tag:blogger.com,1999:blog-47511062760519531292024-03-18T16:44:14.766-07:00Life science. In progress.Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.comBlogger76125tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-19228618785274936052015-01-24T20:30:00.000-08:002015-01-24T20:30:00.525-08:00Соматические мутации и их влияние на заболевания головного мозга<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://1.bp.blogspot.com/-8_fjOSVSq08/VMKfXlwmxAI/AAAAAAAAEaM/iZ7bcDPGjDE/s1600/%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9-3.jpg" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://1.bp.blogspot.com/-8_fjOSVSq08/VMKfXlwmxAI/AAAAAAAAEaM/iZ7bcDPGjDE/s1600/%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9-3.jpg" height="185" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">В отдельных клетках организма в ходе его
жизни происходят мутации, и, в итоге, клетки начинают различаться по составу
генома. Это явление называется мозаицизмом. Когда мутация затрагивает геном
половых клеток или их предшественников, она может перейти в потомство, но чаще
эти мутации происходят в соматических клетках и не наследуются. Особенно
известным примером следствия соматических мутаций являются опухолевые клетки,
богатые генетическими нарушениям, часто достаточно выраженными. Однако
перестройки генома могут происходить и в норме, например, этот процесс лежит в
основе формирования иммуноглобулинов и Т-клеточных рецепторов. После 50-и лет
частота соматических мутаций резко возрастает. Люди, в клетках которых повышена
частота возникновения соматических мутаций, более подвержены онкологическим
заболеваниям. Мутации, связанные с нейропсихиатрическими нарушениями тоже могут
быть соматическими.</span></div>
<a name='more'></a><o:p></o:p><br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Большинство людей имеют некоторое
количество соматических мутаций, которые не являются причиной каких-либо серьезных
заболеваний, не смотря на то, что могут затрагивать кодирующую часть гена. При
исследовании эмбрионов, полученных путём ЭКО, оказалось, что уже на очень
ранних стадиях почти 80% из них мозаичны. Такие рано возникшие мутации могут
иметь серьёзные последствия – с ними связаны многие случаи невынашивания
беременности, но мутации, появившиеся позже в течение жизни в отдельных клетках,
могут вообще не иметь эффекта. Известно, что индуцированные плюрипотентные
стволовые клетки характеризуются значительными генетическими изменениями,
однако до 50% из них могут присутствовать уже в фибробластах, из которых они
были получены. Некоторые соматические мутации ведут к гипертрофии или нарушению
пигментации. В зависимости от места и времени возникновения мутации в одних тех
же генах могут вести к раку, росту ткани, факоматозам (генетические заболевания,
характеризующиеся поражением кожи, нервов, глаз и внутренних органов). Однако
это выраженные соматические проявления. Невыраженные проявления не обращают на
себя внимание, и, вероятно, недооцениваются.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Соматические изменения в геноме включают
экспансию повторов, точечные мутации, вариабельность числа копий, митотические
рекомбинации, транслокации и ретротранспозиции. Нуклеотидные замены, малые
инсерции и делеции – результат ошибок ДНК-полимеразы. Репликация ДНК у
млекопитающих осуществляется ДНК-полимеразами ε и δ и происходит во множестве
участков генома одновременно. Мыши с мутациями ДНК-полимераз δ и ε были склонны
к формированию опухолей, но не к раннему старению. Процесс старения ускорялся
при нарушении точности митохондриальных
полимераз, при этом предрасположенности животных к раку не наблюдалось. Мутации
в генах, участвующих в репарации ДНК могут быть причиной нейродегенеративных
заболеваний, как и рака. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Мозаицизм – частое явление для клеток
мозга, таким образом по генетическому составу его ткани неоднородны. 33%
предшественников нервных клеток содержат анеуплоидии, в единичном нейроне можно
найти до 80 ретротранспозиций. Зрелые нейроны не делятся. Во многом, их сложная
сеть, функционирующая всю жизнь, складывается уже к рождению. Поэтому мозаичные
мутации, ведущие к заболеваниям мозга, появляются очень рано. Нейроны не
группируются по клональному происхождению, а распространяются в мозге, поэтому
клетки, находящиеся рядом могут мигрировать из разных пролиферативных зон. В
гиппокампе большая часть нейронов имеет сходное происхождение, но и они
перемежаются клетками от других предшественников. Из-за такого устройства ткани
мозга, мутация, возникшая в предшественнике, будет присутствовать не во всех
клетках поражённой области.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Соматические мутации, происходящие в мозге
во время его развития, могут иметь серьёзные последствия. Гемимегалэнцефалия
затрагивает одно из полушарий. Причиной может быть мутации</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>AKT</i></span><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">3</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, кодирующего компонент сигнального пути </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">mTOR</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, имеющего существенное значение в
формировании коры полушарий большого мозга и различные мутации сигнального пути
(</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">PI</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">3</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">K</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">)–</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">AKT</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">3-</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">mTOR</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, а также увеличения числа копий фрагмента хромосомы 1, где содержится ген </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">AKT</span></i><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">3</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. Мутация </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">AKT</span></i><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">3</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">при односторонней меглэнцефалии
обнаруживается мозаично и в нейронах, и в глии, что говорит о том, что она появляется
в общем предшественнике. Односторонняя мегалэнцефалия может развиться, даже
если мутация всего в 8 – 35% клеток включая нейроны и глию. Мутации паралогов
гена </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">AKT</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">3 вызывают не связанные с нервной системой заболевания, мутация </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">AKT</span></i><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">1</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">может стать причиной синдрома Протея или
рака, а </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">AKT</span></i><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">2</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">– нарушений метаболизма, в частности, диабета,
что связано с различным временем и местом экспрессии этих генов. Вне тканей,
затрагиваемых этими заболеваниями, мутации не имеют влияния.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Нарушение миграции нейронов в мозге в
5-10% случаев связано с возникшими в предшественниках мутациями. Мутации </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">LIS</span></i><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">1</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> связаны с лиссенцефалией, сглаживанием извилин коры
больших полушарий, причиной которой является нарушение миграции нейронов, а
мутация </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">DCX</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> в составе хромосомы </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">X</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> связана с лиссенцефалией только у
мальчиков. У девочек наблюдается синдром двойной коры головного мозга. Если у
мальчика происходит соматическая мутация, когда только в части клеток мозга
структура гена нарушена, также возможно развитие синдрома двойной коры, как и в
случае мозаичности по </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">LIS</span></i><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">1</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. В обоих случаях мутацию можно найти в лейкоцитах. Мутации
</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>LIS</i></span><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">1</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">или </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>DCX</i> </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">находят в 10 – 14% клеток при выраженной картине
заболевания. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Соматическая мутация презенелина-1 может
стать причиной ранней болезни Альцгеймера, а в гене прионного белка </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">PrP</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> (</span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">PRNP</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">) – спорадической болезни
Клайнцфельда-Якоба, не связанной с употреблением приона в пищу. С экспансией
микросателлитов связаны хорея Хантингтона и атаксия Фридрейха, в том числе их
причиной, возможно, может стать и соматическая экспансия. Болезнь Паркинсона –
гибель дофаминергических нейронов в чёрной субстанции, сопровождающееся
отложениями альфа-синуклеина (телец Леви), могут вовлекаться в процесс и ствол
мозга, и кора полушарий. По крайней мере 10% случаев носят наследственный
характер. Гены </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">SNCA</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">и </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">PARK</span></i><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">2</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> содержатся в подверженном изменчивости участке
хромосомы, с повышенным риском вариабельности числа копий, а это может,
теоретически, вести к болезни Паркинсона, во всяком случае, наследственность
заболевания связана с этими генами, и они задействованы в отложении
альфа-синуклеина.<o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Найти клетки, содержащие соматическую
мутацию, не всегда легко, особенно если преобладают клетки исходного типа. Кожа
и слизистая рта, потенциально, могут содержать те же мутации, что и ткани
мозга, благодаря общему эктодермальному происхождению. Ещё больше шансов
получить материал из слюнных желёз, берущих начало из нейрального креста. У
пациента с болезнью Альцгеймера, вызванной спорадической мутацией, мутация была
обнаружена в 14% исследованных клеток коры и 8% лимфоцитов. Некоторые мутации,
ведущие к аутизму, эпилепсии, шизофрении тоже можно найти и в лейкоцитах –
тогда становится возможным их выявить и описать. Для лейкоцитов такие мутации
не принципиальны, ведь гены, которые они затрагивают, экспрессируются в тех или
иных структурах мозга, а не в клетках крови. Высокочувствительные методы,
методы оценки единичных клеток, возможно, помогут точнее выявлять
малопредставленные мозаичные изменения в лимфоцитах и фибробластах. <o:p></o:p></span></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-24796615781956307972015-01-17T11:48:00.001-08:002015-01-17T11:48:29.098-08:00Дефицит железа и развитие мозга<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://1.bp.blogspot.com/-uvZgWnPMWWY/VLq8fxZm-BI/AAAAAAAAEZ4/6YD1erGQgAg/s1600/%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9-3.jpg" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://1.bp.blogspot.com/-uvZgWnPMWWY/VLq8fxZm-BI/AAAAAAAAEZ4/6YD1erGQgAg/s1600/%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9-3.jpg" height="209" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Самый распространенный дефицит микроэлементов, дефицит железа, чаще всего
наблюдается у детей до 5 лет. Группой риска являются дети, вес которых ниже
нормы, они могут нуждаться в дополнительных источниках железа. В группе риска
также беременные женщины и девочки в период полового созревания. До 2
миллиардов людей на земле страдают от дефицита железа. Дефицит железа в раннем
возрасте ведёт к замедлению скорости обработки информации, ослаблению памяти, снижению
обучаемости и нарушению социального поведения. Симптомом дефицита железа может
быть и замедление моторного развития. Среди нарушений, вызванных связанных с
дефицитом железа, снижение концентрации внимания, интеллекта и сенсорных
функций. Нарушения, вызванные дефицитом железа в раннем возрасте, могут носить
необратимый характер. У взрослых дефицит железа выражается в чувстве усталости,
снижению продуктивности работы, в том числе умственной. При устранении причины
симптомы полностью проходят. При этом дополнительные источники железа в рационе
могут повысить показатели памяти и внимания и у здоровых детей.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"></span></div>
<a name='more'></a>Железо необходимо для роста и дифференцировки клеток, в том числе, нервных
клеток. Время от первого триместра внутриутробного развития до окончания
второго года жизни – самое важное для развития мозга. В первый год жизни объём
мозга удваивается, и к двум годам его размер составляет 80 – 90% от размера
мозга взрослого человека. Гиппокамп – структура, расположенная в толще полушарий
большого мозга развивается в первые 2-3 года жизни. Он участвует в процессах обучения,
памяти и мышления. При недостатке железа в первые месяцы жизни развитие гиппокампа
нарушается на уровне экспрессии генов, гистологии и морфологии. В этот период
железо необходимо для роста дендритов, миелинизации, синаптогенеза, синтеза
нейротрансмиттеров, как в нём, так и в других структурах нервной системы. Железо
важно также для формирования эритроцитов, оно входит в состав гемоглобина и
миоглобина, При дефиците железа в тканях может нарушаться экспрессия генов,
задействованных в регуляции хроматина, работе и стабильности цитоскелета,
ответе на окислительный стресс и нарушение укладки белков, в процессах
транскрипции генов, репарации ДНК, синтезе нуклеотидов.<br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Только при очень тяжёлой анемии у матери плод испытывает недостаток железа,
но при этом исчерпываются формирующиеся у него запасы железа и риск дефицита
после рождения повышается.</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">При
рождении содержание железа в мозге максимально, в первые месяцы жизни этот
запас расходуется, поскольку железа в молоке матери мало. К концу шестого
месяца микрофлора кишечника становится способна извлекать железо из пищи и
делать его биодоступным для хозяина, с этого времени включение в рацион ребёнка
пищи, богатой железом, может быть полезным, особенно если есть риск дефицита
этого микроэлемента. Одновременно, к шестимесячному возрасту, гематоэнцефалический
барьер начинает обеспечивать мозг железом из крови. Рецепторы трансферрина на
его эндотелии осуществляют этот процесс, захватывая из крови трансферрин,
связанный с железом. У новорождённых же детей эндотелий сосудов не участвует в
переносе железа к клеткам мозга.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Миелиновые оболочки нервов начинают формироваться до рождения и этот
процесс завершается к трём годам. Недоразвитые миелиновые оболочки замедляют
скорость работы нервной системы, что также сказывается на обучении. За
формирование миелиновых оболочек отвечают олигодендроциты. Эти клетки также
синтезируют трансферрин, участвующий в распределении железа. Влияние дефицита
железа в пренатальном периоде на развитие миелиновых оболочек может быть
необратимым. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Для нормального развития нервной системы нужна энергия. Половина энергии у
новорожденного ребёнка идёт на эту цель, в частности, на поддержание градиентов
</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Na</span><sup><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">+</span></sup><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">K</span><sup><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">+</span></sup><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> и </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Ca</span><sup><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">2+</span></sup><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">для создания потенциала
на мембранах, необходимого для работы синапсов и формирования сложных структур
мозга. В синтезе энергетического носителя АТФ участвуют железосерные кластеры
электрон-транспортной цепи митохондрий. Также митохондрии участвуют в регуляции
содержания кальция в клетке, что важно для работы нейрона. Недостаток железа
подавляет как метаболическую функцию митохондрий, так и другие их функции. Нарушения
когнитивного развития могут быть связаны и с низкой работоспособностью митохондрий
при дефиците железа.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Дефицит железа ведёт к изменению профиля экспрессии генов, который может
сохраняться ещё длительное время после устранения причины возникновения. Длительное
сохранение нарушений, вероятно, определяется эпигенетической регуляцией генов.
Например, </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">HIF</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">1-α воздействует на профиль экспрессии генов,
принципиальных для работы нервной системы – гомеостаза железа, работы
митохондрий, транспорта глюкозы, специфических функций нервных клеток. Экспрессия
</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">HIF</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">1α активируется при дефиците железа в гиппокампе, что препятствует
его правильному развитию. </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">BDNF</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> участвует в
формировании дендритов и регуляции пластичности синапсов. Он необходим для
дифференцировки клеток гиппокампа, а также для его работы у взрослого человека.
При дефиците железа в первые месяцы жизни его экспрессия понижается. Сигнальный
путь </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">mTOR</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> участвует в синтезе актина, дифференцировке,
формировании дендритов, кроме того, он участвует в формировании глии. Он
напрямую зависит от железа. В отсутствии железа сигнальный путь </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">mTOR</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">
инактивируется, возможно из-за недостатка энергии, окислительного стресса,
подавления </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">BDNF</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Железо входит в состав фермента, необходимого для синтеза дофамина. От
этого также страдают социо-эмоциональное развитие и моторные функции, поскольку
от дофамина зависит функционирование подкорковых структур, участвующих в
регулировании этих процессов. Это ведёт к нарушениям сна, неуверенности и
тревожности. Хотя в гиппокампе нет дофаминергических нейронов, рецепторы
дофамина присутствуют на поверхности его клеток, отвечающих за память. Дофамин
необходим этим клеткам при обучении. Кроме того, дофамин участвует в работе
сигнального пути </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">mTOR</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> и подвижности митохондрий – процессов,
которые и по другим механизмам затрагиваются при дефиците железа. Синтез тиреоидного
гормона при дефиците железа подавляется, что тоже может стать причиной
нарушения развития олигодендроцитов и миелинизации, и дезактивации сигналинга </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">mTOR</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. Серотонин важен для организации взаимодействия в
нервной системе. Переносчик серотонина SERT участвует в работе
серотонинергических синапсов и наиболее активно он синтезируется в процессе
развития. Дефицит железа приводит к снижению экспрессии SERT, которые, в свою
очередь усугубляет снижение экспрессии BDNF.<o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Всё же, коррекция дефицита железа может, по крайней мере, в какой-то
степени исправить его последствия, хотя не ясно, является ли эффект длительным
или кратковременным. Поскольку чаще подвергаются дефициту железа дети из
развивающихся стран и неблагополучных семей, нельзя забывать и о влиянии ряда
других факторов на их развитие. Железо, в отличие от ряда других металлов, не
выводится из организма, поэтому железосодержащие пищевые добавки могут привести
к нежелательным эффектам у детей без дефицита железа: возможно нарушение роста,
повышение риска инфекций, и, также, нарушение умственного развития. Наблюдения
и клинические исследования необходимы для понимания того, какие способы
устранения последствий таких нарушений были бы действительно полезны.</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt;"><o:p></o:p></span></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-31211248101914291232015-01-09T06:05:00.000-08:002015-01-09T06:05:30.952-08:00Пространственная организация ДНК в ядре как способ укладки и регуляции<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://3.bp.blogspot.com/-0yWie7JZU3Q/VK_cg9JNBvI/AAAAAAAAEZo/MzUBAQcSpQY/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://3.bp.blogspot.com/-0yWie7JZU3Q/VK_cg9JNBvI/AAAAAAAAEZo/MzUBAQcSpQY/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" height="204" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Ядро – клеточный компартмент, окружённый
двойной мембраной – ядерной оболочкой. Внутренняя среда ядра сообщается с
цитоплазмой через поры, но, в целом, ДНК в ядре находится за достаточно
серьёзным физическим барьером. Хромосомы уложены в виде сложных трёхмерных структур
– это, пожалуй, одни из самых сложных структур в клетке. В ранней интерфазе каждая
хромосома занимает определенное положение в ядре, и, как правило, его уже не
меняет. На уровне ядра геном статичен. Эухроматин и гетерохроматин, активные и
неактивные участки генома, соответственно, пространственно разобщены. Однако между
клетками различия в укладке хроматина могут быть очень существенны. </span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: Times New Roman, serif;">Широко известна и хорошо изучена укладка ДНК с помощью гистонов, но здесь мы обсудим более высокие уровни укладки ДНК в ядре.</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"></span></div>
<a name='more'></a><o:p></o:p><br />
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Хромосомы формируют хромосомные
территории, в рамах которых участки хромосомы взаимодействуют друг с другом. В
результате хромосомы приобретают определённую, достаточно стабильную,
структуру, например, при исследовании хромосомы III дрожжей было установлено,
что она формирует гибкое кольцо, в котором теломеры с разных концов приближены друг к другу. Взаимодействия внутри хромосом встречаются гораздо
чаще, чем межхромосомные, которые происходят на границах хромосомных территорий.
Короткие хромосомы с большой концентрацией генов формируют хромосомные
территории в центре ядра, а более длинные с меньшей концентрацией генов
располагаются по периферии. Транскрипционно неактивные фрагменты локализуются
на периферии ядра и у ядрышек. Участки на границе хромосомных территоий богаты сайтами связывания белка CTCF, но как именно поддерживается граница
домена пока не ясно.</span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: 12pt;">Неактивный гетерохроматин связывается с
ламинами – белками, </span>выстилающими<span style="font-size: 12pt;"> ядерную оболочку изнутри. Размер связанных с
ламинами участков - 0.1–10 млн. п.н. При изменении профиля экспрессии, например
при дифференцировке клетки, некоторые участки могут отсоединяться от её
оболочки и уходить в области активного хроматина. Вокруг кластеров рРНК из
разных хромосом, сближенных пространственно, формируется особая область,
ядрышко, где идёт транскрипция рРНК с участием РНК-полимеразы I, а по периферии
его также располагается область гетерохроматина. Домены гетерохроматина,
связанные на ядерной оболочке и на ядрышках сходны по размеру. После деления
домены, связанные у ядрышка, могут перемещаться на оболочку ядра. В области пор
на ядерной оболочке, напротив, связывается эухроматин. Таким образом, ядерная
оболочка играет определённую роль в пространственной организации хроматина.<o:p></o:p></span></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Хромосомы формируют структурные домены в
рамках территорий, где взаимодействия между последовательностями более
вероятны, чем между доменами. Таким образом геномах человека и мыши
сформировано порядка 2000 кластеров. В их составе активные гены
располагаются внутри, а инактивированные снаружи. Внутри кластеров выделяются
компартменты двух типов, A-и B-, при этом взаимодействия
протекают преимущественно внутри типа. Они чередуются на хромосоме, размер их
порядка 5 миллионов п.н. Это распределение тканеспецифично. Транскрипционно
неактивные B- компартменты связываются с ядерной оболочкой и ядрышками, а
активные A-компартменты – в фокусах транскрипции. На границе хромосомных территорий
находятся особые домены хроматина, небольшие по сравнению с компартментами A и
B. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">В компартментах А и В формируются домены
порядка 400 000 – 500 000 п.н. Они участвуют в координации экспрессии
генов. В них удаленные друг от друга активные петли
группируются вместе и отделяются от неактивного хроматина, а регуляторные
последовательности взаимодействуют с промоторами контролируемых ими генов. Дело
в том, что активность генов может регулироваться довольно удалёнными от него
участками, которые могут располагаться более чем в 100 000 пар нуклеотидов
от них, в дистальной области. Промоторы и такие дистальные области генов
взаимодействуют, образуя петлю, это один из механизмов активации генов. Это
взаимодействие позволяет собрать необходимые для транскрипции белковые
комплексы, привлечь к промоторной области РНК-полимеразу II и факторы
элонгации. Разные гены
могут взаимодействовать с разными дистальными регионами, а под контролем одного
дистального региона могут находиться несколько генов. Все эти взаимодействия
определяются структурой таких небольших доменов, которые можно считать структурно-функциональной единицей организации генома. Таких структур,
однако, не найдено у бактерий, дрожжей и растений.<o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Общая организация хроматина может сильно
варьировать от клетки к клетке, но она хорошо воспроизводится на «тонком»
уровне – менее 1 млн. п.н. Окончательно представление о трёхмерной структуре
хроматина ещё не сформировалось, однако уже ясно, что распределение ДНК в ядрах
не является случайным и процессы транскрипции, во многом, регулируются на
данном уровне.</span><o:p></o:p></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-62446093886495558562015-01-03T06:57:00.002-08:002015-01-03T06:57:37.470-08:00Засухоустойчивость пшеницы - механизмы и возможности<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://2.bp.blogspot.com/-1nj-TJxgeRo/VKgDQOqI7VI/AAAAAAAAEZY/9eOIP0uX2A8/s1600/1284695239_postradavshix-ot-zasuxi-agrariyam-pomogut.jpeg" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://2.bp.blogspot.com/-1nj-TJxgeRo/VKgDQOqI7VI/AAAAAAAAEZY/9eOIP0uX2A8/s1600/1284695239_postradavshix-ot-zasuxi-agrariyam-pomogut.jpeg" height="320" width="240" /></a></div>
<div style="background: white; margin-bottom: 7.5pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 0cm; vertical-align: baseline;">
65% населения
Земли живёт в засушливых районах, неблагоприятных для земледелия. Ирригация и
ротация культур могут помочь повысить урожаи, но этого не всегда бывает
достаточно. Создание устойчивых к засухе сортов пшеницы могло бы помочь сделать
земледелие более эффективным, а зерно – более доступным для жителей таких
земель, тем более что засухи случаются всё чаще и становятся жёстче, а
население планеты растёт. Растение называется засухоустойчивым, если оно может
жить, расти и приносить урожай, не смотря на засуху. Генотип, позволяющий
управлять использованием и получением воды – цель отбора при создании
засухоустойчивых растений. Ряд существующих сортов был отобран эмпирически на
устойчивость к засухе, создать более оптимальные сорта поможет более строгий
контроль скрещивания и технологии создания трансгенных растений, существующие в
настоящее время. Получение устойчивых к засухе сортов сложная задача: ведь
засуха это не только отсутствие воды, но и жара, интенсивное солнечное
освещение. Засуха может сопровождаться ветрами, засолением почв, недостатком питания.
Некоторые варианты дикой пшеницы двузернянки могут расти и приносить потомство
в пустыне. Она более устойчива, чем культурная пшеница и её изучение может дать
как информацию о механизмах устойчивости, так и материал для их возвращения
культурным сортам.</div>
<div style="background: white; margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; vertical-align: baseline;">
<o:p></o:p></div>
<a name='more'></a><br />
<div style="background: white; margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; vertical-align: baseline;">
Ни одна сельскохозяйственная культура не
отличается таким разнообразием, как пшеница. Существуют различные подходы к её
классификации. Например, мягкие сорта пшеницы объединяют в вид <i><span lang="EN-US">Triticum</span><span lang="EN-US"> </span></i><i><span lang="EN-US">aestivum</span></i>, а твёрдые – <i><span lang="EN-US">T</span>.</i><i><span lang="EN-US">durum</span></i>, дикая пшеница, двузернянка, полба - <i><span lang="EN-US">T</span>.</i><i><span lang="EN-US">dicoccoides</span>.</i>
Дикая пшеница, как и пшеница твёрдых сортов – тетраплоид, а мягкие сорта
пшеницы гексаплоидны. В культуру пшеница вошла в древности, в ближневосточном Плодородном
Полумесяце. Если дикая пшеница - устойчивое к засухе растение, то у многих появившихся
позже сортов такая способность была утеряна.<o:p></o:p></div>
<div style="background: white; margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; vertical-align: baseline;">
Злаки используют многообразные механизмы,
позволяющие переживать засуху. Ограниченное употребление воды, связанное с
замедлением роста – хорошая стратегия при сезонных засухах, когда в почве есть
запас воды. Компактная корневая система с одним малоразветвлённым корнем не обеспечивает
большого количества воды в начале роста, но к засухе доходит вглубь до водоносных
слоёв. Избежать сезонной засухи растение может и благодаря укороченному
жизненному циклу. Низкорослые растения с малым количеством побегов сберегают больше
влаги, у них больше зёрен в колосе, более тонкие, покрытые воском листья, высокое
содержание растворимых сахаров в тканях. Такое растение всегда готово к засухе.
Другой путь приспособления – хорошая реакция на неожиданно наступившие
неблагоприятные условия, способность к быстрому ответу на осмотический стресс,
сохранение транспирации, быстрое восстановление организма после стресса, гибель
отдельных побегов.<o:p></o:p></div>
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
Засуха влияет на экспрессию
белков, продукцию антиоксидантов, концентрацию гормонов, рост корня и стебля, работу
устьиц, толщину кутикулы, она снижает образование хлорофилла и интенсивность
фотосинтеза, а также транспирации. При этом ткани испытывают осмотический стресс,
перестраивается клеточная стенка, и накапливаются токсичные метаболиты.
Противодействие растения стрессу направлено на защиту это этих процессов. Осмопротекторы
– пролин, ионы, растворимые сахара, помогают растению сохранять воду в засуху.
Полиамины защищают мембраны и нуклеиновые кислоты. Запасы углеводов в стеблях
при засухе активно переносятся в зёрна. Остановка роста стебля и рост корня –
результат действия градиента абсцизовой кислоты (<span lang="EN-US">ABA</span>)
и другого сигнального пути, <span lang="EN-US">DREB</span>. <span lang="EN-US">ABA</span><span lang="EN-US"> </span>и <span lang="EN-US">DREB</span><span lang="EN-US"> </span>взаимодействуют
друг с другом. Ряд транскрипционных факторов регулируется обоими путями. Киназы
под контролем сигнальных путей <span lang="EN-US">DREB</span><span lang="EN-US"> </span>и <span lang="EN-US">ABA</span><span lang="EN-US"> </span>стимулируют рост корня, повышают стабильность мембран. Кальций,
сиаловая кислота, и закись азота <span lang="EN-US">NO</span> также участвуют в
сигнальных путях при ответе за засуху. Сиаловая кислота стимулирует накопление осмопротекторов.
Гены, экспрессия которых различается у устойчивых и неустойчивых сортов при
засухе связаны с углеводным метаболизмом, детоксикацией и запасанием веществ. Белки
<span lang="EN-US">LEA</span>, аквапорины, белки теплового шока, ионные каналы – средства,
используемые растением для защиты от засухи. При резком обезвоживании дикая пшеница
отвечала на стресс запуском сигнальных путей, связанных с абсцизовой кислотой и
активацией соответствующих транскрипционных факторов. У неустойчивого сорта, напротив,
в таких условиях активировались гены, ассоциированные с сигнальными путями
этилена. Также отличалась работа сигнального каскада, связанного с инозитол
трифосфатом и киназ <span lang="EN-US">MAPK</span>.<o:p></o:p></div>
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
Высшие растения
вырабатывают разные стратегии защиты при засухе, взаимодействующие между собой
определённым образом, поскольку по отдельности эти механизмы не могут
противостоять комплексному неблагоприятному воздействию засухи. Например, защита
от высокой температуры – интенсивное испарение влаги из устьиц, но, в случае
засухи, это опасно для растения. При высоких температурах накопление осмопотектора
пролина оказывает токсический эффект на растение. Действие пероксидаз, закиси азота
и активных форм кислорода может отрицательно сказываться на росте корня. То
есть важна регуляция всех этих процессов в соответствии со сложившимися
условиями.<o:p></o:p></div>
<br />
<div style="background: white; margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; vertical-align: baseline;">
Устойчивое растение обладает рядом
особенностей. Его могут отличать способность сохранять целостность мембран, сохранение
транспирации при засухе, надёжная защита от осмотического стресса, сохранение
жизнеспособности листьев, особенности метаболизма аскорбиновой кислоты, которая
является антиоксидантом. Полиморфизмы ионных каналов могут быть связаны с устойчивостью.
На молекулярном уровне устойчивость регулируется с помощью транскрипционных
факторов, микроРНК и убиквитинилирования. Большая часть экспериментов по
созданию трансгенной пшеницы связаны с переносом генов транскрипционных
факторов и повышением их экспрессии. Рубиско (рибулозобисфосфаткарбоксилаза), участвующий
в превращении неорганического углерода в органический, один из ферментов, жизненно
важный для растений. Активность рубиско при высоких температурах падает, но
природе можно найти его термостабильные варианты и использовать их для повышения
устойчивости культурных растений. Хотя не все механизмы защиты детально
описаны, иногда удаётся найти просто генетические полиморфизмы, повторы,
которые сцеплены с участками генома, определяющими те или иные качества
растения. Этого достаточно, чтоб контролировать процесс скрещивания для
получения новых сортов.<o:p></o:p></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-30418771510429392392014-12-28T10:56:00.000-08:002014-12-28T10:56:26.758-08:00Аллергия на металл - причины и патогенез заболевания<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://2.bp.blogspot.com/-F3kWYML9ZH0/VKBSS5w_ttI/AAAAAAAAEY8/Bly1RR6VDdY/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://2.bp.blogspot.com/-F3kWYML9ZH0/VKBSS5w_ttI/AAAAAAAAEY8/Bly1RR6VDdY/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" height="222" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">До 10–15 % людей страдают от реакций гиперчувствительности
к металлам, чаще всего причиной таких реакций является никель. Заболевание возникает
после частых и длительных контактов с металлом. Впервые оно было описано у шахтёров
и рабочих ещё в </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">XIX</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">веке, но сейчас, в связи
с изменениями образа жизни, его обнаруживают у людей самых разных профессий, и,
всё чаще, у детей. После развития гиперчувствительности достаточно даже
непродолжительного контакта для развития реакции. Возможны такие реакции при контакте
с золотом, бериллием, медью, хромом, иридием, ртутью, палладием, платиной,
титаном и кобальтом. Наиболее частая форма, которую принимает заболевание – аллергический
дерматит.</span></div>
<a name='more'></a><br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Ключевую роль в гиперчувствительности к
металлам играют Т-клетки. Аллергический дерматит – реакция гипечувствительности
</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">IV</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">типа, опосредованная </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">CD</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">8 </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">T</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">-лимфоцитами. При этом
вещество, вызывающее аллергию, связывается с белками человека, формируя новый
антиген. В регионарных лимфатических узлах он презентируется Т-клеткам, специфические
Т-клетки превращаются в эффекторы и клетки памяти. При вторичном контакте
клетки памяти вызовут ответ с развитием воспаления. У доноров обнаружены
Т-клетки, специфичные к никелю. Изолированный специфичный Т-клеточный рецептор
взаимодействовал с никелем, связанным с </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">HLA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">-</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">DR</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">52</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">c</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> и неизвестным пептидом </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">B</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">-клеточного происхождения, то есть с участием никеля,
при его связывании на поверхности клеток формировался новый антиген. Никель, как
правило, связывается с гистидином, глютамином или аспарагином в составе </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">HLA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">-</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">DR</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">52</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">c</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">есть эти аминокислоты, но их не достаточно,
и только в сочетании с ещё одним пептидом комплекс может связать никель. Гиперчувствительность
к бериллию связана с аллелями </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">HLA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">-</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">DP</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">2. Как и в случае с никелем, Т-клеточные рецепторы также
могут быть специфичны к комплексу бериллия, </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">DP</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">2 и антигенного пептида. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Воздействие металлов, их оксидов и сплавов
на дыхательную систему может привести к хроническому бронхиту, который
развивается с участием </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">CD</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">4<sup> </sup></span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">T</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">-клеток. Врождённая предрасположенность к таким
заболеваниям связана с присутствием аллели </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">MHCII</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">HLA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">-</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">DPB</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">1*0201. Какова</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">причина</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">такой</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">связи</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">остаётся</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">неясным</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Никель выделяется из ювелирных изделий, пряжек, молний,
кнопок, очков, монет, ключей. Он может выходить из сплава под действием пота
человека. С реакцией на никель или хром могут быть связаны аллергические дерматиты
при использовании мобильных телефонов, при этом никель, может выделяться как из
бюджетных, так и из дорогих моделей. Далеко не все модели мобильных телефонов
выделяют никель и другие металлы, так что проблему можно решить просто сменив
телефон. Никель может содержаться в косметике, что особенно опасно из-за
высокой чувствительности кожи лица. Хром и кобальт тоже встречаются в моющих
средствах и косметике. В краске для татуировок могут содержаться хром (в
зелёной), кобальт (в синей) и никель (в чёрной), поскольку они входят в состав пигментов.
Из пищевых продуктов никель содержат орехи, овощи и рыба. Его источником может
быть вода и кухонная утварь, откуда он выделяется особенно интенсивно, если в
ней готовится пища с кислотными значениями </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">pH</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Медицинские изделия, однако, редко дают локализованные
или системные реакции. Нержавеющая сталь, используемая для их изготовления, устойчива
к коррозии. Она состоит из железа, хрома, никеля, молибдена, а иногда и
небольших количеств других металлов. При производстве нержавеющей стали, происходит
образование кристаллической сети с участием металлов, что удерживает их в
материале, снижая вероятность сенсибилизации <o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: white;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Как и любая аллергия, аллергия на металл требует исключения
его воздействия на организм, а также приёма иммуносупрессоров. Такие препараты,
как поливитамины, при развитии подобных заболеваний нужно применять с
осторожностью: в них может содержаться никель. Согласно нормам безопасности,
действующим в ряде стран, выделение никеля с поверхности продукта более чем 0.5
г/см2 недопустимо.</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt;"><o:p></o:p></span></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-31338344212535160522014-12-21T04:42:00.001-08:002014-12-21T04:42:29.450-08:00Легионелла и клетки <div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://4.bp.blogspot.com/-vU38LRuxyxc/VJbAIWKvf4I/AAAAAAAAEYs/ObHquXU6Vdg/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://4.bp.blogspot.com/-vU38LRuxyxc/VJbAIWKvf4I/AAAAAAAAEYs/ObHquXU6Vdg/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" height="232" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Легионеллы – инфекционные агенты, которые стали вызывать заболевания
человека, легионеллёзы, как принято считать, лишь в последние десятилетия. Болезнь
легионеров — это наиболее известный клинический вариант легионеллёза,
протекающий с преимущественным поражением лёгких. Легионеллёз – результат
воздействия человека на окружающую среду, в частности – создания систем кондиционирования
воздуха, являющихся источником заражения. Болезнь не передаётся от человека к
человеку и не может быть получена из природной окружающей среды.<i> </i>Возбудитель
- грамотрицательные факультативно внутриклеточные бактерии рода </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Legionella</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">который объединяет более 50 видов, но в 80% случаев
заболевания у человека причина - </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">L</span></i><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">pneumophila</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">L</span></i><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">pneumophila</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">заселяет клетки амёб и инфузорий, она распространена
повсеместно. Вызывая заболевания у человека, легионеллы используют те же
механизмы, что и в случае простейших. Патогенез легионеллёза связан с ростом
легионелл в макрофагах лёгких.</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"></span></div>
<a name='more'></a><br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Попадая в клетку – не важно, макрофаг это или амёба, путём фагоцитоза,
легионелла формирует из фагоцитарной вакуоли особый компартмент – вакуоль, в
которой она будет размножаться. Вакуоль, содержащая легионелл в течение минут
окружается эндоплазматической сетью и митохондриями. Она включает в себя
мембраны везикул, идущих от эндоплазматической сети к аппарату Гольджи, при
этом внутри вакуоли оказываются белки хозяина: глюкоза-6-фосфатаза, протеин
дисульфидизмераза и другие. Слияние мембран хозяина с вакуолью осуществляется белками
хозяина под контролем эффекторов патогена. Возможен и такой сценарий:
проникновение легионелл в клетку запускает процессы аутофагии,
цитоплазматические белки запаковываются в везикулы, эти везикулы и доставляются
в вакуоль. После этого процесс аутофагии блокируется: паразит должен сначала
полностью использовать ресурсы клетки, прежде чем она погибнет. Последние 1-2
деления проходят в цитоплазме. Легионеллы становятся цитотоксичными, устойчивыми
к осмотическому стрессу. Этот процесс активируется аминокислотным голоданием.</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Зрелая внутриклеточная форма – покоящаяся,
цистоподобная. Она устойчива к детергентам и антибиотикам. В этой форме
легионелла инвазивна, а также может дать пророст в культуре.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Порядка 300 белков вводятся в клетку при инфекции легионеллами через
систему </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Dot</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">/</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Icm</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, секреторную </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">IVB</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> типа. Белки, вводимые в цитоплазму клетки кодируются
10% генома. Именно с помощью них легионеллы перестраивают работу клетки
хозяина, заставляя её обеспечивать их рост. Ряд белков, выводимых в цитоплазму,
содержит домены, характерные для эукариот. Легионеллы используют процессы,
функционирующие в клетке хозяина: движение везикул между эндоплазматической
сетью и аппаратом Гольджи, метаболизм фосфоинозитола, присоединение и
отщепление аденеин-монофосфата, пренилирование, убиквитинилирование, работу
протеасом и пептидаз цитозоля. Конечно, количество белков, которые выводятся в
клетку-хозяина, может сильно варьировать от изолята к изоляту. Работа </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Dot</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">/</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Icm</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> запускается уже
в первые минуты после инвазии, и её субстраты оказываются в цитоплазме. Благодаря
большому набору белков, выводимых в клетку, легионелла может заселять
разнообразных хозяев. Системы, регулирующие отношения хозяина и патогенна
надёжны, мутация, инактивирующая какой-либо белок, скорее всего, будет
компенсирована.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Аминокислоты – главный источник углерода и энергии для легионелл, в первую
очередь это цистеин и серин. В то же время, легионелла, как и многие её
хозяева, ауксотрофна по цистеину, и, кроме того, по аргину, изолейцину, лейцину,
метионину, валину и треонину. Поэтому, в отсутствии необходимых для хозяина
аминокислот в среде, рост паразита в вакуоли тоже останавливается. Чтобы
получить необходимые для роста аминокислоты, легионелла активирует убиквитинилирование
белков (процесс, используемый клеткой для определения белков на разрушение) в
цитоплазме. Меченые убиквитином белки клетки хозяина подходят к мембране
вакуоли, где содержатся легионеллы. Легионелла запускает разрушение белков и
использует полученные аминокислоты. Убиквитинилированные белки поступают к
вакуоли уже через несколько минут после заражения. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Пренилирование – посттрансляционная липидная модификация, повышающая
гидрофобность белка и облегчающая его встраивание в мембрану. Это
консервативный механизм, характерный только для эукариот. Он задействован в
функционировании белков, участвующих в передаче сигнала и слиянии везикул. Для
встраивания своих белков в мембрану вакуоли и клетки легионелла использует такой
же механизм, осуществлемый ферментами хозяина. Производные фосфоинозитола –
эволюционно древние сигнальные молекулы, участвующие также в перемещении
молекул через мембрану и прерстройке актина. Легионелла также использует их для
закрепления белков в мембране вакуоли, и в этом случае тоже задействуются
ферменты хозяина.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Для патогена принципиально, чтобы клетка-хозяин не погибала, в том числе от
токсических продуктов жизнедеятельности патогена. Ситуация, когда заражённая
клетка уничтожается иммунной системой также неприемлема. Когда содержание
легионелл в клетке высоко и ресурсы её исчерпаны, легионеллы запускают апоптоз,
если этого не происходит, клетка может погибнуть из-за повреждения мембран, и
это тоже возможно. Таким образом, легионелла регулирует жизнеспособность клетки.
Она может избегать и более сложных защитных процессов, которых нет у амёб, но
которые характерны для более высокоорганизованных организмов – инфламмосом и
про/антиапоптотических механизмов. <o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Легионеллы способны поглощать из внешней среды ДНК и обмениваться генетическим
материалом путём конъюгации. Возможно, гены белков, участвующих во
взаимодействии легионелл с хозяевами, были получены от одноклеточных эукариот. Полученные
от эукариот участки отличаются и по составу </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">GC</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. Они претерпели ряд изменений – утратили интроны,
встали под новые промоторы, дополнились регуляторными последовательностями
прокариот, получили последовательности, необходимые для распознавания продукта
секреторной системой Icm/Dot. Откуда были получены механизмы для взаимодействия
с клетками более высокоорганизованных, чем амёбы, организмов, и что это за
механизмы – остаётся неясным. <o:p></o:p></span></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-53390872782236673752014-12-13T05:47:00.001-08:002014-12-13T05:47:59.675-08:00Муравейник и муравьи - особи в сверхорганизме.<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://3.bp.blogspot.com/-2kN0A4uHZE4/VIxDR4yUm3I/AAAAAAAAEYc/KL9_wQK9hgU/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://3.bp.blogspot.com/-2kN0A4uHZE4/VIxDR4yUm3I/AAAAAAAAEYc/KL9_wQK9hgU/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" height="196" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Описано
более 14000 видов муравьёв. Первые муравьи, вероятно, появились в Юрском или Меловом
периоде, 140–168 миллионов лет назад. Это были насекомые, существующие семьями,
и всё, что известно сегодня о социальном поведении у муравьёв, указывает на то,
что это свойство было получено от общего предка. Однако со временем это
поведение независимо приобрело ряд особенностей у различных групп муравьёв. Истинно
общественные насекомые живут в колониях, совместно заботясь о потомстве,
колонии характеризуются разделением
труда, и только отдельные особи в них способны к размножению (как правило, это
одна самка – царица). Первоначально различия в участии в размножении в составе
колонии не были такими выраженными. Похожие формы колоний существуют и сейчас у
некотоых видов, в них постоянно происходят конфликты, система рангов сложная,
однако, в ходе конфликта, особь может повысить свой ранг. Эти колонии очень
маленькие. В огромных колониях муравьёв – муравейников, конфликтов нет, а
положение особи определяется другими способами.</span><br />
<a name='more'></a></div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Большая
часть муравьёв в колонии – самки. Личинка самки может стать рабочим или царицей.
Неосемененные яйца дадут мужское потомство. Различия в питании определяют
гормональные и эпигенетические особенности, которые, в свою очередь, определяют
касту. У некоторых муравьёв задачи, решаемые рабочей особью, могут изменяться с
возрастом (как правило, более взрослые особи выходят из гнезда, а более молодые
трудятся в гнезде), у других различные рабочие так сильно различаются, что их обязанности определяются более
сложно. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Не
только питание может определять статус особи: у <i>Pogonomyrmex barbatus</i> рабочие особи появляются при неродственном скрещивании,
а королевы – при родственном, поскольку у них, как и у ряда других видов, королева
может спариваться несколько раз. Феромоны используются для координации
поведения и физиологических процессов муравьёв в колонии, они регулируют
доминирование и подавляют репродуктивную функцию у рабочих. Однако у <i>Camponotus</i> <i>floridanus</i> рабочие особи могут производить на свет самцов –
оплодотворение для этого не требуется. В развитии социального поведения,
по-видимому, задействовано метилирование, разнообразие облика каст связано с
ещё большей его изменчивостью. В разделении каст в колонии участвуют и
микроРНК, в частности mir-64 , по
разному экспрессирующаяся у самцов, и рабочих различных каст. Вителлогенин –
белок, важный для откладки яиц насекомыми. Его ген у муравьёв удвоился и
появилось два паралога – один экспрессируется у цариц, другой для рабочих</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; mso-bidi-font-size: 12.0pt;"><o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">В высокоорганизованных
колониях, как правило, царица одна. Она вылетает из материнской колонии,
спаривается с одним или несколькими самцами, улетает на некоторое расстояние от
своего муравейника и даёт начало новому. Королева может улетать на впечатляющие
расстояния от гнезда, например у <i>Solenopsis</i>
<i>invicta</i> – на 8 км. После спаривания
самцы гибнут, а самка, сохраняя сперму в сперматеке, чтобы постепенно
расходовать её в ходе своей жизни, откладывает первую кладку яиц. Пищей для
первых личинок служат питательные вещества из жирового тела и мышц крыльев,
которые из-за этого истощаются. Королев может быть и несколько, их количество
может исчисляться сотнями. Это</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">зависит</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">от</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">вида</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">General
protein-9 (Gp-9) – ген, аллели которого ассоциированы с количеством королев в
колонии муравьёв рода Solenopsis. Аллели
типа B в гомозиготе связаны с формированием колоний с одной королевой.
Если королева и некоторые особи в колонии содержат аллель b, то королев может
быть несколько, эта аллель возникла позже. Продукт данного гена - белок,
связывающий сигнальные молекулы, используемые при феромоновой коммуникации. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Размер
генома у муравьёв составляет о250 - 753 млн. пн, что в многом зависит от
содержания повторов, составляющих 11–28%
генома. Сокращения количества повторов не наблюдается, в отличие от
пчёл. Геном муравьёв включает 16123–18564 генов, что, в общем, обычно для
насекомых. Он богат генами, задействованными в тактильной и химической передаче
сигналов, генами пептидаз и липидного метаболизма, генами рецепторов, связанных
с G-белками. Особенно важна для муравьёв химическая коммуникация – восприятие
запахов, ионотропные и вкусовые рецепторы. У муравьёв высоко разнообразие генов
синтеза углеводов, используемых в коммуникации и цитохромов p450, что указывает
на необходимость детоксикации пищи. Количество генов врождённого иммунитета у
муравьёв снижается, но развивается гигиена колонии – удаление больных особей, забота
о чистоте. У муравьёв с более сложной общественной организацией этот процесс
более выражен. У социальных насекомых также развивается нервная система.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Сверхорганизм
- это явление, свойственное немногим видам так называемых социальных насекомых.
Преимуществом социального образа жизни является совместная забота о потомстве,
вероятно, это был один их шагов к его становлению у насекомых. Сохраняя царицу,
рабочие муравьи, однако, сохраняют свои гены, которые есть и у неё и перейдут в
потомство. Данная стратегия сделала муравьёв очень успешными, и они встречаются
повсеместно. Царица, между тем, не является главой колонии – существование колонии
определяется взаимосвязями в ней. Например, королева начинает производить
потомство, способное к размножению, рабочие особи могут убивать такие личинки,
если данное поведение несвоевременно по каким-то причинам. Возможно есть и
другие способы обратной связи, но они пока не изучены.<o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-9999809587428370432014-12-06T02:24:00.000-08:002014-12-06T02:24:00.262-08:00Редактирование РНК и его значение<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://1.bp.blogspot.com/-Bt8on7Nm9YY/VILZMQcfL3I/AAAAAAAAEW4/Rh0m_TGL4GA/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://1.bp.blogspot.com/-Bt8on7Nm9YY/VILZMQcfL3I/AAAAAAAAEW4/Rh0m_TGL4GA/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" height="310" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">К редактированию РНК
относят процессы инсерции, делеции и внесения нуклеотидных замен; сплайсинг,
полиаденилирование и деградацию рассматривают как отдельные от этого процесса
явления. Превращение аденозина в инозин с участием белков ADAR – наиболее распространённый
путь редактирования мРНК у млекопитающих. Сходная замена характерна и для тРНК,
но за это отвечают белки семейства ADAT, более древнего, чем ADAR, найденного
ещё у прокариот, но родственного ADAR. Известны и другие варианты редактирования:
встраивание в пре-мРНК уридина с участием малых гидовых РНК в митохондриях, встраивание
цитидина при транскрипции РНК в органеллах, замена цитидина на уридин в
пре-МРНК ядерного и митохондриального происхождения, замены гуанозина на аденозин
и уридина на цитидин с разрывом цепи. Ниже будет более подробно рассказано о
наиболее изученном варианте редактирования – превращении аденозина в инозин
путём дезаминирования.</span></div>
<a name='more'></a><span style="font-size: 10.0pt; mso-bidi-font-size: 12.0pt;"><o:p></o:p></span><br />
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Редактирование мРНК –
механизм, с помощью которого могут формироваться или стираться сайты сплайсинга,
возникать несинонимичные кодоны, поскольку инозин при трансляции распознаётся
как гуанозин, происходить дестабилизация цепей или формирование сайтов для
микроРНК, что ведёт к разрушению транскрипта. Наблюдается редактирование и в малых
интерферирующих РНК и микроРНК, оно останавливает их созревание, но, вероятно, может
влиять и на функцию, изменяя специфичность молекулы. Редактирование считается одним
из основных механизмов контроля микроРНК. Особенно подвержены редактированию
повторы транспозонового происхождения, в частности, Alu и подобные им, чаще
всего представленные в интронах и некодирующих участках. Два прилежащих
разнонаправленных повтора Alu формируют шпильку – субстрат ADAR. Возможно,
редактирование защищает геном от экспансии повторов путём дестабилизации их РНК,
поскольку РНК с отредактированными повторами Alu связывается в ядре, однако некоторые
транскрипты выходят в цитоплазму. Принцип регуляции этого процесса неясен.</span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Белки </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">ADAR</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, осуществляющие данный процесс,
распознают двуцепочечные шпильки РНК, причём не по последовательности, а по
вторичной структуре. Они взаимодействуют с двуцепочечным участком размером от
15–20 пар оснований, но более активны в участках более 100 пар нуклеозидов. Существуют,
вероятно, и специфические распознаваемые последовательности вне двуцепочечного
участка, но они пока не охарактеризованы. Строгая комплементарность цепей в
участке редактирования – необходимое требование для дальнейшей работы ферментов.
Сайты редактирования сложно распознать при исследовании генома, специфического
состава они не имеют. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">ADAR найдены у животных,
растений и грибов, они очень консервативны. ADAR1 и ADAR2 активны в виде димеров,
а ADAR3 находят обычно в виде мономера. ADAR3 – паралог ADAR2, и найден только
у позвоночных, и синтезируется только в клетках нервной системы, функция его неясна,
и, возможно, она заключается в снижении активности </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">ADAR</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">1 и </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">ADAR</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">2 путём связывания с ними. В реакционном
центре </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">ADAR</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">1 и </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">ADAR</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">2 содержится цинк, а рядом с ним связан инозитол гексакисфосфат,
задействованный в удержании сложной структуры положительно заряженных цепей за
счёт отрицательного заряда. Некоторые виды теряют один из генов, например у Drosophila
есть только ADAR2. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Редактирование пре-мРНК
происходит в ядре, где локализованы белки ADAR. Ядерная изоформа ADAR1 p110 и
ADAR2 экспрессируются конститутивно. ADAR1 </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">p</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">110 и ADAR2 динамически ассоциированы с
ядрышком. Изоформа ADAR1 p150 выходит в цитоплазму, она находится под альтернативным
промотором, регулируемым интефероном и защищает клетки от РНК-вирусов, приводя
к редактированию более 50% аденозина в
их геноме. Однако некоторые вирусы адаптировались к данному процессу и
используют его в своих интересах. Например, ADAR1 взаимодействует с
одноцепочечной РНК генома вируса гепатита дельта, редактирование заменяет
стоп-кодон на триптовановый. Более короткая форма э того белка нужна при
репликации, а более длинная – при упаковке. Так осуществляется переключение от
одного процесса на другой. Задействован ADAR1</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">L</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> и в репликации ВИЧ и кори. ADAR1 содержит
три домена, связывающих двуцепочечную РНК. </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">ADAP</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">1 </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">p</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> 110 содержит один домен, связывающий
Z-ДНК, в </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">p</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">150 длинной таких домена два. За счёт этих доменов ADAR1 может
взаимодействовать с ДНК в Z-форме, которая присутствует при транскрипции, и
левозакрученной РНК. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Нарушения редактирования
чаще влияют на функции более «высоких» порядков, чем на базовые клеточные
процессы, например, на поведение, хотя в экспериментах на мышах показано, что
редактирование важно для поддержания стволовых клеток. Особенно изучено
значение редактирования для работы нервной системы. В мРНК рецептора глутамата GluR
глютаминовый кодон редактируется в аргининовый, продукт отредактированной мРНК
не пропускает кальций. Нарушение редактирования GluR у мышей не совместимо с
жизнью из-за избыточного поступления кальция в нейроны, ведущего к их гибели. Рецептор
серотонина 2C, 5-HT2CR, содержит три сайта редактирования, ведущего к
формированию разнообразных изоформ, ADAR1 специфичен к одному из сайтов, ADAR2 –
к другому, а к третьему сайту специфичны оба. У людей с нарушением
редактирования 5-HT2CR наблюдается
суицидальная депрессия. Редактирование мРНК нужно и для регуляции ADAR2,
полученная после редактирования форма содержит сдвиг рамки считывания, она
нефункциональна. Это механизм обратной связи.<o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">В опухолевых клетках
редактирование с образованием инозина также подавляется, что процесс может быть
связано с изменениями экспрессии микроРНК, миграцией и инвазией. Нарушения
редактирования возникают при аутоиммунных и воспалительных заболеваниях. Мыши с
нокаутом ADAR1 погибают до рождения из-за апоптоза клеток. У мышей ADAR2 важен
для работы нервной системы, его дефицит ведёт к эпилепсии. У дрозофил потеря
ADAR (единственного) ведёт к нарушениям подвижности, нейродегенеративным
изменениям, нарушениям репродуктивного поведения. У человека врождённые нарушения
редактирования РНК ведут к нарушениям пигментации кожи, эпилепсии и шизофрении.</span><span style="font-size: 10.0pt; mso-bidi-font-size: 12.0pt;"><o:p></o:p></span></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-42321406326190410172014-11-28T22:31:00.000-08:002014-11-28T22:31:00.133-08:00Адресная доставка лекарств с помощью аптамеров<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://3.bp.blogspot.com/-A_wq6L05b0g/VHj3vGO67FI/AAAAAAAAEWo/3sl1iYK2kR4/s1600/%D0%A1%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BA.PNG" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://3.bp.blogspot.com/-A_wq6L05b0g/VHj3vGO67FI/AAAAAAAAEWo/3sl1iYK2kR4/s1600/%D0%A1%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BA.PNG" height="189" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Аптамеры – короткие олигонуклеотиды, связывающиеся со своими мишенями с
высокой специфичностью за счёт вторичной и третичной структуры. Они специфичнее
антител, их проще синтезировать и химически модифицировать, кроме того они
лучше хранятся в лиофилизированном виде, нетоксичны, лучше проникают в ткани
благодаря своему малому размеру. Такие молекулы могут быть компонентами
терапевтических препаратов – как действующее вещество и как компонент,
обеспечивающий адресную доставку. Лекарственные вещества, в состав которых
входят аптамеры, могут применяться в терапии рака, инфекционных и воспалительных
заболеваний, нарушений свёртываемости крови. Аптамеры могут быть специфичны и к
белкам, и к коротким пептидам, и к вирусным капсидам, и сложным молекулярным
комплексам. Они могут обеспечивать
селективную доставку интерферирующих РНК, токсинов, химиотерапевтических
препаратов, радиоактивных молекул, липосом, вирусных капсидов, ферментов,
наночастиц и других терапевтических агентов. Здесь мы остановимся на
лекарственных препаратах, представляющих из себя молекулярные комплексы, в
которых аптамеры обеспечивают доставку действующего вещества к клеткам.</span></div>
<a name='more'></a><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Аптамеры – синтетические молекулы, для их получения не нужны живые клетки.
Чтобы получить оптимальную последовательность для наработки, её отбирают из
библиотек аптамеров против определённых мишеней. 10<sup>13</sup></span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">-10<sup>16</sup></span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">случайных последовательностей ДНК и РНК составляют
библиотеку в процессе процедуры </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">SELEX</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> (</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">systematic</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">evolution</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">of</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">ligands</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">by</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">exponential</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">enrichment</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, систематическая
эволюция лигандов при экспоненциальном обогащении). Библиотека состоит из олигонуклеотидов,
в которых случайная последовательность 25–60 оснований фланкирована участками
известной структуры. Эти известные участки нужны для амплификации библиотеки. Взаимодействующие
с мишенью молекулы отбираются для амплификации и следующего раунда. </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">SELEX</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> может проводиться с помощью мембран, покрытых
целевыми белками или целых клеток. В первом случае белки находятся на сорбенте:
на гранулах, колонках, мембранах, чипах или на нитроцеллюлозных фильтрах. Отбор
на клетках помогает не только получить воздействующие на них аптамеры, но и
лучше понять молекулярные особенности раковых клеток. В клеточном варианте </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">SELEX</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> могут быть отобраны и аптамеры к неописанным
лигандам, главное, что они специфичны к определённому типу клеток. Часто
аптамеры модифицируют химически, включают запертые нуклеотиды </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">LNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. Биоинформатически специфичность аптамера пока
предсказать нельзя. После того, как найдена специфическая последовательность, необходим
эмпирический контроль, показывающий отсутствие перекрёстных взаимодействий с
другими антигенами.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Мишенями аптамеров для доставки препаратов против онкологических заболеваний
могут быть маркеры кровеносных сосудов опухоли, такие как интегрин α</span><sub><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">v</span></sub><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">β<sub>3</sub>, рецепторы </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">VEGF</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, эндоглин, </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Tie</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">-2, </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">c</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">-</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Met</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> и другие. Нуклеолин,
белок, участвующий в пролиферации, присутствующий в ядре всех клеток, но
выходящий на поверхность только в опухолях тоже стал мишенью для разработки
аптамеров, осуществляющих доставку лекарств в опухоль. Муцины на поверхности
клетки могут поглощаться обратно, их содержание на поверхности опухолевых
клеток велико. Терапевтические препараты, связавшиеся через аптамеры с муцинами
также поступают внутрь клетки. По тому же принципу поступают в клетку
препараты, связанные через аптамер с ассоциированным с онкогенезом рецептором </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">EGFR</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, избыточно экспрессирующимися в ряде опухолей. Трансферин
– лиганд, активирующий эндоцитоз. Аптамеры, модифицированные таким образом, что
они не только распознают, но активируют этот рецептор, можно использовать для
доставки в клетки молекул фермента при нарушении его работы. Гликопротеин
оболочки ВИЧ </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">gp</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">120 оказывается на мембране инфицированных клеток и
может быть мишенью аптамеров, связанных с противовирусными и-РНК. и-РНК входят
в клетку и блокируют развитие инфекции.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Наночастицы, связанные с аптамерами могут применяться для доставки
химиотерапевтических агентов и и-РНК, и, одновременно, для диагностики (путём
визуализации контрастных наночастиц МРТ). Так можно осуществить адресное
действие золотых наночастиц, ДНК-мицелл, ДНК-гидрогелей и углеродных нанотрубок,
поскольку аптамеры достаточно просто модифицировать химически без утраты функциональности
и конъюгировать с наноматериалами. Наночастицы и сами по себе могут
использоваться как терапевтические агенты. Аптамеры в сочетании с </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Au</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">-</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Ag</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> наностержнями
могут стать средством целевого фототермического разрушения, а полимерные
наночастицы и липосомы – содержать в себе химиотерапевтический агент. Ещё один вариант
применения наночастиц – фотохимические системы. Вещества, выделяющие синглетный
кислород (цитотоксический агент) под
действием света могут, конъюгироваться с аптамерами, адресно доставляться в
клетки и при освещении поражать их селективно. Дополнительно защитить нецелевые
клетки можно введя в комплекс карбоновую нанотрубочку таким образом, чтобы она
защищала фоточувствительную молекулу от разрушения, пока аптамер не связался с
мишенью. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Гидрогели – сеть полимерных цепей, нерастворимых в воде. Они являются
суперабсорбентами. Если включить в их состав аптамеры, то при взаимодействии с
мишенями структура гидрогелей будет становиться более рыхлой. Так можно
контролировать процесс выделения из гидрогеля лекарственных компонентов,
поскольку процесс выделения будет запускаться только в присутствии определённых
молекул-маркеров, являющихся мишенями аптамеров<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Поскольку и-РНК и аптамеры имеют нуклеотидную природу, их просто связать
друг с другом. иРНК могут сшиваться с аптамерами ковалентно, или, например,
через стрептавидин-биотиновые структуры. Дисульфидный мостик, которым биотин
пришивается к и-РНК разрушается в клетке и и-РНК освобождается. Так как на
стрептавидине может связаться четыре молекулы биотина, конструкция может быть
сложнее и включать в себя несколько разных аптамеров или и-РНК. Аптамеры можно
непосредственно присоединять к и-РНК, причём более эффективной будет
конструкция, где два аптомера пришито в и-РНК с обоих сторон, а и-РНК
становится линкером между ними. Применение и-РНК, связанных с аптамерами менее
опасно с точки зрения побочных эффектов, чем применение свободной и-РНК. Важно,
чтоб при поступлении в клетку связанная с аптамером и-РНК не разрушалась в
эндосоме, предполагается, что это могут обеспечить химические модификации
аптамера. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Химиотерапевтические соединения могут связываться с аптамерами ковалентно, и,
если связь чувствительна к кислотной среде, она будет разрушаться в клетке. Доцетаксел
и доксорубуцин могут встраиваться в ГЦ богатые последовательности ДНК и РНК и
без химических связей, за счёт физических взаимодействий. Можно также пришить
его гидразоновым мостом. Можно создавать и более сложные комплексы, включающие
различные химиотерапевтические агенты, наночастицы и аптамеры одновременно, при
этом части аптамеров могут удерживать комплексы путём комплементарного
взаимодействия.<o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Хотя первые лекарственные препараты на основе аптамеров уже применятся, и
ещё больше - проходит клинические исследования, большая часть сложных
биотехнологических решений пока что не покинула пределов лабораторий. Эффективность
в эксперименте, в культуре клеток и при инъекции в опухоль у лабораторных
животных – не показатель для оценки эффективности в клинике, поскольку
требуются препараты, пригодные для системной терапии, при которой выше дозы и
больше риск побочного эффекта. Тем не менее, следует ожидать постепенного
вхождения в практику и более сложных комплексов, включающих аптамеры, поскольку
эффективность их, зачастую, выше, чем эффективность тех же молекул по
отдельности.<o:p></o:p></span></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-83292015818237290022014-11-22T06:09:00.001-08:002014-11-22T06:09:11.579-08:00Вакцины из теплицы - трансгенные растения для профилактики инфекционных заболеваний<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://4.bp.blogspot.com/-4jGz66htheE/VHCY-a5sE4I/AAAAAAAAEWY/QN5z4oOt9gk/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://4.bp.blogspot.com/-4jGz66htheE/VHCY-a5sE4I/AAAAAAAAEWY/QN5z4oOt9gk/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" height="280" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Самый эффективный способ борьбы с инфекционными заболеваниями – вакцинация,
и более доступные сопоры получения вакцин могли бы значительно расширить их
применение. Первые вакцины готовились из убитых или живых, но ослабленных,
патогенов. Сейчас такие вакцины тоже используются против ряда заболеваний.
Более безопасные вакцины включают в качестве иммуногена 1-2 белка рекомбинантного
происхождения, которые нарабатываются в культуре клеток или микроорганизмов и,
затем, очищаются. Они гораздо более безопасны, но получить их сложнее. Ещё один,
ограничивающий распространение вакцин, фактор – то, что это, в основном,
инъекционные препараты, то есть для их введения в организм необходимо, чтобы
они были стерильны, а процедура проводилась с участием специалиста, в
соответствующих условиях, с использованием одноразовых игл и шприцов. Это увеличивает
их стоимость и возможность применения в условиях развивающихся стран. Создание
растений, которые могут употребляться как вакцина, облегчит его транспортировку
вакцины (соблюдение температурного режима) и её использование. До 90% стоимости
вакцины может составлять очистка антигена, если для вакцинации использовать
растительное сырьё, не нуждающееся в дополнительной сложной очистке, и
поступающее в организм перорально – экономия будет огромна.</span></div>
<a name='more'></a><br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Использование вакцинных растений для борьбы с инфекциями ещё далеко от
практического применения. Однако активно идёт работа над такими вакцинами от
кишечных инфекций, как вирусных, так и бактериальных. Растительные клетки могут
синтезировать и белки человека для использования в терапевтических целях, в том
числе сывороточный альбумин, интерфероны, интерлейкины, лизоцим, лактоферин и β-глюкозидазу.
Клеточная стенка растительной клетки защищает белки от разрушения в
пищеварительном тракте, так что, с этой точки зрения, данный источник антигена
очень удобен для вакцин, употребляемых перорально. Чтобы вакцинный белок лучше взаимодействовал
с эпителием, его связывают с белком </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">CTB</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">,
лигандом эпителиального рецептора </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">GM</span><sub><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">1</span></sub><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Основные способы получения вакцинного растения – создание трансгенных растений
с необходимым геном в ядерном или хлоропластном геноме, также возможен вариант,
когда генетический материал вводится в растение без встраивания в геном –
транзиентная трансфекция. Для доставки енетического материала используются агробактерии
и вирусы. Синтез вакцинных белков в хлоропластах более эффективен, чем синтез
за счёт ядерного генома, он лучше обеспечивает правильную укладку и липидные
модификации антигена благодаря их бактериальному происхождению. Хлоропласты, правда,
не обеспечивают гликозилирование, а если его осуществляют ферменты
эндоплазматического ретикулума, оно будет характерным для эукариот, а не
бактериальных патогенов. При интеграции в одной клетке при этом может оказаться
более 10 000 копий чужеродного гена.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Транзиентная экспрессия может быть получена путём заражения растений
модифицированными вирусами, последовательности генома которых кодируют целевые
антигены. Вакцинные растения с транзиентной экспрессией антигена, вырабатывают
его в больших количествах. Системы на основе вирусной трансдукции дают выход
целевого продукта до грамма на килограмм биомассы. Для трансдукции используют вирус
табачной мозаики и вирус картофеля </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">X</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. С
гектара, засеянного модифицированным табаком можно получить более 360 миллионов
доз вакцины против сибирской язвы. Конечно, табак не самое удобное растение для
создания пероральной вакцины, его нельзя употреблять в пищу и требуется очистка
антигена. Быстрым и эффективным оказалось накопление в листьях посевного латука,<i>
</i>в хлоропластах (сопоставимо с табаком), который можно использовать
перорально без сложной очистки. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Почему так важна скорость? Например, вирус гриппа изменчив, каждый раз, при
использовании убитого или ослабленного возбудителя для вакцинации, нужно
начинать работу над вакциной с начала. Вакцины от гриппа – инактивированные
вирусы, выращенные на куриных эмбрионах. Для получения одной дозы нужно два эмбриона.
Вирус накапливается небыстро, препарат требует затрат на оплодотворённые яйца,
логистику, очистку, С помощью транзиентной экспрессии при трансдукции агробактериями
путь от описания струкутры антигена до получения первых доз занимает несколько
недель, что значительно ускорит создание специфической вакцины.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Растительная биомасса – зерно, клубни, плоды, их можно, при необходимости, лиофильно
высушить и получить стабильный сухой антиген. В зерне белки хранятся в специальных
вакуолях, защищающих их от протеаз, при этом зерно лиофилизировать
необязательно. Такие продукты, как трансгенный томат, надо, всё же,
лиофилизировать для длительного хранения, зерно же годами сохраняет антигенные
свойства при адекватных условиях. Для выращивания таких растений не нужны
реакторы, они растут, как обычные растения, в теплице или в поле. Распространение
вакцинных генов в природе, особенно, среди употребляемых в пищу растений, может
привести формированию толерантности к антигену
у употребляющих их людей, поэтому трансгенные растения, предпочтительно, всё
же, выращивать в условиях физической изоляции. Дополнительно ограничить распространение
трансгена можно собирая растения до цветения, если продукт хорошо накапливается
в листьях и такое сырьё отвечает требованиям к вакцине. Хлоропластные гены не
будут распространятся с пыльцой, в отличие от геномных, так что такие
трансгенные растения контролировать проще.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Некоторые инфекционные заболевания ограничены в своём распространении территорией
развивающихся стран и определёнными климатическими поясами. Создание вакцин от таких
болезней сложно окупить. Производство растительной вакцины проще локализовать и
тогда надобность в какой-либо логистике практически отпадёт. Локализация
производства в страны с неблагоприятным для земледелия климатом, конечно, может
повысить себестоимость конечного продукта, так что при создании определённой
стратегии необходимо учитывать все факторы, влияющие на стоимость.<o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Каково современное положение подобных продуктов? Во второй фазе клинических
исследований вакцина от гриппа из трансгенного табака. Это очищенный белок. Некоторые
ферменты, инсулин и ростовые факторы для фармацевтической и косметической
промышленности уже начали синтезировать с помощью растений. Технология создания
индивидуализированных вакцин с помощью растений и их применения для лечения </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">B</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">-клеточной лимфомы прошла первую фазу клинических
исследований. Всё это говорит о том, что у трансгенных вакцинных растений есть
будущее, однако, до этого, должен быть решён ряд вопросов, как
биотехнологических, так и экономических.<o:p></o:p></span></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-38076713882669193702014-11-15T02:50:00.000-08:002014-11-15T02:50:01.885-08:00Эпигенетические особенности сперматозоида<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://3.bp.blogspot.com/-bO24pw4wdBM/VGcvtTwj6SI/AAAAAAAAEWI/E3snqi-0gfI/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://3.bp.blogspot.com/-bO24pw4wdBM/VGcvtTwj6SI/AAAAAAAAEWI/E3snqi-0gfI/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" height="265" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt;">Сперматозоиды –
высокоспециализированные клетки. Одной из их отличительных черт является
компактизация генома. Так сокращается общий объём клетки, а ДНК оказывается
защищённой от возможных неблагоприятных воздействий в половых путях самки. Особенно
важна защита генома, поскольку системы репарации в сперматозоиде неактивны. При
созревании сперматозоида метилирование ДНК и набор связанных с ней белков
претерпевает значительные изменения, останавливается экспрессия. </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">РНК содержится в сперматозоидах в минимальных количествах, при этом мРНК и рРНК
присутствует во фрагментированном виде. Тем не менее, потеря модификаций генома,
связанных с ним белков, а также микроРНК сперматозоида, несущих важную
эпигенетическую информацию, может серьёзно сказаться на развитии эмбриона.</span></div>
<a name='more'></a><br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">ДНК
сперматозоида компактизирована таким образом, что её концентрация в 6-20 раз
выше, чем в ядрах других клеток. Это достигается благодаря специфическим белкам
– протаминам. При созревании сперматозоидов гистоны сначала заменяются переходными
белками, а те, в свою очередь, уступают место протаминам, протамину 1 и
протамину 2, содержащимся в хроматине в соотношении 1:1. Протамины формируют тороидные
структуры. Они закрывают ДНК от полимераз. После оплодотворения протамины замещаются
материнскими гистонами. Как потеря протаминов, так и нарушение их соотношения
связаны с фрагментацией ДНК, в этом случае, как правило, оплодотворение не
происходит из-за гибели сперматозоида. Однако если провести оплодотворение сперматозоидом,
содержащим недостаточно протамина 2 искусственно, путём инъекции, эмбрион не
выживет.</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt;"><a href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3739388/#bib39"></a></span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"><o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">4–15% генома
сперматозоида человека сохраняет гистоны. Некоторое количество гистонов
сохраняется, и их распределение на ДНК закономерно, они оставляют открытыми
некоторые гены, участки, подвергающиеся импринтингу, кластеры микроРНК. Большая
часть нуклеосом содержится в небогатых генами областях. Это гистоны </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">2</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">A</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">и </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">2</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">B</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">, гистон 3 (</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">3), гистон 4 (</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">4) и </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">tH</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">2</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">B</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">. Гистоны находятся у ядерной мембраны и колокализованы с РНК, которая участвует
в поддержании нуклеосом, ингибируя присоединение протаминов. Сохраняющиеся в
сперматозоидах гистоны участвуют в регуляции экспрессии в раннем эмбриогенезе и
поддерживают состояние плюрипотентности клеток.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">Важен не
только профиль гистонов, но и их модификации, поскольку влияние гистонов на
экспрессию определяется ими. Метилирование </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">3</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">K</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">9 и </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">3</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">K</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">27, деацетилирование </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">3 и </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">4, убиквитинилирование </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">2</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">A</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> инактивирует экспрессию, а активация экспрессии происходит при метилировании
</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">3, ацетилировании </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">3 и </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">4 или убиквитинилировании </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">2</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">B</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">. Гистон </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">3 метилируется по 4 и 27 лизину, диметилированный </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">3</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">K</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">4 (</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">3</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">K</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">4</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">me</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">2) и </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">3</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">K</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">4 триметилированный (</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">3</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">K</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">4</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">me</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">3) находят на принципиальных для развития эмбриона
промоторах. Триметилированный </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">H</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">3</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">K</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">27 находится на промоторах, инактивированных в
эмбрионе. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">В ооците и эмбрионе
ДНК слабо метилирована, зато в сперматозоиде содержание метилированных участков
повышено. Метилирование важно для импринтинга, взаимодействия хромосом </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">X</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">и защиты от ретротранспозонов. Нарушения метилирования
некоторых генов в сперматозоидах, в частности </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">DAZL</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">и <i> </i></span><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">MTHFR</span></i><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">, а также сайтов импринтинга связано с бесплодием, а деметилирование
повторов – с невынашиванием беременности, даже если провести инъекцию для оплодотворения.
5-гиброксиметилцитозин (5-</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">hmC</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">) – промежуточный продукт деметилирования ДНК.Его
расположение совпадает с расположением нуклеосом, что говорит о возможном его
участии в эпигенетической регуляции.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">Присутствуют
в сперматозоиде микроРНК и малые РНК </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">piRNA</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">, защищающие геном от транспозонов.
Количество микроРНК в сперматозоиде пренебрежимо мало по сравнению с количеством
микроРНК в ооците, однако она важна для правильного развития зиготы. Стресс, связанный
с травмой у самцов мышей ведёт к изменению профиля микро</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">RNA</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">и </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">piRNA</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">. Возможно, происходят ещё какие-либо нарушения
отцовского эпигенома, но установлено, что в потомстве наблюдаются
метаболические изменения и изменения поведения. На эпиенетический профиль
сперматозоида влияют возраст и токсины, например, тяжёлые металлы, воздействующие,
прежде всего, на </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">P</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">2, связывание которого с ДНК ингибируется свинцом. Воздействуют на эпигенетический
профиль вещества, влияющие на эндокринную систему.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">Исследование
эпигенетических особенностей сперматозоида позволило приблизится к пониманию
двух принципиально важных вещей. Во-первых, особенности эпигенома сперматозоида
могут быть связаны с нарушениями репродуктивной функции различной степени тяжести.
Это может оказаться важным для диагностики и полезным для разработки лечения
таких пациентов. Во-вторых, было установлено влияние на эпигенетическую
наследственность различных факторов, таких, как, например, перенесённые травмы
и стресс, которые влияют, в дальнейшем, на развитие потомства.<o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<br /></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-17049637551294781442014-11-08T11:46:00.002-08:002014-11-08T11:46:53.254-08:00Пептидо-нуклеиновые кислоты - особенности и возможности<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://2.bp.blogspot.com/-sN0KhFGwdDE/VF5zEEJS_eI/AAAAAAAAEV4/mImdCJEd5lY/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://2.bp.blogspot.com/-sN0KhFGwdDE/VF5zEEJS_eI/AAAAAAAAEV4/mImdCJEd5lY/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" height="195" width="320" /></a></div>
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
Пептидо-нуклеиновые кислоты, ПНК – синтетические
соединения, по структуре подобные олигонуклеотидам. В их основе - скелет,
подобный скелету ДНК, где остатки фосфо-рибозы замещены <span lang="EN-US">N</span>- (2-амино-этил) глициновыми остатками,
связанными этилен-диаминовыми связями. Азотистые основания соединены с глицином
метиленовыми мостиками, а расстояние между ними соответствует расстоянию, характерному
для ДНК. Благодаря этому ПНК связывает ДНК и РНК с участием водородных связей,
однако полученные дуплексы устойчивы к ионам и температуре. Молекулы ПНК незаряжены,
они гидрофобны, а, значит, нерастворимы, что ограничивает их возможность проникать
в клетку и применение в биотехнологии. Однако их преимуществом является
невосприимчивость к ферментативному гидролизу.</div>
<a name='more'></a><br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">ПНК-зонды связываются
с мишенями с очень высокой специфичностью. Это объясняется тем, что они более
чувствительны к несовпадению оснований при формировании дуплекса с ДНК, чем
аналогичная последовательность ДНК. Дуплексы ПНК-ДНК более устойчивы к
нагреванию, чем ДНК-ДНК дуплексы, но ещё более устойчивы к температуре связи в
дуплексе ПНК-РНК, при условии полной комплементарности. При наличии несвязанных
пар стабильность дуплексов резко падает. В отличие от взаимодействий природных
нуклеиновых кислот, дуплексы, образуемые ПНК с ДНК и РНК, могут быть не только
антипараллельными, но и параллельными, причём вторые более термостабильны.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">ПНК могут
формировать не только дуплексы, но и триплексы с ДНК, блокируя при этом транскрипцию.
Таким свойством обладают гомопиримидиновые ПНК, при этом две цепи ПНК вытесняют
гомопиримидиновую цепь ДНК из дуплекса со второй цепью и связываются с
оставшейся. Наиболее эффективно ПНК связываются с активно транскрибируемой ДНК благодаря
её конформации. Если образование дуплекса может блокировать инициацию
транскрипции, то только сборка триплексной структуры на цепи ДНК может
блокировать элонгацию РНК. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">ПНК-РНК дуплексы
устойчивы к РНКазе, но они блокируют созревание, транспорт и трансляцию РНК
(при связывании на первом кодоне). ПНК также могут ингибировать обратную
транскрипцию в клетках, заражённых вирусами, путём связывания с вирусными РНК. Такие
блокирующие синтетические структуры в перспективе могут войти в состав
лекарственных препаратов. Связываясь с РНК в составе теломеразы,
соответствующие ПНК могут ингибировать её активность. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">Особенности ПНК,
такие как специфичность связывания и устойчивость, позволяют рассматривать их в
качестве замены или дополнения ДНК-олигонуклеотидам в различных
молекулярно-биологических методиках. </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">C</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> помощью ПНК-зондов можно
предотвратить накопление в ПЦР неспецифического продукта в тех случаях, когда
точность реакции жизненно важна, например, при поиске соматических мутаций в
злокачественной опухоли. Если мутация выявляется с помощью специфических
праймеров, сайты их связывания дикого типа, не содержащие искомой замены, но
способные связать праймер, что приведёт к ошибочному накоплению продукта, можно
надёжно связать устойчивой и высокоспецифичной связью с ПНК. ПНК можно
использовать и для «расправления» цепей при амплификации. Когда необходимо
амплифицировать участки повторов, присутствующих в геноме в виде двух,
различных по длине аллелей, случается, что короткая аллель представлена в
конечном продукте в большей концентрации, чем длинная. Однако если использовать
ПНК, более длинные фрагменты не будут формировать вторичных структур,
препятствующих амплификации и ампликоны обоих аллелей будут накапливаться пропорционально.
Так как в данном случае уже работающая полимераза встречает ПНК-зонд на цепи,
он просто отсоединяется, не препятствуя процессу репликации. ПНК может
распознаваться как праймер, более специфичный, чем традиционно используемые
олигонуклеотиды. Химерные праймеры, содержащие ДНК на конце, распознаваемом
полимеразой и являющиеся ПНК в остальной части последовательности распознаются и
достраиваться полимеразами в ходе ПЦР.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">Используются ПНК
и в качестве зондов для гибридизации в составе разнообразных сенсоров. Были,
например, предложены сенсоры на основе кварцевых резонаторов, где целевые ДНК
мишени выявлялись при помощи ПНК-зондов. Нанесённые на поверхность золотого
носителя в составе сенсоров, работающих с применением детекции поверхностного
плазмонного резонанса, ПНК можно регенерировать после гибридизации и использовать
биосенсор повторно. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">Устойчивость
ПНК к ферментам и нетоксичность делают их привлекательными для использования в
исследовательских целях для ингибирования экспрессии генов в клетках. Ни с чем
не связанная, свободная ПНК проходит в клетку только при очень больших
концентрациях, поэтому </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt;">ПНК
вводят в клетки путём трансфекции, трансдукции вирусами, электропорации, с
помощью ультразвука, а также в составе липосом.</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> Ведётся
и поиск способов сделать подобные соединения, которые лучше, чем существующие
ПНК, проходят через мембраны клеток. Как уже было сказано, ПНК незаряжена,
однако, если это необходимо, в ПНК можно встроить остатки с отрицательным или положительным
зарядом. Встраивание положительно заряженных лизиновых остатков повышает
растворимость олигомера. Также обсуждалась возможность воздействовать на мембраны
клеток-реципиентов, и конъюгировать ПНК с пептидами, благодаря которым ПНК
быстро проходит например, в нейроны коры мозга. <o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">ПНК могут
применяться в разработке лекарств, биотехнологии, диагностике с использованием
биосенсоров, они нетоксичны, поэтому их иногда также рассматривают как
действующее вещество лекарственных препаратов. Эти соединения можно получить
только химическим путём, и ряд исследований посвящён возможностям их
модификаций – от изменения структуры скелета до конъюгации с различными
молекулами, чтобы сделать их применение более широким.<o:p></o:p></span></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-33236649882856356702014-11-01T03:44:00.001-07:002014-11-01T03:44:54.432-07:00Синглетный кислород как сигнальная молекула<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://2.bp.blogspot.com/-k24S--vgI24/VFS5Mj_zpBI/AAAAAAAAEVk/_Gp_YaE5ZhA/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://2.bp.blogspot.com/-k24S--vgI24/VFS5Mj_zpBI/AAAAAAAAEVk/_Gp_YaE5ZhA/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" height="221" width="320" /></a></div>
<div style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
<span style="font-size: 14pt;">Активные формы
кислорода опасны для живой клетки, и, со временем, появились механизмы защиты от
их воздействия. В то же время, при резком возрастании концентрации активных форм кислорода под
действием внешних факторов или нарушений метаболизма, они становятся сигнальными
молекулами, активирующими тот или иной ответ на клетки на стресс. Под их
контролем у растений находится активация защитных систем, регуляция деления
клеток, а также процессы, лежащие в основе симбиоза с грибами. При стрессе
активный кислород вырабатывается в клетке в нескольких формах, в зависимости, в
том числе, и от природы повреждающего воздействия. При избыточном
освещении, низких температурах и засухе в
пластидах начинает формироваться синглетный кислород. Этот процесс связан,
прежде всего, с нарушениями работы транспорта электронов при фотосинтезе под
воздействием внешних фактов. Он<sup> </sup>останавливает рост взрослого
растения и вызывает гибель ростка.</span></div>
<a name='more'></a><br />
<div style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
<span style="font-size: 14pt;">Если растение
подвергается более интенсивному освещению, чем ему необходимо для ассимиляции </span><span lang="EN-US" style="font-size: 14pt;">CO</span><sub><span style="font-size: 14pt;">2</span></sub><span style="font-size: 14pt;">, это ведёт к избыточно восстановленному состоянию
электрон-транспортной цепи от фотосистемы </span><span lang="EN-US" style="font-size: 14pt;">II</span><span style="font-size: 14pt;"> на фотосистему </span><span lang="EN-US" style="font-size: 14pt;">I</span><span lang="EN-US" style="font-size: 14pt;"> </span><span style="font-size: 14pt;">и блокированию фотосинтеза. Защита фотосинтетического аппарата
обеспечивается рассеиванием избыточной энергии с антенны фотосистемы </span><span lang="EN-US" style="font-size: 14pt;">II</span><span style="font-size: 14pt;"> или переносом электронов с
фотосинтетической системы </span><span lang="EN-US" style="font-size: 14pt;">II</span><span lang="EN-US" style="font-size: 14pt;"> </span><span style="font-size: 14pt;">на другие молекулы. Окислительное повреждение фотосистемы </span><span lang="EN-US" style="font-size: 14pt;">II</span><span lang="EN-US" style="font-size: 14pt;"> </span><span style="font-size: 14pt;">ведёт к накоплению синглетного кислорода, причём его количество
зависит от степени повреждения. Образование синглетного кислорода<sup> </sup>происходит
в реакционном центре фотосистемы </span><span lang="EN-US" style="font-size: 14pt;">II</span><span style="font-size: 14pt;"> и в антенне. Это соединение недолгоживущее, действующее,
преимущественно, в пределах пластид и приводящее к образованию молекул –
посредников, переносящих сигнал в ядро, хотя у одноклеточных фотосинтетиков
описан выход синглетного кислорода из хлоропласта<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">Реакционный центр фотосистемы </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">II</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">
содержит два мембранных белка </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">D</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">1 и </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">D</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">2, кодируемых ДНК пластид, и связывающих ряд
кофакторов, в том числе хлорофилл, они участвуют в регуляции переноса
электронов. Бета-каротины и белок </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">D</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">1 в
реакционном центре фотосистемы </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">II</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;"> – первые
молекулы, на который воздействует синглетный кислород. Бета-каротины
подвергаются неферментативному расщеплении при выделении синглетного кислорода
под действием высокой интенсивности освещения, а </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">D</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">1 нейтрализует воздействие этого соединения, он быстро
разрушается и ему на смену в реакционный центр приходят новые молекулы.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">Белки </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">EX</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">1 и </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">EX</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">2 находятся в
тилакоидах пластид. При умеренном стрессе, связанном с повышенной освещённостью,
синглетный кислород запускает опосредованный </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">EX</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">1 сигнальный путь, повышающий стрессоустойчивость
растения. </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">EX</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">2 контролирует активность </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">EX</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">1 и ответ, вызываемый им. При сильном освещении в
ответ включаются и другие механизмы, связанные с окисленными жирными кислотами
и каротинами экранирует сигнальный путь, контролируемый </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">EX</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">.<o:p></o:p></span></div>
<div class="indent" style="background: white; margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; vertical-align: baseline;">
<span style="font-size: 14pt;">Каротины
поглощают дополнительный свет для фотосинтеза и защищают фотосинтетический
аппарат от активных форм кислорода, прежде всего <span style="border: none windowtext 1.0pt; mso-border-alt: none windowtext 0cm; padding: 0cm;">–</span>синглетного кислорода. Они
также стабилизируют мембраны, защищают липиды от повреждения и регулируют поглощение света, инактивируя
возбуждённый хлорофилл фотосистемы </span><span lang="EN-US" style="font-size: 14pt;">II</span><span style="font-size: 14pt;">.</span><span class="apple-converted-space"><span lang="EN-US" style="font-size: 14pt;"> </span></span><span style="border: 1pt none windowtext; font-size: 14pt; padding: 0cm;">Б</span><span style="font-size: 14pt;">ета-каротины входят в состав реакционного центра фотосистемы </span><span lang="EN-US" style="font-size: 14pt;">II</span><span style="font-size: 14pt;">, а ксантофиллы – в состав антенны.<em><span style="border: none windowtext 1.0pt; font-style: normal; mso-bidi-font-style: italic; mso-border-alt: none windowtext 0cm; padding: 0cm;"> Синглетный кислород
взаимодействует с бета-каротинами </span></em>с образованием альдегидов и
кетонов других соединений в случаях, когда ксантофиллов уже не достаточно для
защиты. Бета-каротин-5,8-эндопероксид накапливается при слишком избыточном
освещении, это основной продукт окисления бета-каратинов, специфический продукт,
который образуется только при взаимодействии с синглетным кислородом. Продукты
окисления каротинов – мессенджеры сигналинга синглетного кислорода. Они растворимы,
проходят мембраны и запускают сигнальный путь, независимый от </span><span lang="EN-US" style="font-size: 14pt;">EX</span><span style="font-size: 14pt;">, активирующий гены защитных систем, останавливающий рост организма, вызывающий
апоптоз. При выраженном переизбытке освещения синглетный кислород также вызывает
фотоокислительное повреждение и неферментативное окисление липидов.</span><span style="font-size: 14pt;"> </span><span style="font-size: 14pt;">Профиль окисленных жирных кислот,
образующихся под воздействием синглетного кислорода несколько отличается от
профилей, характерных для окисления под действием свободных радикалов. Всё это
вместе ведёт к развитию ответа на избыточную освещённость, более выраженного,
чем в случае </span><span lang="EN-US" style="font-size: 14pt;">EX</span><span style="font-size: 14pt;">,
связанного с остановкой роста и гибелью повреждённых клеток.<o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">В течение получаса после выделения синглетного
кислорода в пластидах, в ядре активируется транскрипция по крайней мере 300
генов. В целом, по какому бы механизму ни шёл ответ, это сложная сигнальная
сеть, а не один путь. Гены, активирующиеся при этом, могут быть задействованы в
гормональной регуляции, связанной со стрессовыми состояниями, но не быть
вовлечёнными в ответные реакции на другие активные формы кислорода. Таким образом, синглетный кислород передаёт в ядро информацию об избыточной освещённости, повреждающей фотосинтетический аппарат, и степени неблагоприятного воздействия, вызывая соответствующий определённой ситуации ответ.</span></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-89817074158270783152014-10-25T04:25:00.002-07:002014-10-25T04:25:53.141-07:00"Прирученные" бактериофаги - агенты генного трансфера у бактерий<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://4.bp.blogspot.com/-tgywmVv0ykA/VEuInGWW6MI/AAAAAAAAEVU/K-47nFy5t6s/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://4.bp.blogspot.com/-tgywmVv0ykA/VEuInGWW6MI/AAAAAAAAEVU/K-47nFy5t6s/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" height="217" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">От
0.05 до 80% генов бактериальных геномов и геномов архей оказались в их составе
в результате горизонтального переноса. Главным, определяющим возможность
горизонтального переноса</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">фактором
является сосуществование организмов. Даже далеко не близкородственные
микроорганизмы могут обмениваться генетической информацией, если они существуют
в одном сообществе. Описаны различные способы передачи генетического материала
горизонтальным путём. Прежде всего, это захват из окружающей среды, перенос ДНК
при конъюгации и трансдукция, перенос генов с участием бактериофагов. При
сборке фагов в его частицах могут случайно оказаться фрагменты генома хозяина, так
что часть генома фага или весь геном замещаются ДНК микроорганизма. Такая ДНК
передаётся новому хозяину и может встроиться в его геном. Недавно был описан
ещё один путь распространения генетического материала – перенос ДНК с участием
агентов генного трансфера, частиц, похожих на фаговые, однако, содержащих
только геномную ДНК сформировавшей их клетки.</span></div>
<a name='more'></a><o:p></o:p><br />
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Фагоподобные
частицы, агенты генного трансфера, по форме напоминают хвостатые фаги, и,
вероятно, произошли от них. Описанные в настоящее время варианты агентов генного
трансфера появились независимо у альфапротеобактерий, дельтапротеобактерий,
спирохет и эуриархеот. Все они содержат некоторое количество ДНК клетки, в
которой они сформировались, но не содержат генов, кодирующих белки самой частицы
(вернее содержат их с той же вероятностью, что и любую другую геномную последовательность).
Фагоподобные агенты генного трансфера альфапротеобактерий вмещают порядка 4 500
пар нуклеотидов ДНК. У брахиспир частицы вмещают 7 500 пн. Этого количества
генетической информации в принципе не достаточно для кодирования всех белковых
субъединиц частицы. Продукция таких частиц не связана с заражением клетки,
гены, отвечающие за этот процесс, присутствуют в геноме. Не найдено никаких
закономерностей, никаких предпочтений относительно последовательностей генома,
которые оказываются в составе частиц. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">В
геномах бактерий и архей невостребованные гены быстро теряются, но с генами
агентов генного трансфера этого не происходит, наоборот, эти гены
характеризуются низким уровнем изменчивости, что говорит об их значимости для
существования микроорганизмов. Наиболее консервативными являются гены капсида,
а также терминазы. Терминаза определяет, какое количество ДНК окажется в
частице, регулируя процесс укладки ДНК в неё и обрезая цепь. В отличие от
фаговых терминаз, эта терминаза не имеет субъединицы, специфически распознающей
участок, где следует внести разрыв, что и понятно: любой участок генома может
быть запакован в частицу. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Агенты
генного трансфера впервые были описаны у <i>R</i></span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">hodobacter</span></i><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> capsulatus</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, пурпурных фотосинтезирующих бактерий, эту
разновидность фагоподобных частиц также называют RcGTA. Гены, отвечающие за
формирование таких частиц, найдены во всех крупных группах альфапротеобактерий
и, вероятно, они были у их общего предка. Особенности их изменчивости
свидетельствуют, что они передавались преимущественно вертикальным, а не
горизонтальным путём. У морских альфапротеобактерий в культуре описан процесс
формирования части агентов трансфера генов. Этот процесс запускается в
стационарной фазе, и время его активации является фиксированным для каждого
штамма, хотя между штаммами может различаться. Запуск формирования частиц
контролируется регуляторными системами клетки и зависит от условий окружающей
среды, на него влияет температура, солёность и плотность популяции. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Частицы
агента </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">RcGTA</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">кодируются
участком генома около 14 000 пн, который содержит 15-17 совместно
транскрибируемых генов. В другой части генома находится ген эндолизина, продукт
которого участвует в высвобождении частиц из клетки. Дополнительные структурные
гены также расположены отдельно от основного кластера, по крайней мере два
таких гена было найдено в удалённом на ~670 000 пн от кластера генов агента
генного трансфера участке генома.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Альфапротеобактерии
были предшественниками органелл симбиотического происхождения, присутствующих в
эукариотических клетках, митохондрий. Возможно и при формировании симбиоза,
приведшего к возникновению митохондрий, частицы агентов генного трансфера
принимали участие в переносе генетической информации от симбионта в ядро.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Если
агенты генетического трансфера широко распространены среди альфапротеобактерий,
и их утрата у представителей данной группы, скорее всего, вторична, то среди
спирохет гены подобных частиц найдены только у представителей рода <i>Brachyspira</i>. Как и фаги, данный кластер активируется
при повреждении ДНК и вызывает лизис большого количества клеток, что
нехарактерно для агентов генного трансфера альфапротеобактерий. Вероятно, это
фаг, который превратился в агент генного трансфера не так давно и, во многом,
контролируется подобно фагу.<o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Агенты
генного трансфера – составляющая альтруистического социального поведения
бактерий. При их выделении клетка разрушается, хотя, в отличие от фагов, при
активации агентов генного трансфера лизису подвергается лишь малая часть
популяции, но другие бактерии могут получить преимущество за счёт такого обмена.
Агенты генного трансфера могут участвовать и в перенос генетического материала
между видами, как это происходит – пока не ясно, поскольку рецептор,
распознаваемый частицами, найти пока не удалось. Вполне вероятно, что агенты
генного трансфера, имеющие фаговое происхождение, гораздо шире распространены
среди микроорганизмов, чем это принято считать на основании имеющихся данных,
и, в дальнейшем, они будут описаны в других группах бактерий и архей.<o:p></o:p></span></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-78732726074335401782014-10-18T06:38:00.000-07:002014-10-18T06:38:24.948-07:00Метилотрофы - потребители одноуглеродных соединений<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://4.bp.blogspot.com/-_ocP4rgsY1E/VEJtDhr20rI/AAAAAAAAEVE/qt5XNZAQqbU/s1600/%D0%A1%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BA.PNG" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://4.bp.blogspot.com/-_ocP4rgsY1E/VEJtDhr20rI/AAAAAAAAEVE/qt5XNZAQqbU/s1600/%D0%A1%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BA.PNG" height="248" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Метаболизм одноуглеродных органических
соединений – важная составляющая глобального круговорота углерода. Наиболее
распространённое такое соединение – метан, парниковый газ. Также часто оказывается
в окружающей среде метанол и метилированные амины, одноуглеродные соединения,
включающие галогены и метилированные соединения серы. Это связано не только с
промышленным загрязнением, например, метанол, метан и хлорметан выделяются при
разложении растительных тканей в анаэробных условиях, ряд таких веществ
присутствует и в тканях животных. </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt;">Метан
встречается в залежах угля и нефти, в больших количествах синтезируется
метанобразующими бактериями. </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Микроорганизмы, метаболизирующие одноуглеродные соединения распространены
повсеместно, их принято называть метилотрофами. </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU;">М</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt;">етилотрофы
ассимилируют углерод восстановленных одноуглеродных соединений - формальдегида,
муравьиной кислоты и соединений, содержащих метильную группу (СН<sub>3</sub>-),
например, диметиловый эфир.</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"></span></div>
<a name='more'></a><br />
Наиболее
охарактеризованными группами микроорганизмов, способными усваивать одноуглеродные органические соединения
являются гаммапротеобактерии и альфапротеобактерии. Среди метилотрофов есть также
бетапротеобактерии и актиномицеты. По
способности утилизировать углерод метилотрофы подразделяются на две основные подгруппы
- облигатные и факультативные метилотрофы. Факультативные метилотрофы часто они
растут также на муравьиной кислоте и на простых С<sub>2</sub>- и С<sub>4</sub>-
соединениях. Ряд метилотрофных организмов можно
выделить в культуру. Однако всего разнообразия метилотрофов в сообществах так
не описать. Кроме того, метаболические особенности и предпочтения метилотрофных
бактерий могут изменяться в лабораторных условиях. Одно из активно изучаемых сообществ,
богатых метилотрофами – илы озера Вашингтон. Когда для описания данного
сообщества были применены молекулярные методы, оказалось, что преобладающие в
культуре микроорганизмы родов <i><span lang="EN-US">Hyphomicrobium</span></i>, <i><span lang="EN-US">Arthrobacter</span></i>, <i><span lang="EN-US">Methylobacterium</span></i> и <i><span lang="EN-US">Labrys</span></i><span lang="EN-US"> </span>на самом деле представлены в нём в
меньшинстве, а наиболее представленные микроорганизмы относятся к родам <i><span lang="EN-US">Methylobacter</span></i> или <span lang="EN-US"> <i>Methylotenera</i></span> достаточно сложными для
выделения в культуру. <o:p></o:p><br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">С помощью флюоресцентных красителей,
чувствительных к окислительно-восстановительным процессам, можно оценить
реакцию микробного сообщества на внесение различных соединений и выявить
метилотрофов и другие микроорганизмы со специфическими вариантами метаболизма. В
этом случае будут выявлены только те микроорганизмы, которые проявляют свои
метаболические возможности в данном сообществе, те, у которых они не активны в поле
зрения исследователя не попадут. При внесении метаболических радиоактивных меток
в сообщество важно минимально повредить его организацию, но обеспечить
достаточную концентрацию метки. Время инкубации тоже проблемный момент: слишком
короткая может оказаться недостаточной для полноценного включения меток, а
слишком длительная приведёт к включению меток в организмы, поглотившие их из
клеток, которые усвоили меченые молекулы <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Наиболее распространённые мишени ПЦР для
поиска метиллотрофов - </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>pmoA</i></span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">,</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>mmoX</i></span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">,</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>mxaF</i></span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. Присутствие большинства известных метилотрофных
бактерий можно выявить также с помощью праймеров к генам</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>fae</i></span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">,</span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">mch</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">,</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>mtdB</i></span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, и </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>fhcD</i></span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. В сложных сообществах часто нелегко
привязать конкретные гены, ассоциированные с метаболизмом к определённому виду.
Обойти это ограничение можно либо с помощью накопления конкретного
представителя сообщества в культуре, где он получает преимущество по сравнению
с другими микроорганизмами, либо с использованием специфических меток.<o:p></o:p></span></div>
<div style="margin-top: 0cm;">
При усвоении
метана, метанола, метиламина и других одноуглеродных соединений, они
превращаются ферментами микроорганизма в формальдегид, который у метилотрофов
является ключевым метаболитом, на уровне которого расходятся конструктивные и
энергетические пути (хотя есть данные указывающие на то, что разделение путей
происходет позже, после преобразования формальдегида в формиат), приводящие к
двум основным путям ассимиляции одноуглеродных соединений–
рибулозомонофосфатному и сериновому. У факультативных
метилотрофов чаще встречается сериновый путь. Кроме того, ассимиляция
формальдегида через рибулозомонофосфатный цикл характерна для метилотрофов,
имеющих мембранную организацию I типа, а через сериновый - для метилотрофов с
системой внутрицитоплазматических мембран II типа. Мембраны I типа представлены
стопками плотно упакованных везикулярных дисков, распределенных по всей
цитоплазме; внутрицитоплазматические мембраны II типа имеют вид ламелл,
расположенных по периферии цитоплазмы клетки. Далеко не все ферменты, задействованные
в метилотрофии, изучены. Находят и описывают новые механизмы и ферменты,
катализирующие эти процессы, особенно у криптических организмов. Новые сведения
о механизмах метилотрофии может дать изучение новой, филы <i><span lang="EN-US">Verrucomicrobia</span></i><span lang="EN-US"> </span> и других, мало изученных
метилотрофов. Несколько представителей <span lang="EN-US"> <i>Verrucomicrobia</i></span><i><span lang="EN-US"> </span></i>было выделено в культуру, все они
были термофильными ацидофилами. У них была найдена особая, отличная от других
метанмонооксигеназа. В остальном их метилотрофный метаболизм ещё предстоит
охарактеризовать.<o:p></o:p></div>
<div style="margin-top: 0cm;">
Чаще
всего для окисления одноуглеродных соединений используется кислород, однако
могут использоваться и другие акцепторы электронов. Если в среде много азота
(например из-за удобрений), некоторые факультативные метилотрофы используют
нитрат. Метанол добавляют в промышленные отходы, так как это ускоряет
денитрификацию, но в этом сообществе находят в большом количестве метилотрофные
микроорганизмы - <span lang="EN-US"> <i>Methylophilaceae</i></span><i>, </i><i><span lang="EN-US">Rhodocyclaceae</span></i><i>, </i><i><span lang="EN-US">Paracoccus</span></i><i>,</i><span lang="EN-US"> </span>и <i><span lang="EN-US">Hyphomicrobium</span></i>, участвуют ли они в
денитрификации в данном случае – не известно.<o:p></o:p></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Ряд особенностей генов, ассоциированных с
метилотрофией, указывает на случаи горизонтального переноса между
неродственными организмами, хотя вариабельность генов внутри семейств чаще, всё
же, совпадает с изменчивостью последовательностей рибосомных РНК. Тем не менее,
найдены микроорганизмы, у которых гены, связанные с метилотрофией вообще расположены на плазмиде. Геном</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>Methylobacillus</i></span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">flagellatus</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, представителя бетапротеобактерий, включает
гены различных путей усвоения метана и метанола, однако структура некоторых из
них более близка к генам гаммапротеобактерий, чем к генам метилотрофных бетапротеобактерий,
таким образом С1 метаболизм у бетапротеобактерий может иметь различное
происхождение.<o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Сейчас стало ясно, что метилотрофы являются компонентом множества
сообществ, эта способность возникла несколькими путями и гены, определяющие её
могли распространяться горизонтальным переносом. Интерес к изучению
метилотрофов связан не только с особенностями их метаболизма, но и с
перспективами их практического использования в биотехнологии как продуцентов
полноценного кормового белка и незаменимых аминокислот, в т. ч. лейцина и
фенилаланина, и других веществ для промышленного и медицинского использования, а
также их изотопно-меченых аналогов</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt;">. Отмечено,
что некоторые рекомбинантные белки лучше синтезируются метилотрофами, чем
привычным объектом биотехнологии, кишечной палочкой. Кроме того, метанол –
достаточно доступное и недорогое сырьё для выращивания микроорганизмов.<o:p></o:p></span></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-42445253970894269752014-10-11T05:48:00.001-07:002014-10-11T05:48:06.246-07:00Участие тРНК в синтезе биомолекул и регуляторных процессах.<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://4.bp.blogspot.com/-VwYFi6Y1PQA/VDkm9xoPnlI/AAAAAAAAEU0/LHP0LehTjB8/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://4.bp.blogspot.com/-VwYFi6Y1PQA/VDkm9xoPnlI/AAAAAAAAEU0/LHP0LehTjB8/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" height="216" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">тРНК состоят из 73–90 нуклеозидов и имеют характерную структуру
клеверного листа, включающую </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">D</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">-петлю, </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">T</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">петлю, вариабельную петлю и
петлю антикодона. Эта вторичная структура складывается в трёхмерную третичную структуру,
в которой сближаются петли </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">T</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">и </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">D</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">. Наиболее изученной ф</span><span style="background-attachment: initial; background-clip: initial; background-image: initial; background-origin: initial; background-position: initial; background-repeat: initial; background-size: initial; color: #252525; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">ункцией тРНК является транспортировка<span class="apple-converted-space"> </span></span><span style="background-attachment: initial; background-clip: initial; background-image: initial; background-origin: initial; background-position: initial; background-repeat: initial; background-size: initial; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">аминокислот<span class="apple-converted-space"><span style="color: #252525;">
</span></span><span style="color: #252525;">к месту<span class="apple-converted-space"> </span></span>синтеза белка<span style="color: #252525;"> и встраивание их в растущую белковую цепь. Будучи в комплексе с
аминокислотой, тРНК взаимодействуют с кодонами м</span>РНК<span class="apple-converted-space"><span style="color: #252525;"> </span></span><span style="color: #252525;">и обеспечивая необходимую для образования новой</span> </span>пептидной
связи<span class="apple-converted-space"><span style="color: #252525;"> </span></span><span style="color: #252525;">конформацию комплекса.</span> Однако оказалось, что это
только часть функций тРНК. <span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Связанные с аминокислотами тРНК участвуют в нерибосомном синтезе пептидов, посттрансляционной
модификации белков, модификации фосфолипидов мембран и синтезе антибиотиков.
Как в комплексе с аминокислотой, так и без аминокислотного остатка, эти
молекулы выполняют регуляторную функцию,
управляя метаболизмом и программируемой гибелью клеток. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"></span></div>
<a name='more'></a>Итак, помимо встраивания аминокислот в белковую цепь
при синтезе белка на рибосомах, тРНК могут участвовать в других биохимических
реакциях. Нерибосомный синтез пептидных цепей, точно так же как и рибосомный,
вовлекает тРНК. В состав клеточной стенки бактерий входит пептидогликан –
вещество достаточно сложной структуры, включающее, в том числе, аминокислотную
цепь. Цепи пептидогликана сшиваются между собой короткими пептидами, в
формировании которых участвуют тРНК. У <i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">S</span></i><i><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">. </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">aureus</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">описаны особые тРНК, вовлечённые в этот процесс и не участвующие
в трансляции. Катионные антимикробные пептиды, выделяемые эукариотами, и бактериоцины
прокариот воздействуют на отрицательно заряженные липиды мембран бактерий,
дестабилизируя их. Присоединение к таким липидам лизина или аланина делает
бактерии устойчивыми к подобному воздействию. В этом случае аминокислота также снимается
с молекулы тРНК. тРНК, связанные с аминокислотами, участвуют в синтезе противоопухолевого
антибиотика ванкомицина, циклодипептидов и пацидамицинов.</span><br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Присоединённые к различным молекулам аминокислотные
остатки могут иметь не только структурную, но и регуляторную функцию. С тРНК переносится
аминокислота, служащая сигналом направления белка на деградацию путём последующего
мечения убиквитином – дегрон (это название аминокислотного остатка с
функциональной точки зрения). Ферменты, осуществляющие данный процесс
конкурируют с системой синтеза белка за доступ к тРНК.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">тРНК, не связанные с аминокислотами, участвуют в регуляции
метаболизма в ответ на недостаток аминокислот. Не несущие аминокислот тРНК
аккумулируются на рибосомах в сайте А и блокируют трансляцию. У грамположительных
бактерий экспрессия аминоацил-тРНК синтазы и систем биосинтеза аминокислот регулируется
назагруженными тРНК, стабилизирующими открытое для полноценной транскрипции
оперонов состояние ДНК при недостатке аминокислот. Они могут взаимодействовать с
5′-</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">UTR</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">нетранслируемыми областями генов, и в связанном с аминокислотами
состоянии, однако при этом полноценный транскрипт не считывается. У эукариот незагруженные
тРНК возвращаются из цитоплазмы в ядро и активируют сигнальные пути, запуская ответ
на аминокислотное голодание. У дрожжей при недостатке глюкозы мРНК образуют
скопления в цитоплазме, а тРНК возвращаются в ядро. При различных причинах
голодания механизмы транспорта тРНК могут быть различными. Даже в нормальных
условиях тРНК мигрируют в ядро, но их выраженного накопления не происходит. тРНК
могут возвращаться из ядра в цитоплазму при выходе из аминокислотного
голодания, при этом связывание с аминокислотами может происходить и в ядре, и этот
процесс стимулирует реэкспорт.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Более 15%
нуклеозидов в составе тРНК дрожжей это не аденозин, цитозин, гуанозин или уридин,
а нуклеозиды с модифицированными основаниями. У человека модификаций тРНК ещё больше,
поскольку модификации тРНК более характерны для высокоорганизованных организмов.
Чаще всего модификации тРНК происходят в антикодоне и шпильке. Они обеспечивают
распознавание тРНК в клетке, точность кодон-антикодонного взаимодействия и стабильность
молекулы. В модификации тРНК и малых некодирующих РНК могут принимать участие одни
и те же белки, хотя большинство белков, модифицирующих тРНК специфично именно к
данной группе молекул. Наиболее распространённая модификация – встраивание квеуозина.
У прокариот его синтез происходит при созревании тРНК, повторно он не
используется и выбрасывается в окружающую среду. Эукариоты получают его из пищи
или от микрофлоры, сами синтезировать это соединение они не могут. Квеуозин встраивается
вместо гуанина в первую позицию антикодона тРНК семейства </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Q</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> (</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">His</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">, </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Asn</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">, </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Asp</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">и </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Tyr</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">). Присутствие квеуозина влияет на специфичность тРНК:
тРНК</span><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">His</span></sup><sub><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">(</span></sub><sub><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">G</span></sub><sub><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">34)</span></sub><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">более склонна
к взаимодействию с кодоном </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">CAC </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">, а тРНК</span><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">His</span></sup><sub><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">(</span></sub><sub><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Q</span></sub><sub><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">34)</span></sub><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">– с
кодоном </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">CAU</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">. Квеуозин
и </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Q</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">-тРНК участвуют в регуляции
гликолиза в зависимости от доступности кислорода, в частности, снижая
активность лактатдегидрогеназ. Анаэробный метаболизм характерен для опухолевых
клеток и интенсивно делящихся клеток, даже в присутствии доступного кислорода,
так что данное воздействие обладает противоопухолевым эффектом. С другой
стороны, в злокачественных клетках встраивания квеуозина часто не происходит. Его
потеря связана со степенью злокачественности опухоли и её метастазированием. Возможной
причиной является высокое содержание метилированных пуринов в раковых клетках,
что блокирует фермент, необходимый для модификации тРНК. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Дезаминирование аденозина с образованием инозина в антикодоне
изменяет специфичность тРНК, поскольку инозин может взаимодействовать с урацилом,
цитозином и аденином. Такие модификации могут участвовать в защите от воздействия
антибиотиков, влияющих на трансляцию. Изменение профиля модификаций тРНК при
окислительном стрессе ведёт к трансляционному перепрограммированию. Метилирование
</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">tRNA<sup>Leu</sup><sub>CAA</sub> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">в положении 5 при окислительном стрессе повышает её специфичность к кодону,
увеличивая выход белка. При утрате этого регуляторного механизма клетки становятся
более восприимчивыми к окислительному стрессу.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Регуляторную функцию могут выполнять не только целые
молекулы тРНК, но и их фрагменты. Зрелая тРНК расщепляется надвое в области
антикодона при голодании и стрессе, полученные таким путём молекулы блокируют
синтез белка. Фрагменты тРНК, тРФ размером 13-20 нуклеозидов, образуются из разных
участков зрелой молекулы. 3′ и 5′ фрагменты различных тРК могут функционировать
как малые интерферирующие РНК, вызывая разрушение мРНК. Они также взаимодействуют
с белками </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Argonaute</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">, за счёт чего не только участвуют в сайлинсинге генов, но и могут
регулировать работу системы всех малых ргуляторных РНК, функционирование
которых осуществляется ч участием белков данной группы.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">При апоптозе, запускающемуся по внутреннему пути, мембраны
митохондрий становятся проницаемыми, и из них выходит цитохром </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">C</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">, компонент электрон-транспортной цепи. Он участвует в
активации каспаз – протеаз, осуществляющих разрушение белков при апоптозе. тРНК
связываются с цитохромом<b> </b></span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-bidi-font-style: italic; mso-fareast-language: RU;">C</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">, блокируя его способность активировать апоптоз. Фрагменты
тРНК, напротив, запускают механизмы ответа на окислительный стресс.<o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Отмечено, что содержание тРНК повышено в опухолевых клетках,
причём особенно выражено повышение концентрации тРНК</span><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Arg</span></sup><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">(</span></sup><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">UCU</span></sup><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">)</span></sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">, тРНК</span><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Arg</span></sup><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">(</span></sup><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">CCU</span></sup><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">)</span></sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">, тРНК</span><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Thr</span></sup><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> (</span></sup><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">CGU</span></sup><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">)</span></sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">, тРНК</span><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Ser</span></sup><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">(</span></sup><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">CGA</span></sup><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">)</span></sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> и тРНК</span><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Tyr</span></sup><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">(</span></sup><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">GTA</span></sup><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">)</span></sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">, в то время как концентрация тРНК</span><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">His</span></sup><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">(</span></sup><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">GTG</span></sup><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">)</span></sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">, тРНК</span><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Phe</span></sup><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> (</span></sup><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">GAA</span></sup><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">)</span></sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> и тРНК</span><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Met</span></sup><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">(</span></sup><sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">CAT</span></sup><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">)</span></sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">изменяется не так сильно. Эта неравномерность наводит на мысль, о том, что
в основе изменений лежат специфичные процессы. Понимание того, как регулируется
работа тРНК и какие функции могут выполнять эти молекулы не только позволит больше
узнать о том, что именно происходит в живой клетке, но и лучше охарактеризовать
патогенез различных заболеваний, в том числе – онкологических.<o:p></o:p></span></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-89494124189876208472014-10-04T04:59:00.000-07:002014-10-18T06:39:06.345-07:00Биосенсоры на основе фагов - средство для выявление патогенов в пище.<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://3.bp.blogspot.com/-Fc4rp_TzXRw/VC_gvOiWoOI/AAAAAAAAEUk/Hp002ekc7hQ/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://3.bp.blogspot.com/-Fc4rp_TzXRw/VC_gvOiWoOI/AAAAAAAAEUk/Hp002ekc7hQ/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" height="220" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Инфекционная доза патогенных бактерий, распространяющихся
с пищей, мала и составляет порядка 10 клеток. Наиболее распространённые
возбудители пищевых инфекций - </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Campylobacter</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">,</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>Salmonella</i></span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">,</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>Listeria</i></span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">monocytogenes</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">,</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>Escherichia</i></span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">coli</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">(</span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">E</span></i><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">coli</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">) </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">O</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">157:</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">H</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">7,</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>Staphylococcus</i></span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">aureus</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> и </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>Bacillus</i></span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">cereus</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">.При традиционном способе приготовления и
употребления пищи такие патогенны погибают при тепловой обработке, но в
современном мире риск заболевания растёт из-за большого количества готовых к
употреблению продуктов в рационе человека. Ключевые вопросы, которые должны
быть учтены при разработке методов для обнаружения пищевых патогенов, это дифференциации
живых и мертвых клеток, автоматизация, простота и точность. Далеко не все
лабораторные методы отвечают этим требованиям: культуральный метод требует
нескольких суток культивирования, а молекулярные и иммунологические методы не всегда
позволяют отличить погибшие микроорганизмы от активных. Одним из способов,
отличающихся быстротой, специфичностью и способностью различать живые и мёртвые
клетки являются разнообразные методики с использованием бактериофагов. Преимуществом
бактериофагов является возможность работать в различных условиях, например в
широком диапазоне </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">pH</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, в присутствии нуклеаз и протеолитических ферментов. Как
правило, бактериофаги очень специфично распознают клетки своего хозяина, хотя
есть и исключения, когда один и ток же фаг может паразитировать в клетках
бактерий различных видов. Полный инфекционный цикл фага протекает в течение
часов. Всё это позволяет быстро провести оценку наличия патогена в сложных для
исследования образцах продуктов питания, в том числе и вне лаборатории, с
использованием биосенсоров.</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"></span></div>
<a name='more'></a><br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Даже встречающиеся в природе фаги дикого
типа могут использоваться в составе биосенсоров. Например, фаг </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">P</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">22 применяется для выявления </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Salmonella</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, а фаг </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">T</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">4 - </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">E</span></i><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">coli</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. Природные фаги можно связать на носителе
путём химических модификаций. Однако такие фаги часто теряют свою специфичность
после высушивания, их частицы слишком
крупные для использования в сенсорах некоторых типов, например основанных на оценке
плазмонного резонанса, а вызываемая ими инфекция, сопровождающаяся лизисом
клеток, ведёт к потере сигнала. Аналогичным образом потеря сигнала происходит
из-за того, что некоторые фаги разрушают поверхностный рецептор, к которому они
прикрепляются.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Ряд биоинженерных манипуляций позволяет
адаптировать фаги к использованию в биосенсорах. Например, если встроить чужеродную
генетическую последовательность в ген оболочки вируса, новый химерный продукт
окажется на поверхности фагового вириона. Так можно модифицировать фаг лямбда, </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">M</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">13, </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">f</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">1, </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">fd</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">T</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">4 и </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">T</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">7, встраивая в оболочку, к примеру, биотин
для прикрепления меток через стрептавидин вместо химической модификации капсида.
К капсидам можно прикреплять флюоресцентные метки, например, квантовые точки и
оценивать связывание фагов с бактериями путём проточной цитометрии или другими
методами. Закрепление фага на носителе позволяет применять различные методики оценки
присоединения к носителю бактерий за счёт их специфического взаимодействия с
фагом. В качестве сенсоров могут использоваться пьезоэлектрические датчики,
оптические волокна, и другие структуры, свойства которых изменяются при
связывании на их поверхности небольших количеств бактерий. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Помимо целых фаговых частиц в биосенсорах могут
применяться их компоненты. Белки связывающиеся с рецепторами, за счёт которых
начинается взаимодействия фага и грамотрицательной бактерии-хозяина, не
уступают антителам по способности к связыванию молекул, но более устойчивы к
температуре, кислотности и протеазам. Они могут использоваться, например, в
сенсорах на основе плазмонного резонанса, что предпочтительнее, чем целые
фаговые частицы, поскольку отдельные белковые молекулы имеют значительно
меньшие размеры. Грамположительные бактерии распознаются доменами
белков-эндолизинов фага, связывающимися с клеточной стенкой. Они могут быть
специфичными как к роду бактерий, так и к сероварианту – в зависимости от
конкретного случая. Такие белковые
домены, связанные на магнитных частицах могут использоваться для магнитной
сепарации патогена. Белки, отвечающие за адгезию можно метить флюорохромами и
использовать аналогично флюоресцентным антителам. Генетические модификации
белков, связывающихся с клеточной стенкой, могут сделать их более
чувствительными и специфичными. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Кварцевые резонаторы реагируют на
изменения массы, исчисляющиеся нанограммами. Кварцевая пластинка, или пластинка
другого пьезоэлектрика закрепляется между электродами и при подаче напряжения в
ней возникают механические колебания. Связывание каких-либо частиц на
поверхности такой пластинки будет снижать частоту колебаний, тем больше, чем
большая масса оказалась связана на пластинке. На такой пластине можно
разместить порядка </span><span style="font-family: 'Cambria Math', serif; font-size: 12pt;">∼</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">3 × 10<sup>10</sup></span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> фагов на см<sup>−2</sup></span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">и получить достаточно чувствительный сенсор,
осуществляющий выявление патогена за несколько минут.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Поверхностные плазмоны – это волны
переменной плотности электрического заряда, которые могут возникать и
распространяться в электронной плазме металла вдоль его поверхности или вдоль
тонкой металлической пленки, такие волны могут возбуждаться под воздействием
поляризованного света. При определённых условиях значительная часть энергии света превращается
в энергию плазмонов, из-за чего интенсивность отраженного от поверхности
металлической пленки света резко падает. Это явление и называют "поверхностным
плазмонным резонансом". Если на носителе, в котором наблюдается это
явление связать фаги или их молекулы, то при взаимодействии с бактериями можно
наблюдать изменение характеристик плазмонного резонанса.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Оценка электрохимического импеданса выявляет
изменения на поверхности между электродом и раствором при и связывании на ней
микроорганизмов или изменении состава
среды в результате их жизнедеятельности. Связывание бактерий ведёт к увеличению
импеданса. Импеданс может замеряться дважды, поскольку он возрастает при прикреплении
бактерий и падает при их лизисе – так можно быть уверенными в специфичности
связывания. Биосенсоры импеданса могут работать с помощью фагов, закреплённых
на электроде. Сенсоры электрического импеданса могут реагировать и на изменение
электрохимических характеристик среды, например, когда при лизисе бактериальных
клеток фагами освобождается большое количество ионов. В этом случае закрепление
фага на электроде необязательно, процесс может протекать и в среде. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Для изменения состава среды может
применяться также амперометрия, усилить сигнал можно добавляя в среду субстрат,
который окисляют ферменты, освобождающиеся при гибели клетки. АТФ также хороший
маркер лизиса леток, выявить его присутствие можно, например, добавив в среду
люциферин и люциферазу и детектируя биолюминесценцию. Проблемой может быть
высокое содержание АТФ в пищевых продуктах, поэтому в данном случае система,
где фаг закреплён на электроде будет более чувствительной, так как повышение
содержание АТФ будет происходить более выражено и более локально. Другим
способом усиления сигнала является внесение в среду избытка АДФ, превращаемого
в АТФ вышедшей из клеток при лизисе аденилат-киназой. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Репортерные фаги приводят к накоплению некого
продукта в бактериальной клетке при инфекции, который можно выявить тем или
иным методом и по такому сигналу судить о присутствии патогена. Накопление продукта
отличает живые клетки – даже если фаг свяжется с погибшими клетками, накопления
флюоресценции происходить не будет. Проблемы при использовании репортерных
фагов - присутствие профагов, система рестрикции-модификации, и другие системы
защиты, ведь в этом случае должно произойти не только связывание фага, но и
развитие инфекции. Для этого репортерные гены вводятся в геном фага таким
образом, чтобы при инфекции наблюдалась их экспрессия. Это могут быть
люцифераза и расщепляемый ей люциферин, бета-галактозидаза, белки – центры
нуклеации льда и флюоресцентные белки. Биолюминесценция – нехарактерный сигнал для
пищевых образцов. Фаг </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">A</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">511, инфицирующий </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Listeria</span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">monocytogenes</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, с включённым </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt;">геном
</span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">luxAB</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Vibrio</span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">harveyi</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, который экспрессируется вместе с
поздними генами, позволяет в течение суток выявить патогена помощью люминесценции,
что в 4 раза быстрее культурального метода. Сигнал люциферин-люциферазной
системы дикого типа может затухать, но новые, полученные искусственно люциферазы
дают стабильный сигнал. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Ген </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>lacZ</i> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">кодирует β-галактозидазу, её активность,
направленную на различные субстраты, можно выявить колориметрически, а также по
возникновению люминесценции или флюоресценции. После накопления микроорганизма
в культуре, детекцию можно производить уже через час после инокуляции фагом. Термостабильная
β-гликозидаза </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">CelB</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, кодируемая геном гипертермофильной археи </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Pyrococcus</span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">furiosus</span></i><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">,</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">тоже может использоваться для детекции с
помощью хромогенного субстрата, в этом случае неспецифическую активность всех
остальных ферментов можно подавить, нагрев образец. Ген</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>inaW</i></span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, найденный у псевдомонад, кодирует белок
с центрами нуклеации льда. Если его встроить в фаг, он будет выводиться на
наружную мембрану заражённых бактерий, например сальмонелл. С помощью
специального красителя, реагирующего на изменение температуры кристаллизации,
можно установить факт заражения. </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">GFP</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">– стабильный и нетоксичный репортер, не требующий
субстрата. Он и родственные ему флюоресцентные белки могут использоваться для
выявления патогенов в образце, в том числе и в мультиплексном режиме. <o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Как видно из всего вышесказанного,
возможности использования фагов довольно широки. Их производство проще, чем,
например, антител, поскольку накопление фагов происходит в бактериальных
клетках. Кроме того, они более устойчивы, благодаря чему их можно использовать
вне лаборатории и без сложных процедур по подготовке и очистке материала. Фаговые
технологии для выявления патогенов в пище пока не вышли на рынок, но такой
возможности в обозримом будущем исключать нельзя.<o:p></o:p></span></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-40950472869184751032014-09-27T04:20:00.000-07:002014-09-27T04:20:29.665-07:00Биоремедиация, стимуляция роста, защита растений и забота об окружающей среде: возможности применения биосурфактантов<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://1.bp.blogspot.com/-Ga3nIegMkUA/VCacUYtz34I/AAAAAAAAEUU/YwQ83P6nDY8/s1600/%D0%A1%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BA.PNG" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://1.bp.blogspot.com/-Ga3nIegMkUA/VCacUYtz34I/AAAAAAAAEUU/YwQ83P6nDY8/s1600/%D0%A1%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BA.PNG" height="320" width="316" /></a></div>
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
Биосурфактанты
– поверхностно-активные вещества, вырабатываемые микроорганизмами. Они
биодеградируемы, нетоксичны, и могут заменить синтетические сурфактанты. Биосурфактанты
ускоряют разрушение загрязнителей почвы и рост растений, а также обладают
противомикробной активностью. Пока получение биосурфактантов – достаточно
дорогой процесс, но интерес к ним растёт в связи с возможностью их применения в
охране окружающей среды, нефтяной, пищевой и фармацевтической промышленности
вместо синтетических сурфактантов, поскольку они менее токсичны, активны в
меньших концентрациях и синтезируются микроорганизмами из возобновляемых
материалов. Продуцирующие
сурфактанты бактерии находят в воде, в почве и на листьях растений, но, как
правило, поиск продуцентов, синтезирующих их в больших количествах, ведут в
загрязнённых тяжёлыми металлами и нефтепродуктами почвах.<span style="text-align: justify;"> </span></div>
<div class="svarticle" style="background: white; margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<o:p></o:p></div>
<a name='more'></a><br />
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
Биосурфактантами
являются соединения различной природы – гликолипиды, липопротеиды, нейтральные
липиды, фосфолипиды, жирные кислоты и полимеры, общей чертой является наличие в
составе молекул гидрофильной и гидрофобной части. В основном, продуценты
биосурфактантов это <em><span lang="EN-US">Pseudomonas</span></em><span class="apple-converted-space"><span lang="EN-US"> </span></span><span lang="EN-US">spp</span>.,<span class="apple-converted-space"> </span><em><span lang="EN-US">Acinetobacter</span></em><span class="apple-converted-space"><span lang="EN-US">
</span></span><span lang="EN-US">spp</span>.,<span class="apple-converted-space"><span lang="EN-US"> </span></span><em><span lang="EN-US">Bacillus</span></em><span class="apple-converted-space"><span lang="EN-US"> </span></span><span lang="EN-US">spp</span>.
и <em><span lang="EN-US">Candida</span></em><span class="apple-converted-space"><span lang="EN-US"> </span></span><span lang="EN-US">spp</span>, которые используют их для
эмульгирования нерастворимых субстратов, улучшения подвижности, адгезии,
сохранения внеклеточного запаса углерода и защиты от осмотического стресса,
поэтому их выработка во многом зависит от условий роста. <o:p></o:p></div>
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
С
точки зрения охраны окружающей среды биосурфактанты интересны как вещества,
облегчающие доступ микроорганизмов и растений к молекулам загрязнителей почвы,
что ускоряет процесс биоремедиации. Активные группы биосурфактантов
(гидроксильные, аминогруппы, карбонильные группы) образуют комплексы с тяжёлыми
металлами. Кроме того, биосурфактанты могут взаимодействовать с углеводородами
и пестицидами. Разные биосурфактанты различаются по эффективности влияния на
процессы биоремедиации и специфичности к тем или иным веществам. Например, биосурфактанты
разных штаммов <em><span lang="EN-US">P</span></em><em>.
</em><em><span lang="EN-US">aeruginosa</span></em><em><span lang="EN-US"> </span></em>по-разному
взаимодействуют с разными углеводородными загрязнителями. Некоторые повышают
биодоступность пирена, другие – фенантрена или флюорена. Даже если
биосурфактант специфичен к какому-то из углеводородов, в его присутствии активируется
и переработка других загрязнителей.<o:p></o:p></div>
<div style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
Внесение в почву
биосурфактантов ускоряет процесс биоремеиации за счёт её собственной микрофлоры.
При их использовании необходимо учитывать многие факторы. Внесение
биосурфактанта ускоряет биодеградацию в сообществе, медленно осуществляющем этот
процесс. Но в консорциях, быстро разрушающих загрязнители, эффект может быть
обратным. Микроорганизмы, медленно разрушающие загрязнители, получают к ним
доступ, когда они оказываются в водной фазе благодаря биосурфактантам. С другой
стороны, а микроорганизмы, быстро разрушающие загрязнители, часто склонны к
формированию биоплёнок, а этот процесс блокируется биосурфактантами. Кроме
того, скопление биосурфактантов на границе водной и гидрофобной фазы при
нефтяных загрязнениях делает загрязнитель менее доступным микроорганизмов,
осуществляющих его разрушение. Хотя связанные с биосурфактантами соединения менее
токсичны, что защищает микрофлору почвы, позволяет ей более интенсивно расти и
разрушать загрязняющие вещества, например, хлорфенолы, слишком большие
концентрации биосурфактанта могут подавить рост микробов, осуществляющих
биодеградацию. Точно также, некоторые сурфактанты могут ускорять поглощение
тяжёлых металлов корнем растений, обладая, при этом фитотоксическим эффектом, к
которому различные растения восприимчивы в разной степени поэтому применять их
надо с осторожностью и с учётом используемого для биоремедиации вида растений. <o:p></o:p></div>
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
Биосурфактанты
легко разрушаются почвенной микробиотой. С одной стороны, это преимущество,
благодаря которому они быстро элимируются в окружающей среде, в отличие от
синтетических сурфактантов, которые не только длительно сохраняются в почве, но
и могут способствовать неконтролируемой миграции загрязнителей. С другой стороны,
если использовать их в процессе биодеградации, они будут становиться источником
углерода вместо загрязнителя, однако если биодеградацию загрязнителя проводить
с применением продуцентов биосурфактантов, то эти микроорганизмы будут разрушать
преимущественно загрязнитель. <o:p></o:p></div>
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
Биосурфактанты
могут продуцироваться и бактериями ризосферы. Именно такие микроорганизмы лучше
использовать для фиторемедиации почв, загрязнённых тяжёлыми металлами. На самом
деле, далеко не все микроорганизмы обладают одновременно всеми необходимыми свойствами
для использования в данных целях: устойчивостью к загрязнителю, способностью
взаимодействовать с растением и продуцировать биосурфактанты.<o:p></o:p></div>
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
<span class="apple-converted-space">Помимо использования в биоремедиации, есть и
другие возможные варианты применения биосурфактантов в сельском хозяйстве. Как
известно, </span>синтетические
сурфактанты добавляют к пестицидам – это усиливает их эффект. Однако они
накапливаются в почве и могут негативно повлиять на рост и пищевые качества
растений. Биосурфактанты быстрее разрушаются и стимулируют разрушение
пестицидов, так что их использование, в перспективе, возможно, помогло бы
снизить неблагоприятные эффекты применения инсектицидных веществ. Сами по себе биосурфактанты
тоже могут применяться и для борьбы с некоторыми фитопатогенами, поскольку они
обладают<span class="apple-converted-space"> фунгицидным и антимикробным
эффектом. </span>Рамнолипиды, одна из групп биосурфактантов, действуют даже на
устойчивых к химическим препаратам фитопатогенных бактерий и даже на
насекомых-вредителей, стимулируют иммунитет растения. Это
обусловлено их способностью, характерной и для других групп биосурфактантов, влиять
на мембраны, изменяя их проницаемость, белковый состав мембран и форму клетки. Биосурфактанты в почве делают также более
доступными для растений необходимые им вещества, в том числе, гидрофобные
соединения, ускоряя их рост. <o:p></o:p></div>
<br />
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
В
перспективе рассматривается применение биосурфактантов в медицине, поскольку
они
обладают иммуномодулирующим и противовоспалительным эффектом, могут влиять на
дифференцировку клеток. Сфоролипиды, разновидность гликолипидов,
дестабилизируют мембраны клеток, ингибируя рост патогенов, некоторые
трегалозные липиды обладают противогрибковой и противовирусной активностью. Ксилолипиды
микроорганизмов-пробиотиков <em><span lang="EN-US" style="border: none windowtext 1.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-border-alt: none windowtext 0cm; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; padding: 0cm;">Lactococcus</span></em><em><span lang="EN-US" style="border: none windowtext 1.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-border-alt: none windowtext 0cm; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; padding: 0cm;"> </span></em><em><span lang="EN-US" style="border: none windowtext 1.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-border-alt: none windowtext 0cm; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; padding: 0cm;">lactis</span></em><span class="apple-converted-space"><span lang="EN-US"> </span></span><span class="apple-converted-space">подавляют
рост </span>патогенных <em><span lang="EN-US" style="border: none windowtext 1.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-border-alt: none windowtext 0cm; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; padding: 0cm;">Escherichia</span></em><em><span lang="EN-US" style="border: none windowtext 1.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-border-alt: none windowtext 0cm; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; padding: 0cm;"> </span></em><em><span lang="EN-US" style="border: none windowtext 1.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-border-alt: none windowtext 0cm; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; padding: 0cm;">coli</span></em><span class="apple-converted-space"><span lang="EN-US"> </span></span>и <em><span lang="EN-US" style="border: none windowtext 1.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-border-alt: none windowtext 0cm; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; padding: 0cm;">S</span></em><em>. </em><em><span lang="EN-US" style="border: none windowtext 1.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-border-alt: none windowtext 0cm; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; padding: 0cm;">aureus</span></em><span class="apple-converted-space"><span lang="EN-US"> </span></span><span class="apple-converted-space">,
в том числе, обладающих множественной устойчивостью. Показана и
противоопухолевая активность соединений данной группы. Однако до данного
способа применения биосурфктантов ещё достаточно далеко.</span><o:p></o:p></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-25161537688966669782014-09-19T14:07:00.001-07:002014-10-18T06:39:36.281-07:00Как бактерии-биосенсоры находят загрязнители?<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://2.bp.blogspot.com/-XY5gr8iWkk4/VBybIXkUWcI/AAAAAAAAEMs/Z4Mw4DGuIlM/s1600/%D0%A1%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BA.PNG" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://2.bp.blogspot.com/-XY5gr8iWkk4/VBybIXkUWcI/AAAAAAAAEMs/Z4Mw4DGuIlM/s1600/%D0%A1%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BA.PNG" height="292" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">Биосенсоры это устройства, включающие биогенный распознающий элемент. Эта
распознающая часть может состоять из клеток, антител, ДНК, РНК, ферментов и
рецепторов. Биологический процесс трансформируется биосенсром в электрический
или оптический сигнал, который можно принять и интерпретировать. Часто
распознающем элементом являются белки, но их не всегда легко получить, и для
работы их могут понадобится особые условия или кофакторы. Поэтому иногда проще
отказаться от получения очищенных молекул и использовать в качестве чувствительного
элемента целые клетки, например бактерии или дрожжи. Такие микроорганизмы-биосенсоры
гораздо более стабильны и менее требовательны к условиям хранения, чем
очищенные белки. Их получение требует меньших затрат, поскольку они не требуют
сложных процедур очистки. Кроме того, они, как полноценные биологические
системы, содержат сами по себе необходимые кофакторы, и их внутренняя среда -
естественная для протекания биохимических превращений. Микроорганизмы
используются в составе биосенсорных систем для решения различных задач, в
частности – для выявления загрязнителей в окружающей среде.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 9.15pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<br /></div>
<a name='more'></a><br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">Биодоступность
- способность соединения взаимодействовать с живыми организмами нефизическим
путём, адсорбироваться клетками и тканями организма. Она характеризует не
только опасность загрязнителя, но и возможность его биоремедиации. Например, тяжёлые
металлы в почве или на дне водоёмов часто становятся биодоступными только
переходя в раствор. Однако и в растворённом виде, и в виде частиц тяжёлые металл,
если верить биосенсорам, не является биодоступным на все 100%. Как правило,
биодоступны 50 – 0,1% содержащегося в образце металла. С помощью биосенсоров
можно оценить соотношение вещества в биодоступной форме и сравнить этот
показатель с общей концентрацией, установленной химическими методами. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">В основе
работы биосенсора, как правило, лежат сигнальные и метаболические пути, которые
уже существуют в природе. Однако, чтобы использовать эти возможности было
проще, как правило, гены, кодирующие соответствующие продукты переносят в
клетки кишечных палочек, или других устойчивых и простых в обращении
микроорганизмов. Сигнал биосенсора может иметь различную природу. Это и
изменение </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">pH</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: ET; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">среды, то есть
электрохимический сигнал, который можно определить электродами, и различные
виды оптических сигналов – изменение цвета за счёт формирования цветного
продукта, накопление флюоресцентных продуктов или биолюминесценция. Например, регулятор
роста растений α-нафталин уксусной кислоты и пестицид линдан разрушаются с
образованием кислоты. Иммобилизация микроорганизмов, способных осуществлять ткие
процессы на электроде позволяет создать электрохимический сенсор. Гидролиз фосфорорганического
пестицида параоксона идёт с образованием жёлтого </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">p</span></i><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">-нитрофенола, и
этот процесс можно детектировать по изменению цвета. Однако в ряде случаев не
удаётся найти адекватную реакцию, которая могла бы дать легко детектируемый
продукт или существенное изменение характеристик среды. В таких случаях
применяются гены, продукты которых, репортерные белки, катализируют реакции,
детектируемые по изменению цвета или люминесценции, или способны к флюоресценции.
β-галактозидаза, например, может взаимодействовать с различными субстратами,
образуя окрашенные, люминесцентные и электрохимические продукты. Множество
описанных флюоресцентных белков, а также люциферазы и их субстраты, люциферины,
которые превращают энергию гидролиза АТФ в люминесцентный сигнал, могут быть
источником свечения, которое будет ответом биосенсора на стимул.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">Одним из
наиболее распространённых вариантов механизма работы микроорганизма-биосенсора,
является пара «транскрипционный регулятор – промотор». Под промотор помещается
ген того или иного репортерного белка и детектируется его синтез в ответ на
сигнал. Такие сенсоры могут выявлять мишени, вызывающие ответ у микроорганизмов
– наличие тяжёлых металлов, антибиотиков или токсинов в окружающей среде. Как
правило, для биосенсоров, действие которых основано на активации промотора в
ответ на присутствие тяжёлых металлов, используются уже существующие
промоторные последовательности. Это промоторы генов, продукты которых защищают
микроорганизмы от воздействия тяжёлых металлов. Такие системы могут обеспечивать
устойчивость к свинцу, ртути, кадмию, мышьяку, серебру, сурьме, токсичным даже
в малой концентрации, и к металлам, которые опасны только в повышенных
концентрациях – цинку, железу, никелю, меди, кобальту и хрому. Некоторые
системы очень специфичны: гены</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;"> <i>isiAB</i> </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">Synechococcus</span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">sp</span></i><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">,</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;"> <i>copBC</i> </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;"> <i>Pseudomonas</i> </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">fluorescens</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">и </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">pbrR</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">и</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;"> <i>chrA</i> </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">Cupriavidus</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">metallidurans</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">отвечают только на
присутствие железа, меди, свинца и хрома соответственно. У </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">Escherichia</span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">coli</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">, напротив,</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;"> <i>arsR</i> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">отвечает на присутствие мышьяка, кадмия и сурьмы,<i> </i></span><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">cadC</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">активируется кадмием,
свинцом, сурьмой, цинком и оловом, а </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">zntA</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> - кадмием,
хромом, ртутью, свинцом и цинком. Во всех вышеуказанных случаях активируются
системы защиты, однако описана цианобактерия, у которой в ответ на присутствие некоторых
потенциально опасных металлов активируются системы, обеспечивающие поступление
необходимых ей металлов в клетку. Такая система была бы более чувствительной к
низким концентрациям. Пара регулятор-промотор </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">XylR</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> и </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">Pu</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">, найденная в
пути деградации ксилола </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">Pseudomonas</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;"> <i>sp</i></span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">и может применяться для выявления ксилола, бензола и
толуола, а пара </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">DmpR</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> и </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;"> <i>Po</i></span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">аналогичным образом может
использоваться в биодетекторе фенолов.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">Однако
есть и другие механизмы работы биосенсоров. Чувство кворума управляется
низкомолекулярными соединениями, которые распространяются на несколько микрон
вокруг клетки, например ацил-гомосеринлактонами. Под контролем систем чувства
кворума находятся продукция факторов вирулентности, формирование биоплёнок, биолюминесценция,
состояние компетентности, споруляция и другие процессы. Когда </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">E</span></i><i><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">. </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">coli</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">, продуцирующая </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">GFP</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> в осциллирующих количествах, была выращена в микрофлюидных каналах под
контролем системы чувства кворума, которая, в свою очередь, была помещена под
промотор, активируемый в присутствии мышьяка, в присутствии мышьяка осцилляция
флюоресценции учащалась.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">Белки
можно «заставить» присутствовать на поверхности клетки, присоединяя к генам
последовательности, кодирующие сигнальные структуры, которые определят
направление транспорта продукта. Инсектицид паратион и параксон будут
разлагаться культурой бактерий в семь раз эффективнее, если фермент находится
на поверхности клетки. Если разместить такие микроорганизми в системе,
детектирующей электрохимические процессы, можно использовать их в качестве
компонента биосенсора, и выявлять таким путём фосфорорганические пестициды. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">Рецепторы,
сопряжённые с </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">G</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">-белком – большое семейство мембранных рецепторов. Они взаимодействуют как
низкомолекулярными соединениями, так и с белками и гликопротеинами. Сигнал от
этих рецепторов передаётся к </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">GTP</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">-связывающим белкам (</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">G</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">-белкам) и
активирует клеточный ответ.</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: RU;">GPCR</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"> человека, связывающиеся с опиоидами,
нейротрансмиттерами, гормонами и нуклеотидами могут успешно экспрессироваться и
работать в дрожжах. Искусственно полученные мутантные формы могут повышать
чувствительность системы в десятки раз. Активация ионных каналов, ведущая к
изменению мембранного потенциала в ответ на присутствие лиганда – вариант для
выявления ионов и молекул. <o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;">Такие
биосенсоры могут позволить получить ответ в короткие сроки – не более
нескольких часов, в том числе и вне лаборатории, за счёт устойчивости
микроорганизмов и их нетребовательности к условиям хранения и перевозки.
Получение мутантных рецепторов, повышающих чувствительность систем, создание
новых генно-инженерных конструкций, которые позволят отвечать на сигнал точнее,
поиск и использование существующих в природе рецепторов и регуляторов – всё это
пути создания более быстрых и точных сенсоров. Такие биосенсоры могут
использоваться, конечно, не только для выявления загрязнителей, но и в
диагностике и промышленности, но к этим вопросам мы, возможно, вернёмся в
другой раз.</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt;"><o:p></o:p></span></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-26132700886647198992014-09-14T06:02:00.000-07:002014-09-14T06:02:41.678-07:00Защита от распространения транспозонов и новый механизм РНК-регуляции - комплексы Piwi-piRNA<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://1.bp.blogspot.com/-mh9U7ljQMuA/VBWRdRnGqWI/AAAAAAAAEMc/h3vIO8sypic/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://1.bp.blogspot.com/-mh9U7ljQMuA/VBWRdRnGqWI/AAAAAAAAEMc/h3vIO8sypic/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" height="209" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Распознавание своего и чужого
генетического материала – основа защиты генома от мобильных элементов. По
крайней мере, одна такая система описана у животных – это разнообразные </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">и белки </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Pivi</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, взаимодействующие с ними. Белки </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Piwi</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> (</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">P</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">-</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">element</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">induced</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">wimpy</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">testis</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">) родственны белкам, участвующим в
регуляции экспрессии, осуществляемой микроРНК. Впервые они были описаны в
исследовании стволовых клеток гонад </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Drosophila</span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">melanogaster</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. Вскоре был найден особый класс РНК,
взаимодействующий с этими белками – </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. Существует множество мобильных генетических
элементов, с различными механизмами функционирования, система защиты клетки
должна распознавать все эти варианты. Количество </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> в геномах животных оценивается как
несколько сотен тысяч на геном. Нарушения работы этих молекул ведут к потере у
стволовых клеток, участвующих в гаметогенезе, способности к делению и
стерильности животных. Кроме того, материнские </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> могут переходить в потомство и участвовать
в ингибировании транспозонов в клетках эмбриона.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"></span></div>
<a name='more'></a><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt; text-align: left;">Транспозоны являются важным структурным
элементом генома эукариот, но их избыточная активность может привести к
неблагоприятным последствиям. Мобильные генетические элементы часто содержат
последовательности, распознающиеся транскрипционными факторами, встраиваясь в
геном они могут формировать новые промоторы и энхансеры. Попадая в кодирующую
часть гена транспозоны нарушают структуру его продукта. ДНК-транспозоны
вырезаются из генома, встраиваясь в другой участок, а ретротранспозоны
копируются и в геном встраивается новая копия, старая же остаётся в прежнем
положении. </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt; text-align: left;">piRNA</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt; text-align: left;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt; text-align: left;">обеспечивают разрушение транскриптов мобильных
генетических элементов в цитоплазме и метилирование гистонов в областях,
богатых мобильными генетическими элементами. Эти процессы осуществляются
разнообразными белками, взаимодействующими с </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt; text-align: left;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt; text-align: left;">, которые, в свою очередь, определяют
специфичность воздействия за счёт механизма комплементарности, в том числе и неполной.</span><br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Последовательности зрелых </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> существенно различаются даже у близких
видов. Однако некоторые черты могут быть очень консервативными, например как у </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">D</span></i><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">melanogaster</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, так и позвоночных они имеют длину 26-30
оснований, Зрелые молекулы образуются из более длинных предшественников. 5′
конец их богат урацилом, а 3′ - остатками сахаров, метилированных в положении
2′-</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">O</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. У</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>C</i></span><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">elegans</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">молекулы </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">короче, но структура их 5′ и 3′ концов является
сходной. Консервативных механизмов биогенеза этих молекул пока не найдено,
наоборот, имеющиеся сведения свидетельствуют об обратном. Однако помимо
обычного пути биогенеза, так или иначе включающего транскрипцию и созревание,
найден ещё один путь, обеспечивающий накопление </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. Он связан с тем, что фрагменты РНК,
расщеплённой белками </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Piwi</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> тоже могут вступать во взаимодействие с
белками этого семейства и функционировать как </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. 90% последовательностей, кодирующих </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">консолидированы в крупных регионах генома, от
нескольких тысяч до сотен тысяч пар оснований размером. Кластеры </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> локализуются на границе герерохроматина и
эухроматина, они привлекают белки, поддерживающие хроматин в состоянии,
открытом для мобильных генетических элементов и белки, задействованные в транскрипции.
По крайней мере, часть </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> происходят из мобильных генетических
элементов, встраивающихся в кластеры, более того, то, что транспозоны часто
встраиваются рядом с уже встроенными в геном – возможная причина скопления их в
участках, формирующих кластеры </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">.<i> </i>В геноме </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>Drosophila</i> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">найдено 142 потенциальных кластеров </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, то есть ориентировочно 5% генетичекого
материала.<i><o:p></o:p></i></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Организованы
кластеры </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> могут быть по-разному. Хорошо изученный кластер
</span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Drosophila</span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">,<i> </i></span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">flamenco</span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span></i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">находится в области центромеры хромосомы </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">X</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, он содержит фрагментарные
последовательности генетических элементов. У него, вероятно, единственная
регуляторная область и он считывается единым транскриптом более 100 тысяч
оснований, </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">созревают в цитоплазме и возвращаются в ядро в составе
белковых комплексов. Белковые комплексы модифицируют гистоны в участках,
содержащих мобильные элементы. В половых клетках созревание </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> идёт иначе, они считываются с обеих
цепей, в цитоплазме идёт расщепление транскриптов мобильных элементов и
накопление новых </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> за счёт этого процесса. Расположение
последовательностей, кодирующих </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> в активных локусах, в данном случае, разнонаправленное
и они не могут считываться в виде одного транскрипта.<i> <o:p></o:p></i></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, найденные у нематод </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Caenorhabditis</span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">elegans</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">имеют особую структуру, поэтому их ещё
называют 21</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">U</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">-</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">RNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. Они короче, чем у других животных, и
содержат всего 21 основание. Более 16,000 </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> найдено у </span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">C</span></i><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">elegans</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, каждая кодируется последовательностью
под промотором особой структуры.<i> </i>В
геноме нематод найдено два кластера, кодирующих 21</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">U</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">-</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">RNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">.</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"><o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Как уже было сказано, с участием </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">осуществляется несколько механизмов подавления
активности транспозонов. Собственно, ведущие к этому реакции реализуются не
нуклеиновыми кислотами, а связанными с ними белками семейства </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Piwi</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. В геноме </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> <i>D</i></span><i><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. </span></i><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">melanogaster</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> найдено три гена, продукты которых
являются белками этого семейства. Белок </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Piwi</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">находится в ядрах половых и соматических клеток
яичника, а белки </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Ago</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">3 и </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Aub</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> - в электроноплотных участках цитоплазмы
половых клеток. Эти белки связываются с </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> различных типов: </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Piwi</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> и </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Aub</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">взаимодействуют с теми, которые имеют
последовательность антисмысловую транспозону и 5′ уридиновую пследовательность,
а </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Ago</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">3 – с </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, которые имеют такую же последовательность как
транспозоны и не имеют последовательности, обогащённой урацилом, на 5′ конце. </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Piwi</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> участвует в метилировании гистона </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">H</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">3, связывающегося с ДНК в областях,
богатых мобильными элементами. </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Aub</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">-ассоциированные </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> участвуют в распознавании транспозона с
последующим внесением разрыва в положении 10-11 </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. Образующиеся молекулы тоже функционируют
как </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Три белка </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Piwi</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> найдено у мыши, установлено их влияние на
мужскую, но не на женскую фертильность. Они также участвуют в эмбриогенезе и
формировании половых желез. </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">MILI</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> взаимодействует с </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> длиной 26 – 27 нуклеотидов, </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">MIWI</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">2 с </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> 28 нуклеотидов и более, а </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">MIWI</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> с крупными молекулами более 30
нуклеотидов. Разные </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> и разные белки функционируют в различные этапы
мейоза, происходящего при сперматогенезе. </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNAs</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> пре-пахитены берут начало от мобильных элементов.
Они взаимодействуют с </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">MILI</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">and</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">MIWI</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">2. </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> пахитены считываются с межгенных участков
и взаимодействуют с </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">MILI</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> и </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">MIWI</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">. </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">MIWI</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">, и </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">MIWI</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">2 участвуют в метилировании ДНК, и,
возможно, в расщеплении транскриптов. </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> пахитены вовлечены, прежде всего, в
процессы деаденилирования мРНК с последующей деградацией, существенно сокращая
количество мРНК в сперматидах. <o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">наиболее активно экспрессируются в клетках
предшественниках гамет, однако, и в соматических клетках у </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> есть определённые функции. Например, у
млекопитающих </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> активны также в коре головного мозга и
гематопэтических тканях. Есть данные, что комплексы </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Piwi</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">-</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">вовлечены в механизмы долговременной памяти у моллюска
</span><i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Aplysia</span></i><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">(морского зайца). М</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">еханизмом определения полярности эмбриона у плодовых мушек тоже связан с процессом деградации мРНК, опосредованной piRNA. </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Каков
результат работы </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">piRNA</span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">в соматических тканях организма, предстоит, в многом,
ещё понять. <o:p></o:p></span></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-9551452351712006502014-09-07T05:21:00.000-07:002014-09-07T05:21:06.465-07:00Геном единичной клетки - новый уровень в понимании биологии микроорганизмов<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://2.bp.blogspot.com/-xn_yHkdkKtE/VAxNYPsMv7I/AAAAAAAAELk/Ho_hSvIFDAg/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://2.bp.blogspot.com/-xn_yHkdkKtE/VAxNYPsMv7I/AAAAAAAAELk/Ho_hSvIFDAg/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" height="218" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: Times New Roman, serif;">Метагеномика позволила описать общий геном сообществ, и, путём анализа этих данных обнаружить присутствие ранее неописанных микроорганизмов и выяснить, какие процессы протекают в той или иной биологической системе. Количество некультивируемых, криптических микроорганизмов оказалось огромным. Это означает, что выделить их в культуру и узнать их свойства невозможно. Развитие технологий, однако, уже позволяет исследовать геном единичных клеток. Такая возможность – огромный шаг вперёд в понимании функционирования биологических систем. Теперь в сложном метагеноме, например, метагеноме кишечника человека или морской воды можно привязать те или иные гены, а значит, и функции, к определённым видам микроорганизмов. Конечно, это развивающиеся методики, использованные, пока, в отдельных исследованиях, тем не менее, первые их результаты уже опубликованы.</span></div>
<a name='more'></a><br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: Times New Roman, serif;">Как правило, при исследовании сложного бактериального сообщества, микроорганизмы концентрируют для дальнейшего исследования и отделяют от других возможных примесей. После этого, тем или иным способом, из этой смеси можно выделить интересующий микроорганизм. Затем из него выделяется ДНК, проводится её накопление и анализ. Специфика задачи требует специализированных средств обработки данных. К лабораториям, осуществляющим подобные исследования, предъявляются очень высокие требования с точки зрения защиты от контаминации, поскольку материал отбирается из единичных клеток, и попадание в образец чужеродной ДНК даже в очень низких концентрациях может губительно сказаться на результате. Понятно, что с учётом всех сложностей, полноценного генома единичной клетки получить пока не удалось, однако существующие методики позволяют исследовать уже порядка 70% ДНК, присутствующей в клетке.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: Times New Roman, serif;">Выделение клетки из препарата можно осуществить микроманипулятором под микроскопом. Это может быть удобным способом, если сообщество не отличается разнообразием, а форма изучаемого микроорганизма является характерной и узнаваемой. Например у насекомых Draeculacephala minerva найдено два вида внутриклеточных некультивируемых симбионтов - “Candidatus S. muelleri” и “Candidatus Baumannia cicadellinicola”, содержащиеся в специализированных органеллах насекомого. Они помогают клеткам получать ряд веществ, которые отсутствуют в рационе хозяина. Применение микроскопов и микроманипуляторов позволило отделить единичные клетки симбионта S. muelleri , отличающиеся по форме от другого симбионта. Хотя, конечно, материал оказался контаминирован, избежать неправильной интерпретации удалось, используя для сборки генома уже полученный ранее геном данного вида.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: Times New Roman, serif;">Использования активированного флюоресценцией сортинга клеток достаточно надёжно защищает от попадания в пробу чужеродной ДНК, как это может произойти при использовании микроманипулятора. Для осуществления разделения данным способом используются флюоресцентные зонды, например гибридизующиеся только с ДНК в клетках бактерий изучаемого вида.Например. до 35% массы губки могут составлять симбионты. Это, по крайней мере, 30 фил бактерий и археи. Доминирующей филой является кандидатная фила Poribacteria. Единичные клетки бактерий этой филы были отделены путём флюоресцентно-активированного сортинга. Так удалось найти гены, продукты которых участвуют в процессе гликолиза, цикла трикарбоновых кислот и окислительного фосфорелирования. В геноме были найдены также гены, продукты которых позволяют бактериям синтезировать все необходимые для жизни вещества, то есть, вряд ли они являются ауксотрофами, к тому же, вероятно, они могут фиксировать азот. Симбионт может потреблять в качестве источников питательных веществ и энергии разнообразные молекулы благодаря широкому набору ферментов. Белки, содержащие домены, по структуре сходные с белками эукариот, например, с анкиринами могут участвовать во взаимодействии с хозяином, в частности, защищая симбионта от фагоцитоза.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: Times New Roman, serif;">Разнообразные технологии, основанные на микрофлюидике, позволяют, как и клеточный сортинг, отобрать клетки с минимальной контаминацией чужеродной ДНК. С другой стороны, они не требуют дополнительных флуоресцентных меток. Сегментированные нитчатые бактерии, входящие в род Clostridia являются видоспецифичными симбионтами кишечника многих позвоночных, где они связываются с поверхностью эпителия. Особый интерес они представляют, поскольку отмечено их влияние на работу иммунной системы. Несколько таких нитей удалось отобрать с помощью микрофлюидного устройства. Исследование генов белков наружной мембраны показало, что у микроорганизмов, выделенных из кишечника различных хозяев, они могут значительно различаться, что, возможно, связано с процессом адаптации к хозяину. Микроорганизмы разрушают пептиды, поглощают аминокислоты и другие молекулы, самостоятельно синтезировать многие аминокислоты и витамины они не способны. Найдены гены, продукты которых участвуют во взаимодействии с иммунной системой, а также в выведении токсичных молекул и антимикробных соединений из клетки. Были найдены ферменты, защищающие от мочевой кислоты и лизоцимов, система защиты от окислительного стресса и, возможно, система, формирующая защитную полисахаридную капсулу вокруг клетки.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: Times New Roman, serif;">Для исследования генома вида, который невозможно культивировать, используют данные секвенирования множества единичных клеток, но надо помнить, что, в данном случае, они могут сильно различаться, в отличие от культуры, берущей начало от единичной клетки. При исследовании микрофлоры ротовой полости были обнаружены микроорганизмы, относительно которых было сделано предположение, что они относятся к ранее не описанной филе. Их удалось отделить и секвенировать несколько отдельных геномов, создав некую совокупность данных – метагеном данной филы, объединивший данные по трём единичным клеткам, новый микроорганизм оказался нуждающимся в богатой среде, и, возможно, патогенным, что не противоречит действительности, поскольку, хотя его находили у здоровых людей, предполагалось его участие в развитии пародонтоза.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: Times New Roman, serif;">В отличие от методов отделения единичной клетки, способ накопления ДНК для исследования достаточно стандартный. Для этого используется полимераза phi29, которая характеризуется высокой производительностью, и праймеры случайной последовательности. Реакция, осуществляемая Phi29 эффективно протекает при постоянной температуре. С помощью полимеразы Phi29 из одной копии генома можно получить несколько микрограмм геномной ДНК, необходимой для анализа из единичной микробной клетки. В ходе реакции амплификации ДНК разветвляется, на только что синтезированные цепу уже могут садиться новые праймеры. В данной процедуре существуют два момента, которые, пока, не удаётся полностью преодолеть. Накопление происходит неравномерно, чтобы это предотвратить или, по крайней мере снизить такой эффект, реакцию предпочтительно проводить в минимальных объёмах. Другим недостатком методики является возникновение химерных перестроек, инсерций и делеций, в ходе её работы – примерно 1 случай на 20 тыс. пн. Единственным способом предотвратить возникновение данного артефакта является обработка нуклеазой S1, но этот метод ненадёжен. В остальном, последствия этого устраняются уже в ходе обработки данных.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: Times New Roman, serif;">Большая часть cеквенированных геномов единичной клетки неполны и сильно фрагментированы. Тем не менее, сама возможность открывает новые перспективы исследований – теперь можно полноценно исследовать микроорганизмы, которые невозможно накопить в культуре. Это и возможность более тонкого понимания роли тех или иных микроорганизмов в сообществе, и исследования корового (обязательного для каждого представителя вида) и общего (совокупность генов, выявляемых у данного вида) генома видов, и оценка неоднородности популяции, и ряд других перспектив.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<br /></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-25186458881429978862014-08-31T04:17:00.000-07:002014-08-31T04:17:26.392-07:00Нейродегенеративные заболевания - как процесс захватывает мозг.<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://4.bp.blogspot.com/-pOZxBkpSkg0/VAMEGLys5DI/AAAAAAAAELU/31Jl5wdsfRg/s1600/%D0%A1%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BA.PNG" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://4.bp.blogspot.com/-pOZxBkpSkg0/VAMEGLys5DI/AAAAAAAAELU/31Jl5wdsfRg/s1600/%D0%A1%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BA.PNG" height="192" width="320" /></a></div>
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
Общей чертой
нейродегенеративных заболеваний является накопление и распространение белковых
агрегатов. Эти агрегаты имеют диаметр 8 – 20 нм и структуру, обогащённую участками
бета-складчатости, исключением являются агрегаты <span lang="EN-US">TDP</span>-43,
формирующиеся при некоторых, не очень распространённых нейродегенеративных
заболеваниях, которые имеют гранулярную структуру. Бета-амилоид, агрегаты <span lang="EN-US">tau</span>, альфа-синуклеин, хантингтин, супероксид дисмутаза 1 (<span lang="EN-US">SOD</span>1) и <span lang="EN-US">TDP</span>-43 могут распространяться подобно
прионам, перестраивая нормальный белок в окружающих клетках в нерастворимый
полимер. Хотя собственно агрегаты могут вызывать формирование фибрилл только
того же белка, из которого они состоят сами, из-за воспалительных процессов и
нарушений работы нервных клеток, сопровождающих нейродегенерацию, возможно формирование
фибрилл других, склонных к данному процессу белков, поэтому иногда при нейродегенеративных
заболеваниях находят агрегаты различных типов.</div>
<a name='more'></a><o:p></o:p><br />
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
В молодых нервных клетках белки
с неправильной укладкой быстро разрушаются, чего не происходит в более старых
клетках, где начинают формироваться агрегаты. Формирование ядра агрегата –
медленный, по клеточным меркам, процесс. Затем фибриллы растут достаточно
быстро, до того момента, когда из-за размера они перестают быть устойчивыми. Далее
начинается их распространение на соседние клетки, а, затем, и в достаточно
удалённые участки мозга. Распространение белка <span lang="EN-US">tau</span><span lang="EN-US"> </span>из места введения в мозге
было показано у лабораторных мышей. Однако такие модели на животных не
полностью отражают реальную ситуацию, имеющую место в мозге больного человека,
ведь длительный этап формирования ядер в них минуется (до сих пор нет единого
мнения о том, как начинается формирование агрегатов – в единственной клетке,
или одновременно во многих).</div>
<div style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
<o:p></o:p></div>
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
В цитоплазме нейронов
при болезни Паркинсона находят округлые включения белка – тельца Леви, основным
белком которых является альфа-синуклеин. Мутации и амплификации гена, кодирующего
этот белок являются причиной семейных случаев болезни Паркинсона. В начале
заболевания тельца Леви можно обнаружить в нижней части ствола головного мозга
и а также в обонятельной луковице, затем они распространяются выше, к черной
субстанции и коре. В связи с этим происходит и возникновение новой симптоматики
– сначала возникают симптомы, связанные с нарушением движения, ригидностью мышц
и т.д., а затем, уже при поражении коры, нарушаются память и другие когнитивные
функции.<o:p></o:p></div>
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
При болезни Альцгеймера
нейрофибриллярные клубки внутри клеток чаще находят в лимбе, и, на более поздних
стадиях, в коре, в коре же присутствуют отложения бета-амилоида,
распространяющиеся в подлежащие слои. Накопление амилоида при болезни
Альцгеймера не сильно связано с тяжестью заболевания, напротив, формирование нейрофибриллярных
клубков внутри клеток напрямую связано с тяжестью симптоматики. Это и ряд
других наблюдений и экспериментов наводят на мысль, что не все патологические формы
белка одинаково опасны. И действительно, было установлено, что ряд белков,
задействованных в формировании фибрилл при нейродегенеративных заболеваниях,
более опасен для клеток в префибриллярной форме.<o:p></o:p></div>
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
Олигомеры одного и
того же белка у разных пациентов (не исключено, что у одного и того же тоже) могут
различаться по структуре и токсичности. Агрегаты различных белков, тем более,
различаются по способности к распространению, например альфа-синуклеин проникает
в соседние клетки быстрее, чем агрегаты <span lang="EN-US">tau</span>.
Отмечено было, что полученный в лаборатории синтетический амилоид менее склонен
к распространению, чем амилоид, полученный из мозга экспериментальных животных,
но это явление пока не получило объяснения.<o:p></o:p></div>
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
Синуклеин и белок <span lang="EN-US">tau</span><span lang="EN-US"> </span>секретируются
нормальными нейронами, в частности, выделение альфа-синуклеина происходит в области синапсов. Описано их выделение в экзосомах. Синуклеин выводится
таким путём как в мономерной, так и в олигомерной форме. Однако, вероятно, фибриллярные
белки покидают клетки без какой-либо оболочки. Развивающееся воспаление
приводит к активации процесса агрегации и гибели клеток с освобождением
агрегатов. Белки могут попадать в клетку в составе эндосом, и этот процесс
опосредован рецепторами, но, позже, выходят из них в цитоплазму. Неполное расщепление
фибрилл в эндосомах ведёт к появлению олигомеров, что усиливает токсичность. Однако
это не единственный путь их поступления в клетку. Агрегаты <span lang="EN-US">SOD</span>1 проникают в клетку в липидных островах путём неселективного
макропиноцитоза. Фибриллы <span lang="EN-US">tau</span><span lang="EN-US"> </span>захватываются нейронами в культуре и вызывают перестройку структуры
<span lang="EN-US">tau</span><span lang="EN-US"> </span>в их
цитоплазме. В экспериментальных условиях были обнаружены кольцевые,
порообразующие формы альфа-синуклеина. Возможно, и хантингтин проходит мембрану,
напрямую проникая в цитоплазму. Не исключена передача фибрилл и по туннельным
нанотрубочкам. Эти механизмы могут быть неселективными или частично
селективными. Нервные клетки способны защищать себя от воздействия токсичных белков
путём их накопления в цитоплазме в виде нетоксичных агрегатов, их расположение
в клетке может несколько различаться. В частности, альфа-синуклеин откладывается
в теле и аксонах нейрона, а хантингтин - в ядре и цитоплазме, но слишком высокое
содержание таких агрегатов представляет угрозу для нормальной жизнедеятельности
клетки, и, в итоге, процесс распространения агрегатов продолжается.<o:p></o:p></div>
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
Понимание процесса
распространения агрегатов поможет блокировать этот путь развития заболевания, например,
путём подавления рецепторов к этим агрегатам. Антитела могли бы блокировать
распространение агрегатов, но для этого они должны проходить
гематоэнцефалический барьер. Кроме того, белки могут существовать в виде
различных структурных вариантов, поэтому важно, чтобы терапевтические антитела
взаимодействовали со всеми возможными вариантами, вовлечёнными в развитие
заболевания. Активация фагоцитоза в микроглии – возможная стратегия лечения,
поскольку она поглощает и разрушает агрегаты. Лекарственные средства, делающие
мембраны более устойчивыми и блокирующие формирование экзосом могут быть
эффективны для предотвращения распространения белковых агрегатов, но какими
могут быть их побочные эффекты? Возможна иммунизация против агрегатов, и это тоже
перспективный путь борьбы с нейродегенеративными нарушениями. Иммунизация
против белка <span lang="EN-US">tau</span><span lang="EN-US"> </span>позволила
улучшить состояние больных, но что произошло при этом на самом деле, пока не
ясно.<o:p></o:p></div>
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
Скорее всего,
болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера не могут передаваться от человека к человеку.
Тем не менее, в лабораториях, где занимаются исследованием таких заболеваний,
предпринимаются строгие меры по защите персонала от воздействия аэрозолей
белков. В те времена, когда ростовые гормоны можно было получить только из
мозга погибших доноров, использовался материал и от больных с болезнью
Паркинсона или болезнью Альцгеймера, но случаев распространения заболевания,
связанных с этим, описано не было (в отличие от настоящего прионного
заболевания – болезни Крейтцфельдта-Якоба).<o:p></o:p></div>
<br />
<div style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt;">
<br /></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-65334536783687851512014-08-23T12:34:00.000-07:002014-08-23T12:34:19.333-07:00Аллергия в современном мире: что именно делает заболевание таким распространённым?<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://1.bp.blogspot.com/--62Kqsxu-qY/U_jsspkR1OI/AAAAAAAAELE/fTk5btdOOGU/s1600/%D0%A1%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BA.PNG" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://1.bp.blogspot.com/--62Kqsxu-qY/U_jsspkR1OI/AAAAAAAAELE/fTk5btdOOGU/s1600/%D0%A1%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BA.PNG" height="205" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">В последние четыре десятилетия увеличилась частота заболеваемости
атопическим дерматитом, астмой и аллергическим ринитом, в первую очередь –
среди детей. Подъём заболеваемости наблюдается как в развитых, так и в развивающихся
странах. Это явление связывают с массовым переселением людей из сельской местности
в города, начавшимся в 1960 – 1980ые годы.</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 14.0pt; mso-bidi-font-size: 12.0pt;"> Сегодня
большая часть населения Земли – жители городов, сталкивающиеся каждый день с
веществами и условиями среды, которых ранее не существовало. Сам по себе воздух
современного города может вызывать повреждение слизистых оболочек респираторного
тракта и нарушение работы ресничек эпителия, очищающих его, и это приводит, в
том числе, к повышению возможности контакта аллергенов и клеток иммунной системы,
следствием чего является сенсибилизация. </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">Даже психологический стресс, действию которого часто
подвержен человек в современном мире может быть одной из причин роста
заболеваемости аллергическими заболеваниями, поскольку данная группа болезней
имеет многофакторную, сложную, и ещё до конца не понятую природу.</span></div>
<a name='more'></a><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 14.0pt; mso-bidi-font-size: 12.0pt;"><o:p></o:p></span><br />
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 14.0pt; mso-bidi-font-size: 12.0pt;">Гигиеническая гипотеза
– одна из первых гипотез влияния окружающей среды на риск развития аллергии.
Она основана на наблюдении, показавшем, что поллиноз и атопическией дерматит реже
встречается у детей из больших семей, контактирующих с разнообразными патогенами,
когда болеют братья и сёстры, что стимулирует их иммунную систему. Например, </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">воздействие эндотоксинов в детстве, которое
возможно в таких условиях, особенно, в сельской местности, оказывает действие,
направленное против высокой активности Т-хелперов второго типа и снижает риск
аллергических заболеваний. Растворимый липополисахарид – эндотоксин грамотрицательных
бактерий, связывается с рецептором </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">CD</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">14 на антиген-презентирующих клетках, прежде
всего – на моноцитах, стимулируя продукцию интерлейкина 12, активацию ответа Т-хелперов-1
и продукцию активирующего нейтрофилы интерлейкина 8. Ограничение возможности
ребёнка контактировать с окружающим живым миром, включая инфекционные агенты, ведёт
к избыточной пролиферации Т-хелперов 2 и склонности к аллергическим
заболеваниям. Контакт с сельскохозяйственными животными, употребление
некипячёного молока снижают риск развития аллергических заболеваний, однако
только если они имеют место в детстве. Если такие контакты происходят впервые у
взрослого человека, эффект может быть обратным.</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 14.0pt; mso-bidi-font-size: 12.0pt;"> Не все
инфекции так благотворно влияют на будущее ребёнка, например, распространяющиеся
в детских коллективах вирусные респираторные инфекции, напротив, облегчают
аллергизацию у детей.</span><b><span style="color: #985735; font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 14.0pt; mso-bidi-font-size: 12.0pt; mso-fareast-language: RU;"><o:p></o:p></span></b></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">Другая серьёзная проблема городского
жителя – рацион питания. Недостаток свежих фруктов, овощей, основных источников
таких антиоксидантов, как витамины </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">C</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">, </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">E</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">, </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">A</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">, бета-каротен и селен – одна из причин повышения
риска развития аллергических заболеваний. Использование кремов от загара и
постоянное пребывание в помещениях ведёт к недостатку вырабатываемого
организмом собственного витамина </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">D</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">. Антиоксиданты очень важны для защиты от
аллергии и поддержания здоровья аллергиков. Наличие антиоксидантов в пище
астматика повышает его устойчивость к опасным для него загрязнителям воздуха,
например, озону. Оказалось, что и замена насыщенных жиров в диете
ненасыщенными, что происходит, например, если часто питаться пищей в ресторанах
быстрого питания, сказывается на работе иммунной системы таким образом, что
повышается продукция </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">IgE</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">, то есть иммуноглобулинов,
непосредственно участвующих в развитии аллергических реакций. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 14.0pt; mso-bidi-font-size: 12.0pt;">Более 3 700 низкомолекулярных
химических соединений, с которыми каждый современный человек может столкнуться
в своей жизни, оказались аллергенными. Причиной аллергии на металлы, чаще всего это никель, кобальт и хром,
могут быть, например, имплантаты. Парфюмерия, включая ароматические композиции,
перуанский бальзам и коричный альдегид, а также консерванты, метилхлоризотиазолинон,
метилизотиазолинон, и парабены (вещества, медленно превращающиеся в формальдегид
при хранении) – частая причина развития контактных аллергических реакций. Причинами
контактной аллергии могут быть активные компоненты, найденные в краске для
волос и лаке для ногтей, например парафенилендиамин, контакты с которым
увеличивают риск сенсибилизации.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 14.0pt; mso-bidi-font-size: 12.0pt;">С повышением риска
развития астмы и других аллергических заболеваний в современном индустриальном обществе
связаны, разумеется, загрязнители воздуха: озон, двуокись азота, взвешенные
частицы. Загрязнённый воздух повреждает слизистые оболочки дыхательных путей,
повышает риск развития аллергических реакций, связанных с аллергенами, присутствующими
в воздухе. Сами по себе загрязнители воздуха делают эпителий лёгких более
проницаемым из-за развивающегося воспаления. </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">Неполное сгорание топлива приводит к
образованию вредных веществ, таких как диоксид серы, оксиды азота, окиси
углерода, бензола, формальдегида, углеводородов и сажи. </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 14.0pt; mso-bidi-font-size: 12.0pt;">Озон
возникает в загрязнённом воздухе в ходе сложных химических превращений из компонентов
выхлопных газов под воздействием ультрафиолета. И озон, и двуокись азота являются
оксидантами, они вызывают воспаление эпителия респираторного тракта. </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">Дизельные выхлопы тоже вызывают
окислительный стресс, под их воздействием активируется синтез и высвобождение
провоспалительных цитокинов.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 14.0pt; mso-bidi-font-size: 12.0pt;">Воздух
современного города содержит множество твердых и жидких частиц различного
происхождения, в том числе пыльцевых зерен и спор плесени, а также частиц
копоти. Мельчайшие частицы сажи характеризуются как адъювантной активностью при
сенсибилизации против аллергенов, так и эффектом усиления симптомов аллергии у
чувствительных пациентов. Они могут быть носителями аллергенов, в том числе –
белковых, облегчая их проникновение вглубь респираторного тракта. Частицы менее
10 мкм в диаметре могут проникать глубоко в лёгкие, а частицы диаметром менее
2,5 мкм представляют особую опасность, поскольку могут проходить так же глубоко
в альвеолы, как воздух. До 30% вдыхаемого выхлопа дизельных двигателей
достигает альвеол лёгких и фагоцитируется макрофагами вместе с адсорбированными
на них аллергенами, вызывающими развитие аллергии. <o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: white;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 14.0pt; mso-bidi-font-size: 12.0pt;">Природа аллергических заболеваний
сложная, их развитие связано с образом жизни человека. С тем, с какими
веществами он сталкивается и с его наследственными особенностями. </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 14pt;">Ни одна из существующих гипотез – ни об
изменении подхода к гигиене, ни о рационе, ни о стрессе, ни о загрязнении
воздуха - не объясняют высокую частоту аллергических заболеваний, однако,
вероятно, все эти изменения образа жизни вносят вклад в то количество случаев
аллергии, которое мы все можем наблюдать сегодня. <o:p></o:p></span></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-5061733247218360002014-08-16T05:47:00.000-07:002014-08-16T05:47:30.592-07:00Метилирование РНК и эпитранскриптом - ещё одна ступень в регуляции биологических процессов<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://2.bp.blogspot.com/-vJbSO4Vv3fE/U-9SsDpiLWI/AAAAAAAAEK0/B3Or6OfnY-0/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://2.bp.blogspot.com/-vJbSO4Vv3fE/U-9SsDpiLWI/AAAAAAAAEK0/B3Or6OfnY-0/s1600/%D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9.png" height="197" width="320" /></a></div>
<div class="p" style="background: white; margin-bottom: 8.3pt; margin-left: 0cm; margin-right: 0cm; margin-top: 8.3pt; mso-add-space: auto;">
Метил-6 аденозин (<span lang="EN-US">m</span><sup>6</sup><span lang="EN-US">A</span>) – модификация
аденозина в составе РНК, существование которой было предсказано ещё в 1970-е
годы, но настоящие исследования в этой области появились только в последнее
время. Метилирование - одна из наиболее распространённых модификаций РНК, а их
описано более сотни, правда, в основном для тРНК и рРНК. Данной модификации могут
подвергаться практически любые РНК – рибосомные, транспортные, матричные, микроРНК,
малые и длинные некодирующие РНК. Помимо аденозина, метилированы могут быть и другие
основания РНК, однако, в 80% случаев это именно аденозин. Метилирование РНК найдено
практически у всех организмов, включая вирусы. Участки, где находят <span lang="EN-US">m</span><sup>6</sup><span lang="EN-US">A</span><span lang="EN-US"> </span>являются высококонсервативными. Даже у таких различных организмов как дрожжи
и кишечные палочки, принадлежащих к разным доменам, модификации рибосомных РНК
происходят в их функционально схожих регионах. При анализе содержания
метилированного аденозина в различных тканях млекопитающих оказалось, что он чаще
всего присутствует в РНК мозга, печени и почек, а реже всего – в сердце и
лёгких. В исследованиях на дрожжах было показано, что профиль метилирования может
меняться под влиянием тех или иных внешних стимулов.<span style="background-color: transparent; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span></div>
<div class="MsoNormalbullet1.gif" style="margin-bottom: 0.0001pt; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"></span></div>
<a name='more'></a><br />
<div class="MsoNormalbullet2.gif" style="background: white; margin: 8.3pt 0cm;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Лучше всего
изучено метилирование мРНК. Его чаще всего находят в экзонах и 3′-некодирующей области
транскрипта, присутствуют сайты метилирования и в области начала транскрипции. Также
высокое содержание </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">m</span><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">6</span></sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">A</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">выявляют у
стоп-кодонов. Некоторое количество </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">m</span><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">6</span></sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">A</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">выявляется, однако и в интронах
и других некодирующих областях. В поли-А хвосте мРНК метилирования, напротив,
не происходит. Метилирование можно обнаружить как в зрелых, так и в незрелых
транскриптах, то есть оно может происходить до сплайсинга РНК, в том числе и в
интронах, а также до полиаденилирования. Не все мРНК имеют сайты метилирования –
например их не найдено в мРНК гистонов и глобинов. В мРНК пролактина сайт метилирования
всего один, а в мРНК дегидрофолат редуктазы – три.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormalbullet2.gif" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Метилирование может выполнять ряд функций,
относительно чего есть различные предположения, подкреплённые экспериментальным
данными. Метилирование РНК делает её более стабильной. Вовлечено оно и в
регуляцию экспрессии мРНК, а метилирование вирусных РНК также делает репликацию
вируса более эффективной. Метилирование может принимать участие в терминации
трансляции. Поскольку метилирование находят в мРНК ещё до её созревания, было
предположено, что оно участвует в регуляции сплайсинга, как влияя на связывание
с белками, необходимыми для этого процесса, так и блокируя взаимодействие аденозина
и урацила, важное для вырезания интрона. </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;">3′-нетранслируемый регион мРНК,
одна из наиболее подверженных метилированию частей транскрипта, отвечает за его
стабильность, локализацию в клетке и трансляцию за счёт взаимодействия с белками,
которое может быть специфичным к метилированию. Присутствие </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;">m</span><sup><span style="border: none windowtext 1.0pt; font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-border-alt: none windowtext 0cm; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU; padding: 0cm;">6</span></sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;">A</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;">может влиять
на вторичную структуру РНК, что тоже изменяет её сродство к белкам.</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">m</span><sup><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">6</span></sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">A</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">блокирует так называемое
редактирование РНК – превращение аденозина в инозин, который функционально
соответствует гуанозину при трансляции и формировани вторичной структуры РНК. 67%
сайтов метилирования в нетранслируемых последовательностях расположены рядом с
участками, где происходит взаимодействие с микроРНК, что указывает, на
возможное вовлечение метилирования в регуляцию этого процесса. Таким образом,
уже то немногое, что известно о значении метилирования мРНК, показывает, что участие
этой модификации в регуляции функционирования мРНК может определяться
разнообразными механизмами.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormalbullet2.gif" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Метилирование происходит в консервативном регионе,
имеющем структуру </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">RRACH</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> (</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">R </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">=</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> G</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">или </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">A</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">; </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">H </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">=</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> A</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">, </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">C</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">или </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">U</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">)</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt;">, но оно может, вероятно, происходить
и в других сайтах, которые пока не описаны. </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Мотив, по которому чаще всего происходит метилирование мРНК - [</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">AG</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">]</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">ACU</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">. В рРНК, тРНК и малых некодирующих РНК метилироваие происходит в других сайтах,
например в малой некодирующей РНК </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">U</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">6 для метилирования необходима правильная укладка шпильки
и петли на 3′ конце.</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;"> Прсоединение метиловой группы к аденозину это результат
скоординированного действия метилаз, деметилаз и белков, сродство которых к РНК
обусловлено её метилированием. </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">За
процесс метилирования аденозина отвечают несколько различных метилтрансфераз, в
частности, наиболее описанная из них метилаза </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">METTL</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">3. </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">METTL</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">3 локализуется в ядре, прежде всего – в областях, насыщенных белками,
отвечающими за созревание мРНК. Два домена отвечают за работу </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">METTL</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">3 – это домен, связывающийся с белком </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Adomet</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> и, собственно, домен, отвечающий за осуществление
реакции метилирования.</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;"> Уровень транскрипции гена </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;">METTL</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;">3 зависит от уровня </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;">Adomet</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;">, который, в свою очередь, связан с доступностью
метионина. </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Возможно, для работы
</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">METTL</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">3 нужны какие-либо
ещё дополнительные факторы. В клетке существуют и белки, способные снимать метилирование
аденозина - деметилазы, наиболее изученным из них является </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">FTO</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">, описан также и белок </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">ALKBH</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">5, вероятно, существует и ряд других белков с подобной
функцией.<o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormalbullet2.gif" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">Совокупность модификаций мРНК названа эпитранскриптом.
Структура эпитранскриптома меняется в ходе развития тканей и органов, при изменении
внешних условий, в стволовых и опухолевых клетках. </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;">Метилирование
РНК участвует в регуляции эмбриогенеза, в частности – развития мозга. Содержание
метиладенозина и активность метилрансфераз повышена в раковых клетках.</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> В силу того, что знания об этом уровне регуляции
биологических процессов только накапливаются, никаких конкретных маркеров,
связанных, например, с теми или иными заболеваниями в эпитранскриптоме пока не
найдено, хотя, несомненно, они должны там быть. Однако уже установлено, что некоторые
варианты деметилазы </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">FTO</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">могут быть связаны с повышенным
риском ожирения, а так же с болезнью Альцгеймера (это разные варианты). </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt;">Изменения
активности этого белка обнаружены и в раковых клетках</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-language: RU;">.</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;"><o:p></o:p></span></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-4751106276051953129.post-78594542939223667632014-08-09T13:36:00.000-07:002014-10-18T06:39:58.737-07:00Биотехнология и освоение новых земель: путь к повышению солеустойчивости растений<div dir="ltr" style="text-align: left;" trbidi="on">
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="http://3.bp.blogspot.com/-dGxA77tkW_o/U-aGAY9WgcI/AAAAAAAAEKk/md7VNXoNpRM/s1600/%D0%A1%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BA.PNG" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="http://3.bp.blogspot.com/-dGxA77tkW_o/U-aGAY9WgcI/AAAAAAAAEKk/md7VNXoNpRM/s1600/%D0%A1%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BA.PNG" height="217" width="320" /></a></div>
<div class="MsoNormal" style="margin-bottom: 0.0001pt; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU;">Сельскохозяйственные культуры, как правило, не
устойчивы к концентрациям соли, составляющим порядка одной трети концентрации
солей в морской воде. Большая часть воды на Земле содержит соль </span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU;">NaCl</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU;"> в концентрации около 30 грамм на литр, и растения сельскохозяйственных
культур не могут расти, если для их полива использовать такую воду. Даже если
такие растения растут на засоленных почвах, они приносят меньший урожай. На
помощь здесь может прийти биотехнология: известно, что ризосферные
микроорганизмы могут влиять на устойчивость растения к различным
неблагоприятным фактором, а внося изменения в геном можно получить растения с
новыми свойствами. К сожалению, получить устойчивые сорта путём скрещивания
почти невозможно: устойчивость к засолению имеет очень сложную природу и
обусловлена рядом механизмов, в реализации которых задействованы разнообразные
гены. Только у отдельных видов удалось выявить наследование солеустойчивости по
Менделю. Это же препятствие встаёт и на пути генной инженерии, однако при
контроле за изменениями, проводимыми подобным путём, всё-таки, выше, и
преодолеть затруднения, связанные со сложным механизмом наследования можно
данным путём. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin-bottom: 0.0001pt; vertical-align: baseline;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin-bottom: 0.0001pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU;">Оценка
устойчивости сельскохозяйственных растений должна быть максимально полной,
прежде чем использовать их для получения зерна. Известно, например, что рост
риса гораздо менее страдает от солёности, чем урожай, а конечной целью работы в
данном направлении является именно урожайность, а не просто устойчивость
растения. Важно, чтобы именно урожай был защищён от воздействия солёности. </span><span style="color: #2e2e2e; font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;">Растения, в экспериментальных условиях оказавшиеся устойчивыми, не
обязательно будут столь же урожайны в поле. </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU;">Исследования резистентности на
клетках в культуре тем более нельзя экстраполировать на растения в полевых
условиях. Ещё одна проблема заключается в том, что в ряде случаев полученные
растения, устойчивые к повышенной солёности, хуже растут и приносят меньший
урожай в нормальных условиях.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin-bottom: 0.0001pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU;">Аккумулирование
</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU;">Na</span><sup><span style="border: none windowtext 1.0pt; font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-border-alt: none windowtext 0cm; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU; padding: 0cm;">+</span></sup><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU;"> в вакуолях, синтез осмолитиков, защита от активных
форм, выведение ионов из клеток и осмотическая устойчивость – вот основные
механизмы, защищающие растение при повышении концентрации соли. Разные
механизмы резистентности эффективны в различных условиях, например, при высокой
солёности важны способность к выведению натрия, а при умеренной – осмотическая
устойчивость. Для галофильных растений, которые от природы устойчивы к
солёности характерно накопление натрия и в вакуолях клеток листа, но, к
сожалению, пока применение генов устойчивых к засолению диких растений для
получения новых вариантов культурных растений не оказалось эффективным. Есть и
ещё один важный фактор, влияющий на устойчивость растения к повышенной
солёности, это наличие симбионтов, эндомикоризных
грибов, обитающих внутри клеток растения, грибов эктромикоризы, оплетающих
корни и ассоциированных с корнями ризобактерий. Микробиота оказывает
комплексное воздействие на растение, она синтезирует молекулы, защищающие от
стресса, регулирует поглощение ионов из окружающей среды, воздействует на
синтез гормонов. Рассмотрим, как можно использовать возможности генной
инженерии и поддержку симбионтов в обеспечении устойчивости к засолению.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; vertical-align: baseline;">
<span style="color: #2e2e2e; font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;">Повышение
устойчивости корня за счёт увеличения способности к накоплению </span><span lang="EN-US" style="color: #2e2e2e; font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;">Na</span><sup><span style="border: none windowtext 1.0pt; color: #2e2e2e; font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-border-alt: none windowtext 0cm; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU; padding: 0cm;">+</span></sup><span lang="EN-US" style="color: #2e2e2e; font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="color: #2e2e2e; font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;">в вакуолях повышает резистентность
растения в целом. Транспортёры </span><span lang="EN-US" style="color: #2e2e2e; font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;">Na</span><sup><span style="border: none windowtext 1.0pt; color: #2e2e2e; font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-border-alt: none windowtext 0cm; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU; padding: 0cm;">+</span></sup><span lang="EN-US" style="color: #2e2e2e; font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;"> </span><span style="color: #2e2e2e; font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;">, выводящие его из
клетки, вообще очищают клетку от токсичных ионов, что более надёжно, чем их
накопление в отдельном копартменте. Трансформация, усиливающая экспрессию генов
транспортёров может помочь, но важно, чтобы они экспрессировались в нужное
время и в нужном мете. </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Микориза тоже может влиять на экспрессию и
работу транспортёров, защищая корень от поступления токсичных ионов, также она
создаёт вокруг корня особую среду за счёт выделяемых веществ. Кроме того,
ризосферные бактерии снижают осмотический стресс, поддерживая выведение ионов
через устьица и фотосинтез. Селективное поглощение микоризой </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Cl</span><sup><span style="border: 1pt none windowtext; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt; padding: 0cm;">−</span></sup><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> (но не </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Na</span><sup><span style="border: 1pt none windowtext; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt; padding: 0cm;">+</span></sup><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">) может облегчить стресс, испытываемый
растением. </span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU;">Транспортёры калия с высоким сродством (</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU;">HKT</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU;">) и компоненты пути сверхчувствительности к соли (</span><span lang="EN-US" style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU;">SOS</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU;">), системы, функционирующие в растительном организме,
которые регулируют транспорт натрия. Их также рассматривают как белки,
повышение концентрации которых генноинженерным путём помогло бы сделать
растение более устойчивым. Соединения, выделяемее
бактериями ризосферы, могут снижать экспрессию транспортёров </span><span lang="EN-US" style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">HKT</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">1 в корне и активировать её в побеге,
снижая поступление натрия в организм растения и облегчая его выведение в
надземной части. Экзополисахариды бактерий могут связывать ионы натрия,
предотвращая их перенос в листья. В солёной почве возможность растения получать
и сохранять воду ограничена. Эндосимбиотические грибы могут влиять на
присутствие аквапоринов, белков мембраны, участвующих в поступлении и выведении
воды. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU;">Такие растворимые вещества как
трегалоза защищают аппарат синтеза белка и снижают повреждение клеток активными
формами кислорода. Рис, трансформированный таким образом, что гены, продукты
которых задействованы в синтезе трегалозы, лучше растёт при повышенных
концентрациях соли, при этом в его тканях меньше накапливается натрий. Однако,
трегалоза может быть токсичной для растений, при повышении её концентрации в
тканях может замедляться рост и нарушаться морфология растения, поэтому, для
полноценной защиты растения необходимо, чтобы синтез трегалозы активировался
только когда это действительно нужно, а это, в свою очередь, зависит от
структуры промотора, который будет находиться перед геном при трансформации. Трегалоза, синтезируемая ризобактериями, тоже может
защищать растение от осмотического стресса. Грибы эндомикоризы способны к
синтезу трегалозы, однако интенсивность этого процесса у них не меняется в ответ
на повышение солёности почвы, поэтому нельзя утверждать, что он может способствовать
защите растения. Повышение содержания низкомолекулярных сахаров может быть
также следствием гидролиза крахмала, не востребованного в корнях и других
нефотосинтезирующих частях растения из-за остановки роста. С другой стороны,
при ответе на стресс происходит активация метаболизма – ведь для защиты
требуется энергия. Так, под влиянием метаболической перестройки и реакции
микробиоты происходит повышение концентрации растворимых сахаров, растворимых
белков и органических кислот в листьях, а содержание муравьиной и янтарной
кислоты снижается. Не известно, поступает ли пролин, синтезируемый
микроорганизмами при засолении в растения или также синтезируется в них заново,
но его содержание в тканях растения также повышается и он участвует в защите
фотосинтетического аппарата.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; vertical-align: baseline;">
<span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Можно применять микроорганизмы
и как регуляторы гормонального статуса растения. Использование бактерий,
продуцирующих цитокинины (</span><span style="background-attachment: initial; background-clip: initial; background-image: initial; background-origin: initial; background-position: initial; background-repeat: initial; background-size: initial; color: #252525; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">гормоны
растений, которые регулируют деление клеток,<span class="apple-converted-space"> </span></span><span style="background-attachment: initial; background-clip: initial; background-image: initial; background-origin: initial; background-position: initial; background-repeat: initial; background-size: initial; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">морфогенез<span class="apple-converted-space"><span style="color: #252525;"> </span></span>побега<span class="apple-converted-space"><span style="color: #252525;"> </span></span><span style="color: #252525;">и<span class="apple-converted-space"> </span></span>корня<span style="color: #252525;">,
созревание<span class="apple-converted-space"> </span></span>хлоропластов<span style="color: #252525;">, линейный рост клетки, образование добавочных<span class="apple-converted-space"> </span></span>почек<span class="apple-converted-space"><span style="color: #252525;"> </span></span><span style="color: #252525;">и<span class="apple-converted-space"> </span></span>старение</span><span style="font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">) повышает урожай сельскохозяйственных культур на засоленных почвах. Такие
бактерии могут помочь получить урожай и в неблагоприятных условиях, связанных, например,
с недостаточной влажностью. При стрессе, связанном с воздействием соли,
активируется синтез этилена, который подавляет рост растений в ответ на стресс,
однако ризосферые бактерии, разрушающие этот гормон растений, могут снижать его
эффект.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin-bottom: 0.0001pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<span style="color: #2e2e2e; font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Arial Unicode MS"; mso-fareast-language: RU;">Принимая во внимание сложность механизмов устойчивости к повышенным
концентрациям солей, можно предположить, что следует воздействовать на пути
регуляции всех этих систем для улучшения устойчивости культуры, например на
путь, задействованный в ответе на активные формы кислорода. Он, в частности,
контролирует накопление натрия в корнях. Активация кальциевых сигнальных путей
улучшает рост растений в условиях повышенной солёности. Экспрессия генов в
трансгенном растении должна быть тканеспецифична, то есть гены должны
встраиваться в геном под соответствующими промоторами. Для правильной работы
сигнальных систем важно не только наличие определённых белков, но и их
посттранскрипционные модификации.</span><span style="font-family: "Times New Roman","serif"; font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 14.0pt; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: RU;"> Путь до какого-либо первого решения
этих проблем ещё далёк. Однако, надо понимать, как это важно, в условиях
растущего населения Земли, которое становится всё сложнее прокормить.<o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: white; margin-bottom: 0.0001pt; text-align: justify; vertical-align: baseline;">
<br /></div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08076274818100701662noreply@blogger.com0