גנטיקה - המדע שחוקר את העברת תכונות מהורים לצאצאי אנשים.משמעת זה גם בהתחשב בתכונות ויכולת התנודתיות שלהם.באותו הזמן כאמצעי התקשורת הם מבנה המיוחד - גנים.בשלב נוכחי, מדע צבר מספיק מידע.יש לו כמה חלקים, כל אחד מהם יש מטרות משלו וחפציו של מחקר.החלקים החשובים ביותר: גנטיקה קלסית, מולקולרית ורפואית והנדסה גנטית.גנטיקה
קלאסית גנטיקה קלאסית
- מדע תורשה.מאפיין זה של כל האורגניזמים לעבור במהלך רביית התכונות חיצוניות והפנימיות שלהם של הצאצאים.גנטיקה קלאסית עוסקת גם במחקר של השתנות.זה בא לידי ביטוי בסימנים של חוסר יציבות.שינויים אלה מצטברים מדור לדור.רק באמצעות אורגניזמים תנודתיות כזו יכול להסתגל לשינויים בסביבה שלהם.מידע תורשתי
של אורגניזמים טמון בגנים.נכון לעכשיו, הם נחשבים מנקודת מבט של גנטיקה מולקולרית.למרות שהמושגים אלה הופיעו זמן רב לפני הופעתו של סעיף זה.מונחים "מוטציה"
, "כרומוזום" "DNA", "השתנות" נודעה בלימודים רבים.עכשיו את התוצאות של מאות שנים של ניסיון נראות מובן מאליו, אבל ברגע שזה התחיל עם הזדווגות אקראית.אנשים נוטים לקבל פרות עם חלב גדול udoyami, חזירים וכבשים גדולים יותר עם פרווה עבה.הם היו, אפילו לא מדעיים, הניסויים הראשונים.עם זאת, תנאים אלה הובילו להופעתה של מדע כגנטיקה קלסית.עד המאה ה -20 היה המעבר היחיד הידוע והשיטה זמינה של חקירה.כי התוצאות של גנטיקה קלסית הוא הישג משמעותי של המדע המודרני של ביולוגיה.
הגנטיקה המולקולרית
סעיף זה בוחן את כל החוקים שכפופות לתהליכים ברמה המולקולרית.הנכס החשוב ביותר של כל יצורי החיים - זה הוא תורשה, כלומר, הם מסוגלים דורות לשמר את התכונות המהותיות של המבנה של האורגניזם, והמבנה לתהליכים ותגובה לחשיפה לגורמים סביבתיים שונים מטבולים.זאת בשל העובדה כי ברמה המולקולרית, חומרים מיוחדים שיא ולאחסן את כל המידע ולאחר מכן להעביר אותו לדורות הבאים בתהליך ההפריה.הגילוי של חומרים אלה והמחקר הבא שלהם התאפשר באמצעות לימוד המבנה של התאים ברמה הכימית.אז זה התגלה חומצות גרעין - הבסיס של החומר הגנטי.פתיחת
של "מולקולות תורשתיות» גנטיקה מודרנית
יודעת כמעט הכל על חומצות גרעין, אבל, כמובן, לא תמיד הייתה כך.ההנחה הראשונה היא שאיכשהו יכולים להיות קשורים הכימיקלים לתורשה, נעשו רק במאה ה -19.המחקר של בעיה זו בזמן עוסק בביוכימאי אחים פ מיישר ביולוגים הרטוויג.בשנת 1928, מדען הרוסי ניקולאי ק Koltsov, בהתבסס על התוצאות של מחקרים הציע כי כל התכונות התורשתיות של יצורי חיים מקודדים והניחו ב" מולקולות תורשתיות "ענקית.עם זאת, הוא אמר כי מולקולות אלה מורכבים מיחידות שהוזמנו כי, למעשה, הם את הגנים.זה בהחלט היה פריצת דרך.כמו כן נקבע Koltcov נתונים כי "מולקולת אבות" תאים ארוזים בתוך מבנים מיוחדים הנקראים כרומוזומים.בהמשך לכך, השערה זו אושרה ונתנה תנופה להתפתחות המדע במאה ה -20.פיתוח
של מדע בפיתוח
של גנטיקה ומחקר נוסף המאה ה -20 הוביל למספר התגליות החשובות באותה מידה.נמצא כי כל כרומוזום בתא מכיל רק אחד מולקולת ה- DNA גדולה מורכבת משני גדילים.מגזרים הרבים שלה - זה בגנים.הפונקציה הבסיסית שלהם מורכבת בעובדה שהם במיוחד לקודד מידע על המבנה של אנזימים.אבל המימוש של מידע גנטי בתכונות מסוימות של התמורה בהשתתפות סוג אחר של חומצות גרעין - RNA.הוא מסונתז DNA וליצור עותקים של גנים.זה גם נושא מידע על הריבוזום, שבו הוא הסינתזה אנזימטית של חלבונים.המבנה ה- DNA נמצא בשנת 1953, ו- RNA - בתקופה 1961-1964.
מאז, גנטיקה מולקולרית החלה לפתח בקפיצות.ממצאים אלה היו בסיס מחקרים, שהביאו לדפוסי פריסת גילוי מידע גנטי.תהליך זה מתבצע ברמה המולקולרית בתאים.הם גם קיבלו מידע חדש ביסוד על האחסון של מידע בגנים.במשך זמן, זה כבר נמצא את המופע של הכפלה של המנגנונים של ה- DNA לפני חלוקת תא (שכפול), התהליך של קריאת מולקולת המידע של RNA (שעתוק), הסינתזה של אנזימי חלבון (שידור).הם גם מצאו שינויים בעקרונות תורשה ולהבהיר את תפקידם בסביבה הפנימית וחיצונית של התאים.
פענוח המבנה של שיטות גנטיקה DNA
התפתח במהירות.ההישג החשוב ביותר היה לפרוטוקול של ה- DNA כרומוזומליות.נמצא כי יש רק שני סוגים של מקטעי שרשרת.הם שונים זה מזה נוקלאוטידים אחרים.הסוג הראשון של כל קטע הוא מקורי, כלומר, יש לו ייחוד טבוע.השני מכיל מספר שונה של רצפים חוזרים.הם היו שם חזרות.בשינה 1973 הוקם בעובדה שהאזור הייחודי נקטע תמיד בגנים מסוימים.הקטע מסתיים תמיד חוזר.פער זה מקודד חלבונים האנזימטית מסוימים, זה בשבילו "מודרך" על ידי קריאת RNA המידע ל- DNA.
תגליות הראשונות בהנדסה גנטית שיטות חדשות
גנטיקה הובילו לתגליות נוספות.נמצא מאפיין ייחודי של כל החומר החי.זה הוא היכולת לשחזר את האזורים שנפגעו בשרשרת ה- DNA.הם יכולים לנבוע ממגוון רחב של השפעות שליליות.היכולת לתקן את עצמו כבר נקרא "התהליך של תיקון גנטי."נכון לעכשיו, חוקרים רבים דגולים הביעו תקווה המבוססת על ראיות מספיק להזדמנות "לבחור" גנים מסוימים מהתא.מה הוא יכול לתת?קודם כל את האפשרות לחסל את הפגמים גנטיים.המחקר של בעיות כגון מעורבות בהנדסה גנטית.תהליך שכפול
גנטיקה מולקולרית חוקר את תהליכי העברת מידע גנטי במהלך רבייה.חיסכון שיא השתנות מקודדים בגנים, זה מבטיח שחזור מדויק בעת חלוקת תא.המנגנון של תהליך זה כולו למד בפירוט.נמצא כי באופן ישיר לפני הביקוע מתרחש בתא לשכפל.זהו התהליך של הכפלת ה- DNA.זה מלווה בהעתק מדויק לחלוטין של המולקולות המקוריות של שלטון השלמה.זה ידוע כי בDNA גדילים רק ארבעה סוגים של נוקלאוטידים.זה גואנין, אדנין, ציטוזין ותימין.על פי הכלל של תגליות השלמה של המדענים קריק ווטסון בשנת 1953, במבנה של גדיל הדנ"א הכפול מתאים לאדנין תימין ונוקלאוטיד cytidylic - גואנין.במהלך תהליך השכפול לוקח עותק של כל גדיל של דנ"א מדויק על ידי החלפת נוקלאוטיד הרצוי.
גנטיקה - המדע הוא צעירה יחסית.תהליך השכפול נחקר רק בשנתי ה -50 של המאה ה -20.לאחר מכן האנזים התגלה DNA פולימרז.בשנתי ה -70, לאחר שנים של מחקר, נמצא כי השכפול - התהליך רב-שלבים.בסינתזה של מולקולות ה- DNA מעורב ישירות מספר סוגים של polymerases DNA שונים.
גנטיקה והבריאות
כל המידע הקשור לרביית הנקודה של מידע גנטי בתהליך של שכפול הדנ"א, נמצאים בשימוש נרחב ברפואה מודרנית.לימוד מעמיק של החוקים מוזרים כמו בריאות הגוף, ובמקרה של שינויים פתולוגיים בהם.לדוגמא, הוא הוכיח ואושר על ידי ניסויים שהתרופה של מחלות מסוימות יכולה להיות מושגת על ידי השפעה מבחוץ על תהליכי השכפול של החומר הגנטי וחלוקה פיזית של תאים.במיוחד אם את הפתולוגיה הקשורים לתפקוד של תהליכי חילוף החומרים של הגוף.לדוגמא, מחלות כמו רככת והפרה של חילוף חומרים זרחן, שנגרמו במישרין על ידי עיכוב של שכפול הדנ"א.איך אנחנו יכולים לשנות את המצב הזה מבחוץ?זה כבר מסונתז ונבדק תרופות המעוררות את התהליכים של המדוכאים.הם להפעיל שכפול ה- DNA.זה תורם לנורמליזציה והשיקום של מצבים פתולוגיים הקשורים במחלה.עם זאת, מחקרים גנטיים אינם עומדים עדיין.בכל שנה, מקבלת יותר ויותר נתונים, עוזר לא רק כדי לרפא ולמנוע מחלות אפשריות.
גנטיקה ותרופות
הרבה בעיות כרוכות בגנטיקה מולקולרית בריאות.ביולוגיה של כמה וירוסים ומיקרואורגניזמים כגון שפעילותם בגוף האדם לעתים קרובות מובילה לכישלון של שכפול הדנ"א.כמו כן הוא הקים כבר שהסיבה למחלות מסוימות הוא לא הדיכוי של התהליך ופעילות היתר שלה.קודם כל, זיהומים נגיפיים וחיידקיים.הם בשל העובדה כי בתאים וברקמות שנפגעו מתחיל להתרבות במהירות חיידקים פתוגניים.גם לפתולוגיה זו הוא סרטן.
נכון לעכשיו, יש מספר התרופות שיכולים לדכא את השכפול של ה- DNA בתא.רובם היו מסונתז על ידי מדענים סובייטיים.תרופות אלה נמצאות בשימוש נרחב בפרקטיקה רפואית.אלה כוללים, למשל, קבוצה של תרופות נגד שחפת.יש אנטיביוטיקה המעכבת שכפול וחלוקת תאים וחיידקים פתולוגיים.הם עוזרים לגוף להתמודד במהירות עם סוכן זר, ומנע מהם הכפלה.תרופות אלה מספקים אפקט טיפולי מצוין בזיהומים חריפים החמורים ביותר.במיוחד בשימוש נרחב אלה כספים שנמצאו בטיפול בגידולים ומחלות.עדיפות זו, שבחרה מכון הרוסי לגנטיקה.בכל שנה יש תרופות חדשות ומשופרות המונעות את התפתחות הסרטן.זה נותן תקווה לעשרות אלפי אנשים ברחבי העולם חולים.תהליכי
של שעתוק והתרגום
לאחר נערכו על ידי בדיקות מעבדה מנוסים על גנטיקה ותוצאות על תפקידם של גנים ו- DNA כתבנית לסינתזה של חלבונים, כמה מדענים הציעו כי חומצות אמינו הם התאספו במולקולות מורכבות יותר בבת אחת, בגרעין.אבל אחרי נתונים החדשים זה הפך להיות ברור שזה לא.חומצות אמינו אינן מבוססות על מנות של גנים בדנ"א.נמצא כי תהליך מורכב זה מתרחש במספר שלבים.ראשית, גן הוסר העתקים - RNAs שליח.מולקולות אלה מתוך גרעין התא, ומעבר למבנה מיוחד - הריבוזומים.זה באברונים אלה מורכבים חומצות אמינו וסינתזה של חלבונים.תהליך קבלת עותקים של ה- DNA בשם "שעתוק".סינתזה של חלבונים בשליטה של RNA שליח - ". השידור"המחקר של המנגנונים של תהליכים ועקרונות אלה המדויקים כדי להשפיע עליהם - המשימה העיקרית של גנטיקה מודרנית, מבנים מולקולריים.מנגנוני ערך
של שעתוק ותרגום ברפואה
בשנים האחרונות זה הפך להיות ברור כי בחינה מדוקדקת של כל השלבים של שעתוק ותרגום היא חיונית לבריאות מודרנית.האקדמיה הרוסית למדעים במכון לגנטיקה כבר זמן רב אישרה כי הפיתוח של כמעט כל מחלה מסומנת סינתזה אינטנסיבית של רעיל ומזיק לחלבוני גוף אדם.תהליך זה יכול להתרחש בשליטה של גנים, שהם בדרך כלל לא פעילים.או שזה נכנס לסינתזה, האחראית על חדר לתוך התאים והרקמות של חיידקים פתוגניים אדם ווירוסים.כמו כן, ההיווצרות של חלבון מזיק יכולה לעורר גידולי סרטן פעיל בפיתוח.זו הסיבה שהלימוד מעמיק של כל השלבים של שעתוק ותרגום ברגע קריטי.אז זה אפשרי לזהות דרכים להילחם לא רק זיהומים מסוכנים, ועם סרטן.גנטיקה
מודרנית - חיפוש מתמשך למנגנונים של מחלות ותרופות לטיפולם.עכשיו זה אפשרי כדי לעכב את תהליך התרגום באיברים המושפעים או גוף כולו, ובכך לדכא את הדלקת.בעיקרון, זה בנוי ורוב האנטיביוטיקה הידועה לדוגמה, סדרת האפקט הזה, טטרציקלין או סטרפטומיצין.כל התרופות הללו באופן סלקטיבי לעכב תאים בתהליך התרגום.ערך
מחקר של תהליכי רקומבינציה הגנטית
חשובים מאוד לרפואה כמחקר מפורט של תהליכי רקומבינציה הגנטית, האחראי על העברה והחלפה של חלקי כרומוזומים וגנים בודדים.זהו גורם חשוב בהתפתחות של מחלות זיהומיות.רקומבינציה הגנטית היא בסיס לחדירה בתאים אנושיים ובהקדמה של דנ"א זר, לעתים קרובות חומר נגיפי.כתוצאה מכך, סינתזה על הריבוזום היא לא גוף חלבונים "ילידים" ופתוגניים לו.על פי עיקרון זה מתרחש בתאי רבייה של מושבות של וירוסים כל.שיטות לגנטיקה של האדם מתמקדות בפיתוח אמצעים כדי להילחם במחלות זיהומיות ולמנוע וירוסים פתוגניים לבנות.בנוסף, ההצטברות של מידע על רקומבינציה הגנטית אפשרה להבין את העיקרון של חילופי גנים בין אורגניזמים, שהובילו להופעתה של צמחים מהונדסים גנטית ובעלי חיים.ערך
של גנטיקה מולקולרית לביולוגיה והרפואה
במהלך המאה שעברה, ראשונה בקלסית הפתיחה, ולאחר מכן בגנטיקה מולקולרית היה השפעה עצומה ואפילו מכרעת על ההתקדמות של כל המדעים הביולוגיים.במיוחד רפואה חזקה לקחה צעד קדימה.ההצלחה של מחקר גנטי זה ניתן להבין את התהליכים של רצף פעם אחת תכונות גנטיות בלתי מתקבלים על הדעת והפיתוח של פרט אל פרט.זה גם ראוי לציון כמה מהר מדע זה מתיאורטי בלבד לקטן מדי מעשי.זה הפך להיות חיוני לרפואה מודרנית.מחקר מפורט של סדירויות מולקולריות-גנטיות שימש כבסיס להבנה של התהליכים המתרחשים בגוף כמטופל ואדם בריא.זה נתן תנופה לפיתוח מדעי גנטיקה כגון וירולוגיה, מיקרוביולוגיה, אנדוקרינולוגיה, פרמקולוגיה ואימונולוגיה.
