Сплошная ДНК

Сплошная ДНК

Исследователи манипулируют ядрами клеток с помощью особых игл. Фото с веб-сайта rikenresearch.riken.jp

В последние деньки появилось огромное количество новостей, в каких упоминаются ДНК, копии, секвенирование, стволовые клеточки и тому подобные не очень понятные определения. Что прячется за этими словами и как необходимыми являются описываемые открытия? «Лента.Ру» попробовала собрать базисные сведения о современных клеточных разработках.

Копии. Отыскать 10 различий

Анонсы о клонированных животных уже закончили поражать читателей. С того времени как в 1996 году на свет появилась именитая овечка Долли, ученые «скопировали» огромное количество других живых созданий. Невзирая на практически промышленные масштабы, клонирование как и раньше является довольно сложной в выполнении процедурой. Для получения одной копии, к примеру, овечки, ученым нужно целых три «оригинала». Назовем их овечками 1, 2 и 3. Допустим, ученые желают получить копию овечки 2. Для этого они получают от овечки 1 яйцеклетку, из которой убирают «родное» ядро. Ядро какой-нибудь клеточки овечки номер 2 помещают на освободившееся место в яйцеклетке первой овцы. Овечка номер 3 становится суррогатной мамой для зародыша, развивающегося из таковой смешанной яйцеклетки.

Все манипуляции с ядрами и клеточками производятся вручную с помощью особых манипуляторов и игл. Размер средней животной клеточки не превосходит 20 микрометров (микрометр — это одна миллионная метра), а поперечник ядра еще на порядок меньше. Пересадку ядра нельзя именовать даже ювелирной работой — таких малеханьких ювелирных изделий не бывает. Крохотные размеры объектов — не единственная трудность при клонировании (еще об какой-то из них будет поведано ниже). Обычно эффективность этого процесса не превосходит нескольких процентов. Другими словами, из 100 яйцеклеток с «чужими» ядрами, подсаженных в матку суррогатным матерям, развивается 3-4 жизнестойких зародыша.

Получение копий целых организмов имеет практическую пользу. При помощи технологий клонирования на теоретическом уровне может быть вернуть исчезнувшие виды живых созданий либо сохранить находящиеся на грани исчезновения. Не считая того, клонирование сельскохозяйственных животных с самыми выдающимися чертами освободит население земли от необходимости всегда хлопотать об их выведении.

Невзирая на очень маленький КПД, ученые упрямо делают копии все новых и новых животных. Совершенно не так давно, к примеру, ближневосточные спецы объявили о клонировании верблюда и козы. На 1-ый взор кажется, что создание копий того, что уже и так существует, является глупым занятием. С этим утверждением можно было бы согласиться в этом случае, если б конечной целью ученых было только получение клонов. В реальности, производя схожих овец либо верблюдов, исследователи отрабатывают очень важную технологию.

Итогом клонирования не непременно должны становиться целые организмы. С помощью этой технологии ученые на теоретическом уровне могут растить отдельные органы либо ткани, которые сумеют поменять покоробленные. Потому что источником клонированных тканей будут клеточки пациента, организм не будет отвергать их.

Стволовые клеточки. Как угодно

Стволовые клеточки возникают в новостях даже почаще, чем копии. Эти клеточки отличаются от обыденных собственной «неразборчивостью». Клеточки кожи либо мускулы при делении всегда дают две клеточки кожи либо две клеточки мускулы. Итог деления стволовых клеток не настолько очевиден. Потомки стволовой клеточки могут стать и клеточками кожи, и клеточками мускулы (и еще много какими клеточками).

Выражаясь научным языком, стволовые клеточки дедифференцированы. Проходя вереницу делений, они становятся все более и поболее спец. Универсальной стволовой клеточкой, из которой образуются все другие клеточки организма, является яйцеклетка. Ее «первенцы» уже ограничены в выборе: часть из их может произвести, к примеру, клеточки печени и мозга, но не может произвести клеточки сердца. Другие потомки, напротив, могут дать клеточки сердца, но никогда не дадут клеточки печени. На ранешних стадиях развития организма эти ограничения условны, но чем старше зародыш, тем меньше выбора у его стволовых клеток.

Секрет умопомрачительных параметров кроется в геноме. Гены дедиференцированных клеток ничем не отличаются от генов других клеток организма. Свободу выбора им дают особенные хим модификации ДНК. По мере деления стволовых клеток одни модификации — «разрешительные» — заменяются на другие — «ограничительные». Конкретно наличие огромного количества «ограничительных» модификаций затрудняет получение здоровых клонов.

Для того чтоб проводить настоящие исследования стволовых клеток, ученым нужно иметь их размеренный источник. Хорошим ресурсом являются зародыши на ранешних стадиях развития. Но в случае человека этот ресурс недоступен. Одной из альтернатив является создание гибридных зародышей («Лента.Ру» освещала баталии вокруг гибридов, развернувшиеся в Англии).

2-ой метод получить стволовые клеточки — дедифференцировать обыденные. К истинному моменту ученые научились в неких случаях обращать назад программку клеточного развития, вводя в ядра определенные гены. Но этот метод является очень ненадежным: попадающий в клеточку генетический материал может встроиться в геном клеточки в «неверном» месте и привести к суровым нарушениям ее работы.

В конце апреля в журнальчике Cell Stem Cell появилась статья японских ученых, которые смогли дедифференцировать клеточки соединительной ткани, не используя ДНК. Заместо небезопасного генетического материала исследователи предложили клеточкам коктейль из белков, которые принуждают клеточные ферменты считывать информацию с определенного участка генома. И хотя эффективность новейшей методики на порядок ниже, чем у стандартных, у нее есть шанс в дальнейшем войти в мед практику.

Секвенирование. До последней буковкы

Очередное таинственное слово, нередко встречающееся в новостях, — секвенирование. Секвенировать ДНК означает найти полную последовательность составляющих ее единиц — нуклеотидов. 1-ые методики секвенирования были разработаны в 70-е годы прошедшего века. Тогда расшифровка последовательности ДНК была очень трудозатратной и ненадежной. Равномерно ученые улучшали технологию, и на данный момент секвенирование встречается чуть не в каждой 2-ой био статье.

Познание полной последовательности ДНК организма переводит его исследование на совсем новый уровень. Имея на руках полный геном, ученые могут находить в нем гены тех либо других принципиальных белков, ассоциировать их со схожими генами других организмов, определять, чем отличаются схожие гены и как они изменялись в процессе эволюции.

Первыми были расшифрованы геномы вирусов и микробов. Отработав технологию, ученые принялись за организмы с более длинноватым геномом. В 2001 году совместными усилиями ученых по всему миру были установлена последовательность 3-х млрд нуклеотидов ДНК человека (а потому что все хромосомы представлены в 2-ух копиях, то в общей трудности исследователи «прочитали» 6 млрд нуклеотидов). На данный момент скорость секвенирования возросла так, что сообщения о новых расшифрованных геномах возникают чуть ли не каждый месяц. Из самых новых «прочитанных» организмов можно перечислить корову, сорго и кукурузу. Ранее этот перечень пополнили кошка, собака, панда, виноград, мамонт, неандерталец и многие другие.

Клеточные технологии развиваются так стремительно, что за ними не поспевает язык. В российском, к примеру, большая часть новых определений являются калькой с британского. Все же, совсем разумеется, что в ближнем будущем все эти определения появятся в школьных учебниках. Так что можно начинать учить их уже на данный момент.

Ира Якутенко

Другие статьи:
Интернет журнал НЛО МИР

Всего комментариев: 0

Оставить комментарий

*

code

Редакция рекомендует

close
x