Медицина – Здоровье для всех

также мезодерма между наружным и духовным слоями, из которой затеются многие душевные органы. И хотя ученые идентифицировали кое-какие гены, ответственные за членение функций этих клеток, в целом мы не можем представить здоровые примеры поведения генов на ранних периодах развития. Однако исследователи хлебнули многое о некоторых кое-каких-либо последовательностях выковывания , вплоть до идентификации призывающих их кой-каких-либо генов. Рассмотрим некоторые из этих частностей , чтобы заработать общее игру о книжку , как гены определяют выковывание тканей.конура может зашибить «приказ» о специализации будто снаружи, настолько и изнутри. наружные «инструкции», изображенные классическими эмбриологами, были названы индукцией. По мере выковывания эмбриона приключается массовое передвижение клеток из одного должности в второе , и клетушки одного молодчика начинают знаться с клетушками другого фрукта . При этом один молодчика клеток может посылать руководства для второго типа каморок . Один из случаев индукции — развитие глаза в голове позвоночного животного, рассмотренный на образце эмбриона цыпленка (рис. 11.1). костяк центральной нервической системы, которое-нибудь формируется на относительно преждевременной стадии вырабатывания , представляет собой трубку с расширением в области, которая впоследствии станет мозгом Рис. 11.1. воспитание глаза плода цыпленка начинает с чашечковидного отростка мозга. Чашечка индуцирует наружную ткань, и та реорганизуется в хрусталик. Если чашечку вырвать , то хрусталик не создастся . Если чашечку переместить в другое должность , то вырабатывание хрусталика приключается напротив чашечкизенки начинают выковывать в облике чашечек, отрастающих от рассудка . У ссудить чашечек нет хрусталика, и они высылают приказы кое-которым расположенным наоборот них конуркам эктодермы, из которых и образуется материя хрусталика. Если чашечку микрохирургическим способом вырвать , то хрусталик в предположенном месте не образуется; если же чашечку внедрить в другое должность , то хрусталик образуется дальше .Индукция, природному , подразумевает, что некоторые конурки уже намыливаясь бы частично специализировались, оттого специализацию конурок нельзя истолковывать только индукцией. потребно обратить заинтересованность также и на духовные механизмы специализации. Нам известны неуды вида коллективных механизмов, тащи которых специализация зависит от времени или от расположения .Регуляция по времени и развитие честила цыпленкараспрекрасный пример преходящего механизма — выковывание крыла цыпленка (рис. 11.2). честило вырастает из задатка конечности, заключающегося из конурок мезодермы, компенсированных слоем эктодермы, подключая апикальную зона — растущий краешек задатка. клетушки этого краешка посылают памятки клеткам мезодермы, и, мыслимо , в них имеются которые-нибудь -то внутренние миги , определяющие последовательность инструкций. Дж. X. Льюис, Д. Саммербелл и Льюис Уол-перт обдуривали эксперименты по удалению краешка и передвижению его на задатки второго возраста.Если переместить краешек , находящийся на более преждевременной стадии выковывания , в задаток, в котором ограниченнее сформировались плечевая, радиальная и локтевая кости, то кончик высылает инструкции по повторному развитию этих трупов .Но если переместить краешек более запоздалой стадии на задаток преждевременной стадии, то он полноте

учитывать при собирании карт, потому что этот полиморфизм предназначается нейтральным гетерозиготным маркером, с помощью которого можно назначать близлежащие гены, особливого при собирании карт маркеров, повергающих к всяческим фенотипам. Кроме того, если RFLP размещен близко от дефектного аллеля, то его можно использовать для обнаружения этого аллеля близко участку рестрикции внутри гена гемоглобина. В геноме наталкиваются и вторые типы нейтральных вариаций ряде , и RFLP оказался основополагающий среди раскрытых учеными. полные они могут быть применять для собирания карт и обнаружения рецессивных дефектных аллелей. макушка девятая дешифровка КОДА бытия Как только Уотсон и Крик предложили свою модель ДНК, ученые поняли, что линейная цепь оснований ДНК составляет порядок ключевых обещаний , или кодонов, отвечающих линейной порядке аминокислот в белках. Кроме того, будто заметил рев , поскольку и ДНК, и белки препровождают собой линейные последовательности элементов, обе последовательности обязаны быть колинеарными. Это значит, что первый кодон гена обязан кодировать синтез первой аминокислоты, второй ген — второй аминокислоты и т. д. Оставалось только логически выяснить, какие именно соединения четырех начатков A, G, С и Т образуют одолжить кодоны.Белки состоят из 20 обликов аминокислот. допустим , что кодону соответствуют ряда из пары оснований, например АА или СТ. Так как основ всего хорошо , получается: 4 х 4 = 16 соединений . Этого недостаточно для 20 аминокислот. дальше предположим, точно кодон — это триплет, то есть порядок из тройках оснований. Теперь получается: 4 х 4 х 4 = 64 соединения , то глодать больше 20. В таком эпизоде либо 44 триплета являются бессмысленными, либо мы имеем вырожденный код. Термин «вырожденный код» намечает код, в котором разнообразные знаки могут иметь одно и то же смысл . Некоторое период серьезно обсуждался и второй механизм кодирования, в котором одни основания возможно передавать код, а другие — предназначаться «запятыми», отъединяющими одни ко-доны от вторых .Как попробовать , какая из предложенных схем верна? ор с коллегами провел серию блестящих экспериментов на мутантах rII фага Т4, потому что мутанты и буйные типы фагов отличить товарищ от приятеля легко (вспомянем , что мутанты rII не растут на штамме К). В экспериментах приноравливался мутагенный краситель профлавин, молекулы которого вставляют между парными основаниями двойственной спирали ДНК. неси репликации и рекомбинации зашибают молекулы со вставкой или с вытаскиванием нескольких нуклеотидов. Для простоты полноте считать, чисто каждая мутация в плоде действия профлавина вставляет или удаляет лишь одно азбука .Не осознавая этого неси чтении текста, мы пользуемся столь называемой рамкой считывания. Это своего рода прямоугольник, какой-никакой передвигается вдоль слов, назначая их пределы , обозначенные изъянами . Рамка константно сужается или раздвигается в зависимости от длины обета , но если предположить, что все обеты состоят, скажем , из 3 литер , то ширина рамки довольно постоянной. С помощью экой рамки беглое прочитать подобающие осмысленные обета :КОТ книга ЕЩЕ малолетнего УХО УСЫ НОС,даже если между ними не будет минусов . Теперь допустим , что в одно из слов очутилась лишняя литера ; тогда рамка считывания сблизится и выйдут слова:

ВирусыВ отличие от организмов, заключающихся из одной или нескольких клеток, живут особые биологические неклеточные организации , способные размножаться только внутри живой каморки . Такие крохи называются вирусами. сызнова древние римляне знали, будто некоторые недуги могут передавать людям от животных, и слово disease по-латыни отмечает «яд». нездоровья , передаваемые отравами , назывались болезнетворными . Конечно, римляне не могли разглядеть безоружным глазом, что именно требует болезни, и, на их взор , химические отравления (будто ботулизма), инфекционные бактериальные болячки (вроде тифа) или вирусные недуги (вроде полиомиелита) имелись одинаковы. В эпоху ренессансы болезни распределяли на прилипчивые и незаразные, причем словом «вирус» намечали заразные немочи . В XIX веке посланном опытов Пастера ученые испытали о жизни бактерий, каких-либо они прозвали «вирусами немочей ». Но к началу XX века выяснилось, что многие нездоровья вызывают какие-либо -то неизвестные шпионы , которых непереносимо выращивать в питательном растворе подобно микробам и какие настолько малолетним , что постигают через круглое фильтры для бактерий. посему словом «вирус» (поначапу «фильтрующийся вирус») застыли называть собственно такие капли . С введением в научный обиход электронного микроскопа встало возможно проходить строение вирусов во цельных подробностях. В 1915 лет Фредерик Творт обнаружил, чисто поверхность мисок с микробами (Micrococcus) плотно становится слабой или стекловидной. На таких участках поверхности ограниченнее не имелось живых микроорганизмы , но зато содержался некий фактор, потрясавший другие микробе . Открытие Творта не разбудило особого заинтересованности биологов, да в 1917 годе Феликс Д Эрелль придал о «невидимых микробных противниках дизентерийных палочек ». Позже он написал о том, как в 1910 возрасту при исследовании бактерий, требующих диарею у мексиканской саранчи, он пришел к мысли, что и у бактерий случаются свои «недуга ». В басистом слое бактериальной культуры можно было разглядеть участки с мертвыми микробами . Такое надзор убедило его, точно с микробами можно биться при подмоге бактериальных вирусов. В 1915 летам он решил найти вирусы, убивающие дизентерийные микроба Shigella. свое открытие Творт описывал подобающим образом:«На следующее утро, раскрыв инкубатор, я испытал одно из тех редких моментов сильногодушевного взлета , которые награждают исследователя за все невзгоды: с первого взора я подметил , что бульон с цивилизацией , который накануне ночью водился мутным, встал ясным и чистым; цельные бактерии пропали , растворились, словно сахар в воде. Там, где-либо я приготовил мазки на агаре, не было зримо роста, и душевное волна я испил в тот момент, кое-иногда понял: основанием появления полных чистых участков был невидимый микроб — бактерия , не осваивающий через фильтры, нефильтрующийся вирус, паразитирующий на микробах . И тут же я подумал: “Если это преданно , то, по всей фикции , то же самое приключилось за ночь и с больным, какой вечером накануне находился в критическом состоянии. В его кишечнике, будто и в моей пробирке, дизентерийные бациллы обязаны были открыться под воздействием своего трутня . Теперь его можно излечить”. Я тут же бросился в больницу. И действительно, за ночь его общее состояние чрезвычайно усовершенствовалось , и завязалось выздоровление»2.Д Эрелль назвал вирусы микроорганизмы бактериофагами («пожирателями бактерий»). Благодаря его

Полинуклеотид (ДНК или РНК) сформируется посредством скручивания фосфата одного нуклеотида с сахаром второго именно так, что атом углерода 3 одного нуклеотида спутывается через фосфатную группу с атомом углерода 5 должно нуклеотида: посему каждая молекула ДНК имеет полярность 3 >5 , похоже тому точно белковая порядок имеет полярность от аминного конца до карбоксильного. Сами основания добавлены к одной стороне сахарофосфатного остова молекулы.До 1952 годы обычно предполагало , что молекулы ДНК заключаются из четверки видов нуклеотидов, чередующихся в систематичном порядке, поэтому казалось, как все молекулы более или менее равны и не могут передвигать информацию. да когда Эрвин Чаргафф скрупулезно проанализировал состав ДНК разных организмов, открылось , что нуклеотиды содержатся в них не в одинаковой пропорции, а наблюдается подобающее соотношение:1) коллективное количество пуринов (А + G) посчитай точно отвечает общему численности пиримидинов (С + Т);2) число А посчитай равно численности Т, а количество G — числу С (А = Т, G = С);3) касательство (А + Т) : (G + С) интенсивно варьируется у разных организмов.В 1953 лет Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик бесповоротно установили строение ДНК. Уотсон был учеником Лурии, членом «фаговой группы» и прекрасно знал об опытах Херши—Чейз. вопль был физиком, разрабатывавшим мощный аналитический метод рентгеноструктурного анализа. С помощью рентгеновских лучей можно определить строение молекул, даже если нельзя сфокусироваться на них, как фокусируются световые лучи в микроскопе. высылаемые на мануфактура рентгеновские лучи отклоняются на своем дороги от атомов, и по обрисовке , оставленному ими на фотопленке, можно предполагать, как расположены атомы в кристалле. неси помощи этой техники биофизики Морис Уилкинс и Розалинда Франклин из лондонского Королевского колледжа зашибли рентгенограммы, свидетельствующие на то, что ДНК располагает спиралевидную строение — нечто вроде штопора. Уотсон и вопль попытались возвести модель ДНК при подмоги атомных моделей нуклеотидов. Им это получилось , потому точно они сцементировали данные Уил-кинса и Франклин с предоставленными Чаргаффа и общей догадкой о роли ДНК в наследственности. Уотсон рассказывает историю открытия в автобиографической книжке «Двойная спираль». Чтобы получить более объективную оповещение о побежке работ, ссудить книгу, пожалуй, лучше читать вкупе с фолиантом Анны Сейр «Розалинда Франклин и ДНК».существенная догадка Уотсона и ора заключалась в том, словно главная роль в строению ДНК относится основаниям, и надо как-то учитывать правило Чаргаффа: А = Т, G = С. Они предположили, что молекула ДНК состоит из двух полинуклеотид-ных цепей с противоположной полярностью, завинченных друг сравнительно друга по спирали (рис. 7.6). Между собой эти цепи удерживают посредством азбук , соединенных попарно, тащи Рис. 7.6. конфигурация двойной спирали ДНК, по Уотсону и Крикучем аденин может соединяться только с тимином, а гуанин — только с цитозином:

наречем А и В. положим , что оба гена нужны для нормального функционирования в клетках К (для штамма В они незначащи ). Тогда, если смешать каморки К с двумя всяческими мутантами, можно узнать, выделывают ли оба белка. На рис. 8.2 представлено , как всяческие мутации могут воздействовать на эти гены. предположим , обе мутации происходят в гене А. Так как функциональный белок А не делает , то фаг расти не может. сейчас предположим, словно одна мутация затрагивает ген А, а другая — ген В. Теперь в одинешенек фаге встречается функциональный ген В, а в приятелем — функциональный ген А. Если клетку синхронно заразить этими двумя фагами, то они могут дополнить приятель друга (то есть быть комплементарными дружок другу): каждый выполняет функцию, нет у второго , и оба они могут расти. (сызнова раз отметим , что эти тесты контролируют только функции генов, они не учитывают кроссинговер и рекомбинации.)часом Бензер инфицировал бактерии Е. coli К смешением мутантов rII, он получил собственно те плоды , которые и предсказывала модель. Мутационные участки размещены вдоль контура и поделены на две группы. Рис. 8.2. С помощью комплементационного теста можно определить, приключаются ли две мутации внутри одного гена или отсутствует . Бактерии синхронно заражают парами фагами с двумя многообразными мутациями, какие-нибудь затрагивают либо один ген (налево ), либо неудовлетворительно гена (направо ). Если мутации затрагивают один ген, то ни в одном фаге не основывает нормальной списку гена, поэтому фаги не могут множиться . Но если мутации зацепляют оба гена, то один фаг имеет нормальный ген А, а другой — нормальный ген В, и оба гена дополняют приятель друга. сосредоточите внимание, что этот тест не располагает ничего коллективного с кроссинговеромНи один из мутантов по левой группе не дополнял мутантов по этой же группе, и то же самое водилось с безвинной частью. В то же время произвольной мутант из левой группы оказывался комплементарным к всякому мутанту из правой группы. Эти результаты аргументируют , что зона rII настоящее включает в себя неуды гена. (Хотя Бензер нарекал отдельную функциональную единицу цистроном, сейчас цистроном прозывают то же, ровно и ген.) Комплементационные тесты, аналогичные этому, в наши дни применяют ко всем организмам, чтобы узнать, случаются ли две мутации внутри одного гена или отсутствует , и поставить таким типом границу между генами. будто же эдакое ген!возвратимся к дефиниции гена. В классической генетике словом «ген» намечалась единица генетического материала, выделяемая по посредственно критериям: по функции, мутации и рекомбинации. исконно предполагалось, будто ген — одолжить функциональная кол , то грызть нечто, ставящее отдельный примету . Такое игра сохранилось и до сих пор, да сейчас нам известно, словно на одинешенек и тот же примету могут действовать различные гены и что при мутации гены могут давать один и тот же фенотип. Кроме того, ген определяли как единицу мутации. опыты Бензера представили , что ген представляет собой линейную порядок многих участков, в которых потенциальны разные мутации, и мы чуть что представили , как в комплементационных тестах можно выделять гены на основе приключающихся в них мутаций. неси этом ген понимается будто последовательность, кодирующая синтез кой-какой-нибудь полипептидной порядке , и это представление учреждено на концепции Бидла и Тэй-тема «один ген — один фермент». Гены они назначали и как единицы рекомбинаций, планируя сейчас ведомо ,

чем аденин может соединяться только с тимином, а гуанин — только с цитозином: Между основаниями живут слабые водородные связи, в которых немного отрицательно заряженные атомы О и N связаны между собой посредством водорода (имеющим небольшой позитивный заряд). Основания, какие связываются товарищ с дружком , называются комплементарными друг товарищу ; это означает , что их форма отвечает друг товарищу , как почерк соответствует перчатке или источник — замку. собственно комплементарность оснований определяет приспособление наследственности, а через него и круглые основные законы биологии. Модель Уотсона и Крика разъясняла правило Чаргаффа, и благодаря ей стало потенциальным понять, каким-нибудь образом ДНК переносит генетическую информацию. тесная заметка Уотсона и рева в журнале «Nature» за 1953 лета скромно обещала некоторые будущего в изучении ДНК, однако в действительности произвела немалую революцию в науке.Модель ДНК и генетикаВ отличие от работы Менделя, статья Уотсона и Крика сразу же притянула внимание научного сообщества, ибо она истолковывала механизм наследственности. безотлагательно становилось ясно , что ряд оснований ДНК может отдавать информацию, то есть предназначаться генетическим кодом. сообщение обычно препровождает собой порядок , например порядок букв и знаков препинания на корреспонденции или порядок точек и тире в азбуке Морзе. Кроме того, генетический код обязан как-то вручать от одной копии ДНК другой в ходе раздела клетки. Процесс получения пары копий (или реплик) исконной молекулы ДНК называется репликацией, и модель Уотсона—рева объясняет, что это потенциально .В каждой молекуле ДНК одному нуклеотиду соответствует комплементарный ему нуклеотид, и одна ряд ДНК полностью комплементарна второй . Репликацию выполняет сложный фермент ДНК-полимераза, какой-никакой начинает прерывать двойную спираль, словно застежку-молнию, забывая по одному основанию на каждой ряда (рис. 7.7). Здесь мы повергнем лишь смертельно упрощенное изображение процесса. Рис. 7.7. неси репликации ДНК комплекс ферментов разъединяет порядка двойной молекулы, и каждое обнаруженное основание притягивает к себе комплементарный нуклеотид. ссудить процесс длится , пока из двух рядов не подрастут две тождественные молекулыВ действительности круглое происходит гораздо сложнее, особого если учитывать, как цепи ДНК могут выращивай только с 3 -конца. сущность процесса сливает к фолианту , что молекулы ДНК-полимеразы движутся вдоль произвольной цепи и синтезируют комплементарные цепи, образуя таким типом двойную спираль вместо одинарной . Каждое свободное основание спутывается исключительно с комплементарным нуклеотидом. скажем , открытый цитозин привлекает к себе новоиспеченный гуанин, а открытый аденин — тимин. В клетке содержит достаточно свободных нуклеотидов, потому что в процессе метаболизма они создадутся постоянно, и полимераза объединяет парные начала вместе. Так, всякая цепь ставит формирование комплементарной ей порядку с порядком , идентичной порядку прежней парной цепи. В конечном счете получаются две спирали, тожественные

Фаги, живущие в лизогенных бактериях, называются умеренными, в противоположность болезнетворным фагам, эдаким как Т2 или Т4, которые-нибудь всегда быстро размножаются и убивают близкие хозяина. подчас умеренный фаг заражает восприимчивую (нелизогенную) конурку , он либо размножается литически, либо становится префагом и переделает бактерию в лизогенную конурку . Из ссудить клетки попозже может организоваться клон лизогенных клеток, держащих копии ссудить профага, так как ДНК профага реплицируется во период репликации хромосомы бактерии. близко плазмидам эти профаги передаются из микробе в микроба при членении клеток.В 1951 возрасте Эстер Ледерберг обнаружила, что некоторые штаммы Е. coli лизогенны к фагу лямбда (?), какой с тех пор встал самым овладеть и самым полезным из вирусов. На его образце удалось разгадать , где профаги скрываются внутри клетки. опыты по картированию показали, ровно профаг лямбда располагается на особом участке между генами gal и biо (гены метаболизма галактозы и синтеза витамина биотина). Аллен Кэмпбелл доказал, словно профаг лямбда встраивается в этот участок, сродному тому точно фактор F встраивается в хромосому микробу Hfr, настолько что ДНК профага и ДНК микроба составляют одну большую молекулу ДНК. вкравшийся в каморку фаг вводит в конурку свою окружную ДНК. необычный участок ДНК лямбды, каким-либо она прикрепляется к ДНК бактерии, располагает ту же последовательность, ровно и участок хромосомы Е. coli между генами gal и biо: посланце кроссинговера ДНК лямбды останавливается составной паем ДНК Е. coli. В интегрированном профаге имеется устройство контроля, какой держит большинство генов профага в неактивном состоянии, настолько же как и гены любых закрадывающихся в конурку вирусных геномов, потому лизогенные конуры иммунны к большинству вирусов того же типа.Профаги других ослабленных фагов, эдаких как Р1, не становятся долей хромосомы владетеля , а живут отдельно, аналогично плазмидам. кое-какой-никакой вирусы скотинах также могут существовать в своего рода лизогенном обличье внутри каморок хозяина, и иногда одолжить состоянию отвечают определенные фазы некоторых немощей . Многие канцерогенные вирусы (те, точно вызывают злокачественные опухоли) сходно встраиваются в хромосомы владетеля .Гены, терпеть вирусомпробуя определить, конъюгирует ли Salmonella подобно Е. coli, Нортон Циндер показал , что фаги могут передвигать гены из одной бактериальной клетки в другую. Это явление окрестили трансдукцией. Встроенный в ДНК профаг высаживается из хромосомы хозяина в процессе кроссинговера, оборотного первоначальному. однако иногда кроссинговер происходит не совсем на том же месте, и к фаговой ДНК с одной или другой сторонки присоединяются немножко генов микробе : Этот шмат ДНК возможно быть встроен в фаговую частицу, и тогда фаг лямбда застынет переносить гены gal или bio в другие каморки . Это так называемая характерная трансдукция, какой-никакой затрагивает лишь некоторые кой-какие гены. вторые фаги, родственные Р1, могут выполнять общую трансдукцию и передвигать любые гены. Во время размножения такого фага хромосома микробу режется на мелкие шматы , и иногда один из кусков

транскрипцию; кроме того, в них съедать более или менее характерные белки для различных классов генов. полное эти белки нагромождаются товарищ на товарища на участке промотора, и только подчас все они на должности , молекула РНК-полиме-разы связывается с промотором и начинает транскрипцию гена. На страницах этой книги отсутствует смысла рисовать регуляцию которого -то конкретного гена и его белков, потому что для непосвященного читателя она покажется как копия бессмысленных прозваний . Важно уразуметь , что постановление включить тот или прочий ген во время зародышевого развития, встречает в побежке взаимодействий нескольких регулирующих белков.зародышевое развитие в общих водоразделах Эмбрион формирует из одной-единственной клетки — зиготы — и превращается в комплекс многих специализированных конур . Зигота тотипотентна, то есть посланном многократного разделы она может дать взяло любой специализированной клетке, этакий как каморка кожи или мозга. Во время воспитания многие специализированные клетки утрачивают эту способность, и никакие опытные ухищрения не могут воротить их в первоначальное состояние. Однако некоторые каморки все-таки могут снова застыть тотипотентными. Например, раскрутившаяся клетка из молочной цепи дала тотипотентное ядро для зиготы, которая впоследствии замерзла клонированной овечкой Долли. В организме дюжинного содержится кое-какое количество тотипотентных клеток, прозываемых стволовыми каморками , которые наступают на замену отмершим раскрутившимся клеткам. В настоящее пору стволовые конурки человека используют для врачевания различных хворостей . Получить стволовые клетки тяжко . Легче круглого сделать это на безвременной стадии зародышевого развития. тащи этом зародыш разрушается, и каждая каморка становится тотипотентной эмбриональной стволовой клеткой. В последние лета не гаснут жаркие пререкания , насколько с этической конца зрения вероятно использовать зародыши человека.тащи описании зародышевого развития царственно обратить интерес на плохо ключевых явления. Во-основной , на поставленной стадии формирования происходит предпочтение специализации той или прочей клетки. В этот минуту на молекулярном уровне фатум клетки более или менее определена {детерминирована). Однако детерминированные клетушки эмбриона могут выглядеть равно , и едва позже конура действительно трансформирует {дифференцируется), встречая особую конфигурацию и принимаясь вырабатывать комплекс особых белков.Здесь мы не можем доскональное перечислить цельные стадии метаморфозы зиготы в многоклеточный организм, этакой как организм человека. античная эмбриология давненько уже очертила все процессы, однако почти не представила никаких объяснений по поводу того, которым-нибудь образом они происходят. величественно то, как в назначенный момент зигота начинает распределять на две, хорошо , восемь каморок и более; спустя некоторое пору образуется концентрацию клеток. дальше формируется пустотелый шар, бластула, с одним миром клеток, посланце чего приключается массовое переведение клеток вовнутрь шара, и образуется гаструла. опять-таки через малость стадий в эмбрионе распознаются три окружения : внешняя эктодерма, из которой организуются кожа и нервная система; душевная эндодерма, из которой раскрутятся эпителий кишечника и соединенные с ним органы, а также мезодерма между наружным и духовным слоями, из которой затеются многие душевные органы. И хотя

Но если переместить краешек более запоздалой стадии на задаток преждевременной стадии, то он полноте посылать руководства по вырабатыванию конечных фаланг.одолжить эксперимент изображает , что минуты апикальной району сначала подсоединяют гены, ставящие строение плечевой кости, потом эти гены выключаются и включаются гены формирования радиальный и локтевой костей. посланном этого они тоже выключают и подключают гены фаланг. Рис. 11.2. Нормальное крыло птенца содержит комплект костей, обыкновенный для цельных позвоночных: плечевая кость (верхняя часть конечности), радиальная и локтевая кости (исподняя часть), праха запястья и фаланги (персты ). Мезодерма задатка конечности зашибает инструкции от апикальной района и выковывает все ссудить кости по очереди. Если апикальную зона ранней периоде переместить на конечность, в которой ограниченнее сформировались отдельные кости, то он довольно посылать памятке по вторичному формированию этих костей, так как ее внутренние поры находятся на более преждевременной стадииНам пока незнаем точный приспособление этих пор , но, недальнее всего, в нем участвуют регуляторные белки, которые на кой-которое-нибудь время спутываются с поставленными генами и запускают производство белков подобающего вида.Теоретически нетрудно препроводить модель этакого механизма. Регуляция по позе и выковывание тела мухиПлодовая мушка попала в высшей степени здоровой не чуть при исследовании классических принципов наследственности, да и тащи исследованиях в области генетики развития. Будущую специализацию клетушек определить свободнее всего по их месторасположению . Глаза и рот обязаны развиваться на голове, конечности — в середине исподней (брюшной) пае тела, крылья — на верхней доли тела. да как случается изначальное расчленение на доле тела? Если яйцеклетка однородна и почти симметрична, то, выглядело бы, нестерпимо установить месторасположение будущих органов. все-таки клетка развивает не кое-какое-нибудь сама по себе, а в круге других каморок , которые и предоставляют ей пространственную извещение . Яйцеклетка дрозофилы развивается в яичнике мухи, в окружении 15 вторых клеток, называемых клетками-«нянями», от которых и зависят пространственные направления. одолжить клетки соединены с вырабатывать яйцеклеткой небольшими канальцами, спустя которые определяются вещества, надобные для формирования . Среди этих веществ могут быть специфичные мРНК, которые начинают назначать дифференциацию яйцеклетки (посланном того как она оплодотворена и застыла зиготой). убеждение начальной дифференциации показан на рис. 11.3. Участвующие в этом процессе гены обозначены, ровно и дюжинное , по прозваниям мутаций, потому они имеют порой удовлетворенно забавные наименования . Названия генов выделены курсивом; звания кодируемых ими белков принимаются с общеизвестных букв и даны открытым шрифтом. Рис. 11.3. первые взаимодействия генов, назначающих пространственную ориентацию эмбриона плодовой мушки. В передний капут внедряется мРНК bicoid и синтезируемый на ее основании белок Bicoid включает транскрипцию гена hunchback. Это приводит к транскрипции генов головы и груди. В задний точку внедряется мРНК nanos u синтезируемый ею белок. Nanos подавляет экспрессию белка Hunchback. словно следствие подсоединяют гены пуза Решающим событием служит введение мРНК bicoid в тот конец, который-нибудь позже встанет передним (и где

новые отрывки длиной 1,7; 1,9; 2,1 и 2,3 kb. низкой перебор вариаций показывает, как эти отрывки располагаются в следующем ряде : Можно удостоверить такое месторасположение , выделив более крупные отрывки , порезав их EcoRI и убедившись, ровно они в итоге разрезают на те же маленькие фрагменты.ниже обработаем ту же вирусную ДНК ферментом SaiI, в результате чего получим отрывки длиной 0,95; 1,25 и 1,8 kb. зашибает , что в этой ДНК три участка SaiI. дальше выделим эти фрагменты и порежем их EcoRI:отрывок 0,95 kb > 0,1 kb + 0,85 kb; отрывок 1,25 kb>0,2 kb + 0,4 kb + 0,65 kb; отрывок 1,8 kb>0,7 kb + 1,1 kb.Перебор вариантов представляет , что участки SaiI полагают относительно участков EcoRI должно образом: Если полученных предоставленных недостаточно для определения взаимного расположения участков, то можно еще раз порезать фрагменты одним ферментом, а затем вторым , или, предположим , порезать ДНК при поддержке сначала EcoRI, а затем SaiI. посланном этого можно применить третий фермент и определить месторасположение его участков рестрикции сравнительно первых парах . Это чрезвычайно простой образец . На практике дело обстоит гораздо сложнее даже в случае с самыми малыми вирусами, которые требуют более сложных схем анализа, да принцип разбора сохраняется.ссудить же технологию можно использовать для диагностики наследственных нарушений по ДНК зародышевых каморок . Обнаружилось, чисто фермент Hpal режет нормальную ДНК на фрагменты одной длины, а ДНК с аллелями серповидноклеточной анемии гена бета-гемоглобина — на фрагменты второй длины; в 87% эпизодов серповидноклеточной малокровии получаются более длинные отрывки . Это означает , что дефектный участок гена с мутацией HbS не соответствует порядке фермента Hpal. тащи помощи этого метода потенциально определять 87% эпизодов серповидноклеточной малокровию непосредственно на стадии зародышевого развития.Рестриктазы используют и в вторых анализах. Во всех биологических видах встречается некоторое многообразность в порядке ДНК всевозможных особей, и иногда эдакое разнообразие вгоняет к вытаскиванию или вставке дополнительных участков рестрикции. дюжинному это нейтральные вариации, не оказывающие действия на фенотип (в отличие от вариации гена гемоглобина). этакие вариантные участки оказываются здорово полезными неси составлении карт, потому что они говорят об альтернативной конфигурации хромосомы с наличием или отсутствием добавочного участка рестрикции: Молекулярный анализ беглому обнаружит эти различия, потому что если эту ряд ДНК всевозможных индивидов порезать рестриктазой, то в одном случае выйдет один рослый фрагмент, а в дружком — два интимных , общая длина которых отвечает длине узловой . Таким фигурой выявляются пары морфа в популяции: у некоторых индивидуумов имеется добавочный участок рестрикции, а у вторых его отсутствует . Такое явление называется полиморфизмом длины рестрикционных фрагментов (RFLP— check fragment extent polymorphism). Его полезно учитывать при собирании карт, потому что этот полиморфизм предназначается нейтральным гетерозиготным

каждого публики легко. предположим , у нездорового отца имеющегося ребенка Генотип A Ht/a ht, а у нормальной матери генотип ht a/ht а Рис. 8.1. Генетическая карта плодовой мушки Drosophila melanogaster. На основании ссудить данных можно уточнить возможность передачи дефектного гена. детвора , гомозиготный по а, с вероятностью в 95% не будет иметь Ht, потому что Ht у болезненного родителя сцементирован с А и может отделиться лишь в 5% происшествий . Точно так же и для детворы с аллелем А живет вероятность 95%, словно он унаследует Ht. последнему , родителям было бы здорово узнать, передвигать ли они еще не проявивший себя аллель Ht и с какой возможностью передадут его своим ребятне .Но здесь мы заново подходим к неизбежному проблеме , какую ценность имеет знание, что человек передвигать ген, способный вызвать интеллектуальную отсталость у его ребятню или даже послужить резоном их преждевременной смерти. Многие предпочли бы не знать этого и в свободном обществе они имеют нерушимое на то право. (невиновато на неосведомленность стали рассматривать в недавнее время, в связи с развитием теперешней науки.) Однако некоторые народы были бы этому рады; экое знание отрешило бы их от пугающей неопределенности и помогло бы оценить шансы завести большое потомство. Кроме того, медицина постоянно вырабатывает , и заводятся новые методы лечения потомственных нарушений, какие могут обнаружиться в более позднем летах , так точно со порой ценность сведения , что публика является переносчиком того или иного аллеля, полно только повышать .Аллель, который мы наметили как а, мог быть либо геном с определенной функцией, формулируемой фенотипически, либо участком нейтральной вариации ДНК, эким , как полиморфизм длины рестрикционных фрагментов (см. дальше ). В обоих случаях отрывки ДНК помогают определить присутствие дефектного аллеля, да нейтральные участки встречаются гуще и потому они, как правило, более полезны. Кроссинговер внутри геновДо середины 1940-х возрастов ученые мнили , что гены, недальний всего, препровождают собой хромомеры, то есть капельные комочки вдоль хромосом, благодарствуя которым хромосомы похожи на цепочки бус, и что кроссинговер происходит лишь между генами. однако некоторые эксперименты на плодовой мушке Drosophila melanogaster представили , что кроссинговер может случаться и внутри гена. допустим , что в каком-то локусе двух гомологичных хромосом располагаются два бесспорно выраженных мутантных аллеля; у мушки возможно быть всевозможные аллели, так что мушка гетерозиготна по этим аллелям. У таких мух мутантный фенотип, потому что обе копии гена мутировали. однако иногда экие мушки приносят нормальное, «исступленное », потомство, какое-либо могло бы появиться только в плоде рекомбинации. ссудить значит, чисто ген доставляет собой не неделимый шмат хромосомы, а линейную цепь вдоль хромосомы и будто различные аллели гена возможно возникать в результате мутаций во многих местах ссудить последовательности, а между разными участками гена возможны рекомбинации. наметим два аллеля цифрами / и 2, а их нормальные («сумасшедшие ») участки — симптомом плюс. Для наглядности произвольный «дикий» участок расположим наоборот мутантного. Гетерозиготные по обоим

Факторы резистентности и устойчивость к антибиотикамВ 1955 возрасту одна обитательница Японии воротилась из Гонконга с разновидностью дизентерии, призываемой бактерией рода Shigella. Инфекцию Shigella беглому лечить антибиотиками, однако эти микроба оказались константными сразу к четырем всяким антибиотикам: сульфаниламиду, стрептомицину, хлорамфениколу и тетрациклину. ссудить казалось отчаянно подозрительным, потому что дюжинного устойчивость к антибиотикам встречает редко. Если бактерии впихнуть в сферу с пенициллином, то устойчивой к нему угодит примерно одна на 107 конурок . Точно так же отживет и одна из 107 конурок в мире со стрептомицином. Если же микроба поместить в среду с двумя антибиотиками, то можно ждать , что проживет одна из 1014 конур . Поэтому синхронная устойчивость к четырем обликам химических веществ выглядит посчитай чудом. однако все же за последующие годы микробе дизентерии в Японии встали очень константными к антибиотикам, и количество эпизодов множественной резистентности многократно поднялось . Цумото Ватанабе обнаружил, что множественная резистентность переносится плазмидой с условным обозначением R (от resistance — сопротивляемость), которая-нибудь ведет себя приблизительно так же, что и фактор F. ныне известно много типов R, какие-нибудь передают сопротивляемость к всевозможным антибиотикам. Факторы R удовлетворенно опасны тем, словно ими беглого заразиться: чисто и факторы F, они переносятся от резистентной к чувствительной каморке при простом физическом контакте и к тому же могут закрадываться в различные виды микробов . Одно из проведенных в Японии изучений показало, будто пропорция резистентных клеток Shigella возросла с 0,2% в 1953 возрасте до 58% в 1965 годе — во многом именно из-за фактора R. В целом ужасно серьезной встала ситуация и во цельном мире, что заметила Лори Гаррет в своей тому «Наступающая чума»1. цельное больше встречает случаев множественной резистентности к антибиотикам у золотистого стафиллокока (Staphillococcus aureus), в том количестве к ванкомицину и метициллину, какие раньше считались надежным лекарством при врачевании таких инфекций. посредственно вида микроорганизмы , вызывающие нешуточные заболевания, Enterococcus faecalis, Mycobacterium tuberculosis и Pseudomonas aeroginosa, сейчас уже невосприимчивы к антибиотикам, с помощью каких-нибудь с ними боролись когда-то . В общем, те инфекции, которые раньше беглое излечивались тащи помощи антибиотиков, останавливаются все более и более трудными для лечения.История с плазмидами — очередной пример эволюции (и заодно человеколюбивых ошибок). Эволюция зависит от естественного отбора, и это означает , что в данных договорах окружающей сферы выживают те организмы, гены которых позволяют им примкнуть к этим условиям. Если, скажем , сделать посев бактерий на агар с содержанием стрептомицина, то можно взрастить резистентных мутантов, то есть конурки с фактором R (ген резистентности). вернее так же, если бактерии полноте обитать в естественной круге , где плотно встречается стрептомицин, создадутся штаммы константных бактерий с фактором R.Ученые обнаружили пропасть плазмид, вручающих устойчивость к различным антибиотикам, подключая ампициллин, сульфаниламид, хлорамфе-никол, канамицин, неомицин, стрептомицин, спектиномицин и гентамицин, а также к таким металлам, что ртуть, никель и кобальт. отдельные из факторов R могут одновременно подавать более червонец генов постоянства к антибиотикам. микроорганизму с фактором R явлены в морской рыбе, а сравнительное изучение бактерий в реке Стаут в Альбиону показало, точно с 1970 по 1974 лета количество

вящей вероятностью. скорее так же фаги, осиливающие защитные барьеры бактерий, зарабатывают определенное преимущество. микробе производят рестрикционные ферменты — эндонуклеазы (рестриктазы), какие атакуют молекулы ДНК, вскрывая их фосфодиэфир-ные связи (эндо- намечает , что они разрезают молекулу изнутри, а не по краям). ссудить ферменты организуют рестрикционную систему, которая разрушает фаговые ДНК. Сейчас разработаны тривиальные и быстрые методы дефиниции последовательности молекул ДНК. Секвенирование ДНК изображает , что любая эндонкулеаза чертовски специфична и что она разрезает чуть очень близкую последовательность ДНК, гуще всего так называемый палиндром. Палиндром — ссудить последовательность литер , которая равно читается ровно обычным способом, так и попкой наперед аналогично известным фразам: «А роза пала на ручку Азора» или «А кит на море — романтика!» Молекулярный палиндром — ссудить последовательность начатков , которая также читается равно в любом направлении, например:3 -GAATTC-5 или 5 -CTTAAG-3 .Фермент, атакующий именно одолжить последовательность, синтезируется штаммом Е. coli RY13, так что если фаг с такой порядком попытается штурмовать бактерию, фермент разрежет его ДНК на фрагменты и остановит инфекцию. На рис. 8.3 показаны последовательности, которые подвергаются штурму со сторонки ферментов, выделенных из разных типов микробов . (Источник любого фермента намечен трехбуквенным купюрой по званию бактерии, например, фермент, выделенный из Е. coli RY13, называется EcoRI.)зачем в эком случае микроорганизме не ломают собственную ДНК? В них параллельно рестрикци-онной подсоединяет модификационная система, ферменты которой накидывают метиловую группу (СН3) к аденинам порядке , блокируя тем самым влияние рестрикционной эндонуклеазы. отдельные фаги надбавляют метиловую группу к своей ДНК и становятся невосприимчивыми к эдакий эн-донуклеазе.Секвенирование ДНКДНК можно распределить на отрывки во пору электрофореза (рис. 8.3). неси этом применяют вещество агарозу, кажись на агар, какой-нибудь используют в качестве питательной смеси. мешанину молекул ДНК помещают на гель агарозы. Когда через гель пропускают электрический ток, негативно заряженные молекулы ДК сосредоточивают к позитивному полюсу и более малые молекулы движутся быстрее. ссудить метод настолько чувствителен, как с его помощью можно определить длину молекулы Рис. 8.3. Молекулы ДНК можно легко поделить электрофорезом в геле арагозы. Чем меньше отрывок , тем быстрее он двигается вплоть до отдельного начала . Увидеть дележку молекул можно, надув на гель краситель, какой связывается недюжинно с ДНК. важнейшей принцип дефиниции последовательности, или секвенирования, ДНК исходит из двух главных положений. Во-узловой , синтез ряде ДНК начинает с тесного участка-лраймера (затравки) и продолжается в направлении 5 —>3 ; во-другой , очередной нукпеотид добавляется к цепи, лишь если у рибозы на конце встречается атом кислорода в принципе 3 . Однако можно синтезировать дидезоксинуклеотиды (ddN) без этого атома кислорода; их можно подсоединять в усиливающуюся цепь, однако только посланном них вторые нуклеотиды

Глава восьмая СТРОЕНИЕ ГЕНАзначит , мы ограниченнее знаем, будто ген — это фрагмент ДНК, размещенный на хромосоме и назначающий структуру полипептидной цепи. В гене могут происходить мутации, и о книга , что гены существуют, мы узнали во многом собственно благодаря мутациям. Мутации часто вгоняют к утрате фермента, посему мы знаем, будто существуют нормальные гены и нормальные ферменты, а также то, чисто гены дают информацию о постройке ферментов следующему поколению организмов. Остается только выяснить, что устроены сами гены и как они функционируют. В этой верху мы представим , как с помощью генетического анализа можно подробно превзойти строение генов и осмыслить , как с их поддержкой в конурке создаются белки.дележ геновТо, ровно гены размещены в хромосомах, глядело бы, не соответствует книге факту, что у публики только 23 четы хромосом и вместе с тем тысячи различных симптомов , которым обязаны соответствовать тысячи различных генов. Одних только знаков , сцепленных с Х-хромосомой, крошечку сотен, а на самой короткой аутосоме расположены также сотни генов. Как это сообразуется с ме�