Genetica - acest ... Genetica si de sanatate. metode de genetica

Genetica - știința care studiază semne de modele de transmitere de la mamă la persoane fizice urmași. Această disciplină analizează, de asemenea, proprietățile lor și capacitatea de a variabilității. Astfel cum media ies structura speciala - gene. În prezent, știința a acumulat suficiente informații. Ea are mai multe secțiuni, fiecare dintre care are propriile sale obiective și obiecte de studiu. Cele mai importante sectiuni:,, moleculare clasice genetica medicala si de inginerie genetică.

genetica clasice

Genetica clasice - știința eredității. Această proprietate a tuturor organismelor trec în timpul reproducerii caracteristicile lor interne și externe ale puilor. Genetica clasică este de asemenea implicat în studiul de variabilitate. Este exprimat în simptome de instabilitate. Aceste modificări se acumulează din generație în generație. Numai prin astfel de organisme de volatilitate se poate adapta la schimbările din mediul lor.

Informatiile genetice ale organismelor se află în gene. În prezent, acestea sunt considerate din punct de vedere al geneticii moleculare. Cu toate că aceste concepte au apărut cu mult înainte de apariția acestei secțiuni.

Termenii „mutatie“, „ADN“, „cromozomi“, „variabilitate“ devin cunoscute în numeroase studii. Acum, rezultatele secole de experiență par evidente, dar odată ce totul a început cu împerechere aleatoare. Oamenii sunt dornici de a obține vaci cu udoyami ridicat de lapte, porci mai mari și ovine cu blana groasa. Ei au fost primii, nici măcar oameni de știință, experimente. Cu toate acestea, aceste condiții au condus la apariția unei științe, ca o genetica clasica. Până în secolul 20, încrucișarea a fost singura metodă cunoscută și accesibilă a cercetării. Că rezultatele geneticii clasice au devenit realizare semnificativă a științei moderne de biologie.

genetica moleculara

Aceasta este o secțiune care studiază toate legile care sunt supuse proceselor la nivel molecular. Cea mai importantă proprietate a tuturor organismelor vii - este ereditate, adică, ele sunt capabile de generare pentru a păstra caracteristicile esențiale ale structurii organismului, precum și diagramele de flux de proces metabolice și răspunsurile la impactul diferitelor factori de mediu. Acest lucru se datorează faptului că, la nivel molecular, substanțe speciale înregistra și stoca toate informațiile și apoi se transferă la generațiile următoare în timpul procesului de fertilizare. Descoperirea acestor substanțe și studiul lor ulterior a fost posibilă prin studierea structurii celulare la nivel chimic. Deoarece acizii nucleici au fost descoperite - baza materialului genetic.

Deschiderea „molecule ereditare“

Genetica moderna stie aproape totul despre acizii nucleici, dar, desigur, nu a fost întotdeauna așa. Prima ipoteză este faptul că substanțele chimice pot fi într-un fel legat de ereditate, a fost făcută abia în secolul al 19-lea. Studiul acestei probleme la momentul angajat într-un biochimist F. Miescher și frații biologi Hertwig. In 1928, savantul rus N. K. Koltsov pe baza rezultatelor studiilor au sugerat că toate caracteristicile ereditare ale organismelor vii sunt codificate și plasate în gigant „molecule ereditare“. Cu toate acestea, el a spus că aceste molecule sunt compuse din unități comandate, care, de fapt, sunt genele. A fost cu siguranță un progres. Koltsov, de asemenea, a stabilit că datele sunt „molecule ereditare“ sunt ambalate în cuști în structuri speciale numite cromozomi. Ulterior, această ipoteză a fost confirmată și a dat un impuls pentru dezvoltarea științei în secolul al 20-lea.

Dezvoltarea științei în secolul 20

Dezvoltarea geneticii și cercetări suplimentare au condus la un număr nu mai puțin importante descoperiri. Sa constatat că fiecare cromozom în celulă conține doar o singură moleculă de ADN mare format din doua componente. Numeroasele ei segmente - este gene. Caracteristica lor principală este că acestea au un anumit mod de a codifica informații despre structura enzimelor. Dar realizarea informației genetice cu privire la anumite caracteristici fluxuri care implică alte tipuri de acizi nucleici - ARN. Acesta este sintetizat în ADN-ul și de a face copii ale genei. Ea poartă, de asemenea, informații cu privire la ribozomului, unde sinteza proteinelor enzimatice. Structura ADN - ului a fost găsit în 1953, și ARN - în perioada 1961-1964.

Din acel moment, genetica moleculara a început să se dezvolte de furtunos. Aceste descoperiri au format baza studiilor, ceea ce a dus la modelele de desfășurare a informațiilor genetice au fost dezvăluite. Acest proces este realizat la nivel molecular în celule. Acesta a fost primit, de asemenea fundamental noi informații cu privire la stocarea informațiilor în gene. De-a lungul timpului, s - a constatat ca mecanisme de duplicare ADN apar înaintea diviziunii celulare (replicare), citirea informațiilor prelucrează molecula de ARN (transcripție), sinteza enzimelor proteice (difuzare). Principiile ereditate și modificări pentru a clarifica rolul acestora în mediul intern și extern al celulelor au fost detectate.

Transcripția structurii ADN-ului

Metodele de genetica au evoluat rapid. transcrierea ADN cromozomial a fost o realizare importantă. Sa dovedit că există doar două tipuri de secțiuni de circuit. Acestea diferă de la fiecare alte nucleotide. Primul tip de fiecare parcelă este original, adică, are o unicitate inerentă. Al doilea cuprinde un număr diferit de secvențe repetitive în mod regulat. Ei au fost numite repeta. În 1973, sa stabilit faptul că zona unică este întotdeauna întreruptă de gene distincte. Segmentul se termină întotdeauna reluarea. Acest decalaj codifică anumite proteine enzimatice, este pentru ei „ghidat“ ARN atunci când citirea informațiilor din ADN.

Primele descoperiri în ingineria genetică

Emergente noi metode de genetica a dus la descoperiri ulterioare. Acesta a fost dezvăluit proprietatea unică a tuturor materiei vii. Este vorba despre capacitatea de a restabili zonele afectate în lanțul ADN-ului. Ele pot apărea ca urmare a diferitelor influențe negative. Abilitatea de a se repara a fost numit „procesul de reparare genetică.“ În prezent, mulți oameni de știință eminenți exprima destul de speranță bazată pe dovezi pentru oportunitatea de a „pick out“ anumite gene din celula. Ce poate da? Prima ocazie de a elimina defectele genetice. Studiul unor astfel de probleme implicate în ingineria genetică.

replică

genetica moleculara studiaza procesele de transmitere a informației genetice în timpul reproducerii. Stocarea imuabilitatea codificate in gene, se asigură o reproducere exactă în timpul diviziunii celulare. Întregul mecanism al acestui proces este studiat în detaliu. Sa constatat că în mod direct înainte de împărțirea are loc într-o celulă, se efectuează de replicare. Acesta este procesul de dublare ADN-ului. Acesta este însoțit de o copie absolut exactă a moleculelor originale ale regulii complementaritate. Este cunoscut faptul că o parte a ADN-ului sunt doar patru tipuri de nucleotide. Este guanină, adenină, citozină și timină. Conform regulii complementarității, descoperit de oamenii de știință și Watson Crick în 1953 AD, în structura unui fir dublu de adenină ADN corespunde timină și nucleotida policitidilic - guanina. In timpul procesului de replicare există o copie exactă a fiecărui fir de ADN prin substituirea nucleotidă dorită.

Genetica - știința este relativ tânără. Procesul de replicare a fost studiat doar în anii '50 ai secolului 20. Apoi a fost descoperit ADN polimerază enzimă. În anii '70, după ani de cercetări, sa constatat că replicarea - un proces în mai multe etape. In sinteza moleculelor de ADN sunt direct implicate mai multe tipuri diferite de ADN polimeraze.

Genetica si Sanatate

Toate informațiile referitoare la punctul de redare a informației genetice în timpul procesului de replicare a ADN - ului, sunt utilizate pe scară largă în practica medicală modernă. Un studiu aprofundat al legilor care este de obicei un organism sănătos, și în cazuri de schimbări patologice în ele. De exemplu, este dovedit prin experimente și au confirmat că tratamentul anumitor boli poate fi realizată prin influențe din exterior asupra proceselor de replicare a materialului genetic și divizarea celulelor somatice. Mai ales în cazul în care patologia asociată cu funcționarea proceselor metabolice a corpului. De exemplu, boli cum ar fi rahitismul și metabolismul fosforului perturbare, cauzată în mod direct prin inhibarea replicării ADN-ului. Cum este posibil să se schimbe această stare din exterior? Acesta a fost sintetizat și medicamente care stimulează procesele asuprite testate. Ei activează replicarea ADN-ului. Aceasta contribuie la normalizarea și reabilitarea stărilor patologice asociate cu boala. Dar cercetarea genetică nu este încă în picioare. In fiecare an, obtinerea de mai multe date pentru a vă ajuta să nu numai pentru a vindeca și de a preveni posibile boli.

Genetica și droguri

Deci, mai multe probleme de sanatate implicate in genetica moleculara. Biologia unor virusuri si microorganisme, astfel încât activitatea lor în corpul uman, uneori, duce la replicarea ADN-ului pentru a eșua. De asemenea, deja a stabilit că cauza anumitor boli nu este inhibarea acestui proces și activitatea excesivă. Mai întâi de toate, este infecțiilor virale și bacteriene. Acestea sunt cauzate de faptul că celulele și țesuturile afectate incep sa se multiplice rapid microbi patogeni. De asemenea, la această patologie sunt de cancer.

În prezent, există o serie de medicamente care pot suprima replicarea ADN-ului in celula. Cele mai multe dintre ele au fost sintetizate de către oamenii de știință sovietici. Aceste medicamente sunt utilizate pe scară largă în practica medicală. Acestea includ, de exemplu, un grup de medicamente anti-tuberculoza. Există antibiotice care inhibă procesele de replicare și diviziunea patologice și a celulelor microbiene. Ele ajuta organismul să se ocupe rapid cu un agent străin, împiedicându-le să se multiplice. Astfel de medicamente asigura un efect terapeutic excelent în majoritatea infecțiilor acute grave. Un mijloc deosebit utilizate pe scara larga a datelor găsite în tratamentul tumorilor și neoplasmele. Este o prioritate pe care Rusia a ales Institutul de Genetica. In fiecare an, exista medicamente noi si imbunatatite care impiedica dezvoltarea cancerului. Acest lucru dă speranța de a zeci de mii de oameni bolnavi din întreaga lume.

Procesele de transcriere și translație

După rezultatele rolul ADN-ului și gene ca matriță pentru sinteza proteinelor, în timp ce oamenii de știință cu experiență în genetica testele de laborator au fost efectuate și primite au sugerat că aminoacizii sunt colectate in molecule mai complexe, atunci, în nucleu. Dar, după noile date a devenit clar că nu este. Aminoacizii nu se bazează pe site-urile in ADN-ul genelor. Sa constatat că acest proces complex are loc în mai multe etape. În primul rând, gene sunt eliminate replici - RNAs messenger. Aceste molecule din nucleul celulei și sunt mutate structurile particulare - ribozomi. Pe aceste organite și acumularea aminoacizilor și sinteza proteinelor. Procesul de producere de copii ale ADN-ului numit „transcriere“. O sinteză a proteinelor sub controlul ARN mesager - „broadcast“ Studiul mecanismelor exacte ale acestor procese și principii de influență asupra lor - principala sarcină a geneticii moderne, structuri moleculare.

Înțeles mecanisme de transcriere și traducere în medicină

În ultimii ani, a devenit clar faptul că o examinare scrupuloasă a tuturor etapelor de transcriere și traducere este esențială pentru asistența medicală modernă. Institutul de Genetică, Academia Rusă de Științe a fost mult timp confirmată de faptul că, în dezvoltarea de aproape orice boală observată sinteza intensivă a toxice și dăunătoare pentru un proteinele corpului uman. Acest proces poate avea loc sub controlul genelor, care sunt în mod normal inactive. Fie introdus o sinteză, care este responsabil pentru penetrarea celulelor si tesutul bacteriilor patogene umane și virusuri. De asemenea, formarea de proteine dăunătoare poate stimula în mod activ în curs de dezvoltare tumori canceroase. Acesta este motivul pentru care un studiu aprofundat al tuturor etapelor de transcriere și translație în acest moment este extrem de importantă. Deci, vă puteți identifica modalități de a face nu numai cu infecții periculoase, dar, de asemenea, la cancer.

Genetica moderne - o căutare continuă pentru mecanismele de dezvoltare a bolii, și medicamente pentru a le trata. Este acum posibil de a inhiba procesele de traducere în organele afectate sau corpul ca un întreg, suprima prin aceasta inflamatie. În principiu, este în acest sens și a construit cele mai multe dintre efectele cunoscute de antibiotice, cum ar fi tetraciclină și seria streptomicină. Toate aceste medicamente inhibă selectiv procesele de traducere în celule.

Valoarea studiului proceselor de recombinare genetică

Este foarte important pentru medicina ca un studiu detaliat al proceselor de recombinare genetică, care este responsabil pentru transferul și schimbul de părți de cromozomi și gene individuale. Acesta este un factor important în dezvoltarea bolilor infecțioase. recombinare genetică este baza de penetrare în celule umane și introducerea de ADN străin, de multe ori de virale, materiale. Ca urmare, sinteza pe ribozomului nu este proteine „native“ ale corpului și patogene pentru el. Conform acestui principiu, există o reproducere în celulele de colonii întregi de viruși. Metode Human Genetics concentrat pe dezvoltarea de mijloace de combatere a bolilor infectioase si pentru a preveni asamblarea virusurilor patogene. În plus, acumularea de informații despre recombinare genetică a permis să înțeleagă principiul schimbului de gene între organisme, ceea ce a dus la apariția plantelor modificate genetic și animale.

Valoarea genetica moleculara a biologiei si medicinei

De-a lungul ultimului secol, mai întâi în deschiderea clasic, si apoi in genetica moleculara am avut o influență enormă și chiar decisivă asupra progresului tuturor științelor biologice. Mai ales a urcat puternic medicament înainte. Succesele studiilor genetice a permis să înțeleagă procesele de moștenire o dată nepătruns trăsăturilor genetice și dezvoltarea de la individ la individ. De asemenea, este remarcabil cât de repede această știință de la pur teoretică la depășit în practică. Ea a devenit esențială pentru medicina modernă. Un studiu detaliat al regularități moleculare genetice a servit ca bază pentru înțelegerea proceselor care au loc în organism ca un pacient și o persoană sănătoasă. Genetica Ea a dat un impuls pentru dezvoltarea științelor, cum ar fi virusologie, microbiologie, endocrinologie, farmacologie si imunologie.