sitemap
AVE CMS
Анахарсис
Первая чаша принадлежит жажде,
вторая - веселью, третья - наслаждению,
четвертая - безумию

Искусственную жизнь создали ради отказа от нефти


21.05.2010
Биологи вплотную подошли к появлению искусственной жизни. Первая в мире клетка с синтетической ДНК стала прообразом бактерий, способных синтезировать заменяющее нефть биотопливо.


Группа американских молекулярных биологов и генетиков из корпорации Крейга Вентера (бизнесмена, который до этого принял участие в прочтении человеческого генома) опубликовала в журнале Science статью о создании искусственной ДНК с последующей пересадкой ее внутрь бактериальной клетки. Искусственная ДНК хранит всю информацию о необходимых клеткам белках и, по сути, является основным компонентом живых существ. Если проводить аналогию с техникой— ДНК будет одновременно процессором, материнской платой, жестким диском и оперативной памятью, то есть всей той начинкой, которая превращает стальной ящик с монитором и клавиатурой в компьютер. Все вокруг одной молекулы Любая клетка, от самой примитивной бактерии до человеческой яйцеклетки, отличается в первую очередь строгой упорядоченностью, способностью эту упорядоченность поддерживать и создавать новые столь же сложно организованные свои копии при делении. Слово «упорядоченность» здесь особенно важно— зачастую малейшая ошибка в синтезе белков может иметь катастрофические последствия, подобно тому, как грозит аварией погнутая деталь в двигателе машины. Показано, как сначала на основе ДНК синтезируется РНК (голубая цепочка), как РНК переносится из ядра клетки к рибосоме и там собирается молекула белка (коричневая). Источник: Discovery Institute Все клеточные детали собираются внутри самой клетки из сравнительно простых веществ. Сложнейшие белковые насосы для перекачки ионов через мембрану, самые настоящие моторы, вращающие жгутики бактерий, подвижные комплексы, обеспечивающие сокращение мышц, сверхточные «ножницы» для расщепления отдельных молекул— каталог клеточных деталей насчитывает сотни и тысячи позиций. И то, что ДНК является главным объектом молекулярной биологии, обусловлено тем, что именно эта молекула хранит «каталог запчастей» и «чертежи» всей клетки. Когда ученые используют термин «ген», они имеют в виду именно участок ДНК, на котором записаны данные об определенном белке. Ну, а полную совокупность всех генов принято называть геномом. У бактерий, в отличие от человека, всего одна молекула ДНК, весь ее геном уменьшается на одной молекуле— именно ее и синтезировали ученые. Бусы Устройство ДНК, несмотря на всю сложность хранящейся в ней информации, на удивление простое. Молекула представляет собой две параллельные цепочки, составленные из так называемых нуклеотидов— органических соединений четырех разных типов. Из аденина, гуанина, тимина и цитозина собираются нити, которые слипаются друг с другом и закручиваются в спираль. Ничего, кроме сменяющих друг друга нуклеотидов, в ней нет. Но большего и не требуется. Спроектированные человеком компьютеры и вовсе обходятся последовательностью из нулей и единиц— вся эта статья, с картинками и видео, пришла с сервера GZT.RU в виде нулей и единиц. Чертежи микропроцессоров и авиалайнеров, генеральные планы городов, финансовая документация корпораций, – все это воплощается в цифровую форму, а уж четырех символов вместо двух хватит для кодирования сколь угодно сложных данных с избытком. Генетический код. Читать от центра к краям, латинские сокращения вокруг (например Arg - аргинин) обозначают аминокислоты, а заглавные буквы - нуклеотиды (аденин, цитозин (с), гуанин (g) и тимин (u)). Аргинину соответствует CGG, CGA, CGC, CGU. Источник: Wikipedia Тем более что «чертежи» ДНК вовсе не описывают точную форму белковых молекул. Информация, хранящаяся в генах, всего лишь указывает, в какой последовательности белок следует собирать из аминокислот— поскольку молекулы белка тоже устроены как длинные цепочки. А раз и ДНК, и белок являются длинной цепочкой, то можно обойтись совсем простой записью— каждые три нуклеотида (части ДНК) соответствуют каждой аминокислоте (части белка). Совокупность правил, описывающих, какие тройки нуклеотиддов кодируют какие аминокислоты, называется генетическим кодом, зная который можно получить ДНК, кодирующий любой белок. От общих правил к синтезу Впрочем, для создания искусственной жизни мало знать какие нуклеотиды какие аминокислоты кодируют. Достаточно точной аналогией будет положение первокласника, который уже знает буквы, умеет читать, но явно еще не в состоянии самостоятельно написать повесть или роман или хотя бы создать обзорный реферат, переписав готовые куски текста. Ученым для создания искусственной ДНК пришлось научится читать геном— то есть узнавать, как устроены реальные гены. Им пришлось научится синтезировать достаточно длинные фрагменты искусственной ДНК, так как большой процент ошибок обрек бы их детище на нежизнеспособность. Все это заняло десятки лет— генетический код расшифровали в 1965 году, а первую полностью искусственную ДНК пересадили в клетку лишь в 2010-ом. Установки для синтеза искусственной ДНК производятся серийно. На фото - одна из них. Источник: General Electric - Life Science Синтетический геном насчитывает 1,08 млн пар нуклеотидов, а бактерия, к которой он относится, называется Mycoplasma mycoides. Микоплазмы с точки зрения медиков примечательны тем, что ряд их штаммов патогенен (вызывает пневмонию или связан с генитальными инфекциями), а генетикам интересно то, что геном микоплазмы сравнительно невелик. Кто и зачем? Исследованиями в области генетики Крейг Вентер занимается уже давно. Начав свою карьеру как ученый (диплом бакалавра в 1972-ом, степень доктора в 1975-ом), он через некоторое время занялся и бизнесом, основав компанию Celera Genomics. Эта компания впервые прочитала полный геном живого организма (вызывающей тяжелую гнойную инфекцию гемофильной палочки, Haemophilus influenza), а потом стала и одним из двух участников проекта по прочтению генома человека. Затратив всего 300 млн долларов против 3 млрд, имевшихся в распоряжении у государственной сети институтов National Institutes of Health, лаборатории Вентера добились результата, способного по праву войти в список величайших научных достижений истории. Деталь биографии В репортаже BBC говорится, что на занятия медициной и биологией Вентера сподвигла работа в военном госпитале, куда доставляли раненых и умирающих военнослужащих из Вьетнама. Эта тяжелая работа вызвала как желание стать врачом, так и нежелание тратить время попусту. Крейг Вентер, один из наиболее известных бизнесменов и ученых одновременно. Источник: Wikipedia Позже Вентер становится главой собственного института (J. Craig Venter Institute) и начинает работу в двух других направлениях: изучение генетики морских микроорганизмов и создание искусственной жизни. Причем не просто из любви к молекулярной биологии: искусственные бактерии могут потребоваться для вполне практических целей. Ведь описанная в Science бактерия— это серьезное свидетельство в пользу того, что ученые могут самостоятельно создавать те организмы, которые им нужны, а не просто ограничиваться модификацией существующих. Это означает, что теперь можно будет делать бактерий, способных, к примеру, производить водород для автомобилей будущего и топливных элементов. Или бактерий, которые могут разделаться с пластиковыми отходами. Или микроорганизмы, способные в промышленных масштабах синтезировать дорогие и жизненно важные лекарства из дешевого и доступного сырья в сравнительно простых реакторах. Вехи на пути биологических технологийКогда Что Около 12–15 тысяч лет назад Приручение собак и начало их селекции Примерно 7 тысяч лет назад Начало молочного скотоводства в Европе О приручении собак и молочном скотоводстве GZT.RU писал в 2009 и 2010 годах. Добавление в рацион наших предков молочных продуктов способствовало становлению цивилизации.Когда Что XVIII век Начало систематических научных исследований в области селекции, ботаник Карл Линней в 1735 году закладывает основы биологической систематики 1855–1866 годы Грегор Мендель проводит ставшие фундаментом генетики эксперименты с горохом 1869 год Химик Фридрих Мишер выделяет ДНК, о роли которой пока ничего не известно 1903 год Высказана гипотеза о том, что за передачу наследственной информации отвечают хромосомы Человеческий набор хросомом. Хромосомы - это ДНК в сочетании с белками, на снимке показан женский комплект с двумя X-хромосомами. Источник: Wikipedia - Piolinfax Когда Что 1910 год Гипотеза о роли хромосом доказана Томасом Морганом 1928 год Открыт пенициллин— использование микроорганизмов человеком выходит на новый уровень, в 1940–1950-х годах антибиотики производят революцию в медицине 1933 год Жаном Брачетом показано, что внутри хромосом находится ДНК 1944 год Доказана ключевая роль ДНК в наследственности 1953 год Установлено строение ДНК— двойная спираль 1961–1967 Расшифрован генетический код 1970 Открыты ферменты, позволяющие разрезать и сшивать ДНК в нужном месте 1972 год Прочитана последовательность первого гена 1973 год Первые генетически модифицированные микроорганизмы 1976 год Прочитан геном вируса 1978 год Генетически модифицированные бактерии кишечной палочки используются для производства инсулина 1989 год Прочитан первый человеческий ген, мутации которого связаны с болезнью Если Вам кажется, что эта мышь выглядит как-то странновато, то это неспроста. Генетически ее ткани неоднородны, по сути животное как бы составлено из двух разных мышей - перед Вами самая настоящая химера. Источник: National Institute of Mental Health Когда Что 1989 год Первая трансгенная мышь. Трансгенные мыши совершат переворот в медицинских исследованиях в 1990-х годах 1994 год На рынок вышел первый генетически модифицированный сорт томатов 1997 год Клонирована овца Долли 2003 год Первое декоративное трансгенное животное, рыбка GloFish Яркие цвета этих рыбок не случайны - их кожа содержит флуоресцирующие пигменты. Источник: www.glofish.com

Использование NI LabVIEW для математического моделирования сверхширокополосного стробоскопического осциллографа и исследования методов расширения его полосы пропускания




Комментарии пользователей
Последний комментарий


Рейтинг@Mail.ru

Яндекс.Метрика    Печать страницы | Рекомендовать cайт | CMS 2.08bm © 2008 Apple-I.Ru  Создание сайтов