Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Курс | Работа генов

Ключевые слова:  гены, медицина, Постнаука

Автор(ы):  Юлия Полевая

27 сентября 2015

Курс | Работа генов

9 лекций микробиолога Константина Северинова о функциях генов, современных исследованиях и геномной медицине

Все живое, включая нас самих, является в конечном счете продуктом работы генов. А гены — это своеобразный рецепт, записанный в виде последовательностей ДНК. Гены «работают», или экспрессируются, и закодированные в них продукты, белки, выполняют множественные функции как внутри клетки, так вне ее. В клетке находятся миллиарды белков, кодируемые десятками тысяч генов. Белки специфически взаимодействуют друг с другом за счет своих физико-химических свойств и трехмерной формы. Эти взаимодействия обеспечивают способность клетки осуществлять сложнейшие процессы, такие как дыхание, гликолиз, направленное движение и многое другое.

Хотя большинство взаимодействий генетически детерминировано, большую роль играет случай. Иногда сама случайность взаимодействий белковых молекул «используется» клеткой для решения той или иной задачи и для повышения приспособленности к условиям окружающей среды. Изменения последовательности ДНК, мутации, приводят к изменениям кодируемых данной последовательностью белков, что может отражаться на их способности взаимодействовать друг с другом, нарушать сложные цепочки внутри- и внеклеточных процессов и приводить к различным нарушениям и болезням, таким, в частности, как рак. Понимание того, как работают гены, позволяет приблизиться к «геномной медицине», которая даст возможность редактировать и исправлять последовательности ДНК определенных генов и восстанавливать белковые взаимодействия, нарушенные мутациями.

1 Транскрипция гена Микробиолог Константин Северинов о причинах развития разных типов тканей, функциях РНК-полимеразы и распределении активности генов РНК-полимераза не может узнать ген, потому что там уже «сидит» кто-то другой, связаться с ним она не может. Если такая ситуация есть, то ген можно активировать, убрав репрессор. Если РНК-полимераза по какой-то причине плохо узнает ген, то можно активировать транскрипцию, каким-то образом найти способ, как привлечь РНК-полимеразу к этому гену. Для этого существуют специальные белки-активаторы. http://postnauka.ru/video/35051 2 Генетический шум Микробиолог Константин Северинов об эпигенетике, механизме деления клеток и флуоресцентных белках Явление генетического шума возникает, причем возникает с необходимостью, по следующей причине: когда мы рассматриваем процесс деления клетки, мы всегда думаем, что после того, как клетка разделилась, возникли две идентичные копии. И действительно, по крайней мере в случае наследственной информации ДНК есть специальные механизмы, которые очень точно обеспечивают равномерное распределение полного набора генов как одной «дочери», так и другой при делении материнской клетки. http://postnauka.ru/video/19089 3 Фолдинг белка Микробиолог Константин Северинов о структурной биологии, методах предсказания структуры белка и краудсорсинге в науке Сама по себе последовательность белка не достаточна, чтобы определить его функцию. Для того чтобы белок заработал, он должен свернуться — найти в трехмерном пространстве некоторую специальную форму или структуру, которая обеспечит его биологическую функцию. Белки знают, как это делать, потому что белок с определенной последовательностью в определенных биологически релевантных условиях всегда свернется как надо. Они знают, как им свернуться, а мы — нет. И это, как ни странно, по-видимому, одна из основных проблем современной биологии. http://postnauka.ru/video/32627 4 Взаимодействие макромолекул Микробиолог Константин Северинов о принципе комплементарности, форме биологических молекул и стабильности белка Мы с вами состоим из специальных молекул, которые называются макромолекулами, потому что они очень большие (например, белки или нуклеиновые кислоты). Взаимодействие этих молекул друг с другом в значительной степени обуславливает наше поведение и поведение наших клеток. Если мы действительно хотим добраться до сути вещей, мы должны перейти на этот уровень взаимодействующих молекул и понять, что там происходит. http://postnauka.ru/video/31196 5 Аддиктивные гены бактерий Микробиолог Константин Северинов о молекулярной зависимости клеток, токсин-антитоксиновых системах и экспонировании действия антибиотиков Про наркоманию, или аддикцию, или зависимость, не слышал, наверное, только ленивый. И, наверное, многие считают, что это сугубо человеческое свойство. Интересно то, что у клеток тоже бывают зависимости. Это молекулярная зависимость. И там, в отличие от настоящей наркомании, если такая есть, механизмы очень четко известны. В англоязычной литературе это называется addiction models. Это некие интересные белковые молекулы, которые, как правило, заставляют бактериальную клетку все время поддерживать их в себе. Потому что, если клетка вдруг потеряет такого рода молекулу, она умрет. Это самая настоящая зависимость. http://postnauka.ru/video/50085 6 Передача биологических сигналов Микробиолог Константин Северинов о проблеме биологических решений, взаимодействии гормонов и рецепторов и регуляции работы генов Если у нас где-то на поверхности клетки возник сигнал, который привел к каскадной передаче измененных макромолекулярных взаимодействий между молекулами, можно представить, что этот сигнал дойдет куда надо. А надо, чтобы он дошел именно до репрессора, и какое-то дополнительное взаимодействие с репрессором приведет к следующему: изменится уже структура репрессора так, что он больше не будет комплементарен молекуле ДНК, где он находился до сих пор. Значит, если он оттуда уйдет, ген окажется открытым, с него может пойти транскрипция, он заработает. http://postnauka.ru/video/33777 7 Технология клонирования животных Микробиолог Константин Северинов о генной инженерии, невозможности клонирования мамонта и проблемах сохранности палео-ДНК Для того чтобы клонировать мамонта, нужно найти такое ядро клетки, а ядро само по себе — это очень сложная структура, это некая внутриклеточная органелла, в которой находится не только ДНК, но и масса белков, организующих эту ДНК так, чтобы она экспрессировала, чтобы гены работали так, как надо. И проблема в том, что в течение очень небольшого времени ДНК распадается на фрагменты длиной 200, 300, 400 буковок, очень короткие фрагменты. Представьте себе, что вы взяли книгу и пропустили ее через шредер — вроде как книга вся осталась, но собрать ее вместе очень-очень сложно, и палео-ДНК, то есть ДНК древних животных, к сожалению или, может быть, к счастью, находится ровно в таком состоянии. http://postnauka.ru/video/50088 8 Генотерапия Микробиолог Константин Северинов о причинах заболеваний, методах лечения и борьбе бактерий с вирусами Геном любого человека состоит из 3 миллиардов нуклеотидов ДНК, которые можно представить в виде букв. Это та генетическая информация, которая приводит к возникновению человека. Но иногда возникают опечатки. На протяжении последних 10 лет ученые пытались найти способ добраться до нужного места в ДНК и изменить опечатку. В начале 2013 года совершился прорыв. Оказалось, что у бактерий есть система иммунитета, с помощью которой они борются с вирусами. http://postnauka.ru/video/17047 9 Геномная медицина Микробиолог Константин Северинов о природе генных болезней, технологии редактирования генома CRISPR/Cas9 и репарации ДНК На сегодняшний момент медицина прекрасно знает, какие именно изменения в каких генах ответственны за простые, или так называемые моногенные, болезни, которые реально определяются изменением только одного гена. В большинстве случаев это приговор — в том смысле, что мало что можно в таком случае предпринять: это не бактерия, которая вас поразила, и в этом смысле ни антибиотик, ничто другое ваше физиологическое состояние изменить не может. Подход, который в таком случае хотелось бы применить, называется геномной медициной, и чисто концептуально понятно, что нужно плохую копию гена, неудавшуюся, неудачную последовательность ДНК, изменить, с тем чтобы она пришла в норму, стала такая же, как у нормальных людей, что бы это ни значило. http://postnauka.ru/video/50090

 

 
Средний балл: 10.0 (голосов 1)

 


Комментарии
Палии Наталия Алексеевна, 27 сентября 2015 19:30 

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Год Лошади
Год Лошади

XIX Российская ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов «Физико-химия и технология неорганических материалов»
XIX Российская ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов «Физико-химия и технология неорганических материалов» пройдет 18 - 21 октября 2022 года в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН), г. Москва, в очно-дистанционном формате.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Флуоресцентный шёлк можно получить,подкармливая шелковичных червей углеродными точками. Вопрос выживания кота Шрёдингера. Решение фундаментального вопроса об основном состоянии нитрида бора. Обнаружен новый источник затухания спиновых волн в пленках ферритов гранатов.

DataCon «Искусственный интеллект в химии»
DataCon «Искусственный интеллект в химии» — мероприятие, направленное на обучение школьников и бакалавров принципам машинного обучения и программирования для решения наукоемких задач, который заканчивается решением реальной проблемы.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2022 году
коллектив авторов
24 - 27 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Пятилетка Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!": что было и что может быть в будущем
Е.А.Гудилин , А.А.Семенова
Уже более 15 лет живет и развивается Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее!". За всю историю Олимпиады было предложено много инновационных решений, охват олимпиадой составил более 50 000 участников по всей Российской Федерации и странам ближнего зарубежья. В статье приводятся статистические данные по Олимпиаде и возможные пути ее дальнейшего развития.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.