Как выглядит хроматин в клетке
Как выглядит хроматин в клетке
• Индивидуальные хромосомы могут быть видны только в митозе
• В интерфазе основная масса хроматина находится в форме эухроматина, который по сравнению с митотическими хромосомами упакован менее плотно
• В интерфазе гетерохроматиновые области остаются плотно упакованными
Каждая хромосома содержит очень длинную двойную цепь ДНК, которая скручена в фибриллу, расположенную по всей хромосоме. Таким образом, при разработке модели структуры интерфазного хроматина и митотических хромосом, мы должны предусмотреть упаковку одной, крайне длинной молекулы ДНК в форму, которая позволяет транскрипцию и репликацию, и периодически может менять степень своей упаковки.
В клетках эукариот индивидуальные хромосомы заметны только в момент деления, когда отчетливо видна каждая из них. На рисунке ниже представлена фотография пары сестринских хроматид в метафазе, полученная в электронном микроскопе. (Сестринские хроматиды представляют собой дочерние хромосомы, образовавшиеся при репликации, но на этой стадии митоза еще остающиеся связанными друг с другом.) Каждая хроматида состоит из фибриллы мозаичного вида диаметром около 30 нм.
Плотность упаковки ДНК в хромосоме в 5-10 раз превышает плотность ее упаковки в интерфазном хроматине.
Однако в течение большей части цикла эукариотической клетки, ее генетический материал занимает в ядре пространство, в котором нельзя различить отдельные хромосомы. 30-нм фибрилла, составляющая основу хроматина, организована так же, как митотическая хромосома, или близка к ней по структуре.
Срез клетки в области клеточного ядра, окрашенный по Фельгену.
Видны области компактного гетерохроматина, расположенные преимущественно в области ядрышек и ядерной оболочки.
Хроматин обладает двумя типами структуры, каждую из которых можно наблюдать на ядерных препаратах:
• В большинстве областей фибриллы упакованы гораздо менее плотно, чем в митотических хромосомах. Эти области содержат эухроматин. Он отличается относительно менее плотной упаковкой и занимает большую часть ядра.
• Некоторые области, содержащие хроматин, очень плотно упакованы фибриллами, что напоминает упаковку митотических хромосом. Эти области содержат гетерохроматин. Обычно гетерохроматин локализуется в области центромеры, но также может располагаться и в других местах. На протяжении клеточного цикла степень конденсации гетерохроматина практически не изменяется. В ядре гетерохроматин расположен в виде отдельных скоплений, но чаще его области агрегируют, образуя интенсивно прокрашивающийся хромоцентр. (Этот термин применяется к областям ядра, которые всегда содержат гетерохроматин, называемый конститутивным гетерохроматином. Наряду с этим, существует другой вид гетерохроматина, который называется факультативный гетерохроматин. Для него характерна возможность перехода в эухрома-тиновое состояние.)
Одна и та же фибрилла находится в области эу- и гетерохроматина. Это позволяет предполагать, что два вида хроматина отражают различную степень конденсации генетического материала. Точно так же различной степенью конденсации характеризуются области эухроматина в интерфазе и митозе. Таким образом, генетический материал организован таким образом, чтобы обеспечить одновременное существование в хроматине альтернативных состояний и циклических изменений его упаковки между интерфазой и делением. Далее мы обсудим молекулярные основы такой организации.
Структурное состояние генетического материала коррелирует с его функциональной активностью. Конститутивный гетерохроматин характеризуется следующими особенностями:
• Он постоянно находится в конденсированном состоянии.
• В нем часто присутствуют многократные повторы небольших нетранскрибируемых участков ДНК.
• В гетерохроматиновой области плотность генов гораздо ниже, чем в эухроматине, и гены, которые транслоцируются в эту или расположенную поблизости область, часто инактивируются.
• По-видимому, из-за своей плотной упаковки гетерохроматин реплицируется позже, чем эухроматин, и отличается низкой частотой генетических рекомбинаций.
Известны некоторые молекулярные маркеры, позволяющие констатировать изменения свойств ДНК и белковых компонентов хроматина. К числу их относится снижение степени ацетилирования гистонов, усиление метилирования одного из этих белков, и гиперметилирование цитозино-вых остатков в ДНК. Эти молекулярные изменения приводят к конденсации хроматина, которая является причиной отсутствия у него метаболической активности.
Хотя в эухроматине находятся активные гены, в каждый данный момент времени транскрибируется лишь небольшое количество последовательностей ДНК Таким образом, локализация гена в эухроматине является необходимым, но недостаточным условием для его экспрессии.
Пара сестринских хроматид в митозе,
каждая из которых содержит фибриллу (диаметром 30 нм),
компактно упакованную в хромосому.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Как выглядит хроматин в клетке
Наиболее полно Х-хроматин изучен в эпителии слизистой оболочки рта. Число клеток с Х-хроматныположительным ядром у женщин, по данным разных авторов, колеблется от 20 до 79%, при средних значениях 40—51%. У мужчин такие ядра встречаются редко (0—4%). Различия в полученных цифрах отражают прежде всего индивидуальные особенности этого признака.
Существует также ряд факторов, оказывающих большое влияние на результаты определения частоты: опытность исследователя, техника приготовления и окраски препаратов, а также физиологическое состояние слизистой оболочки рта (Захаров А. М, 1972). При соскобе в мазок попадают преимущественно клетки поверхностного и отчасти промежуточного слоев слизистой оболочки, поэтому частота Х-хроматина в мазке зависит главным образом от его частоты в поверхностном слое.
Х-хроматин наиболее часто встречается в клетках нижних рядов этого слоя, а в верхних — его содержание понижается. Это объясняется тем, что регенерация клеток в поверхностном слое осуществляется за счет амитоза, при котором тельце Х-хроматина не делится, а остается в одном из дочерних ядер. Чем выше амитотическая активность, тем больше Х-хроматинотрицательиых ядер. Как показывают наблюдения, у лиц с «рыхлой» слизистой оболочкой (что является результатом высокой активности процесса физиологической регенерации) частота Х-хроматина в соскобе значительно ниже, чем у лиц с более упругим и менее слущивающимся эпителием.
В других тканях у женщин частота Х-хроматина, по обобщенным данным разных авторов, составляет от 21 до 88%; у мужчин глыбки, подобные Х-хроматину, встречаются в 0—21%. Хотя по результатам каждого исследования, минимальная частота специфического для пола признака не ниже максимальной частоты этого признака у противоположного пола, при обобщении данных всех работ появляется перекрест значений частоты Х-хроматина у мужчин и женщин.
Высокие значения частоты этого признака у мужчин, полученные некоторыми авторами, можно объяснить различными причинами. Сразу после открытия Х-хроматина какое-то время не было четких критериев для его идентификации, поэтому в ряде работ учитывали много похожих хромоцентров. Кроме того, на подсчеты могли оказывать влияние критерии, с помощью которых проводится отбор ядер, содержащих и несодержащих половой хроматин.
Эти критерии должны являться признаками, свидетельствующими о пригодности ядра для учета, т. е. о той степени сохранности структуры интерфазного ядра, при которой можно ожидать и сохранности тельца полового хроматина. Такими признаками можно считать четкость и правильность контура ядра, равномерное распределение в нем хроматина (характерный «рисунок» хроматина), правильную окраску. Критериями непригодности ядра для учета могут служить выраженные признаки деструкции (кариорексис, частичный лизис или потеря хроматина, гомогенизация хроматина, слабое восприятие окраски и т.п.).
Эти критерии менее определенны, чем критерии идентификации полового хроматина, их сложнее объективизировать, так как процессы физико-химической деструкции ядра и ее морфологическое выражение не всегда совпадают Не наблюдается также строгого параллелизма между деструкцией хроматина ядра в целом и деструкцией Х-хроматина: иногда в ядрах с выраженными аутолитическими изменениями или грубо деформированных четко выявляются типичные тельца полового хроматина. От того насколько придерживаются авторы критериев отбора ядер, зависят получаемые результаты.
Неуловимая архитектура хроматина мухи
Архитектура хроматина одиночных клеток плодовой мушки дрозофилы оказалась намного более предсказуемой, чем ожидалось
Автор
Редакторы
Рецензенты
Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Судьба клетки во многом определяется тем, как ее гены, закодированные в ДНК, считываются и работают. Мы узнаём всё больше о том, как в этом процессе важна пространственная организация хроматина (иными словами — его архитектура). Структурная биология хроматина — большая и кипучая область, и именно здесь можно придумать и поставить такой эксперимент, который прояснит фундаментальные принципы жизни клетки. Мне удалось стать не только свидетелем, но и участником такого события. С помощью непростого эксперимента фиксации конформации хромосом одиночных клеток мы предположили два возможных механизма формирования структуры хроматина мухи, тесно связанных с активностью генов. Более того, мы выяснили ряд особенностей хроматина этого организма. На пути к открытию пришлось преодолеть всевозможные трудности. И теперь, когда работа опубликована в Nature Communications, я делюсь рассказом о том, почему это было не только трудно, но и интересно.
Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021
Эта работа опубликована в номинации «Своя работа» конкурса «Био/Мол/Текст»-2020/2021.
Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.
Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.
Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Трехмерная структура хроматина одиночных клеток
Петли (loops) — неоднозначный термин в области биологии хроматина. В данном случае мы используем его как синоним пиков (peaks), которые видны на Hi-C-картах как яркие сигналы вне главной диагонали [3].
Отчасти причина в том, что Hi-C — это метод высокопроизводительного секвенирования, для которого требуется много ДНК: несколько десятков микрограммов. Чтобы получить такое количество ДНК, ученые проводят эксперимент на миллионах клеток. К сожалению, при этом не получается учесть, что каждая клетка и набор ее контактов ДНК — уникальны. Трехмерная организация хроматина одиночного ядра является следствием индивидуального процесса упаковки длинной молекулы ДНК под влиянием термодинамического движения молекул и никогда не повторяется. Глядя на миллионы прочтений после секвенирования, мы не можем назвать те контакты, которые встретились в одном ядре одновременно.
Прочтения, или риды (reads), — это последовательности нуклеотидов, которые можно получить из образца ДНК с помощью секвенирования [4]. Хотя существуют разнообразные методы секвенирования [5], в этой работе мы использовали один из самых эффективных и популярных: секвенирование нового поколения с помощью Illumina. Это высокопроизводительный метод, позволяющий прочитать сотни гигабайт последовательностей ДНК. Именно с этих данных начинается вычислительная работа: прочтения картируют и ищут в них контакты ДНК.
Более того, нам важно не только узнать набор контактов ДНК, но и реконструировать те физические процессы, которые, возможно, привели к тому, что сформировался именно такой набор контактов. К сожалению, такая реконструкция становится сложной и дает неоднозначные и трудно интерпретируемые результаты, если неизвестно, какие контакты ДНК имеются в одной клетке. Чтобы решить эту проблему, удалось интегрировать два экспериментальных протокола. Часть была взята от методов секвенирования геномов одиночных клеток [6], а часть — от Hi-C, и в итоге получилась техника single-cell Hi-C, или Hi-C одиночных клеток (рис. 1) [7].
Рисунок 1. Протокол Hi-C одиночных клеток. В Hi-C одиночных клеток первые этапы напоминают традиционное Hi-C на популяции: хроматин фиксируется, фрагментируется и сшивается с помощью лигазы. На следующем этапе, важном именно для данного протокола, каждая клеточка попадает в собственную лунку с помощью клеточного сортера (FACS). В каждой лунке оказывается порядка одного пикограмма ДНК. Этого недостаточно для того, чтобы прочитать ее последовательность с помощью методов высокопроизводительного секвенирования! Проблему решает амплификация с помощью специальной процессивной полимеразы фага phi29, которая значительно увеличивает количество копий ДНК. Такую амплифицированную ДНК уже можно отправлять на секвенирование и начинать обработку массивных данных.
Сшивки ДНК одиночных клеток
В казалось бы простом экспериментальном протоколе нашлось место и «подводным камням». Оказалось, что полимераза Phi29, с помощью которой мы амплифицировали геномную ДНК индивидуальных клеток, может совершать случайные «прыжки» между молекулами ДНК (рис. 2). Это приводит к возникновению искусственных сшивок, которые традиционные алгоритмы обработки данных Hi-С не отличают от настоящих контактов, образовавшихся в ядре клетки.
Рисунок 2. Последовательность манипуляций с ДНК в протоколе Hi-C одиночных клеток.
иллюстрация Михаила Гурьева
К счастью, нашелся способ отличить настоящие и фальшивые контакты. Дело в том, что при лигировании соединение фрагментов происходит только по сайтам рестрикции, которые легко можно найти в последовательности ДНК. Прыжки полимеразы, напротив, происходят случайно и не имеют характерной подписи.
После картирования отдельно взятого прочтения Hi-C можно обнаружить стык лигирования и проверить, что он совпадает с сайтом рестрикции: значит, такому контакту можно доверять, с большой вероятностью он произошел в результате пространственного сближения и лигирования фрагментов хроматина внутри ядра. А по позициям картирования этих участков на геноме можно определить, какие участки ДНК последовательно соединялись в ходе эксперимента.
Чтобы вычислительно реализовать эту процедуру обработки данных, мы разработали алгоритм ORBITA (One-Read Based InTeractions Annotation), основанный на программе pairtools (рис. 3) [8]. Он позволяет извлекать и фильтровать настоящие сшивки ДНК, которые произошли в ходе пространственно-зависимого лигирования в ядре. Масштабное сравнение с подходом, который использовался ранее [9], [10], показало, что фильтрация по сайтам рестрикции помогает находить достоверные контакты Hi-C одиночных клеток и улучшает анализ.
Рисунок 3. ORBITA-подход для получения настоящих контактов Hi-C одиночных клеток
Совпадение или правило?
После того, как отлажена техника работы с Hi-C одиночных клеток, можно перейти к самому интересному — наблюдениям за новыми свойствами и механизмами формирования пространственной структуры хроматина. Пожалуй, самый интересный вопрос — являются ли механизмы и способы укладки хроматина разных организмов универсальными? Ранее Hi-C одиночных клеток проводили только для млекопитающих. Одно из важных наблюдений состояло в том, что хроматин одиночных клеток образует разбросанные по геному домены (участки с повышенной частотой контактов внутри).
Теперь же мы применили Hi-C для одиночных клеток плодовой мушки дрозофилы [11]. Оказалось, что хроматин и этого организма в каждой отдельно взятой клетке сформирован из топологически ассоциированных доменов (ТАДов), однако структуры эти гораздо более упорядочены, чем у млекопитающих (рис. 4).
Рисунок 4. Сравнение результатов «популяционного» и «одноклеточного» Hi-C. Регион генома на традиционном популяционном Hi-C (верхняя панель), в объединении контактов 20 клеток (вторая панель) и в нескольких индивидуальных клетках дрозофилы. ТАДы видны как увеличенное количество контактов на участке («треугольники»). Положение ТАДов в индивидуальных клетках часто совпадает, а значит, что ТАДы — это довольно стабильные структурные единицы хроматина дрозофилы.
Конечно, совпадение позиций ТАДов может оказаться случайным, без какой-либо биологической причины. В данном случае с помощью моделирования и статистических тестов мы доказали, что относительно консервативные в разных клетках позиции ТАДов дрозофилы действительно являются следствием какого-то биологического механизма.
Каким может быть этот механизм? На наш взгляд, возможны как минимум два сценария (рис. 5). Хроматин дрозофилы может обладать особенными свойствами липкости, которые приводят к образованию стабильных конгломератов ДНК. Альтернативное объяснение — механизм выпетливания ДНК с помощью специальных факторов экструзии, которые останавливаются на участках ДНК, где располагаются активные гены. Обе эти гипотезы согласуются с тем, что известно о хроматине эукариот, однако для проверки этих гипотез требуются более детальные исследования (и, возможно, с помощью других методов).
Рисунок 5. Гипотезы формирования стабильных доменов в хроматине дрозофилы
Многолетняя коллаборация
Все эти исследования выполнялись в многолетней коллаборации, объединившей усилия ученых из Сколтеха, Института биологии гена РАН и МГУ им. М.В. Ломоносова, Национального центра научных исследований Франции, российско-французского Центра Понселе и нескольких других организаций.
Каждый из участников взял на себя отдельную важную роль, без которой проект не смог бы состояться. Так, Сергей Ульянов и Влада Захарова провели отработку экспериментальной техники. Моя роль заключалась в разработке вычислительных подходов и интерпретации данных. Павел Кос создал метод моделирования структуры хроматина единичных клеток дрозофилы. Кирилл Половников показал, что данные действительно отличаются от шума. Часть экспериментов провел наш давний коллаборатор Илья Флямер, который ранее применял подобную технику для исследования структуры хроматина ооцитов и зигот мыши [9], [10].
Похожий подход можно масштабировать и исследовать с его помощью разнообразие архитектур хроматина одиночных клеток, тканей и даже целых организмов. А пока что нам удалось зафиксировать неуловимую архитектуру хроматина клеток плодовой мушки и сформулировать гипотезы об упаковке ДНК этого организма. Подробности можно прочитать в журнале Nature Communications, где недавно вышла публикация о работе [12].
Работа поддержана грантами РФФИ №19-34-90136 и РНФ №19-14-00016.
Хроматин
Из Википедии — свободной энциклопедии
Хроматин (от греч. χρώμα «цвета; краски») — нуклеопротеид, составляющий основу хромосом. Состоит из ДНК и белков (главным образом гистонов). Хроматин находится внутри ядра клеток эукариот и входит в состав нуклеоида у прокариот.
Нить ДНК с нуклеосомами образует нерегулярную соленоид-подобную структуру толщиной около 30 нанометров, так называемую 30-нм фибриллу. Дальнейшая упаковка этой фибриллы может иметь различную плотность. Если хроматин упакован плотно, его называют конденсированным или гетерохроматином, он хорошо видим под микроскопом. ДНК, находящаяся в гетерохроматине не транскрибируется, обычно это состояние характерно для незначащих или молчащих участков. В интерфазе гетерохроматин обычно располагается по периферии ядра (пристеночный гетерохроматин). Полная конденсация хромосом происходит перед делением клетки.
Если хроматин упакован неплотно, его называют эу- или интерхроматином. Этот вид хроматина гораздо менее плотный при наблюдении под микроскопом и обычно характеризуется транскрипционной активностью. Плотность упаковки хроматина во многом определяется модификациями гистонов — ацетилированием, фосфорилированием, метилированием и другими модификациями.
Считается, что в ядре существуют так называемые функциональные домены хроматина (ДНК одного домена содержит приблизительно 30 тысяч пар оснований), то есть каждый участок хромосомы имеет собственную «территорию». Вопрос пространственного распределения хроматина в ядре изучен пока недостаточно. Известно, что теломерные (концевые) и центромерные (отвечающие за связывание сестринских хроматид в митозе) участки хромосом закреплены на белках ядерной ламины.
Энциклопедичный YouTube
Субтитры
Что такое ДНК и хромосомы
Что такое ДНК, и из чего она состоит? Кто и когда открыл эту молекулу в клетках человека и других живых организмов? Чем уникален открытый учеными механизм наследования, и какие последствия ждал весь мир после этого открытия? Всю необходимую информацию Вы можете узнать, прочитав эту статью.
Когда впервые в истории появилось упоминание о ДНК
Иоганнес Фридрих Фишер – врач и биолог-исследователь родом из Швейцарии, стал первым в мире ученым, выделившим нуклеиновую кислоту. Открытие случилось в 1869 году, когда он занимался изучением животных клеток, а именно лейкоцитов, которых много содержалось в гное. Совершенно случайно молодой ученый заметил, что при отмывании лейкоцитов с гнойных повязок от них остается загадочное соединение. Под микроскопом Иоганн обнаружил, что оно содержится в ядрах клеток. Это соединение Мишер назвал нуклеином, а в процессе изучения его свойств переименовал в нуклеиновую кислоту, из-за наличия свойств, как у кислот.
Роль и функции только открытой нуклеиновой кислоты были неизвестны. Однако многие ученые того времени уже высказывали свои теории и предположения о существовании механизмов наследования.
Нынешние взгляды на состав молекулы ДНК ассоциируются у людей с именами английских ученых Джорджа Уотсона и Фрэнсиса Крика, которые открыли структуру данной молекулы в 1953 году. За несколько лет до этого, в тридцатые годы, ученые из советского союза А.Н. Белозерский и А.Р. Кезеля доказали наличие ДНК в клетках во всех живых организмах, тем самым они опровергли теорию о том, что молекула ДНК находится только в клетках животных, а в клетках растений присутствует только РНК. Лишь спустя несколько лет, в 1944 году, группой освальдских ученых было установлено, что молекула ДНК является механизмом сохранения наследственной информации клетки. Таким образом, благодаря совместным усилиям и трудам исследователей человечество познало тайну процесса эволюции и его основных принципов.
ДНК в медицине
Открытие состава молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты позволило перейти медицине на новый уровень развития. Появилось большое количество новых направлений практической медицины, стали доступны новые методы лечения, диагностики. Благодаря этому фундаментальному открытию для науки и современным технологиям, человечеству стали доступны:
И это еще не все доступные для людей услуги, которые может предложить медицина, изучающая генетику. Выше были представлены только самые популярные среди людей тесты. Перспективой для многих ученых-генетиков является создание таких лекарств, способных победить все болезни на Земле и даже смертность.
Строение молекулы ДНК
От цепочки к хромосоме
В каждом живом организме находится миллионы клеток, а внутри этих клеток находится ядро. Клетки, содержащие в себе ядро, называются эукариотами или ядерными. У древних одноклеточных нет оформленного ядра. К таким безъядерным одноклеточным, или прокариотам, относятся бактерии и археи, например, кишечная палочка или серая анаэробная бактерия. Также ядро отсутствует в клетках вирусов и вироидов, однако причисление вирусов к живым организмам – вопрос спорный, о котором по сей день дискуссируют ученые.
В ядре находятся хромосомы – структурный элемент, в котором содержится молекула ДНК в виде спирали, хранящая внутри себя всю генетическую информацию клетки.
Процесс упаковки ДНК спиралей
Количество нуклеотидов в ДНК велико, и нужны длинные цепочки, чтобы вместить все их число, поэтому нити ДНК закручиваются в две спирали, что позволяет укоротить цепочки в 5 раз, сделав их более компактными. Нити ДНК могут также закручиваться в форму суперспирали. Двойная спираль пересекает свою ось и накручивается на специальные гистоновые белки – гиразы, образуя при этом супервитки. Таким образом, двойная спираль закручивается в спираль более высокого порядка. Сокращение цепочек в этом случае произойдет в 30 раз.
Как гены связаны с ДНК
Ген – самый изученный на сегодняшний день участок ДНК. Гены являются структурной единицей наследственности всех живых организмов. Цепочки нуклеотидов в ДНК состоят из генов, которые определяют генотип особи, например, цвет и разрез глаз, тип кожи, рост, группу и резус фактор крови и другие физиологические качества и особенности внешности.
Еще много отраслей генетики до конца не изучены, и до конца не раскрыты все функции генома, но ученые до сих пор продолжают изучение генов, чтобы добиться новых открытий в области генетики.
Хромосома: определение и описание
Хромосомы – структурный элемент клетки, находящийся внутри ядра. Они содержат в себе молекулы ДНК, в которых содержится вся наследственная информация.
Строение и виды хромосом:
Отсюда возникают различные типы хромосом:
Всего в клетке человека находится 46 хромосом: 22 пары аутосом, встречающиеся у обоих полов, и одна пара половых хромосом: XY – у мужчин, XX – у женщин. Забавно, что если прибавить к количеству хромосом хотя бы одну пару, то человек мог бы быть шимпанзе или тараканом, а если отнять, то – кроликом.
Еще интересно то, что человек и ясень имеют одинаковое количество хромосом, несмотря на принадлежность к разным видам и царствам.
Наследственные болезни
Генетический код – система записи генетической информации в ДНК и РНК в виде определенной последовательности в цепочке нуклеотидов. Он должен сохранять наследственную информацию в первоначальном виде, восстанавливая повреждения цепочки в последующем поколении с помощью ДНК. Однако ген может каким-то образом быть поврежден, либо в нем может произойти мутация.
Генные мутации – изменение в последовательности нуклеотидов, например выпадение, замена, вставка другого нуклеотида в цепочку. Последствия этих мутаций могут быть полезные, вредные или нейтральные. Примером полезных мутаций является устойчивость к минусовым температурам, увеличенная плотность костей, меньшая потребность во сне, устойчивость к ВИЧ и другие. Примером вредных мутаций является аллергия на солнечный свет, глухота слепота и так далее. К нейтральным мутациям относятся те мутации, которые не влияют на жизнеспособность, например, гетерохромия.
Существуют также летальные и полулетальные мутации. Летальные мутации несовместимы с жизнью и приводят к гибели организма на ранних этапах его развития, например, при рождении у особи отсутствует головной мозг. Полулетальные мутации не приводят к смерти особи, но значительно уменьшают ее жизнеспособность. К таким мутациям относятся заболевания человека, передающиеся по наследству. Например, наличие 47-й хромосомы может вызвать у человека синдром Дауна, а, наоборот, отсутствие 46-й парной хромосомы – сидром Шерешевского-Тернера.
Расшифровка цепочки ДНК
Расшифровка цепочки ДНК в клетке – это исследование всех известных генов в клетках человека. Хоть цена за такую услугу значительно упала за последние десять лет, однако такое исследование по-прежнему остается дорогим удовольствием, и не каждый человек сможет позволить себе оплатить такую услугу. Чтобы уменьшить цену этого исследования, расшифровку ДНК стали делить по тематикам. Таким образом, появились различные тесты, которые исследуют интересующую человека группу генов и ее функции.
Как происходит расшифровка цепочки ДНК?
Таким образом, ученые получают картину гена, которую можно изучить и расшифровать. Синтез РНК Нуклеотиды делятся на четыре базовых элемента, служащими основой для формирования генов: АТГЦ, или аденин, тимин, гуанин, цитозин. В их состав входят фосфорные остатки, азотистые основания и пептоза.
Важно, что молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты не должна выходить за пределы мембраны ядра. С помощью РНК, которая играет роль копии участка цепи с генетическим кодом, генетическая цепочка может покинуть ядро, попасть вовнутрь клетки и воздействовать на ее внутренние процессы.
Как это происходит:
Итак, группа генов, участвующих в процессе старения клеток может, как заставить процесс старения идти быстрее, так и вовсе его остановить и запустить процесс омолаживания. То есть, каждый из генов может спровоцировать синтез нескольких видов белка.
Сутягина Дарья Сергеевна
В нашей ДНК содержится очень много информации, но пока мы можем расшифровать лишь небольшой процент генов. Добавлю несколько интересных фактов о ДНК: возможность двойной ДНК у человека. Такое явление случается, когда при беременности в утробе развиваются близнецы, но в процессе развития плода они сливаются в одного человека. Длина одной молекулы ДНК человека равна 2 метрам, а общая длина цепочки ДНК всех клеток тела человека равна 16 млрд. километрам, что равно расстоянию от Земли до Плутона. ДНК человека и кенгуру всего лишь 150 млн. лет назад были одинаковыми. Все знания и информация во всем мире могла бы уместиться всего лишь в 2 граммах дезоксирибонуклеиновой кислоты.
ООО «Медикал Геномикс» Лицензия № ЛО-69-01-002086 от 06.10.2017
Юр. адрес: г. Тверь, ул. Желябова, 48
ООО «Лаб-Трейдинг», ИНН: 6950225035, ОГРН: 1186952017053, КПП:695001001
Юр. адрес: г. Тверь, ул. 1-Я За Линией Октябрьской Ж/Д, 2, оф. 22