Необычные факты о генетике...

Необычные факты о генетике...
Среди великих открытий ХХ века были сведения о роли ДНК в наследственности и поддержании жизни. Каждая наша клетка содержит около двух метров спирали ДНК. Изучение дезоксирибонуклеиновой кислоты все еще продолжается, но некоторые из уже сделанных открытий кажутся немного странными.

Гибридная сила

Всем известно об опасности кровосмешения. В семье Карла II, короля Испании конца XVII века, было столько инбредных браков, что вместо восьми прадедов и прабабок у него было только четыре. Взглянув на его портрет и биографию, убеждаешься, что это было не такой уж хорошей идеей.

Но когда в брак вступают два человека из разных семей, оба рожденные от кровосмешения, происходит нечто интересное. Потомок такой пары часто намного превосходит обоих родителей, а иногда и всех родственников, по уровню физического здоровья. Этот эффект называется гетерозисом, или гибридом силы. Чтобы выжить, ребенку, рожденному от кровосмешения, необходимо обладать ценными чертами для компенсации пагубных. Партнер, рожденный от кровосмешения в другой семье, имеет иной набор генов. Такой союз усилит хорошие особенности организма и скроет негативные, регрессивные качества. Это также объясняет актуальную тенденцию скрещивания породистых собак.

Эпигенетика

Именно тогда, когда ты думаешь, что начал разбираться в генетике, возникают новые сложности. Мы наследуем часть материнских и часть отцовских генов и думаем, что вместе они создадут прекрасный, единый по стилю ансамбль. Увы, противостояние полов у нас не в крови, а гораздо глубже.

Эпигенетика – наука об изменении ДНК без влияния на последовательность молекулы. Химическая модификация ДНК способна сделать ген более или менее активным. Этот импринтинг, как его называют, может в значительной мере воздействовать на здоровье потомства. Две аномалии – синдром Ангельмана и синдром Прадера-Вилли – вызывает наследование одной и той же генной информации, но они имеют различные симптомы. Одна последовательность ДНК дает разный эффект, и все зависит от того, кто «наградил» тебя этим участком. Если ДНК от матери, у человека развивается синдром Прадера-Вилли. Если же от отца – синдром Ангельмана.

Мозаицизм

Часто говорится, что во всех клетках нашего организма содержатся одинаковые спирали ДНК. В целом это так, за исключением случаев мутации. Если она происходит на ранней стадии развития эмбриона (скажем, восемь или 16 клеток), тогда все потомки мутировавшей клетки наследуют изменения. Это приводит к отличию взрослых организмов с мутацией от себе подобных. Преобразования могут быть заметными, например, цвет кожи или волос, локализованные заболевания. На теле человека можно увидеть полосы (линии Блашко), которые проявляются, если в организме присутствуют клетки двух разных цветов.

Иногда случается, что в утробе два эмбриона сливаются и развиваются как одна особь. Такой организм имеет два набора ДНК. Из-за миграции клеток во время развития зародыша человек получает оба типа клеток. При таком виде мозаицизма рождаются так называемые химеры.

Повторяемость

ДНК кодирует белок в комбинацию из трех последовательно расположенных нуклеотидов (кодон). Когда ДНК копируется, происходит коррекция для гарантии, что копия соответствует оригиналу. Из-за ошибок во время этого процесса происходят мутации, такое случается лишь в одном из семи миллионов случаев. Но некоторые участки более склонны к мутации, чем другие. Иногда возможны повторные запуски одного и того же кодона, что называется тринуклеотидным повтором. Это усложняет механизм коррекции.

При болезни Хантингтона в одном из генов происходит умножение кодона CAG. Если во время копирования дополнительного набора CAG первоначальному удается обойти процесс коррекции, возникает череда повторов. В результате вырабатывается белок, содержащий повышенное количество аминокислот. К счастью, это не критично, и излишек обычно расценивается как запас на черный день. Только когда число повторов превышает 36, развивается болезнь. Но поскольку ошибки накапливаются от поколения к поколению, болезнь Хантингтона, переданная по наследству, протекает значительно хуже.

Вирусная интеграция

Чувствуешь сегодня небольшое недомогание? Неудивительно, если так. Примерно 8 % твоей ДНК – производное от вирусов, вторгшихся в геномы предков и оставшихся там на веки вечные. Некоторые из них – ретровирусы – размножаются, синтезируя свою ДНК с ДНК хозяина. Затем производятся копии, и вирус распространяется. Но иногда после его проникновения в организм происходит деактивирующая мутация. Тогда этот «мертвый» вирус остается в геноме и копируется с каждым делением клетки. Если вирус проникает в клетку, которая однажды станет сперматозоидом или яйцеклеткой, он передастся каждой клетке потомства. В этом случае, вирус кочует от поколения к поколению.

Так как вирусы могут передаваться потомкам, можно отследить эволюцию по наличию деактивированного вируса. Если он попал в геном сравнительно недавно, тогда только близкородственные виды будут иметь его. Если вирус проник в организм давным-давно, он будет общим для многих родственных видов. Один остаток такого вируса был найден почти у всех млекопитающих, считается, что он был получен от инфекции 100 миллионов лет тому назад.

Прыгающие гены

В разгар лета самое время устраивать пикники и нежиться на пляже. Но прежде чем есть вареную кукурузу, хорошенько рассмотри початок. Возможно, это поможет тебе выиграть Нобелевскую премию. Иногда зерна кукурузы окрашены в различные цвета, несмотря на то, что имеют общие гены. Барбара Мак-Клинток обнаружила, что эти цветовые изменения были вызваны потерей части генома на определенных стадиях развития. Такие мобильные элементы называются транспозонами, или «прыгающими генами». По сути, это последовательность ДНК, которая позволяет удалять и перемещать часть ее спирали.

Наличие таких мобильных последовательностей ДНК может быть опасным, и многие заболевания действительно возникают из-за них. Но почти половина человеческого генома связана с этими перемещающимися элементами. Откуда они взялись? Скорее всего, они пришли от наших вирусных друзей, которые всегда рядом. Исследователи до сих пор стараются выяснить, почему эти нестабильные участки сохранились, но вполне возможно, что они могут влиять на реорганизацию и обновление генома.

Неофункционализация

Человеческий геном состоит из примерно 20 000 генов, кодирующих белок. Многие гены очень похожи между собой и являются точными мутировавшими версиями друг друга. Сравнивая последовательности генов, ученые могут делать верные предположения об их функциях. Но как же мутировали эти копии?

Похоже, мобильные элементы сыграли здесь свою роль. Если фрагмент ДНК после копирования перемещается в новую спираль, мы получаем две копии одного гена. Мутации часто смертельно опасны, но если ты жонглируешь двумя генами, один может свободно мутировать, пока другой остается активным. Это позволяет гену меняться, чтобы выполнять новую роль. Данное явление называется неофункционализацией.

Нестандартные ДНК

Все формы жизни на Земле в своей основе имеют общую генетическую структуру. Те же четыре составляющие – строительные блоки ДНК – встречаются везде, где существует жизнь. Есть два варианта, которые могут объяснить этот феномен. Либо это единственные элементы, способные создать стабильную ДНК, либо существовал один источник жизни, и все его потомки унаследовали умение использовать эти четыре основы.

Для проведения аналогов были созданы химические вещества с почти одинаковой структурой, как первоначальная основа. После помещения этих аналогов в клетки выяснилось, что они были заложены в ДНК. Сформированная таким образом молекула по своей структуре и функциям очень напоминала настоящую ДНК. Результаты исследования позволяют предположить, что наша ДНК - результат выбора первого предка, сделанного миллиарды лет тому назад.

Хромосомное группирование

Хромосомы – большие участки ДНК, содержащие геном эукариот. Человек имеет 23 пары хромосом, шимпанзе – 24. Если человек произошел от обезьяны, как можно объяснить это различие? Мы можем предположить, что две хромосомы шимпанзе слились в одну на каком-то периоде человеческого развития. Если посмотреть на вторую хромосому человека, можно заметить, что она выглядит, как две более короткие хромосомы шимпанзе. Она даже имеет две центромеры, когда все другие - только одну. Как это могло произойти?

Когда хромосомы копируются, они часто проходят процесс рекомбинации – перестановки похожих участков между парами хромосом. Он имеет эволюционное предназначение, при котором ДНК смешиваются, чтобы обеспечить большую вариативность. Однако иногда что-то идет не так, и происходит обмен между другими парами хромосом. Это может привести к болезням или сливанию хромосом в одну. В какой-то момент в прошлом это случилось с нашим предком, так мы получили большую вторую хромосому и свежевыложенный путь по лестнице эволюции.

Дети с тремя родителями

Человеческий геном состоит из всех ДНК, расположенных в ядрах наших клеток. Однако существует другой источник ДНК внутри наших тел – митохондрии. Считается, что на самом деле это простейшие, в далеком прошлом вторгшиеся в наши клетки. Предположение было выдвинуто из-за того, что митохондрия вырабатывает собственную ДНК и самостоятельно делится.

Во время своего формирования эмбрион наследует часть материнского и часть отцовского геномов. Но митохондрия формируется из материнской клетки. Если в ней происходит мутация, все потомство видоизменяется. Часто это смертельно. Для остановки данного процесса было разработано потенциальное лечение, которое, по сути, должно создать ребенка от троих родителей.

Сперма должна оплодотворить яйцеклетку обычным способом, но затем сформировавшийся зародыш будет извлечен из эмбриональной клетки и помещен в яйцеклетку с удаленным ядром. Таким образом, эта клетка будет иметь ДНК своих матери и отца, а также митохондрию третьей особи.

Copyright Muz4in.Net © - Леа А.Н.А.

: http://muz4in.net/news/

Оцените публикацию:

Комментарии (0)
Добавить комментарий
Прокомментировать
VK Odnoklassniki Facebook Yandex
Войти через:
VK Odnoklassniki Facebook Yandex