Молекулярные и генетические основы развития

Молекулярные и генетические основы развития [c.10]

Один из наиболее интересных и сложных вопросов, вставших перед биологами в последние десятилетия, был связан с генетическими и молекулярными основами множественности антител (см. гл. 55). Кроме того, благодаря достижениям в области иммунологии было показано, что клетки иммунной системы человека, дифференцируясь, производят антитела с одной и той же специфичностью, но с различными эффекторными функциями. В последние несколько лет исследования ряда лабораторий внесли весомый вклад в понимание генетической основы множественности антител и регуляции экспрессии генов иммуноглобулинов в ходе развития и клеточной дифференцировки. [c.121]

Результаты исследований по биохимической и молекулярной генетике многое прояснили в структуре генов, а также в генетическом контроле работы ферментов и других белков. В то же время наши знания о генетических основах эмбрионального развития нельзя назвать удовлетворительны ми. Поэтому, хотя о дефектах ферментов известно достаточно много, биохимические основы морфологических аномалий в боль шинстве случаев остаются невыясненными. [c.126]

В учебном пособии раскрываются основные положения общей и медицинской генетики. Подробно рассмотрены биологические основы наследственности человека, цитогенетические и молекулярно-генетические механизмы генетических процессов, в том числе причины возникновения наследственной и ненаследственной изменчивости. Представлены современные данные о причинах возникновения наследственных болезней, приводящих к развитию умственной отсталости, аутизма и девиантного поведения у детей. Специальный раздел посвящен наследственно обусловленным формам нарушений умственного и физического развития детей. [c.2]

Молекулярно-генетические методы — большая и разнообразная фуппа методов, в конечном счёте предназначенных для выявления вариаций в структуре исследуемого участка ДНК (аллеля, гена, региона хромосомы) вплоть до расшифровки первичной последовательности оснований. В основе этих методов лежат манипуляции с ДНК и РНК. В результате бурного развития молекулярной генетики человека в 70—80-х годах и последующего успешного изучения генома человека молекулярно-генетические методы широко вошли в ме-дико-генетическую практику. [c.261]

Способность генетического материала, ДНК, к самовоспроизведению (репликации) лежит в основе размножения живых организмов, передачи наследственных свойств из поколения в поколение и развития многоклеточного организма из зиготы. Настоящая глава посвящена молекулярным механизмам самовоспроизведения ДНК [c.44]

Каждая глава завершается подробным резюме и списком вопросов для повторения. Мы надеемся, что это поможет усвоить прочитанное. Все ключевые идеи иллюстрируются тщательно подобранными цветными рисунками (всего их более 200) мы убеждены, что один рисунок может сказать больше, нежели тысяча слов. Гл. 1 знакомит читателя с основами молекулярной биотехнологии и некоторыми коммерческими аспектами, а следующие пять глав (гл. 2-6) — с ее методологией. Все вместе эти главы подготовят читателя к восприятию материала всех последующих глав. В гл. 7-12 части II рассмотрены способы получения ценных метаболитов, вакцин, лекарственных веществ и продуктов, использующихся для диагностики, а также методы биодеградации удобрений и пестицидов. В гл. 13 описаны способы крупномасштабного культивирования генетически измененных микроорганизмов с целью получения коммерческих продуктов. Часть. III посвящена молекулярной биотехнологии растений и животных (гл. 14 и 15). Гл. 16 и 17 знакомят читателя с применением технологии рекомбинантных ДНК для идентификации генов человека, ответственных за развитие некоторых заболеваний, и подходами к генной терапии. В последней, IV части рассмотрены вопросы регламентации исследований в области молекулярной биотехнологии, оформления патентов на различные продукты и изобретения. [c.10]

Открытие ревертазы было важно не только и даже не столько само по себе. Гораздо важнее был психологический эффект. Это открытие показало, что догмы молекулярной биологии вовсе не так незыблемы, как это представлялось. И новые сенсации не заставили себя долго ждать. В течение 70-х годов были обнаружены целые классы ферментов, работающие на ДНК, о существовании которых никто не подозревал. Эти ферменты неслыханно расширили возможность вмешиваться в генетические процессы, то есть они легли в основу новых методов, отсутствие которых застопорило развитие молекулярной биологии в конце 60-х годов. Теперь здесь был сделан гигантский шаг вперед. При этом рухнули казавшиеся незыблемыми представления о строении генов как у вирусов, так и у высших ( уцелели только бактерии). Возникла генная инженерия — прикладная ветвь молекулярной биологии. [c.55]

В 1951 г., когда Горовиц и Леопольд опубликовали эти данные, была еще совершенно неясна молекулярная основа обнаруженной у этих мутантов чувствительности к температуре. В своей статье они даже не пытались четко указать, считают ли они, что чувствительность к температуре связана с функцией самого мутантного гена или же что чувствителен к температуре фермент, контролируемый данным мутантным геном. А между тем, чтобы использовать эти данные для подтверждения теории один ген — один фермент, это различие необходимо принимать во внимание. Возможно, именно потому, что истинная природа чувствительных к температуре мутантов была неизвестна, они и не играли существенной роли в развитии молекулярной генетики в течение последующих десяти лет. Когда же причина их поведения наконец прояснилась, чувствительные к температуре мутанты были повторно открыты и, как мы вскоре увидим, стали одним из наиболее мощных инструментов при изучении генетического вещества бактерий и бактериальных вирусов. Однако к тому времени [c.123]

В последние 20 лет были достигнуты большие успехи в понимании того, каким путем генетическая информация через матричную РНК воплощается в молекулу белка кроме того, высокий уровень развития получили представления об основах регуляции экспрессии генов в прокариотических клетках. К сожалению, до недавнего времени все важнейшие сведения о молекулярных механизмах регуляции ограничивались данными, полученными при изучении прокариотических и простейших эукариотических организмов. Это объясняется тем, что использованные методы генетического анализа эффективны лишь в применении к наиболее примитивным организмам. Последние достижения генной инженерии позволили начать изучение сложнейших механизмов регуляции экспрессии генов у млекопитающих. В этой главе мы сначала обсудим то, что характерно для прокариотических систем. При этом мы не будем описывать генетические эксперименты, а сделаем акцент на том, что может быть названо физиологией экспрессии генов. Однако нужно подчеркнуть, что почти все важнейшие выводы основаны на результатах генетических исследований. [c.110]

В настоящей книге нашли отражение методы генетического конструирования, лежащие в основе современной селекции микроорганизмов. Представленный материал не претендует на исчерпывающее описание всех методик и приемов, которые применяются сегодня в генетике и селекции микроорганизмов. Задача книги ознакомить читателя с принципами этих методов, показать универсальные подходы, открывающие возможность быстрого развития частной генетики и молекулярной биологии любых практически важных объектов, которые уже используются или могут оказаться перспективными для микробиологической промышленности. [c.203]

Генетические, молекулярные и морфологические основы этих изменений и в особенности механизмы, контролирующие их, и являются предметом биологии развития. [c.10]

Несмотря на такие захватывающие перспективы, необходимо помнить, что меч, вложенный в руки современного человека развитием генной инженерии, является обоюдоострым. Необоснованное использование генно-инженерных методов для изменения существующих биологических видов может нарушить сложившийся экологический баланс в биосфере и иметь для человечества непредсказуемые последствия. Чтобы избежать такого рода неприятностей и даже экологической катастрофы при конструировании генетически модифицированных видов животных и растений, необходимо ясно представлять себе молекулярные механизмы, лежащие в основе биологических явле- [c.6]

В силу хорошей генетической изученности дрозофилы на ней удобно исследовать молекулярно-генетические основы процессов обучения и памяти. Работы, начатые в этом направлении С. Бензером, были в дальнейшем развиты во многих лабораториях и привели к выявлению целого ряда соответствующих мутантов, затрагивающих молекулярные признаки. [c.244]

Г-н. стала основой развития молекулярной генетики. Благодаря возможности клонирования чужеродных генов в бактериях, животных и растит, клетках (выделеньг клоны мн. генов рибосомной РНК, гистонов, интерферона и гормонов человека и животных и т. п.), Г. и. имеет прикладное значение. Она составляет, наряду с клеточной инженерией, основу совр. биотехнологии. С помощью методов Г. и. получены мн. иовые, иногда неожиданные данные, открыто, напр., мозаичное строение генов у высших организмов, изучены транспозоны бактерий и мобильные диспергированные элементы высших организмов, открыты онкогены и т.п. (см. Мигрирующие генетические элементы). [c.518]

Первичным источником белка на нашей планете являются растительные организмы с их замечательной способностью синтезировать белок из углекислоты, воды и неорганических источников азота. Поэтому понятно, какое большое теоретическое значение имеет исследование генетических и биохимических механизмов процессов, лежащих в основе усвоения азота растениями и его превращений в аминокислоты и белки. Ассимиляция нитрата у большинства культур — это основной способ превращения неорганического азота в органические соединения. При этом нитрат превращается в аммоний за счет действия механизма поглощения нитрата и двух ферментов нитратредуктазы (НР) и нитритредуктазы (НИР). Таким образом, азот становится доступным для многих биосинтетических процессов, наиболее важным из которых с количественной точки зрения является синтез белка. Сейчас известно, что в регуляции процессов на этом пути определенную роль играют доступность нитрата и гормонов, свет и конечные продукты реакции. Данные физиологических и биохимических исследований, однако, почти не раскрывают молекулярные механизмы, лежащие в основе развития и регуляции реакций, входящих в этот процесс. Такая информация очень важна, если ученые стремятся понять, каким образом новые методы молекулярной биологии могут быть использованы для повышения эффективности ассимиляции нитрата и, следовательно, повышения содержания белка в растениях. [c.378]

Последние годы на рубеже двух столетий ознаменованы стремительным прогрессом в области молекулярной генетики человека. Это связано прежде всего с работами по расшифровке генома человека, проведенными в рамках международных и национальных программ Геном человека . Результатом этих работ стало не только получение громадной по объему информации о строении ДНК человека, но и разработка новых эффективных технологий типирования ДНК, создание и хранение информационных баз данных, способов обработки больших массивов результатов и т.д. На основе развития этих исследований возникло новое научное направление, получившее название геномики, которое революционизировало современную биологию, позволило выявить многие черты организации генома, провести срав ерие геномов различных организмов, обнаружить новые гены и генетические элементы, расшифровать мутации при значительном числе наследственных болезней, в том числе и такие типы мутаций, которые не были известны ранее. Разработка столь многочисленных проблем привела к существенному расширению областей интереса молекулярно-генетической науки, а также к распространению ее подходов и методов как на смежные, так и достаточно отдаленные научные направления. Это в первую очередь -медицинская генетика, фармакология, сравнительная биология, криминалистика, судебная медицина, биотехнология, а также - антропология, археология, история. В соответствии с этим в рамках геномики стали развиваться [c.308]

Молекулярная биология занимает -особое место в развитии науки второй половины XX в. Именно ее рождение и последующий бурный рост выдвинули биологию в целом в ряды самых передовых и популярных наук, а XX в. стали иногда называть веком биологии . Возникнув как отрасль биохимии, молекулярная биология получила мощное развитие благодаря внедрению в нее вдей и методов генетики и физики. Открытый и сформулированный в 1953 г. принцип комплементарности в нуклеиновых кислотах, объяснив особенности структуры этих макромолекуляр-ных соединений и обладая предсказательной силой в отношении их функций, лег в основу нового направления науки. Огромное научное и методологическое значение молекулярной биологии состояло в том, что наиболее фундаментальное и таинственное свойство живой материи — воспроизведение себе подобного — оказалось возможным объяснить на молекулярном уровне. Молекулярная структура вещества, в котором записана (закодирована) генетическая информация, механизмы воспроизведения генетической информации в поколениях клеток и организмов и механизмы реализации генетической информации через биосинтез белков —вот три направления, по которым развивалась эта наука и где были сделаны решающие успехи. Кроме того, структура и механизмы функционирования белков стали также предметом молекулярной биологии. [c.3]

В настоящее время перед биологической наукой поставлена задача — обеспечить преимущественное развитие научных исследований по следующим основным направлениям разработка методов генетической и клеточной инженерии, создание на их основе новых процессов для биотехнологических производств с целью получения принципиально новых пород животных, форм растений с ценными признаками разработка новых методов и средств диагностики, лечения и профилактики наследственных заболеваний разработка научных основ инженерной энзимологии разработка и внедрение новых биокатализаторов (в том числе иммобилизованных) и оптимизация с их помощью биотехнологических процессов получения химических и пищевых продуктов исследования структуры и функции биомолекул клетки изучение молекулярных и клеточных основ иммунологии, а также генетики микроорганизмов и вирусов, вызывающих заболевания человека и животных, создание методов и средств диагностики, лечения и профилактики этих заболеваний исследования молекулярно-биологиче-ских механизмов канцерогенеза, природы онкогенов и онкобелков, их роли в малигнизации клеток и создание на этой основе методов диагностики и лечения опухолевых заболеваний человека исследования проблем биоэнергетики, питания, психики и молекулярных основ памяти и деятельности мозга. Таким образом, можно наметить следующие главные направления развития исследований в области биологической химии на ближайшую и отдаленную перспективу, так называемые горизонты биохимии [c.18]

Бурное развитие молекулярной генетики человека, начавшееся в 1980-х гг., стало возможным благодаря новаторским идеям Д. Ботштейна, Р. Уайта, М. Скол-ника и С. Дэвиса. Они обратили внимание, что полиморфизм длины рестрикционных фрагментов (ПДРФ) человека порождает полиморфные аллели (маркерные локусы), поддающиеся картированию. Как писали авторы в своей статье, мы хотим предложить новый способ построения генетической карты сцепления человека. В его основе лежит создание при помоши технологии рекомбинантных ДНК случайных однокопийных ДНК-зондов, способных выявлять полиморфные нуклеотидные последовательности при гибридизации с индивидуальными ДНК, обработанными рестриктазой . Более того, они осознали, что, используя сцепление гена того или иного заболевания с маркерным локусом, можно определить хро- [c.458]

Определяющую роль в развитии генетики клеток растений ш млекопитающих должно сыграть внедрение метода слияния клеток. Уже сегодня важные средства диагностики моноклональные антитела — получают с помощью линий клеток-гибри-дом возможно, они внесут свой вклад и в развитие терапии. Обычным способом скрещивания у видов Streptomy es стало слияние протопластов, но при работе с грибами этот метод имеет пока второстепенное значение. Открытие межъядерного переноса генов у грибов позволит более сознательно использовать метод слияния протопластов. Есть основания считать, что генетическая инженерия привнесет важные изменения в медицину и сельское хозяйство, и в немалой степени потому, что технология рекомбинантных ДНК позволит нам глубже помять главные молекулярно-биологические особенности клеток растений и животных. Этот подход уже позволяет получать ин- формацию о процессах, лежащих в основе таких сложных для лечения болезней, как малярия и болезнь Чагаса. [c.323]

В начале сороковых годов нашего столетия были получены косвенные, а затем и прямые доказательства участия нуклеиновых кислот в передаче генетической информации (Эвери, Маклеод и Маккарти). Это послужило мощным стимулом развития органической химии нуклеиновых кислот. В результате работ, проведенных главным образом кембриджской школой под руководством Тодда, было полностью доказано строение нуклеозидов и нуклеотидов, разработаны методы их синтеза и установлены основные принципы строения нуклеиновых кислот как высокомолекулярных соединений. Эти данные, а также результаты изучения нуклеотидного состава, полученные Чаргаффом, легли в основу гипотезы Уотсона и Крика (1953 г.)—одного из краеугольных камней современной молекулярной биологии. [c.14]

Молекулярные механизмы, лежашие в основе примеров генетической регуляции, описанной в этой главе, в основном неизвестны. Однако генетический анализ сложных процессов развития позволил идентифицировать гены, играющие важную - возможно, даже главную-роль в процессах развития, как, например, гены ВХ-С у дрозофилы или Т локус у мыши. Генетические исследования помогают понять сложность генетических регуляторных механизмов, управляющих процессами развития, и сформулировать гипотезы, касающиеся их функций. Методики, использующие рекомбинантную ДНК, в настоящее время применяются для клонирования генов, играющих важную роль в процессе развития. С помощью этих методов изучают структуру генов и транскрипцию в отдельных клетках развивающегося зародыша. Первые результаты таких исследований мы обсуждали в гл. 16 при рассмотрении генов глобина человека. Вскоре появятся новые результаты. [c.283]

За последнее десятилетие удалось осуществить молекулярное клонирование и характеризовать структуру множества генов млекопитающих. Функциональное содержание и механизмы регуляции этих генов исследуются теперь в экспериментах по переносу генетического материала. Рекомбинантные конструкции на основе последовательностей дикого типа или их мутантных производных вводят путем трансфекции в культивируемые клетки [I] для того, чтобы идентифицировать г ис-действующие регуляторные элементы и изучить физиологические последствия экспрессии генных продуктов. Однако,, даже если для интересующего гена и существует подходящая культивируемая тканевая система, возможности исследования генной экспрессии в таких экспериментах in vitro ограничены. В конце концов функции генов и закономерности их экспрессии следует изучать, исходя из сложности целого организма. Был разработан целый ряд методик, позволяющих вводить интересующие нас последовательности ДНК в клетки зародышевого пути мышей и других млекопитающих. Включившись в геном данного организма, такие чужеродные последовательности, называемые трансгенами, устойчиво наследуются в ряду поколений. Весьма важное значение имеет тот факт, что трансгены часто экспрессируются и вызывают изменения в системе тканевой специфичности, физиологических реакциях, а иногда во всей программе развития организма. Следовательно, открывается путь к изучению функциональной роли и регуляции экспрессии интересующих нас клонированных генов на уровне целого организма — в данном случае это так называемый трансгенный организм. [c.308]

Логические и, как правило, фактические пути решения многих фундаментальных проблем, а также становление и развитие целых областей естественнонаучных знаний показывают, что почти всегда истоком и основой крупного научного достижения являются результаты исследования простейшего объекта, сфокусировавшего в себе самые важные и характерные черты рассматриваемого явления. Вспомним, что становление подлинно научной генетики в значительной мере обязано выбору Г. Менделем объектом своего исследования гороха. Хорошо также известно, какой крупной удачей для развития биологии, прежде всего хромосомной теории наследственности Т. Моргана, учения Г. де Фриза о мутациях и обоснования генетических принципов эволюции, явился один только факт выбора в качестве объекта исследования плодовой мушки — дрозофилы. Не менее важную роль для становления и развития молекулярной биологии в целом и особенно молекулярной генетики, а в последнее десятилетие генетической инженерии сыграло использование фага штамма Е. oli. [c.357]

О иеыаследовании признаков, приобретаемых организмами в индивидуальном развитии. На протяжении ие одного столетия вопрос о наследовании признаков, приобретаемых организмами в процессе юитогеиеза (адаптивных онтогенетических изменений организма),. был наиболее сложным и дискуссионным. Споры по нему продолжаются и в настоящее время. Но сейчас совокупность теоретических и экспериментальных данных позволяет утверждать, что проблема наследования признаков, приобретаемых организмами в индивидуальном развитии, реально в науке не существуе она относится к числу мнимых проблем. Как в физике нет проблемы вечного двигателя, в математике нереальна квадратура круга, так в биологии не существует проблемы наследования признаков, приобретаемых организмами в онтогенезе. Оно невозможно в связи с тем, что признаки не передаются по наследству. Б воспроизводящих половых и вегетативных клетках нет никаких зачатков или зародышей признаков организма, и все они исчезают вместе с его. смертью. Развитие признаков в каледом новом поколении организмов происходит заново на основе передачи наследственных молекулярных структур — генов. Но гены ие представляют собой зачатков каких-либо признаков. На их основе внутри клетки слагается особый молекулярный уровень биологической организации, отвечающий задачам функционирования и самовоспроизведения управляющих систем в виде генетического кода. Первичная структура ДНК, в которой записаны генетическая программа, генетический код, не испытывает изменений в процессе индивидуального развития и сохраняется на всех этапах онтогенеза. Ее в состоянии изменить только мутации структурных и регулярных генов. [c.309]

Векторы на основе бактериофага Я. Бактериофаг Я. — это вирус, размножающийся на бактериях Е. соИ. За последние 3U лет он стал излюбленным и наиболее изученным объектом генетиков и молекулярных биологов. Геном фага Я. представлен двуцепочечной ДНК размером в 48,5 т.п.о., которая упакована в головку фага в виде линейной молекулы с однонитевыми комплементарными концами длинои в 12 п.о. (липкие концы). После проникновения в клетку липкие концы объединяются и ДНК замыкается в кольцо. Кольцевая ДНК является репликативной формой. Возможность создания векторов на основе фага Я связана с тем его свойством, что гены центральной части (от I до N) несущественны для литического развития. Уже более 20 лет известны способы замещения центральной части фага сегментами бактериальной хромосомы путем определенных генетических манипуляций in vivo. Созданные таким образом специализированные трансдуцирующие фаги хорошо изучены. Идея провести манипуляцию замены центральной части ДНК фага Я in vitro на чужеродные фрагменты послужила поэтому логическим продолжением опытов in vivo. [c.147]

Смотреть страницы где упоминается термин Молекулярные и генетические основы развития: [c.72] [c.318] [c.9] [c.54] [c.27] [c.254] [c.327] [c.193] [c.27] [c.262] [c.218] [c.118] [c.48] [c.164] [c.145] [c.401] [c.145] [c.401] [c.20]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология