elb.arh

пикабушница
По профессии архитектор. По хобби биолог
поставилa 2 плюса и 0 минусов
306 рейтинг 0 подписчиков 0 комментариев 2 поста 1 в горячем
191

Интересное о ДНК

Можно ли отличить близнецов по ДНК? А составить портрет преступника? Найти дальних родственников?

Интересное о ДНК Биология, Генетика, Биотехнологии, ДНК, Наука, Длиннопост, Фонд эволюция, Гены

Оборудование для чтения генома становится все изящней и совершенней. Например, маленькое устройство, подключенное к ноутбуку на фотографии – это секвенатор третьего поколения, нанопоровый MinION, способный прочитать до 2 млн нуклеотидов за один проход. А как это можно применить, например, в криминалистике?


Однояйцевые близнецы развиваются из одной клетки, разделенной пополам, и изначальный набор генов у них был одинаков. Но в ДНК происходят мутации еще с самых первых дней зародыша, и продолжаются всю жизнь. Полногеномное сканирование может выявить отличия всего в несколько нуклеотидов! Так можно выявить преступника. Правда, в случае установления отцовства это не поможет)


Чтобы иметь возможность составить портрет по ДНК, нужно собрать огромные массивы данных. Геном не сканируется полностью в каждом случае, лишь анализируются характерные кусочки и сопоставляются с внешними признаками. Есть сложность: для каждой популяции надо создавать свою базу. В итоге можно определить пол, цвет кожи, предположить рост и склонность к полноте, примерный возраст и генетические заболевания. Для черт лица пока что есть лишь вероятность в процентах. Но какие-то признаки могут быть «точно не»: не карие глаза и не вьющиеся волосы, к примеру. В США с помощью этой технологии уже удавалось найти преступников. В странах СНГ с 2017г. тоже работает аналогичный проект «ДНК-идентификация».


Генетика помогает не только криминалистике, но и истории. Y-хромосома, в отличие от других, почти неизменная передается по мужской линии. Исключение – совсем небольшие участки, где происходит обмен, и точечные мутации, которые накапливаются из поколения в поколение. С ее помощью можно отследить родственные связи аж на несколько тысячелетий! А общие характерные признаки (гаплотип) могут рассказать, какой группе принадлежит эта хромосома – европейцы, африканцы, азиаты… Правда, если чей-то забытый прапрапрадедушка приехал издалека, его потомков будет ждать сюрприз) Но в областях, где народ жил обособленно на протяжении долгого времени, может сформироваться свой уникальный гаплотип. Это помогло в 2011 г. узнать имя террориста-смертника, взорвавшего бомбу в Домодедово.


А что у нас по женской линии? А по ней есть митохондрии – энергетические станции клетки, имеющие свой небольшой геном (около 16 тысяч нуклеотидов, в отличие от ядерного генома, в котором около 3 млрд). В большинстве случаев они все передаются от матери вместе с яйцеклеткой. Таким образом, родственные связи по женской линии тоже можно отследить.


Данная статья представляет собой краткий обзор книги Е.В. Клещенко "ДНК и ее человек", 2019г. Уточнение по наследованию митохондий: в 2018 г. был установлен факт возможности их наследования от обоих родителей в редких случаях: https://www.pnas.org/content/115/51/13039

Показать полностью
19

Слышали о редактировании генома?

Слышали о редактировании генома? Генетика, Гены, ГМО, Фонд эволюция, Биология, Редактирование генома, Генная инженерия, Длиннопост, ДНК

Почему-то я мало делюсь тем интересным, что узнаю в последнее время. А в мире делаются первые попытки генного редактирования собственных клеток людей, страдающих от заболеваний, вызванных точечными мутациями. Появились усовершенствованные растения, животные, бактерии с новыми качествами. А в Китае не мелочились – в 2019 г. стало известно о рождении третьего ребенка с отредактированным геномом. Ученого-генетика посадили - пока еще рискованно для изменений, которые нельзя откатить.


Жизнь и сама по себе штука опасная - мутации в человеке появляются еще с первого деления клеток и продолжаются постоянно. Довольно много повреждений ДНК чинятся природными механизмами клетки, а совсем отбракованные клетки уничтожаются по большей части. Беременность в позднем возрасте – тоже весьма рискованное мероприятие. Но современные ДНК-тесты с секвенированием, хоть и не смогут отловить точечные опасные изменения, смогут засечь основные хромосомные нарушения.


Если кто-нибудь помнит, в Приключениях Незнайки было: «Соломка выбрала самый сладкий арбуз и на следующий год посадила семена от него. Так она делала несколько лет подряд и добилась, что арбузы стали сладкие как мед.» Так вот, это сказка) Традиционная селекция не ждет десятилетия, пока появится что-нибудь новенькое и полезное, она сама добивается ускоренного расщепления признаков – мутагенез под действием ренгеновских лучей или погружение семян в мутагенную жидкость. При этом мутации появляются хаотично, как полезные, так бесполезные и даже вредные. Проверка на безопасность проводится в любом случае! Но картошка, к примеру – это не новое химическое вещество с неизвестной фармакодинамикой, это комплекс вполне известных веществ и качеств, которые можно объективно оценить. Кстати, великолепные махровые цветы с большим числом лепестков – это жуткие мутанты с увеличенным набором хромосом.


Ранее можно было получить более или менее прицельные изменения с интегрированием последовательности чужеродной ДНК – известные ГМО. Ну, картошка с селедкой вприкуску или там картошка с геном селедки… Кусочек ДНК, в котором тройка нуклеотидов кодирует одну аминокислоту, а из аминокислот (их всего 20 видов) собирается белок. Запланированный и известный. А теперь можно прицельно редактировать именно сам конкретный ген организма, изменив нужные буквы. Так это, получается, даже безопасней традиционной селекции! Нужно лишь добиться высокой точности редактирования. Это методы CRISPR (самый гибкий), а также более трудоемкие TALEN и ZFN. Кстати, юридически продукты, полученные новыми методами, будут иметь отдельное название, не ГМО.


Если взять, к примеру, собак, то ко многим породам прилагается набор характерных заболеваний. Честно говоря, жалко их – ведь в основном эти жертвы не несут никакой пользы, кроме декоративной. Но теперь можно получить нужные качества, не жертвуя попутно здоровьем животного. Против более шерстистых овец будут возражения? А китайцы недавно уже успешно продавали микропигов – карликовых свинюшек.

В случае людей до разрешенного редактирования эмбрионов еще очень далеко. Помимо вопросов точности, встанет еще много этических проблем – что улучшить, а что нет. Вероятно, если все в семье страдают и рано умирают от наследственного заболевания, а новый метод будет единственной возможностью получить здорового ребенка, неэтичным когда-нибудь станет НЕ применить его. Тем не менее, уже сейчас исследуются возможности генной терапии прямо в самом человеке – к примеру, при серповидноклеточной анемии, бета-талассемии. Пока что удобней всего производить изменения в клетках крови, но разрабатываются технологии с доставкой молекул для редактирования через специально измененные вирусы, служащие как бы оболочкой и транспортом для лекарства.


С появлением новых технологий мир живых существ будет меняться. Любителям биологии будет, за чем следить. Спасибо библиотеке Фонда "Эволюция" и всем людям, кто занимается популяризацией науки!

Показать полностью
Отличная работа, все прочитано!