скачане гени

Бързото развитие на научните изследвания в молекулярната биология от средата на ХХ век е довело до радикално преразглеждане на много мнения относно трансфер и възпроизвеждане механизмите на генетичната информация в основата на наследствеността и промяната на. Това по-специално за "скачане гени" са също така по-нататък транспозони или мобилни генетични елементи. "скачане гени" - ДНК последователност, която може да се движи от място на място в генома на клетката.

Всичко започна с факта, че в 40-те години на американската изследователка миналия век Барбара МакКлинток, работещи като в института Карнеги във Вашингтон, открит в царевични гени, които могат да се променя позицията си в хромозомите. McClintock доказано, че тези гени, отговорни за генетична нестабилност оцветители зърна и царевични кочани и царевица петно. С отварянето си за дълго време не е бил признат от научната общност, но в бъдеще, чрез развитие на научните изследвания в областта на такава неразделна част от молекулярната биология, генното инженерство, беше потвърдено и от други учени.

За откритието си през 1983 г., МакКлинток е удостоен с Нобелова награда за физиология или медицина. Когато тя е била информирана за присъждане на Нобелова награда, тя каза: "Аз не знам дали да присъди на лицето, точно зад факта, че през всичките тези години той се е ползвал с молба царевица растителни различни въпроси и получаване на отговори." Необходимо е да се напомня на читателите, че друго откритие МакКлинток, описани в учебниците на генетиката и направи това в продължение на 10 години, преди тя открива скачане гени - е доказателство, че гените са разположени на хромозоми.

Мозайка оцветяване, причинени от присъствието на царевични кочани "скачане гени". Дълго време се смяташе, че "скачане гени" - това е изолиран случай в природата, която е характерна само за царевица. Въпреки това, по-нататъшни проучвания в тази насока са довели до факта, че днес "скача гени" са открити в почти всички известни растителни и животински видове.

След McClintock "скачане гени" са преоткрити на първо в бактерии немски изследователи Elke Jordan Xeynsom Sedlerom и Peter Shtarlingerom (Elke Jordan, Heinz Saedler, Peter Starlinger) в 1967-1968. и почти по същото време те са били описани от американски Dzheymsom Шапиро. През 1977 г., на "скачане гени" са били открити в по-висшите организми (в овощни мушиците Drosophila) от група учени от Института по молекулярна биология и Института по генетика, Академията на науките на СССР под ръководството на Георги Георгиев и Владимир Gvozdev, за които през 1983 г. са отпуснати на Държавната награда на СССР.

Способността на гени, за да "прескочи" до голяма степен е довело до появата на качествено нов функционални системи и свойства на живите организми в хода на еволюцията, формирането на ефективни регулаторни механизми, които ги подкрепят, и като цяло, разнообразието на живота на нашата планета, която имаме днес.

Така че, учени от Института по растителна Boyce-Томпсън от университета в Тексас, САЩ, са установили, че механизмът, чрез който растенията се простират към светлина (phototropism), има шанс, че в процеса на еволюцията, в резултат на успешна комбинация от "скачане гени". две "потомство" на идентифицираните гени, които сега се намират в генома на растението и са отговорни за функцията на phototropism. Освен това, има предположение, че тя е "скачане" гени, отговорни за появата в света на цъфтящи растения. По този начин, не е възможно да се подценява важната роля на "скачане гени" в еволюцията.

Като цяло, "скачане гени" са до 17% от геномната ДНК. При хората, около стотина от тези елементи са в състояние да променя локализацията. Тези елементи са активни в зародишни клетки на мъжки и женски полови органи, което обяснява тяхната потенциална роля в еволюцията на двете транспортни ленти на нови гени към бъдещите поколения. В допълнение, "скачане гени" са активни както в невроните на мозъка на възрастни, и неврони са в ранните етапи на развитие. Така генетичен вложка, образуван от мобилни елементи са достъпни само в прогениторни клетки, вече е минало ранните етапи на диференциация в нервните клетки. Гените други клетъчни типове в структурата на мозъка, като олигодендроцити и астроцити не съдържат други вложки. Остават все още отворени въпроси за това колко често подвижни генетични елементи се движат в човешките нервните клетки, как е регулирането на този процес, и това, което се случва, когато го наруши.

В сега натрупаната определено количество експериментални данни, показващи, че "скачане" гени участват във формирането на генетичната идентичност на живите организми. Например е показано, че генетичната преструктуриране, включващи "скачане гени", което води до образуването на нервната система при хора, допринасят за уникалността и оригиналността на всеки член на човешката раса.

Група учени от Института за биологични изследвания Салк САЩ не успя да докаже, че "скачане" гените гарантират уникалността на отделния мозъка. Както е видно от последните проучвания от тях, сортовата структура и функции на мозъка, както и че в мозъка на всеки човек е уникален, дори и в близнаци, идентична във всички други съображения, до голяма степен се дължи на "скачане гени." Преминаването от едно място на друго геном, те случайно променя генетичната информация на отделните нервните клетки. Натрупването на определен брой от такива промени и води до образуването на мозъка на индивидуалните характеристики. С тези мобилни елементи се постига и разнообразие от морфологията на неврона и с техните функции, както и последващото избора на най-жизнеспособните клетки. Този процес е характерен само на мозъка, и не засяга други органи. Наличието в мозъчните клетки активни "скачане гени," обяснява факта, че клетките на ембрионален мозък, не се различават един от друг или морфологично или функционално, превръщайки се в зрели неврони, водят до огромно разнообразие от клетки образуване на мозъка и различен както под формата и функция.

Развитие в областта на "скачане гени" Научни изследвания е изключително важно от практическа гледна точка. Дори и днес, на базата на познанията ни за "скачане гени" се подобрява непрекъснато нови методологични подходи, които позволяват на учените да лесно да премахнете или да разбърквате региони на генома. Това до голяма степен повишава генната терапия и други области на молекулярната медицина, както и да допринесе за развитието на нови ефективни технологии за създаването на сортове и породи животни и растения, съответно, за селското стопанство и други области. Този подход може да се използва за създаване на "животински модел" за изучаване на наследствената генетично причинени заболявания при хора, които са в резултат на хромозомни аберации.

Също така е ясно, че способността да скочи на ген може да има най-вредните ефекти, ако допълнителен генетичен материал е включен във всеки ген, промяна на неговата структура. Това може да се случи, когато някои генетични дефекти, нарушения на механизмите на регулиране и контрол на клетъчната активност ако "скачане гени", "земя" са не там, където трябва да бъдат.

По този начин, генетични дефекти, които водят до развитието на синдром на Рет (тежка форма на аутизъм, настъпва предимно при момичета), и също така включват "скачане ген" мутация - retrotranspazonov, превръщането им в хиперактивен състояние. Когато такива дефектни гени стават в неврони, "земя" на части от генома, които играят важна роля в развитието или функцията на мозъка, те изостри тежестта на появата на болестта, води до нарушаване на реч и движение, типични за пациенти със синдром на Рет. През последните десет години, той е натрупал достатъчно на брой експериментални и клинични доказателства, които предполагат, че причината за детството аутизъм е в неизправност огледални неврони на мозъка, причинени от влиянието на мутирали варианти на "скачане гени".

Преходът на гени от един организъм в друг, първоначално е бил открит в бактерии и вируси. Той наскоро бе установено, че той е в границите на различни видове гъби, като един от механизмите за тяхното адаптиране към околната среда. За него, както и че може да се случи в тялото ни, когато има получава чужда ДНК, например, когато заразени с човешки патогенни микроби, когато "скокове" или други гени, се въвеждат в генома на гостоприемника, ние ще обсъдим в следващия брой на "The Bridge" ,