WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаМедицина → Геном людини – історія і сучасність - Курсова робота

Геном людини – історія і сучасність - Курсова робота

Клівленді встановили відразу 189 генів, що змінюються при раці молочної залози і колоректальному раку. Відкриття зроблене в рамках проекту по розшифровці генома раку Cancer Genome Atlas.
В ході дослідження генетики визначили послідовність (первинну структуру) близько 13 000 генів, знайдених в 11 пухлинах грудей і 11 пухлинах ободової і прямої кишки. Потім були виявлені відмінності між генами здорових тканин і злоякісних новоутворень, а потім результат перепровірили за допомогою додаткового банку даних по 24 пухлинах молочної залози і колоректального раку.
У результаті було встановлено 189 генних мутацій, спільних для обох видів раку і, ймовірно, що є їх причиною. Більшість з них раніше не асоціювалися із захворюванням. Науковці були здивовані отриманими даними, оскільки не очікували зіткнутися з такою кількістю мутацій.
В той же час робота показала, що рак грудей і рак прямої кишки - два абсолютно різні захворювання, у яких співпадають всього 2 гени. Спостереження відноситься і до всіх решта видів раку. По словах дослідників, у світі не існує двох аналогічних пухлин.
За оцінками генетиків, типова пухлина молочної залози несе мутації більш ніж в 100 генах. Приблизно 20 з них можуть бути залучені в утворення пухлини. Менше половини цих генів, ймовірно, можна виявити в іншій пухлині грудей.
ПІСЛЯГЕНОМНА ЕРА. ПРОТЕОМІКА: НОВІ ГОРИЗОНТИ В ФАРМАКОЛОГІЇ.
На сьогоднішній день вже розшифровано геном сотень патогенних бактерій, деяких грибів, нематод, дрозофіли та миші; проводяться дослідження з вивчення геному ще 820 видів тварин та рослин. Сенсацією 2000 р. стало розшифрування геному людини у попередньому варіанті. Геном - це весь генетичний матеріал (ДНК) даного організму. У людини він складається приблизно з 3 млрд пар нуклеотидів, частина яких входить до складу 25-40 тис. генів і міститься у кожній з близько 10 трлн клітин нашого організму (Human genomes, public and private // Nature. - 2001. - 409. - P. 745).
Значення більшості генів у життєдіяльності клітини ще не з'ясовано. Провідні вчені світу сподіваються визначити точну функціональну роль генів шляхом розшифрування протеому - повного набору білків, що кодуються геномом. Виникла нова наука протеоміка, яка вивчає структуру та функцію протеому. Майже одночасно з оприлюдненням попередніх результатів дослідження структури генетичного коду людини було засновано Організацію з вивчення людського протеому (Human Proteomе Organization (HUPO)), завдання якої - координування широкомасштабних досліджень у галузі вивчення білків і забезпечення їх наукової та фінансової підтримки. Фахівці вважають, що порушення біосинтезу та процесингу білків лежать в основі молекулярних механізмів розвитку захворювань. Як відзначив один із засновників HUPO, білки відіграють ключову роль в життєдіяльності клітини та розвитку захворювання, тому без конкретних зусиль фахівців у галузі протеоміки цінні досягнення геноміки реалізувати буде неможливо (Abbott A. And now for the proteome. . . // Nature. - 2001. - 409. - P. 747). Нові розробки у галузі протеоміки, поза всяким сумнівом, дадуть поштовх бурхливому розвитку біотехнологічних методів у сучасній фармакології та фармацевтичній індустрії і відкриють широкі можливості ефективного лікування більшості захворювань.
ВІД ГЕНОМІКИ ДО ПРОТЕОМІКИ
Якщо за нормальних умов геном є стабільним, то протеом - надзвичайно динамічний і змінюється залежно від функціонального стану клітини. Предметом вивчення протеоміки є не лише якісний та кількісний склад білків, але й визначення їх функції, локалізації, модифікацій, взаємодії з іншими молекулами тощо. На сьогоднішній день вже охарактеризовано цілу низку білків. Однак робота з розшифрування протеому ведеться значно повільніше, ніж геному. За підрахунками, оптимальним був би скринінг декількох тисяч білків за день, однак сьогоднішній темп аналізу білків складає десятки-сотні за день. Така низька швидкість структурного аналізу білків зумовлена використанням надзвичайно тонкої та трудомісткої технології. На першій стадії аналізу використовують двовимірний гель-електрофорез, який з 70-х років минулого століття все ще є "золотим стандартом" протеомної технології. В результаті проведення цього етапу дослідження звичайно виявляють до 1500 білкових плям. На другій стадії кожну пляму виділяють і обробляють відповідними ферментами. На третій стадії утворені пептидні фрагменти аналізують за допомогою мас-спектрометрії. Набір характерних пептидних фрагментів індивідуального білка - це "відбиток пальця", котрий можна легко порівняти з уже відомими фрагментами каталогізованих білків. Нещодавно почали застосовувати нові технології з використанням іммобілізованих на скляній пластинці антитіл, які зв'язують специфічні білки (Hadlington S. Snipping away at the human genome // Scrip Magazine. - 2000. - 94. - P. 55-57).
Крім того, білки є набагато складнішими, ніж нуклеїнові кислоти. Їх активність істотно змінюється внаслідок приєднання до молекули білка залишків фосфорної кислоти, певних цукрів, жирних кислот тощо. Тобто один і той самий білок може мати різну просторову будову, розташування в клітині, функцію та активність, що надзвичайно ускладнює розшифрування його біологічного значення. Більше того, один і той самий ген може кодувати різні білки. Це залежить від того, де починається і де закінчується зчитування генетичної інформації з матричної РНК при їїтрансляції. Ситуація ускладнюється ще й тим, що один білок може виконувати декілька функцій і навпаки, одна й та сама функція може забезпечуватися декількома білками (Fields S. Рroteomics: рroteomics in genomeland // Science. - 2001. - 291. - Р. 1221-1224). Біохіміки вважають, що у звичайній спеціалізованій клітині одночасно присутні не більше 10 тис. білків у різних кількостях. Набір білків постійно змінюється залежно від фази клітинного циклу, ступеня диференціювання клітини, впливу факторів навколишнього середовища тощо.
ГЕНОМ/ПРОТЕОМ І ПАТОЛОГІЯ
На сьогоднішній день вже ідентифіковано сотні генів, зв'язок яких з певними захворюваннями чітко доведений. Значним успіхом є те, що практично щотижня надходить інформація про розшифрування нового "патологічного гена". З часом науковці сподіваються виявити ще більшу кількість таких генів. Наступним кроком після встановлення структури патологічного гена є аналіз функціональних властивостей білка даного гена. Після цього розробляється активна субстанція, яка має або замістити функцію ушкодженого білка, або, навпаки, інгібувати його активність. Іншим підходом є введення в клітину нормального варіанта ушкодженого гена.
Багато захворювань спричинено патогенною дією мікроорганізмів. Найновіші досягнення у галузі біотехнології уможливлюють вивчення взаємодії геному та протеому людини з геномом та протеомом патогенних мікроорганізмів. Це, наприклад, дає змогу розробити практичні заходи для боротьби з антибіотикорезистентністю багатьох штамів мікроорганізмів. Деякі захворювання обумовлені розладами регуляції метаболічних процесів та порушенням передачі гормональних сигналів усередину клітини. Їх ефективне лікування, як вважають учені, буде тісно пов'язано з використанням досягнень фармакогеноміки та фармакопротеоміки.
ГЕНОМІКА/ПРОТЕОМІКА І ФАРМІНДУСТРІЯ
Із розшифруванням геному людини у біотехнологічній індустрії відкрилося "друге дихання". Важливу роль у цьому відіграв Міжнародний консорціум з
Loading...

 
 

Цікаве