взаимосвязана.

Завершение геномной эры

2001 – предварит. последовательность генома человека

2002 – полная последовательность генома мыши (хороший лабораторный объект)

2004 – более точная последовательность генома человека (ура! все радуются, но пока рано =))

2006 – публикация последовательсти последней (первой) хромосомы (вот теперь расшифрован геном человека ;)). Она была самая большая, ее дольше всех расшифровывали.

2006 – завершение проекта «Геном шимпанзе»

В настоящее время расшифровано множество человеческих геномов

Биологическая индивидуальность человека – следствие полиморфизма генома. Биологическая индивидуальность определяет чувствительность к бактериальным и вирусным инфекциям, предрасположенность к соматическим заболеваниям, различия в фенотипе, стиле жизни и т д.

По данным проекта «Геном человека» отличия одного человека от другого – 0,1% генома (2004г)

Сейчас 1029 геномов известно нам. (самый известный – геном Уотсона)

Формировалось представление о глубине различий геномов между людьми.

(ответ на вопрос из зала (Оля) – сексуальная ориентация определяется генетически 100% + соц.условия)

Постгеномная эра – эра функциональной геномики

Полная характеристика гена включает:

  1. Анализ механизмов работы гена и регуляции

  2. Функциональные свойства его продукта (белка или РНК)т.е. и геномика и транскриптомика

  3. Самое главное – это функция гена

  4. Геном человека содержит 2,85 мрд нуклеотидов

Геном расшифрован на 99%

Имеется 341 участок (разрыв в расшифрованной последовательности) с невыясненной последовательностью (gaps)

У человека в геноме 20-25тыс белок-кодирующих генов.

Структура генома:

  1. Гены:

-экзоны (белок-кодирующие гены)

-интрон

регуляторные последовательности

  1. Псевдогены и фрагменты генов

  2. Повторяющиеся последовательности

  3. Бессмысленные» последовательности