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

Pauca Verba!_6

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
25.02.2016
Размер:
11.6 Mб
Скачать

Круглі зіниці, окрім людини, характерні для більшості денних тварин та таких, що ведуть змішаний спосіб життя: примати, собаки, вовки, крупні котячі, деякі гризуни, а також для усіх птахів, включно з нічними. Це пов’язано в першу чергу з меншою світлочутливістю сітківки. За такої умови отвір круглої зіниці на світлі залишається достатньо розширеним, щоб уникнути хроматичних аберацій. На відміну від дрібних котячих, крупні представники цієї родини (такі як леви, тигри, гепарди, ягуари), мають круглі зіниці, оскільки їх розмір та раціон передбачає полювання в світлий час доби і їхні очі позбавлені необхідності добре бачити вночі. Нічні ж птахи, наприклад, сови, компенсують круглу зіницю свого чутливого ока переважно нічним способом життя, а також фактичним розміром самого ока і радіусом райдужки. Навіть на денному світлі у райдужки вистачає амплітуди, щоб забезпечити комфортний рівень надходження світла до ока.

Рис.3. Зіниці сома парчового за різних рівнів оствітлення.

Зіниці деяких тварин мають взагалі ні на що не схожу форму.

Так, у деяких водних істот (рис.3) зіниця звужується за рахунокутвореннянаверхнійчастинірайдужкиоперкулюму

– специфічного виросту, який, розширюючись, закриває собоюзіницю,утворюючисерповиднущілину.Такийапарат пояснюється в першу чергу напрямом падіння світла. Для підводних тварин єдиним джерелом природньої засвітки є поверхня води.

Оперкулюм ізолює око від потрапляння надлишку випромінювання зверху, залишаючи його чутливим до світла, віддзеркаленого від об’єктів, що знаходяться нижче власника таких очей.

Anableps anableps

Також у жителів водного середовища трапляються й зовсім унікальні випадки –центральноамериканська риба Anableps anableps є володарем очей, котрі можуть бачити одночасно і під водою, і в повітрі. Життя на межі повітряного та водного середовищ зумовило розвиток очей, розділених на 2 половини. Повітряна і підводна частини очей розділені епітеліальною тканиною. Обидві частини мають незалежні рогівки та сітківки, що адаптовані до кожного з середовищ окремо. Така сепарація зумовила функціонування двох очей як окремих чотирьох.

Адаптація різних організмів до їхніх умов існування знайшла в ході еволюції чимало вражаючих рішень, котрі не переставатимуть нас дивувати ніколи, адже світ біорізноманіття ще далеко не вивчений.

Note:

1.http://jeb.biologists.org/content/209/1/18.full 2.http://en.wikipedia.org/wiki/Pterygoplichthys_gibbiceps 3.http://www.realmonstrosities.com/2013/03/four-eyed-fish.html

Підготував: Андрій Яремич

11 |P a u c a V e r b a ! / 6

Рослинний світ

Жива викопна рослина – Ginkgo biloba

Гінкго дволопатеве –реліктовий вид, єдиний представник роду Ginkgo. Вважається що Гінкго існували ще 270 млн років до н.е.

Походить з Китаю та Японії. Деяким існуючим рослинам цього виду встановлюють вік майже 1500 років. Відомі також представники вік яких може сягати майже 4000 років.

В Європі про Гінкго дволопатеве дізнались у 1690 році, колилікарголандськогопосольствазацікавивсянезвичайним деревом з оригінальними листками, що складаються з двох лопатей і нагадують традиційне японське віяло.

Існували ще види Ginkgo yimaensis, Ginkgo apodes, Ginkg oadiantoides, Ginkgo gardneri, але вони не збереглись до наших днів.

Ginkgo biloba належить до представників голонасінних (рід Pteridospermatophyta), які ймовірно вимерли ще в Юрському періоді. Тобто, Гінкго – єдиний нині живий представник «перехідної ланки» між папоротниками та хвойними. Замість хвої у нього віялоподібні листки, які досягають у діаметрі до 8 см. Дерево може сягати до 40 м у висоту та 4,5 м у ширину.

Гінкго – дводомна рослина. На чоловічих рослинах формується спорангії зібрані у колоски, у яких формується пилок. На жіночих рослинах формується два сім’зачатка. Лише на 25-му або 30-му році дерева формуються статеві ознаки. Запилення відбувається за допомогою вітру. На жіночих деревах зріють бурштинового кольору плоди, що нагадують абрикоси. Через це Гінкго у японській мові носить значення «срібний абрикос». Плоди Гінкго дволопатевого використовують як в кулінарії,так і в медицині.

З листя Гінкго білоби виділяють флаваноїди (мірицитін,

кверсітін) та терпеноїди (гінкголіди, білобаліди). Ці екстракти використовуютьяквзасобахдляпокращенняпам’яті,такідля запобігання нервових порушень, а також для попередження хвороби Альцгеймера.

Крім того, екстракти Гінкго діють як антикоагулянти, тому їх застосовують для лікування серцево-судинних хвороб. Гінкго дуже стійкий до дії вірусів, фітопатогенних грибів, бактерій, комах, а також стійкий до дії ультрафіолету та високих доз радіації. Існують представники, які витримали атомне бомбардирування в Хіросімі. Через це в Японії Гінкго вважається символом довголіття та стійкості!

ВЄвропуГінкгобілобапотрапивтількипісля1730рокуібув висаджений в Міланському ботанічному саду. А ще через 50 роківпотрапиввАмерику.Зцьогочасупостійнокультивується в країнах з теплим і помірним кліматом.

Що цікаво, в Німеччині це дерево називають «деревом Гете» в честь поета Іоганна Вольфганга фон Гьоте. Він посвятив йому свій вірш, в якому навів листки Гінкго, як символ двох закоханих сердець.

Note: 1.http://bud-molod.com/ginkgo-biloba-rastenie-prodlevayushhee-molodost. 2.http://en.wikipedia.org/wiki/Ginkgo_biloba.

3.Mustoe, G.E. (2002). “Eocene Ginkgo leaf fossils from the Pacific Northwest”. CanadianJournalofBotany80 (10): 1078–1087.

4.VanbeekA.Vanbeek(2000).GinkgoBiloba(MedicinalandAromaticPlants:Industrial Profiles). CRC Press. p. 37.

5.Tang, CQ; al, et (2012). “Evidence for the persistence of wild Ginkgo biloba (Ginkgoaceae) populations in the Dalou Mountains, southwestern China”. AmericanJournalofBotany99 (8): 1408–1414.

Підготувала: Анастасія Дученко

12 |P a u c a V e r b a ! / 6

Історичні нариси

РозалIнда ЕлсI ФранклIн

(25. 07. 1920 – 16. 04. 1958)

«Conclusion: Big helix in several chains, phosphates on otside, phosphate-phosphate inter-helical bonds disrupted by water.

Phosphate links available to proteins.»

Rosalind Elsie Franklinn

Життя.

Розалінда Елсі Франклін народилась у Лондоні у багатій та впливовій британській сім’ї єврейського походження. Її батьком був Елліс Артур Франклін , а матір’ю - Мюріель Френсіс Уейл.

Розалінда навчалась у школі Святого Павла для дівчаток, а також у приватній школі для дівчаток «North London CollegiateSchool».Підчаснавчаннявиявлялазацікавленість у природничих науках, латині і спорті.

Взимку 1938 року Франклін вступила до коледжу Ньюнхем, Кембриджського університету. Випускні іспити вона склала у 1941 році, однак отримала лише номінальний ступінь, оскільки тоді жінки не мали права після закінчення Кембриджського університету отримувати вчені ступені. Так, лише у 1945 році Франклін удостоєна вченого ступеню доктора філософії у Кембриджському університеті.

Після закінчення Другої світової війни Розалінда Франклін переїхала до Парижу, де займалась дослідженнями в галузі застосування рентгенноструктурного аналізу.

В 1950 році Франклін повертається до Англії і починає працювати над у Лондонському університеті над дослідженням структури ДНК.

Внесок у розбудову просторової моделі ДНК.

Усічні1951рокуФранклінпрацюєвКоролівськомуколеджі Лондона,ускладімедичноїдослідницькоїради,привідділені біофізики, яким керував в той час Джон Рендалл.

Спочатку Франклін збиралась працювати над рентгенівським дослідженням структури білків та жирів у розчинах, однак Рендалл спрямував її науковий інтерес на дослідження будови молекули ДНК. Рендалл, був зацікавленнийуспівпрацізФранклін,оскількинатойчасвона була єдиним досвідченим фахівцем у галузі дифракційного аналізу.

В цей самий час, у Королівському коледжі над дослідженням структури ДНК працював Морісон Вілкінс. Згодом через дослідження одної тематики Франклін та Вілкінс часто вдавались до суперечок. Разом з Франклін працював аспірант Реймнод Гослінг.

Протягом 1952 року, Розалінда Франклін та Реймонд Гослінг проводили дослідження із застосування функції Паттерсона для рентгенівських знімків ДНК.

До січня 1953 року Франклін вдалося пов’язати між собою отримані суперечливі дані, і вона приступила до написання серії з трьох чорнових рукописів, два з яких включали в себе опис подвійного спіралеподібного основного ланцюга ДНК. Два рукописи про форму «А» були надруковані журналом

«Acta Crystallographica» в Копенгагені 6 березня 1953.

Фактично, це відбулось за день до того, як Джеймс Уотсон та Френсіс Крік завершили роботу над своєю моделю ДНК. Повиннобути,Франклінвідправилаїхпоштою,коликоманда вчених з Кембріджського університету тільки займалася побудовою своєї моделі, і вже точно написані вони були раніше, ніж вона дізналася про їх роботу.

8 липня 1953 вона змінила одну зі своїх статей «в доказ» з «Acta Crystallographica» на статтю «у світлі останніх досліджень», спираючись на результати дослідницьких груп Кембриджу та Королівського коледжу. А третій рукопис про форму«В»молекулиДНК,датований17січня1953,бувзгодом виявлений серед її паперів її колегою Аароном Клугом.

Слід зазначити, що сам метод побудови моделі структури ДНК був успішно застосований при дослідженні структури альфа-спіралі Лайнусом Полінгом в 1951 році, однак Розалінда Франклін виступала проти передчасної побудови теоретичних моделей допоки не буде отримано достатньо достовірних данних, які б більш ефективно допомогли б у побудові моделі.

13 |P a u c a V e r b a ! / 6

У середині лютого 1953 року, науковий керівник Френсіса Кріка, Макс Перутц дав Кріку копію звіту Франклін, написаного для комітету з біофізики медичної дослідницької ради Королівського коледжу. В цьому звіті містилися багаточисленні кристалографічні розрахунки Франклін, які вона виконала для дослідження структури ДНК.

 

 

Проблема полягала у тому, що рентгенографічний знімок

 

 

форми «В» молекули ДНК, про який власне і йде мова,

 

 

був показаний Уотсону Вілкінсом без особистого дозволу

 

 

Франклін. Точно так само і Макс Перутц не бачив шкоди в

 

 

тому, що він показав звіт, що містить висновки Франклін

 

 

і Гослінга з аналізу рентгенографічних даних, Кріку, адже

ВцейчасФранклінзбираласьперевестисьудослідницький

вони не були конфіденційними, проте, якщо слідувати етиці,

згідно з якою всі офіційні дані вважаються конфіденційною

центр Бірбек. Рендал був проти цього, оскільки, по-перше,

інформацією до тих пір, поки вони свідомо не будуть

він втрачав

унікального фахівця у галузі кристалографії,

оприлюднені, передбачалося, що звіт Франклін не має

а, по-друге,

Франклін цілком могла забрати з собою усі

потрапити до сторонніх.

результати своїх досліджень по встановленню структури

7 березня 1953 Уотсон і Крік завершили створення

ДНК. Тому, Рендал наполягав на тому, що вся робота з

своєї моделі ДНК, фактично на основі даних отриманних

дослідження ДНК повинна залишитися в Королівському

Розаліндою Франклін. Це відбулось за день до того, як

коледжі. Власне, через це аспірант Франклін Гослінг віддав

вони отримали лист від Вілкінса, в якому стверджувалося,

копії дифракційних знімків Вілкінсу, що також продовжував

що Франклін, нарешті залишає Королівський коледж, і вони

працювати над встановленням структури ДНК.

можуть приступити до роботи. Це відбулося через день

Робота Франклін значно вплинула на розбудову

після того, як дві статті Франклін були доставлені до редакції

просторової моделі ДНК. Так, у 1951 році вона прочитала

журналу «Acta Crystallogrphica»

лекцію про свої результати досліджень будови ДНК. Серед

Далі, через тиждень Уілкінс приїхав подивитися на модель

присутніх був Джеймс Уотсон. Вона представила присутнім

ДНК Уотсна та Кріка, і буцімто після свого повернення

дві форми молекули, типу А і типу В, а також її будова,

повідомив про це Гослінга.

при якій фосфатні групи розташовані ззовні молекули.

Згодом, у відповідь на отримання чорнового рукопису

Окрім того, Франклін визначила кількість води в молекулі і

Кріка і Уотсона Уілкінс написав наступне: «Я думаю, що ви

співвідношення її в різних частинах молекули – ці дані були

- пара старих шахраїв, але ви цілком можете чого-небудь

надзвичайно важливими, оскільки вони могли пояснити

добитися». Незабаром Крік і Вотсон опублікували свою

збереження стабільності молекули.

модель в «Nature» за 25 квітня 1953. Так, у їхній статті, яка

Фактично Розалінда Франклін першою відкрила і

присвячена опису форми подвійної спіралі ДНК, тільки у

постулювала ті факти, які згодом склали основу для

виносці було вказано, що поштовхом до створення моделі

подальшихспробпобудуватимоделімолекулиДНК.Іншим,не

послужили загальні факти з неопублікованих робіт Франклін

меншважливиметапомвстановленнябудовимолекулиДНК,

та Уілкінса.

став рентгенографічний знімок ДНК (названий фотографією

Кілька тижнів потому, а саме 10 квітня 1953 року,

51). Згодом цей знімок був показаний Уілкінсонном Уотсону

Франклін написала Кріку, з проханням показати їй їхню

у січні 1953 року. Цю фотографію Уілкінсону передав Гослінг.

модель ДНК. Зрештою, на неї модель не справила надто

 

 

великого враження, вона й досі важала, що ще недостатньо

 

 

даних для того щоб робити такі сміливі висновки з приводу

 

 

просторової організації молекули ДНК. Її коментар до цієї

 

 

моделі був наступним: «Дуже мило, але як вони збираються

 

 

її доводити?».

14 |P a u c a V e r b a ! / 6

Пішовши з Королівського коледжу Франклін продовжила свої дослідження. Так, вона зайнялась виченням вірусу тютюнової мозаїки. У 1955 році Франклін опублікувала роботу в журналі «Nature» про те, що всі частинки цього вірусуоднаковоїдовжини,ацевсвоючергу,натоймомент, прямо суперечило ідеям видатного вірусолога Нормана Пірі. Проте, в результаті виявилося, що її спостереження були вірні. Франклін і група вчених, яку вона очолювала, зосередили свою увагу на структурі молекули РНК. Молекули РНК є основою геномів багатьох вірусів, зокрема і вірусу тютюнової мозаїки.

У 1956 році Розалінда Франклін сильно захворіла і потребувала нагальної протиракової терапії. Проте, навіть вцейчасвонапродовжуваласвоїдослідження.Вкінці1957 року, стан її здоров’я значно погіршився і Франклін була направлена на реабілвтацію у госпіталь «Royal Marsden». Повернувшись до роботи в січні 1958 Франклін отримала посаду наукового співробітника у галузі біофізики.

Розалінда Франклін померла 16 квітня від бронхопневмонії, вторинного канцероматозу і карценоми яєчника. Вплив рентгенівського випромінювання, з яким вона тривалий час мала справу виконуючи свої наукові дослідження, вважається одним із можливих чинників у розвитку її хвороби.

Посмертне визнання.

Правила отримання Нобелівської премії забороняють присуджувати премію посмертно, а, оскільки Розалінда Елсі Франклін померла в 1958 році, вона не мала права бути висунутою на номінацію Нобелівської премії, яку присудили Кріку, Уотсону і Вілкінсу в 1962 році. Премія була присуджена за їх досягнення в галузі дослідження нуклеїнових кислот, а не виключно за відкриття структури ДНК.

1992, на будинку, в якому виросла Франклін, розміщений почесний знак.

1995, «Newnham College» присвятив будинок на честь Франклін, в саду якого був поставлений її бюст.

1997, у «Birkbeck University of London School of Crystallography» відкрито лабораторію Розалінди Франклін.

1998, «National Portrait Gallery» додала портрет Франклін до портретів Кріка, Уотсона та Вїлкінсона.

2001, «The U.S. National Cancer Institute» встановив премію Разалінди Франклін для жінок у науці.

2003, «Тhe Royal Society» встановило премію Розалінди Франклін за видатні внески в природничі науки, інженерію чи технологію.

2004,МедичнашколаЧикаго,розташовананапівночі Чикаго, була перейменована в «Rosalind Franklin University of Medicine and Science».

2008, «Columbia University» посмертно нагородив РозаліндуФранклінпризомХорвіц заїїпродуктивний внесок у відкриття структури ДНК».

У підсумку можна сказати, що звісно скільки людей стільки і думок та поглядів з приводу того, хто ж насправді першим відкрив структуру подвійної спіралі найголовнішої молекули усього живого – ДНК, Розалінда Франклін чи Джеймс Уотсон та Френсіс Крік. У вирішенні цього питання не останню роль відіграє проблема етики та моралі. Ми не збираємось нікого переконувати у неправильності вчинків «деяких» науковців, чи навпаки виправдовувати їх. Так, чи інакше,єдинещоможнасказатиточно,такцете,щороботи Розалінди Франклін зробили надзвичайно вагомий внесок у розбудову просторової моделі ДНК. Хто знає, можливо як би не було цих досліджень, то Світ набагато пізніше дізнався би про секрет будови найважливішої молекули.

Note: http://www.people.su/ua/115334

Підготувала: Анастасія Кирієнко

15 |P a u c a V e r b a ! / 6

Неймовірні винаходи

SmartWatch «Galaxy Gear»

Сучасні цифрові технології розвиваються шаленими

За допомогою «Galaxy Gear» можна приймати СМС-

темпами. Буквально ще 10 років тому ми фактично і не

повідомлення та вхідні дзвінки, перевіряти електронну

могли уявити собі що телефон, фотокамеру, персональний

пошту та отримувати сповіщення із соціальних мереж.

ком’ютер, навігатор та органайзер можна поєднати в один

ОкрімтогомаєфункціюFindMyDevice,щомає допомагати

компактнийпристрій,щобудедзвонити,писати,виправляти

швидко знаходити загублені девайси.

помилки у тексті, орієнтуватись на місцевості, знаходити

 

найкоротшийшлях,отримуватиіпересилатиповідомлення,

 

знімати відео та фотографувати, мати стильний вигляд і

 

бути надзвичайно легкими та компактиними….

 

 

 

Коротше кажучи

цей список можна

продовжувати

 

до безкінечності, а по правді велика кількість сучасних

 

девайсів якщо не повторюють один-одного то містять зайві

 

функції, про існування яких часто навіть не підозрюєш.

 

Що тут скажеш, раніше телефон був просто для того щоб

 

дзвонити, сьогодні ж цей мобільний пристрій нашпигований

 

чимтількизавгодно,щофункціядзвінкувідходитьнадругий

 

план. А якщо раптом втратити такий девайс, то здається

 

що земля йде з під ніг і життя закінчене. Що ж, виходить,

 

що рухаючи технологічний прогресс уперед і максимально

 

спрощуючи своє життя ми самі себе робимо безпомічними

Ну,анадодачудовсьоговищесказаного,данийпристрій

і цілковито залежними від цих девайсів. Я не кажу що це

погано, що необхідно відмовитись від усього цього і піти

має ще безпосередню функцію годинника. Так, «Galaxy

жити в печери… Просто, чесно кажучи іноді нові винаходи

Gear» має біля 10 різних типів циферблатів.

дивують.

 

 

 

 

 

 

Так, от повертаючись до теми із багаточисельними

 

функціями можна навести приклад нового розумного

 

годинника, це SmartWatch «Galaxy Gear» від

 

південокорейської

компанії

«Samsung».

Офіційна

 

презентація відбулась у Берліні 4 серпня цього року. Слід

 

сказати, що компанія «Samsung» у розробці подібного

 

девайсу випередила таких потужних технологічних гігантів

 

як «Apple», «Microsoft» і «Google».

 

 

 

 

Новий девайс працює на базі платформи Android. Galaxy

 

Gear оснащений

потужним

процесором

ARM

Exynos

 

(частота роботи 800 MHz), окрім того годинник має

512 Мб

 

оперативної пам’яті

і додатково 4 Гб флеш-пам’яті. Розмір

 

«Galaxy Gear» становить 36.8 x 56.6 x 11.1 мм, а вага 73.8 г.

 

Слід також відмітити, що цей диво-годинник

оснащений

 

1.9 -мегапіксельною камерою із автофокусом і двома

 

мікрофонами, що в свою чергу дозволяє записувати відео

 

у якості 720p.

 

 

 

 

 

 

У присторої також наявний WiFiпередавач, бо як відомо

 

без WiFi зараз нікуди.

 

 

 

 

 

Набір програм тут досить обмежений і деякі з програм

 

пов’язані з медично-фізкультурною тематикою, наприклад

 

підрахунок кількості кроків під час бігу, чи визначення

 

кількості втраченних калорій при занятті фітнесом. Сама

Напевно, подібний розумний годинник десять років тому

ж компанія «Samsung». назвала гаджет «бездоганним

партнером для Galaxy Note 3». Так, особливістю пристрою

видавсябфантастикою.Цікавоуявитиякимбуденаступний

є активне використання розпізнавання просторових жестів

винахід і які сфери нашого життя він буде покликаний

при взаємодії з користувачем, наприклад, при роботі в

спростити.

режимі гарнітури для відповіді на дзвінок досить просто

 

піднести годинник до обличчя.

 

 

 

http://watchestalk.ru/obzor-umnyx-chasov-samsung-galaxy-gear-smartwatch/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Підготувала: Анастасія Кирієнко

 

 

 

 

16 |P a u c a V e r b a ! / 5

Клітини, молекули, атоми

Бiологiчний компас або магнiточутлива бактерiя роду Magnetospirillum

У родi Magnetospirillum було описано чотири представники, а саме M.magnetotacticum,

M.magneticum, M.gryphiswaldense та M.belicus.

Magnetospirillum magnetotacticum – грамнегативна, α-протеобактерія, у цьому роді була відкрита найпершою, у 1975 році мікробіологом Р.П. Блейкмором, шляхом виділення з озерної води.

Magnetospirillum magnetotacticum

M.magnetotacticum має спіральну або гвинтоподібну формуклітини.Розміриїїстановлять0.2-0.4до4.0-6.0мкм. Бактерія здатна до руху за допомогою полярних джгутиків, що приєднані до двох протилежних кінців клітини. Цей представник належить до групи хемогетеротрофів. Не виявляє патогенних властивостей. Крім того, цей мікроорганізм може утворювати спеціальні органели - магнетосоми. Вони необхідні для орієнтації в просторі за допомогою магнітних полів.

Геном M.magnetotacticum налічує 9 млн пар основ. Частка геному, що кодує білки становить 74%, з них 17% генів відповідають за утворення магнетосом.

Загальна схема, що ілюструє утворення магнетосом під впливом стресових умов навколишнього середовища

Після синтезу магнетосом даний мікроорганізм здатний до магнетотаксису, що залежить від аеротаксису. Так як M.magnetotacticumє мікроаерофілом, для неї є оптимальною концентрація киснюу воді 1-3%. Коли вміст киснюзначнозбільшуєтьсяабосильнозменшується,даний мікроорганізм, рухаючись за магнітними лініями, шукає необхідні комфортні умови.

З 2012 року розроблюється теорія, що M. magnetotacticumта деяких представників цього роду можна використовувати для розбудови біокомп’ютера. Біологічні наномагніти, які утворює даний мікроорганізм, можливо,будуть слугувати для жорсткого диску, для збільшенняоб’ємуданих,щозможеміститисявкомп’ютері.

Схематичне зображення магнетосом

Протягом життєвого циклу M.magnetotacticum здатний до фіксації азоту. Бактерія засвоює Fe (III) за допомогою сайдерофорів або специфічного транспортера FeoB. За стресових умов, M. magnetotacticum використовує залізо для синтезу магнетиту (Fe3O4), що є одним із найсильніших феромагнетиків. Післяцього магнетит запаковується в магнетосоми, якістановлять в діаметрі 40-50нм.Магнетосоми формуються під контролем генів mamJ, mamK, та під впливом дії оперонівmms6 та

mamCD.

Note:

1. INTERNATIONALJOULRNALOFSYSTEMATIC BACTERIOLOGY,1981, p. 452-455, Vol. 31, No. 4“Aquaspirillum magnetotacticum sp. nov.,a Magnetic Spirillum

2. INTERNATIONAL JOURNALOF SYSTEMATICABCTERIOLOGYVol 41, no2, r .

1991, p. 324-325

3. PhylogeneticAnalysis ofAquaspirillum magnetotacticum Using Polymerase Chain

Reaction-Amplified 16s rRNA-Specific DNA”

4. “BacteriaThat Synthesize Nano-sized Compasses to Navigate Using Earth’s Geomagnetic Field “/ Nature Education. – 2010.

5. “Molecular Mechanisms of Magnetosome Formation “Arash Komeili:Annu. Rev. Biochem. 2007.76:351-366.

6. “Molecular Mechanisms of Magnetosome Formation “Arash Komeili:Annu. Rev. Biochem. 2007.76:351-366.

7. Magneticbacteriamayhelpbuildfuture bio-computers, BBC News (7 May 2012).

Підготувала: Анастасія Дученко

17 |P a u c a V e r b a ! / 5

Iнтерв’ю зi спецiалiстом

Освіта: КНУ ім. Т.Г.Шевченка, Навчально-науковий центр «Інститут біології»

(раніше біологічний факультет)

Гіссенський університет Юстуса Лібіха, Гіссен, Німеччина

Розкажіть, будь ласка, коротко про тематику наукових досліджень.

Гени, які визначають процеси перетворення одного органунаіншийназиваютьсягомеозисними.Однієюзтаких груп генів є родина MADS-box генів які є відомою родиною факторів транскрипції у еукаріотів. Ці гени експресуються на різних етапах життя рослинного організму, і залучені, зокрема, до процесів, пов’язаних з цвітінням. Я займаюся вивченням еволюційних змін, які відбулися з геном, що належитьдоцієї родини.Близько20млнроківтомуцейген подвоївся, обидві копії збереглися та змінилися настільки, що зараз виконують різні функції.

Чому вас зацікавила саме ця тема?

Мене завжди цікавило усе, що пов’язано зі змінами, які відбуваються з рослинами. Моя бакалаврська робота була присвячена впливу важких металів на гірчицю, яка є гіперакумулятором важких металів; магістерська робота - про трансмембранний білок-транспортер електронів та відновлення пулу аскорбату в рослинній клітині.

Процеси утворення квітки, формування та дозрівання плодів – це саме те, чим я хотіла займатися ще під час навчання в університеті, але для студента-магістра це досить сміливий проект, зважаючи на дуже обмежений час (5-6 місяців) відведений для написання роботи. За такий короткийчасможна,якщовдачаневідвернеться,отримати лише перше покоління мутантних рослин, про його аналіз мова навіть не йде. Під час навчання в аспірантурі, часові можливості більш широкі. Тому після закінчення магістратури якось руки самі друкували в гуглі «phd flower development».

Яке практичне значення Ваших досліджень

Окрімкращогорозумінняеволюційнихпроцесів,можливе і практичне значення моїх результатів, адже один з генів, який я досліджую, залучений до формування насіннєвої шкірочки, накопичення проантоціанідіну. Це має прямий зв.язок зі схожістю насіння що може потім впливати на врожайність.

Чому для подальшого здобуття освіти і розробкисвоїхдослідженьВипоїхализакордон?

На мою думку, часи, коли науку робили вчені-одиночки, лишилися позаду. Пройшов той час, коли можна було закритися в лабораторії і вийти звідти через певний час з геніальним відкриттям. Вихід нових публікацій, поява та удосконалення методів дослідження вносять свої зміни у вже заплановані наукові експерименти, часом кардинальні. Адже якщо інша робоча група зробила та опублікувала щось подібне до того, чим ти займаєшся, необхідність в твоїх результатах стає мінімальною. А таке трапляється досить часто. Я не закликаю вас прокидатися кожного ранкузвідчуттям страху.Внашчас требабутимобільним, спілкуватися зісвоїмиколегами (нетільки вмежахнаукової установи)тадоповнюватиідеїодин-одного.Насьогоднішній день, така мобільність в Україні не є чимось очевидним.

Яким було ваше перше враження від перебування в чужій країні?

Чесно? Декілька днів не могла оговтатися від того, що використані носики від самплерів завжди викидаються, ніхто їх не миє.

Яке ваше враження від візиту в НаУКМА?

Завжди хотіла побувати в цьому навчальному закладі. І от,нарешті,цесталося.Переконаласянаскількикомпактно розташованаАкадеміятаякпродуманонавчальнийпроцес.

Що ви порадите нашим студентам які тільки починають робити перші кроки у пошуку себе у галузях науки?

По-перше, не боятися. Нічого. Кожен може помилятися, якщо більше робиш - статистично, імовірність зробити помилку є вищою.

Моя мама досить далека від біології. Як кажуть англійці, це не її чашка чаю. І часто для неї я використовую приклад кухні. Так от, як ти можеш знайти улюблену страву, якщо кожен день харчуєшся тільки картоплею? На мою думку, в роки студентства треба працювати в різних наукових установах, лабораторіях, робочих групах. Дякувати, в Києві це можна легко втілити в життя. Домовлятися про практики, стажування. Я не думаю, що багато лабораторій відмовлять мотивованому студенту. Таким чином під кінець магістратури вже є більш-менш чітка картина того, чим хочеться(або не хочеться) займатися далі. Ну і звісно, читати-читати і ще раз читати.

Успіхів!!!

Розмовляла: Анастасія Кирієнко

18 |P a u c a V e r b a ! / 5

Студентські дослідження

Мобiльнi генетичнi елементи як iнструмент вивчення геному

 

 

 

 

 

Сучасні досягнення в області генетики та молекулярної

 

 

 

 

 

біології дозволяють досліджувати процеси генетичної

 

 

 

 

 

нестабільності та

відслідковувати роль

транспозонів

 

 

 

 

 

у змінах, що відбуваються на молекулярному рівні і

 

 

 

 

 

відображаються на рівні фенотипному. Дуже вдалою

 

 

 

 

 

моделлю для таких досліджень є штучно створені рослинні

 

 

 

 

 

гібриди, що поєднують генетичну інформацію кількох

 

 

 

 

 

близькоспоріднених видів. Об’єктами нашого дослідження

 

 

 

 

 

є гібридні поліплоїдні форми пшениці, що мають назву

 

 

 

 

 

Авротіка та Міоза.

 

 

 

 

 

 

 

 

Авротіка (геномна формула – ААВВТТ) поєднує геном

 

 

 

 

 

м’якоїпшеницісортуАврора(ААВВ)згеномомдикорослого

 

 

 

 

 

родичаAegilops mutica (диплоїдний геном ТТ).

 

 

 

 

 

Міоза (ААВВMtMt) має геном твердої пшениці Мутіко

 

 

 

 

 

Італікум (ААВВ), поєднаний з

Aegilops comosa (MtMt)

 

 

 

 

 

[3]. Перш за все ці рослини цікаві з огляду на те, що є

 

 

 

 

 

носіями корисних генів стійкості до біотичних та абіотичних

Змоментувідкриттямобільнихгенетичнихелементів,або

стресів, які передалися від дикорослих видів. Але, попри

цитологічну стабільність, показану протягом багатьох

транспозонів, пройшло більше ніж півстоліття, і за цей час

поколінь після створення, дані рослини демонструють

вони змінили класичні уявлення генетики щодо організації

мінливість за деякими морфологічними ознаками, що не

та функціонування генетичного апарату організмів.

можна пояснити законами класичної генетики. Прикладом

Завдяки насиченості геномів різних живих істот даними

є прояв та успадкування ознаки наявність воскового шару

послідовностями (до 80% від загального об’єму геному),

на поверхні стебла, листків та колосу.

 

а також їхній унікальній здатності до транспозиції (зміни

Схоже, що у геномах Авротіки та Міози перманентно

місця розташування) та збільшення власної копійності,

відбувається процес, наслідком якого є зміна домінантного

геном перестав сприйматися як консервативна структура.

алелю на рецесивний одного з кількох ідентифікованих на

Стало зрозуміло, що він є динамічним і демонструє певний

сьогодні генів. Така зміна спричиняє відсутність воскового

рівень генетичної нестабільності.

 

шару. Частота, з якою відбувається цей процес значно

Прояви такої нестабільності можуть полягати у геномних

перевищує відомі середні частоти спонтанного виникнення

та хромосомних перебудовах, зміні структури та механізмів

мутаціїнагеннапокоління.Чинникомтакоїзміниможебути

регуляціїокремихгенівшляхомінсерцій,делецій,ектопічної

рух мобільних генетичних елементів [4]. Дослідити їхню

рекомбінації та хромосомного розриву.

відкривача

роль можливо за допомогою маркерів, створених на основі

За

версією

Барбари

МакКлінток,

довгих термінальних повторів ретротротранспозонів. Для

трансопозонів, делеції, інверсії, транслокації та дуплікації

нашої роботи ми обрали дві маркерні системи: IRAP та

генів або регуляторних ділянок, які при цьому виникають,

REMAP [5].

IRAP

(Inter-Retrotransposon

Amplification

створюють первинний матеріал для природного добору, і,

Метод

відповідно, є важливими для еволюційного процесу [1].

Polymorphism) виявляє зміни, спричинені вставкою

Цікавим є те, що попри величезну кількість транспозонів

мобільного елементу, завдяки ампліфікації фрагменту ДНК

і різноманітність механізмів їхньої активності, вони не

між двома сусідніми ретроелементами. В даному випадку

дезорганізовують геном. Цей феномен пояснюється тим,

використовується один або два праймера до довгих

що в більшості випадків траспозони перебувають у стані

термінальних повторів транспозону. Отже, порівнюючи

спокою й активуються під дією стресових чинників: зміни

електрофореграми

отриманих

продуктів

ампліфікації

умов середовища або культивування, інфекції патогенами,

можна зробити висновок щодо змін у структурі певної

утворенням гібридного геному.

 

бере участь

послідовності.

 

 

 

Залежно від молекули-посередника, що

МетодREMAP(Retrotransposon-MicrosatelliteAmplification

у процесі транспозиції, транспозони поділяють на два

Polymorphism) є подібним до IRAP, з тією різницею, що у

класи: РНК-транспозони або ретротранспозони (клас 1)

ролі одного з праймерів використовується такий, що є

та ДНК-транспозони (клас 2).

Для представників класу

специфічнимдопевногомікросателітноголокусу.Зазначені

1 молекулою-посередником транспозицї є транскрипт

методи дають можливість виявляти значні мінливих за

послідовності транспозону (мРНК), а для представників

ознакою інтересу.

 

 

 

класу 2 – власна послідовність елемента[2].

 

 

 

 

 

 

19 |P a u c a V e r b a ! / 6

Таким чином, якщо варіювання ознаки є наслідком перебудов у хромосомі, які змінюють відстань між сусідніми до гена ретротранспозонами (або ретротранспозоном та мікросателітом), у електрофоретичному спектрі компонентів буде реєструватися різниця між фенотипами.

Продукти ампліфікації було отримано для всіх однойменних пар з чотирьох ретротранспозонів (Nikita, REMAPGAn, Sukkula, Sabrina), одної різнойменної пари,

а також для трьох пар ретротранспозон-мікросателітний локус. Ампліфікація ДНК геномно-заміщених та геномнододаних гібридів пшениці, контрастних за ознакою наявність/відсутність воскового шару, з праймерами систем IRAP та REMAP продукувала спектри компонентів, які були поліморфними для різних зразків та пар праймерів. Поліморфізм за компонентами спектру було виявлено для пар Nikita/Nikita, Sukkula/Sukkula, Sabrina/Sabrina при ампліфікації ДНК контрастних рослин Авротіки. У даних випадках спектр Авротіки без воскового шару відрізнявся від спектру Аврори наявністю нового компонента, а спектр Авротіки з восковим шаром відрізнявся від спектру аналога втратою деяких компонентів (рис 1).

Окрім цього, генетичну нестабільність спостерігали серед інтрогресивних ліній – похідних штучного амфідиплоїда Авродес (AABBSS, S — геном виду Ae. speltoides).

Вона полягала у змінах електрофоретичного спектру гліадинів у рослин ліній в різних генераціях. З 19 ліній, представлених загалом у 49 генераціях, 45 генерацій мали внутрішньогенераційну мінливість за компонентами спектру.

Більшість з таких ліній характеризувалась мінливістю спектрів за REMAP-технологією з використанням праймерів до консервативної ділянки ретротранспозону Sukkula та мікросателітної ділянки (CT)9G. Вочевидь, стресові умови, спричиненні гібридним походженням геному, призводять до суттєвої активації ретротранспозонів, внаслідок чого може зростати частота нерівного кросинговеру. Це проявляється у характерних для гліадинів дуплікаціях генів, що складають гліадинові кластери, та варіабельності.

Рис.1. Електрофоретичний спектр продуктів ампліфікації IRAP (Sukkulla/Sukkula (ліворуч) та Nikita/Nikita (праворуч)) індивідуальних рослин: 1) Міоза (бл.) 2) Міоза (зел.), 3) Aurotica 2(бл.), 4)

Aurotica 1(зел.), 5) Аврора, M - маркер.

Note:

1.McClintockB.Thesignificanceofresponsesofthegenometochallenge// Science. – 1984. – Vol. 226, N 4676. – P. 792–801.

2.BennetzenJ.L.Transposableelementcontributionstoplantgeneandgenome evolution // Plant Molecular Biology. – 2004. – Vol.42. – P.251–269.

3.Zhirov E.G. Wheat Genomes: Reconstructions and Studies // Doctor ScienceThesis.- 1989. – P. 366. Krasnodar

4.Shpylchyn V., Antonyuk M., Ternovska T. Phenotypic polymorphism in glaucousness trait among Triticinae subtribe members // Scientific Notes of NaUKMA. – 2010. – Vol. 106. Biology and Ecology. – P. 3–8

5.Kalendar R. et al IRAP and REMAP: two new retrotransposon-based DNA fingerprintingtechniques // Theor Appl Genet – 1999. – Vol. 98. – P.704–711

Підготували: Віталій Шпильчин та Сергій Михайлик

20 |P a u c a V e r b a ! / 6

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]