Обратная генетика

Существует выражение, которым часто пользуются молекулярные биологи, — обратная генетика . Оно означает вычисление ДНК-последовательности по последовательности аминокислот, эта обратная трансляция производится на основании генетического кода (см. приложение). Мы не будем категорически отказываться от обратной трансляции , потому что всегда есть возможность, что будет описан организм (в необычных условиях ), в котором такой процесс действительно протекает. [c.211]

В первой из трех глав части III (гл. 8) приведены данные о структуре генов эукариот и современные представления о механизме их экспрессии, в частности сведения о сложных сигналах регуляции транскрипции, а также о происхождении, локализации и структуре ингронов и тех механизмах, с помощью которых интроны удаляются из первичных транскриптов при сплайсинге. Очень существенным здесь явилось применение обратной генетики-введение специфических мутаций в определенные сегменты ДНК и последующий анализ структурно-функциональных взаимоотношений в генах эукариот. В гл. 9 основное внимание сосредоточено на организации сложных эукариотических геномов. Рассмотрено расположение генов и других элементов в молекуле ДНК, в частности в центромерных и теломерных областях. Красной нитью через всю главу проходит концепция генома как летописи эволюционной истории. В заключение дано описание геномов внутриклеточных орга-нелл-митохондрий и хлоропластов. В гл. 10 представлены механизмы случайных и неслучайных перестроек геномной ДНК. Речь идет об амплификациях, делециях и транспозициях—как неза-нрограммнрованных и приводящих к мутагенезу, так и запрограммированных в геноме и осуществляющих точную регуляцию генной экспрессии, например изменение типов спаривания у дрожжей и образование генов иммуноглобулинов. [c.7]

До недавнего времени существовал некий провал в области размеров хромосомных сегментов ог 100 до 5000 т.п.н. для них не имелось адекватных методов исследования. Такое положение значительно усложняло интерпретацию данных по картированию, полученных методами генетики соматических клеток и с помощью генетического анализа. Сопряжение таких данных с информацией, полученной на молекулярном уровне, стали называть (может быть не совсем удачно) обратной генетикой [1, 2]. [c.95]

Конструирование векторов для обратной генетики иммуноглобулинов [c.74]

Использование методов обратной генетики освобождает ученого от необходимости полагаться лишь на счастливый случай. Теперь можно вносить в нужные гены определенные мутации и вводить эти [c.355]

В отличие от классической, в новой генетике изменился подход к анализу генов. В классической генетике последовательность была следуюшей идентификация менделирующего признака локализация гена в хромосоме (или группе сцепления) первичный продукт гена ген. В современной генетике стал возможным и обратный подход выделение гена секвенирование первичный продукт, в связи с чем был введён новый термин для определения такого направления исследований обратная генетика или генетика наоборот . [c.19]

Генетический анализ. В настоящее время активно изучаются две группы симбиотических генов бобовых. Гены первой группы выявляют с использованием методов формальной генетики — путем получения и анализа мутантов с дефектами развития симбиоза. Гены второй группы выявляют с помощью методов обратной генетики — анализ генных продуктов (белков, мРНК), которые синтезируются при симбиозе. [c.173]

Методический подход, получивший название обратная генетика и оказавшийся очень полезным при изучении наследственных заболеваний, в настоящее время взят на вооружение широким кругом исследователей. За последние годы наши представления о мышечной дистрофии Дюшенна, муковисцидозе и ретинобластоме значительно расширились. Если раньше усилия ученых были направлены на выяснение закономерностей насле- [c.204]

Необходимость манипулирования генами диктуется конкретными задачами фундаментальных и прикладных исследований. Для понимания молекулярных механизмов функционирования отдельных генов и взаимосвязанных генетических систем большое значение имеет работа с изолированными генами. Такие исследования позволяют определять границы генов, выделять их в чистом виде и идентифицировать элементы структуры, существенные для функционирования. Доказательством функциональной значимости выделенного участка генома может быть только его нормальная экспрессия в модельной генетической системе. Поэтому следующим этапом изучения выделенного гена всегда является перемещение его в такую генетическую систему, где экспрессия гена легко обнаруживается. Результаты экспрессии оценивают либо по появлению белкового продукта, кодируемого исследуемым геном, либо по изменению функций биологической системы вследствие появления в ней новой ферментативной или другой активности, например, по компенсации присутствующей в этой системе мутации. Таким образом, в результате исследования структуры конкретного гена и моделирования его экспрессии в искусственной генетической системе можно понять особенности его функционирования в живом организме. Подобный подход успешно применяют как к известным генам, которые выделяются целенаправленно, так и к неидентифицированным ранее последовательностям нуклеотидов, функциональную значимость которых определяют лишь после выделения их в чистом виде. Последний подход реализуется в так называемой обратной генетике. [c.38]

К наиболее полезным для анализа модификациям в структуре гена относятся замена одного нуклеотида или группы нуклеотидов, делеции или вставки нескольких нуклеотидов или протяженных участков ДНК и перестройки внутри гена. Ниже мы обсудим, каким образом эти модификации используются для идентификации регуляторных последовательностей, которые обеспечивают правильную экспрессию гена и отвечают за его тканеспецифичную и зависящую от времени регуляцию. Кроме того, изучение новых генов, образующихся при слиянии частей различных генов, очень облегчает идентификацию последовательностей, ответственных за правильную экспрессию. Например, слияние промотора SV40 и различных его производных с последовательностями, кодирующими легко идентифицируемые бактериальные или эукариотические клеточные белки, позволяет выяснить, какие последовательности промотора обеспечивают правильную инициацию, эффективность и регуляцию транскрипции гена SV40. Аналогичные химерные гены, содержащие, например, промоторы генов инсулина или эластазы, слитые с областью, кодирующей Т-антиген SV40, позволяют идентифицировать элементы, ограничивающие экспрессию генов инсулина или эластазы исключительно Р-клетками островков Лангерганса или ацинарными клетками соответственно. Для применения методов обратной генетики необходимо, чтобы существовал один или лучше несколько способов определения фенотипического проявления измененного гена. Соответствующие бесклеточные системы, с помощью которых можно определять эффективность транскрипции нормальных и модифицированных генов, а также изучать процессинг или трансляцию РНК, дают прекрасную возможность для анализа функции генов и последствий отдельных изменений в них. Трансфицируя нормальные и модифицированные гены с помощью [c.20]

Гены, выбранные нами в качестве иллюстрации, происходят из разных эукариотических организмов. Большой интерес представляют гены дрожжей, в основном Sa haromy es erevisiae. Во-первых, они обладают некоторыми свойствами, характерными для генов бактерий, растений, беспозвоночных и позвоночных. Во-вторых, связывающиеся с дрожжевой ДНК белки, ответственные за многие процессы регуляции транскрипции у дрожжей, могут быть заменены белками других организмов или работают совместно с соответствующими сигналами и белками из других организмов, в том числе млекопитающих. В-третьих, глубокое изучение генетики дрожжей и замена нормальных генов модифицированными (разд. 5.6.В) увеличивают возможности обратной генетики. Широко представлены в данной главе и гены вирусов млекопитающих, поскольку по своим структурным и функциональным характеристикам они часто коррелируют с генами своих хозяев. Действительно, многие неизвестные ранее особенности строения и регуляции эукариотических генов были выявлены при изучении именно вирусных геномов. В данной главе рассмотрены также некоторые гены растений, беспозвоночных (морского ежа и Drosophila) и позвоночных (амфибий, птиц и млекопитающих, включая приматов), поскольку это помогает понять сложные процессы развития многоклеточных организмов. [c.21]

Один из основных методов молекулярной генетики-это трансформация эукариотических клеток в культуре с помощью рекомбинантных векторов, содержащих гены, кДНК и специфические мутантные копии природных сегментов ДНК. Этот метод лежит в основе многих экспериментов, описанных в данной книге. Если исследуются бактериальные или дрожжевые клетки, то манипуляции проводятся на целых организмах, пусть и одноклеточных. Корректируя мутации, мы проводим своего рода терапию на уровне генов (генотерапию). Распространение методов обратной генетики и генотерапии на диплодные организмы, размножающиеся половым путем, требует решения сложных методологических и экспериментальных проблем. [c.362]

Поговорим теперь о конечной причине — понятии, которое неодарвинист мог бы приписать любой форме ламарковского наследования. Конечно, божественное назначение или конечная причина лежат за пределами научной работы. Однако по иронии судьбы, пытаясь исключить все следы божественного вмешательства или намеренного планирования из своего крайнего неодарвинизма, Ричард Докинз в своей книге выбирает роль верховного изобретателя плана Это четко показано в эссе Дэвида Берлински [12]. Так, его компьютерные модели, демонстрирующие могущество естественного отбора , зависят непосредственно от того, как Докинз определяет все критерии отбора и алгоритм получения желаемого результата селекционной программы. Таким образом, божественное вмешательство со стороны программиста — неотъемлемая черта всех компьютерных программ эволюционного отбора. Это во многом похоже на то, как молекулярные биологи регулярно используют обратную генетику , чтобы вычислить последовательность ДНК из последовательностей аминокислот белка. С нашей точки зрения, единственной полезной концепцией была бы концепция упреждающей цели или генетической ответственности — научное знание, этические и моральные взгляды и выбор образа жизни могут воздействовать на наше будущее генетическое наследие. [c.191]

Важное направление исследований открывает также возможность введения мутаций в клонированные дрожжевые гены с последующей встройкой таких генов в нормальные положения генома для изучения влияния мутаций на функции генов. Такая обратная генетика имеет большое значение для тонкого молекулярно-генетического познания S. erevisiae, а также изучения организации и функционирования генетических элементов эукариот в целом. [c.286]

Получить ь тантов, у ксо орых нарушена репликация ДНК или, например, развитие глаза, в принципе довольно просто. Однако, чтобы связатъ этот дефект с изменением конкретного белка, могут понадобиться годы. Технология рекомбинантных ДНК дала в руки исследователей совершенно иной подход анализ начинается с белка и завершается созданием ь тантной клетки или целого организма. Поскольку такой подход по сравнению с традиционным направлением генетического анализа от гена к белку представляется обратным, его обычно называют обратной генетикой. [c.245]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология