Главная » Просмотр файлов » Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1

Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 148

Файл №1123313 Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (Д. Нельсон, М. Кокс - Основы биохимии Ленинджера в 3-х томах) 148 страницаOsnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313) страница 1482019-05-10СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 148)

что у человека примерно 100 000 генов, распределенных среди 3,2 10з и. н. генома, не оправдалисгс у нас всего лишь от 25 000 до 30 000 генов. Это, судя по всему, в полтора раза больше, чем у дрозофнлы (20 000 генов), и несколько болыпе, чем у нематоды (23 000). Несмотря на то что человек появился в ходе эволюции сравнительно недавно, геном наш очень стар. Из 1278 семейств белков, обнаруженных в одном древнем слое, только 94 были уникальными для позвоночных. Однако хотя многие типы белковых доменов у нас общие с растениями, червялси и плодовыми мушками, но используем мы их в более сложных механизмах.

Альтернативные пути экспрессии генов (гл. 26) дают возможность получения более одного белка с одного гена; этот процесс встречается у люлей и других позвоночных чаще, чем у бактерий, червей или любых других форм жизни. Это способствует большей сложности белков, образующихся из нашего генного комплекта.

Теперь стаю известно, что только от 1,1% до 1,4% нашей ДНК действительно кодирует белки (рис. 9-19). Больше 50% нацсего генома состоит из коротких повторяющихся последовательностей, подавляющее большинство которых — около 45% нашего генома в целом — происходят нз транспозонов, небольших мобильных последовательностей ДНК, являющихся молекулярными паразитами (гл.

25). Большинство транснозонов находились в нашем геноме продолжительное время и теперь настолько изменились, что больше це могут перемещаться на новые участки. Остальные все еще активно двигаются с низкой периодичностью, делая геном динамичным и развивающимся. Наконец, немногочисленные транснозоны были приняты своим хозяином и, по-нидимому, выполняют важные клеточные функции.

Что жс можно сказать на основе всей этой информации о том, насколько один человек отличается от другого? В пределах человеческой популяции существуют миллионы отличий на одно основание ДНК, называемых однонуклеотидными цолиморфизмами, или ЯТЧРз (от англ. втд!е мис!еоЫе ро!утогрЬ(зпи, произносится как «снигссыь). Каждый человек отличается от другого одной парой оснований на каждую тысячу. Из этих небольших генетических отличий возникает разнообразие людей, о котором мы все знаем, — различия в цвете волос и глаз, аллергии к лекарствам, размере стопы и даже (до некоторой неизвестной степени) в поведении. Некоторые 5ХРз связаны с определенными человечсскимн популяциями и могут дать важную информацию о миграциях человека, которые происходили тысячи лет назад, и о нашем более отдаленном эволюционном прошлом. Как эта информация помогает нам понять, что именно делает человека человеком? Ответы ца некоторые вопросы можно найти на основании анализа генома нашего ближайшего родственника шимпанзе.

Гсномы человека н шимпанзе различаются по нуклеотидному составу лишь на 1,2%, а по ссзставу генов, кодирующих белки, различие еще меньпге. Кажется, что это немного, однако в таких больших геномах это различие составляет около 35 млн ц. и., есце 5 млн коротких вставок или делеций н довольно большое число более протяженных гсномных перестановок. Далеко не простое дело — выяснить, какие же из этих различий ответственны за отличия человека от шимпанзе на фенотицическом уровне.

Анализ генома приматов может оказать значительную помощь в понимании биохимической организации и эволюции человека, однако решение этой задачи пока находится в самом начале пути. Насколько бы впечатляющим ни был успех, расшифровка генома человека сама по себе не так трудна по сравнению с тем, что следует сделать дальше — попытаться осознать всю информацию, 9.3 От геномов к протеомам ~46! ) хранящуюся в геноме. Геномныс последовательности, ежемесячно добашиемые в международную базу данных, являются «дорожными картами», части которых написаны на языке, который мы еще не знаем. Но они приносят огромную пользу, способствуя открытию новых белков и процессов, оказывающих влияние на каждый аспект биохимии, и это станет ясно пз следующих глав.

Кратное содержание раздела 9.2 ОТ ГЕНОВ К ГЕНОМАМ ° Наука геномика занимается активным изучением геномов и их содержимым. ° Сегменты ДНК генома можно собрать в библиотеки — например, генные банки и библиотеки кДНК вЂ” с огромным диапазоном целей и задач. ° Для амплификации отдельных сегментов ДНК из библиотеки ДНК или целого генома можно использовать полимеразную цепную реакцию (ПЦР). ° Обьедипснным усилием международных исследовательских коллективов удалось полностью расшифровать геномы многих организмов, включая человека, и информация о ннх теперь доступна в публичных базах данных.

9.3. От геномов к протеомам Ген — пе просто последовательность ДНК; это информация, которая преобразуется в полезный продукт — белок или функциональную молекулу РНК, когда это нужно клетке и если это нужно клетке. Первым и наиболее очевидным шагом в исследовании последовательностей генома является составление каталога продуктов генов в таком геноме. Гены, кодирующие РНК в качестве окончательного продукта, несколько труднее идентифицировать, чем белок-кодирующие гены, и даже последние бывает очень трудно определить в геноме позвоночных. Изучение информации, которую таит в себе последовательность ДНК, привело к неожиданному заключению.

Несмотря на многие годы успехов биохимии, в каждой эукариотичсской клетке остались тысячи белков (и довольно много у бактерий), о которых нам ничего не известно. Эти белки могут участвовать в еще нс открытых процессах или содействовать неизвестным образом процессам, о которых, как нам кажется, все известно. Вдобавок к этому геномныс последовательности ничего нам не говорят о трехмерной структуре белков или о том, как белки модифицируются после синтеза. Белки со своими бесчисленными и незаменимыми функциями в клетке становятся центром новых стратегий развития всей биохимии клетки.

Множество белков, экспрессируемых геномом, называется его протеомом; этот термин впервые появился в научной литературе в 1995 и Затем быстро развилась новая область знаний под называнием протеомика. Задача, которую должна решать протеомика, очевидна, хотя решения еще нет. В каждом гсноме есть тысячи генов, кодирующих белки, и в идеале мы хотим знать структуру и свойства всех этих белков. Принимая во внимание, что многие белки преподносят сюрпризы даже после многолетнего изучения, исследование целого протеома становится пугающим предприятием. Простое определение функций новых белков требует интенсивной работы.

По теперь биохимики могут использовать рациональные методы, располагая множеством новых и усовершенствованных технологий. Функции белков можно описать на трех уровнях. Фенотипичеекая функция характеризует эффекты белков на целый организм. Например.

нехватка белка может привести к замедлению роста организма, к измененному его развитию или даже к смерти. Клеточная функция характеризует сеть взаимодействий с участием белков па клеточном уровне. Взаимодействия с другими белками в клетке помогают определять разновидности метаболических процессов, в которых белок принимает участие. Наконец, молекулярная функция относится к определенной биохимической активности белка со всеми тонкостями, например к реакциям ферментативного катализа или к лиганд-рецепторным взаимодействиям.

Для некоторых геномов. таких как у дрожжей 5ассааготусез сетеияае и у растения р. АгаЬЫорзм, распространенным подходом является инакгивация каждого гена методами генной инженерии и исследование этого действия на организм. Если характер роста или другие свойства 1462! Часть 1. 9. Технологии на основе информации из ДНК организма меняются (или если рост вообще не наблюдается), это позволяет судить о фснотипической функции белкового продукта гена.

Есть также три других основных способа изучить функционирование белков: 1) последовательное и структурное сравнение с генами и белками, функции которых уже известны, 2) выяснение, когда и где экспрессируется ген, и 3) исследование белок-белковых взаимодействий. Рассмотрим каждый из этих подходов по очереди. Многие из подходов, разработанных для изучения функций отдельных белков, можно применить к анализу олновременно большого количества белков.

Развивающаяся область науки системная биология расслтатривает множество биохимических процессов в клетке, включая изменение белкового состава клетки, при изменениях условий окружающей среды или при генетическом стрессе. В данной книге при описании тех или иных биохимических или генетических методов мы указываем на возможность их приме- нения для решения задач системной биологии. Взаимосвязи структуры и последовательности белка дают информацию о его функциях Быстрое накопление информации о последовательностях геномов в значительной степени расширило наше понимание процессов эволюции (см. Разд. 3.4, с. 156). Другой важной причиной секвенирования многих гепомон является создание базы данных, которую можно использовать для установления функций генов сравнением геномов, и такое направление называется сравнительной геномикой.

Иногда у только что открытого гена есть гомологическое сходство последовательности с ранее изученным геном у того же или другого вида, и поэтому его функцию можно полностью или частично определить на основе такой связи. 1ены, обнаруженные у разных видов, но обладающие явным сходством последовательности и функций, называются ортологами. Гены, связанные друг с другом подобным образом в пределах одного вида, называются парвлогами (с. 61). Если функция гена уже была установлена у одного вида, то эту информацию можно использовать для определения функции гена у ортолога, найденного в другом виде.

Сходство легче всего обнаружить, сравнивая геномы относительно близкородственных видов, например мыши и че- Человек 9 Мышь 2 ЕРВ72 ЕрЬ7.2 РБМВ7 РятЬ7 РЬТМ1 Вплт ЙМХ1В Ьтх1Ь СРК9 Стга9 ВТХВР1 ЯсхЬр1 Рис. 9-20. Синтения в геномах мыши и человека.

Большие сегменты геномов мыши и человека имеют близко- родственные гены, расположенные на хромосоме в одном и том же порядке, и такая связь называется синтенией. Изображены сегменты 9-й хромосомы человека и 2-й хромосомы мыши. Гены в этих сегментах обладают высокой степенью гомологичности и одинаковым порядком следования. Различные надписи названий генов отражают разные правила обозначения одних и тех же генов в обоих организмах. ловека, хотя много явно ортологичных генов было обнаружено у таких дальних видов, как бактерия и человек. Иногда сохраняется даже расположение генов на хромосоме в больших сегментах геномов близкородственных видов (рис. 9-20).

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
17,57 Mb
Тип материала
Предмет
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6439
Авторов
на СтудИзбе
306
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее