Гены расшифровка нуклеотидных последовательностей

Эта область биохимии развивается с головокружительной скоростью. Редко проходит месяц без того, чтобы в биохимии не появилось сообщения о каком-нибудь крупном достижении или открытии. За расшифровкой генетического кода в начале 60-х годов последовала нескончаемая вереница захватывающих открытий и обобщений крупного масштаба. Среди них определение нуклеотидных последовательностей многих генов, искусственный синтез генов, соединение генов в новых сочетаниях, встраивание генов одних видов в клетки других видов и получение с помощью таких измененных клеток продуцентов многих новых белков, полезных для тех или иных целей. Без преувеличения можно сказать, что в биохимической генетике началась новая эра, которая несомненно окажет в будущем существенное влияние на здоровье и жизнедеятельность человека. [c.851]

Очевидно, что, если бы мы располагали знанием нуклеотидного текста, т. е. первичной структуры данного гена, и знанием аминокислотного текста белка, т. е. цепи, синтезируемой именно этим геном, расшифровка генетического кода не составила бы особого труда. Но Розеттского камня в молекулярной биологии еще нет пока не удалось установить последовательность нуклеотидов ни в одном образце ДНК. [c.281]

Расшифровка генетического кода открыла перед исследователями ряД новых интересных возможностей. Информация, получаемая при установлении первичной структуры генов, может с помощью генетического кода легко переводиться в информацию о структуре кодируемого белка. Это в ряде случаев весьма существенно, так как техника секвенирования ДНК на сегодняшний день существенно проще, чем для белков. Правда, для такого перевода необходимо решить несколько нетривиальных задач. Во-первых, нужно правильно разбить установленную нуклеотидную последовательность на кодоны. Во- торых, нужно найти положение кодона, соответствующего первой аминокислоте полипептидной цепи. [c.173]

Основное внимание в генетике всегда уделялось гену. Благодаря комплексному подходу к изучению генов (от фенотипа на уровне организма до расшифровки нуклеотидной последовательности) накопилась обширная информация о строении и функции генов. Под термином ген понимают последовательность нуклеотидов в ДН К, которая обусловливает определённую функцию в организме или обеспечивает транскрипцию другого гена. [c.23]

ЭТОГО вывода лежали три соображения. Во-первых, четыре нуклеотида, взятые по одному, могут кодировать только четыре разные аминокислоты. Сочетания из двух нуклеотидов могут кодировать только 4 или 16 аминокислот, а это меньше, чем те 20 аминокислот, которые, как было известно, присутствуют в белках. И только совокупности трех нуклеотидов дают 64 возможных кодона (4 ), т.е. число, более чем достаточное для кодирования 20 разных аминокислот. Генетические эксперименты, выполненные на мутантах с делец и ям и или вставками длиной один, два или три нуклеотида в генах, кодируюших белки, позволили доказать, что наиболее подходяший размер для кодона—три нуклеотида (рис. 3.19). Более того, из этих исследований бьш сделан вывод, что нуклеотидная последовательность считывается расположенными один за другим триплетами с фиксированной точки. Все эти выводы наряду с данными о том, что полипептидные цепи синтезируются последовательно путем соединения аминогруппы одной аминокислоты с карбоксильной Фуппой другой, послужили краеугольным камнем в расшифровке генетического кода. [c.132]

Нуклеотидная последовательность ДНК любого организма-результат его эволюционной истории. Расшифровка этой истории по последовательности ДНК-далеко не простая задача. В эволюционном масштабе ДНК очень лабильна некоторые гены удваиваются и могут перестать функционировать или приобрести новые функции последовательности различной длины могут амплифицироваться и присутствовать в клетке во множестве копий отдельные гены и более крупные участки нуклеотидной последовательности способны менять свое расположение в хромосомах. Кроме того, существует явление согласованной эволюции, когда последовательность одного гена копируется другим, в результате чего память о заменах, вставках и делециях, накопленных в процессе эволюции последнего, стирается. В настоящее время в геномах человека и других высших организмов уже расшифрованы (секвенированы) участки ДНК длиной во многие тысячи нуклеотидов. Ежегодно к этому списку прибавляются все новые и новые последовательности. [c.231]

На фоне расшифровки последовательностей нуклеотидов в геноме стало очевидным, что функционирует он как сложная система с множеством обратных связей, а не как простое считывание информации с цепочки бусинок-генов . И регуляторная иерархия весьма динамична, она может меняться при делении соматических и зародышевых клеток. Некоторые дополнительные механизмы, о которых ученые давно догадывались, приводят к наследственным стабильным изменениям экспрессии генов без изменения нуклеотидной последовательности в ДНК (их назвали эпигенетическими). Накопленные генетиками факты о межгенных взаимодействиях и их роли в происхождении болезней, в понимании корреляций между генотипом и фенотипом, позволяют совершенно по-новому оценить генетическую регуляцию функций. И этим будет занята генетика человека в будуш ем. [c.144]

Если ген идентифицирован и особенно если доступен его первичный продукт в де мРНК, то анализ тонкой структуры гена можно осуществить на основе комплекса методов, часть из которых описана ниже более детально. Конечной целью таких исследований являются расшифровка полной нуклеотидной последовательности определенного генетического района и установление присущих конкретным группам нуклеотидов специфических функций в транскрипции и ее контроле. [c.127]

Последовательное применение генетического анализа и рас-щрфровка первичной структуры генов вскрыли неожиданный факт перекрывания генов у некоторых вирусов. Так, у ряда РНК-содержащих бактериофагов Е. соИ (R17, f2, MS2, Q ) были известны всего три гена репликазы, белка оболочки и созревания вирусной частицы. Мутации каждого гена, например у фага MS2, некомплементарны между собой, но комплементарны мутациям остальных двух генов. После расшифровки полной нуклеотидной последовательности РНК этих фагов на ней были локализованы все три гена. Однако обнаружена и четвертая группа мутаций, блокирующих лизис зараженной клетки. Эти мутации образовали самостоятельную группу комплементации, т. е. на основе функционального критерия аллелизма они были отнесены к самостоятельному гену, для которого уже не оставалось места на РНК бактериофага. Тем не менее путем исследования белкового синтеза in vitro с использованием РНК фага в качестве и РНК было выявлено реальное существование белка L размером в 75 аминокислотных остатков, кодируемого этим новым геном. Локализовать его удалось благодаря тому, что один из мутантов по гену лизиса нес нонсенс UGA, идентифицированный по взаимодействию с соответствующими супрессорными тРНК. У этого мутанта была расшифрована первичная структура РНК. Оказалось, что UGA возник в результате замены С на U в кодоне GA (Apr). Таким образом была установлена фаза считывания триплетов в гене ли- [c.404]

В Отделе исследуется структурно-функциональная организация генома эукариот на примере модельного объекта - плодовой мушки Drosophila melanogaster. Огромная роль этого объекта в расшифровке механизмов функционирования более сложных геномов, включая геном человека, хорошо известна. Работы на дрозофиле заложили основу для развития работ на позвоночных, включая человека, по следующим основным направлениям молекулярной генетики молекулярный анализ генетики развития организма исследование рецепции сигналов окружающей среды роль структуры хроматина в клеточной дифференцировке. Успехи в исследовании геномов позвоночных, основанные на работах, выполненных на дрозофиле, стали стимулом для организации проекта секвенирования генома D. melanogaster, который в значительной степени был завершен в 2000 г. Доступный банк данных нуклеотидных последовательностей предоставил богатейший материал для выяснения функций генов, которые до сих пор не были идентифицированы, а также для анализа этой информации с помощью компьютерных программ. Однако гены, кодирующие белки, составляют только малую часть сложных геномов многоклеточных эукариот. Одной из наиболее важных задач является выявление в не кодирующих белки последовательностях ДНК тех контролирующих элементов, которые определяют правильную экспрессию генов во времени и в отдельных тканях развивающегося организма. [c.11]

В 1995 г. стали известны нуклеотидные последовательности двух прокариотических геномов. 1996 г. увеличил число таких геномов до 5 и добавил еще и один эукариотический геном. В 1997 г. было завершено секвенирование сразу 6 бактериальных геномов. Столько же новых геномов с определенной последовательностью нуклеотидов уже принес 1998 г. и в декабре предполагается завершение секвенирования генома еще одного эукариотического организма - нематоды aenorhabditis elegans. Можно ожидать, что в 1999 г. темпы расшифровки последовательности нуклеотидов полных геномов различных организмов еще увеличатся. Также не вызывает сомнений, что секвенирование полных геномов различных организмов станет важной задачей молекулярных биологов следующего столетия и продолжающееся бурными темпами развитие необходимой для этого техники (включая разработку новых подходов к секвенированию ДНК, создание соответствующих приборов, компьютерное обеспечение) сделает со временем подобные задачи весьма обычным делом, хотя и дорогостоящим. Пока же секвенирование геномов (особенно крупных) представляет собой трудную задачу, справиться с которой в обозримые сроки можно только при условии объединения усилий сразу нескольких исследовательских групп. В то же время, помимо непосредственного секвенирования полных геномов, все большее значение приобретает функциональная геномика, направленная на выяснение механизмов функционирования отдельных генов и их взаимодействия в составе целого организма. Именно в этом случае секвенирование геномов дает те сведения, которые от него ожидают, поскольку отдельные новые гены, которые становятся известны в результате секвенирования какого-либо полного генома, могли бы быть клонированы и секвенированы обычным путем и не они представляют собой главную цель подобных проектов. Но, учитывая огромный объем уже сейчас известной информации в виде последовательности нуклеотидов, можно представить, что пройдет еще много времени, пока станут детально известны особенности функционирования хоть какого-нибудь небольшого генома. [c.381]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология