Геномы формирование элементов

Биологи привыкли считать, что элементы периодической системы— это стабильные образования с неизменными химическими свойствами и составом. Каждый элемент характеризуется своими атомным весом и атомным номером. Принято считать также, что только гены способны порождать значительное разнообразие форм и функций. Это правильно лишь отчасти. Для понимания механизма биологической эволюции важно знать, что химические элементы тоже претерпевают эволюционные изменения. Более того, сами закономерности этого последнего процесса создают основу для формирования наших представлений о биологической эволюции. Ничего другого, кроме химических элементов, в составе живого организма нет. [c.87]

Факторы транскрипции. РНК-полимераза II, как и другие РНК-полимеразы (разд. 8.2 и 8.4), нуждается во вспомогательных белках для формирования функционального комплекса транскрипции. Многие из них являются ДНК-связывающими белками, узнающими один или несколько элементов, вместе составляющих промотор гена. Некоторые факторы транскрипции, вероятно, участвуют в белок-белко-вом взаимодействии с другими факторами и, таким образом, изменяют сродство и специфичность их связывания. Взаимодействуя с различными элементами последовательностей ДНК и друг с другом, разные факторы транскрипции формируют сложные белковые комплексы, которые регулируют способность РНК-полимеразы II инициировать транскрипцию. Большая часть комплексов положительно влияет на транскрипцию, усиливая ее инициацию, но известны и такие, которые осуществляют отрицательную регуляцию и, таким образом, выступают в роли репрессоров. Существуют даже факторы, которые стимулируют транскрипцию одного гена, одновременно подавляя транскрипцию другого. Многие факторы специфичны для определенных клеток или тканей либо действуют только на определенных этапах развития, что обеспечивает дифференциальную транскрипцию генов в разных тканях или в разное время. Образно говоря, РНК-полимераза II представляет собой инструмент транскрипции, а взаимодействие факторов с регуляторными сигнальными последовательностями ДНК и друг с другом определяет, в каком месте и с какой скоростью этот инструмент будет работать. [c.41]

Наиболее известное доказательство существования клеточной намятистойкое сохранение дифференцированного состояния клеток во взрослом организме (см. разд. 13.4.1). Благодаря клеточной памяти стимул, направивший клетку на тот или иной путь дифференцировки, может оказывать свое действие на ее потомков. Некоторые клетки сомитов позвоночных специализируются как предшественники мышечных клеток на очень ранних стадиях развития и мигрируют из сомитов в различные части тела, в том числе в области формирования конечностей все это сложное поведение определяется серией решений, принятых клетками значительно раньше, а именно до и во время гаструляции (см разд. 16.6.5). Эти клетки-предшественники еще не содержат большого количества сократительных белков, характерных для зрелых мышечных волокон они даже внешне не отличаются от других клеток зачатка конечности, имеющих иное происхождение. Только через несколько дней они приобретают внешние признаки, характерные для дифференцированных мышечных клеток и начинают интенсивно синтезировать специфические для этих клеток белки. Остальные клетки будущей конечности, расположенные здесь же, дифференцируются в элементы соединительной ткани. Следовательно, выбор программы развития (т.е. станет ли клетка мышечной или клеткой соединительной ткани) происходит задолго до того, как проявляются внешние нризнаки дифференцировки. Вероятно, эта программа записана в клетках в виде трудно уловимых химических модификаций (в данном случае, по-видимому, происходит активация первичного специфического для мышиных клеток регуляторного гена - см. разд. 10.1.8). [c.81]

Разнообразие потенциал-зависимых и лиганд-зависимых ионных каналов в мембранах нервных клеток обеспечивается существованием кодирующих такие каналы мультигенных семейств (например, потенциал-зависимые Ыа-каналы) и опять-таки альтернативным сплайсингом (потенциал-зависимые К-каналы)- Один и тот же ген у дрозофилы кодирует четыре по-липептидные цепи, участвующие в формировании функционально активного К-канала. Эти полипептиды имеют одинаковые центральные домены, содержащие характерные для потенциалзависимых каналов элементы. [c.24]

Все созданные до сих пор гипотезы, касающиеся вопроса о том, в каком виде хранится запоминаемая информация, можно подразделить на две основные категории. Согласно одной, основой памяти является синтез новых макромолекул, не существовавших ранее в организме (ни как таковых, ни в рме репрес-сированнь[х генов), а в соответствии с другой, более обоснованной экспериментально, — субстратом памяти служит формирование устойчивых взаимодействий элементов нервной системы, при которых имеет место усиление или включение синтеза ряда соединений, не новых для данного организма. Последние, как было сказано, модифицируют работу синаптического аппарата, создавая возможности для предпочтительного проведения возбуждения в определенных нервных сетях. В этом случае основой нейрологической памяти могут бьггь системы, подобные тем, которые используются в ЭВМ, т.е. системы со связанными переключателями. Запоминание при этом состоит в фиксации определенного положения переключателей, образующих строго определенную систему связей, при которой прохождение сигналов будет направлено строго определенным образом. При [c.396]

В кластерах имеются множественные кодирующие участки, ассоциированные с формированием специфических сегментов. Некоторые из этих участков, по-видимому, контролируют функционирование всех генов кластера в качестве примера можно привести участок иЬх кластера ЬШюгах. Функционирование тех или иных гомеозисных генов в специфических сегментах регулируется-по крайней мере частично-на уровне их тканеспецифичной транскрипции. Так, в клетках сегмента, модифицированного в результате мутации определенного гомеозис-ного гена, транскрипты этого гена образуются с больщим избытком. Продукты гомеозисных генов это ДНК-связывающие белки, специфичные для регуляторных элементов других генов. Все эти эксперименты показывают, что морфогенез, как и биохимическая специфичность, регулируется с помощью дифференциальной генной экспрессии. [c.367]

Эволюционная геномика объясняет пути эволюции геномов, происхождение генетического полиморфизма и биоразнообразия, роль горизонтального переноса генов. Эволюционный подход к изучению генома человека позволяет проследить за длительностью формирования комплексов генов, отдельных хромосом, стабильностью его частей, недавно обнаруженными элементами непостоянства генома, процессом расообразования. эволюцией наследственной патологии. [c.18]

Геном фага Я можно разделить на три основные части (рис. 2.15). Левая часть включает все гены (отЛ м1 до J), белковые продукты которых необходимы для формирования капсидов и упаковки в них молекул фаговой ДНК. Центральная часть, расположенная между генами J nN, несущественна для литического развития фага в клетке-хозяине дикого типа. Эта область генома содержит гены, участвующие в общей рекомбинации фага (reda и red ), сайтспецифиче-ской интеграции ДНК фага в бактериальную хромосому (int) и исключении профага из хромосомы (xis). Сайтспецифические рекомбинационные события происходят по особым участкам на ДНК фага (att) и бактериальной хромосомы. Правая часть генома фага Я содержит все остальные контролирующие элементы, к которым, в частности, относятся гены, необходимые для репликации фаговой ДНК (О и Р) и для лизиса клеток (S и R). [c.97]

Интересны данные о межлинейных различиях в количестве нервных клеток зубчатой фасции гиппокампа. Так, мыши линии 58/J обладают наибольшим числом клеток, а мыши линии LG/J - наименьшим. Генетический анализ (получение реципрокных гибридов между этими линиями и этих линий с другими, промежуточными по значению изучаемого признака) показал, что количество нейронов гранулярного слоя зубчатой фасции определяется аутосомными генами с аддитивным эффектом. Генетически детерминированные вариации в размерах и количестве нервных элементов гиппокампа коррелируют с особенностями выработки у мышей реакции пассивного избегания. Она заключается в том, что животное, стремясь избежать удара электрическим током, отыскивает безопасное место (обычно полочка на стенке экспериментальной камеры или специально смонтированная платформа). Повторные удары тока формируют реакцию избегания. Тестирование прочности выработанного навыка выражается в оценке времени, в течение которого животное остается в безопасном месте. Опыты с фуппой мы-шей-гибридов р2 от скрещивания особей двух инбредных линий, различающихся по размерам гиппокампа, обнаружили значительные вариации в их способности к обучению реакции избегания. Последующее определение размеров гиппокампа показало, что вариации в обучаемости достоверно коррелируют с изменчивостью массы этой структуры чем больше размер гиппокампа, тем лучше закрепляется приобретенный навык. Полученные данные подтверждают гипотезу о важной роли гиппокампа в определении степени новизны обстановки и в формировании им сигналов к началу действия. [c.150]

Были идентифицированы мутации, приводящие к подобным нарушениям структуры передней или задней частей эмбриона Гены полярности яйца, которые были обнаружены с помощью таких мутантов, являются первыми элементами иер хической генетической системы, участвующей в формировании пространственной организации вдоль переднезадней оси. Гены полярности яйца относятся к числу генов, транскрибируемых в материнском геноме в ходе оогенеза, их запасенные продукты начинают действовать вскоре после оплодотворения. По этой причине фенотип эмбриона определяется аллелями матери, а не сочетанием отцовских и материнских аллелей, представленных в самом эмбрионе. Гены, экспрессируемые таким обргвом, называют гаюмиматеринского эффекта. [c.114]

Глубокими поисковыми скважинами на нефть и газ в северо-западной части Днепровско-Донецкой впадины (ДДВ) на глубине свыше 4000 м в визейских отложениях карбона были выявлены пласты и пропластки каменного угля, а также породы, обогащенные рассеянным углистым материалом. Угленосные отложения представляют собой часть терри-генной полифациальной угленосной формации [2], имеющую циклическое строение. В общем это чередование аргиллитов, алевролитов с маломощными и неравномерно распределенными прослоями песчаников, карбонатов и углей. Глинистые породы представлены в основном образованиями морских, заливных, лагунных и болотных фаций, а алеврито-песчанистые осадки — русловыми фациями и фациями залив-но-морского и лагунного мелководья. Образовавшиеся здесь угли характеризуются изменчивым петрографическим составом и своеобразными физико-химическими свойствами, отличающимися от свойств углей других бассейнов. Ранее нами [1] было установлено, что некоторые качественные показатели углей не соответствуют глубинам их залегания. Отсюда следует вывод, что не только процесс углефикации наложил отпечаток на особенности данных углей, а, по-видимому, и некоторые генетические и вторичные эпигенетические (например, окисление) факторы. Известно, что все основные свойства углей зависят от условий накопления и первичного разложения органической массы и последующего ее преобразования под воздействием температуры и давления на протяжении определенного геологического времени. В нашем случае, очевидно, заметную роль при формировании углей наряду с углефикацией сыграли физико-химические особенности среды формирования древних торфяников, так как обстановка в торфяной стадии формирования угольных пластов оказывает многообразное влияние на такие важнейшие химико-технологические свойства углей, как зольность и состав золы, содержание серы, спекаемость органической массы, распределение редких и рассеянных элементов и др. Поэтому очень важно реконструировать условия торфонакопления. Но сделать это весьма сложно, поскольку в процессе первичного преобразования исходного вещества углей, а также последующего метаморфизма, а возможно, и окисления в углях происходят необратимые химические изменения, исключающие возможность использования прямых методов измерения pH и ЕЬ с целью получения информации о среде формирования древних торфяников. Поэтому для такой цели используются пока только косвенные методы. Ниже нами рассматриваются некоторые из них, дающие возможность приблизительно установить условия формирования отдельных угольных горизонтов. [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология