Субботнее утро, а значит у нас продолжение Марлезонского балета. Сегодня, наконец, расскажу ЗАЧЕМ мы расшифровываем ДНК.
Начало >
Предыдущая серия >
Начало >
Предыдущая серия >
Сегодня поговорим о том, зачем мы всей этой фигней маемся - т.е. зачем нам нужно знать правильную последовательность 4х буковок, А, Г, Т и Ц.
Опять, вспоминаем школьную биологию. Не буду мучить вас кодонами и антикодонами. Просто скажу, что буквы в ДНК складываются не случайно.
Опять, вспоминаем школьную биологию. Не буду мучить вас кодонами и антикодонами. Просто скажу, что буквы в ДНК складываются не случайно.
Наши хромосомы, т.е. наша ДНК, это книга жизни из 46 томов (один том на хромосому). Каждый том состоит из глав, это наши гены. Гены кодируют белки (не те рыжие с орешками, а те, что химические соединения). А белки в наших телах заправляют абсолютно всем.
4. (когда ж я блин научусь нумеровать!!!)
Итак, белки. Это и стройматериал для наших клеток, и передатчики сигналов для мозга, и ответ иммунной системы, метаболизм, внешний вид, да и вообще, ВСЁ.
Итак, белки. Это и стройматериал для наших клеток, и передатчики сигналов для мозга, и ответ иммунной системы, метаболизм, внешний вид, да и вообще, ВСЁ.
5. Каждый белок сложен из кирпичиков, аминокислот. Каждая аминокислота кодируется в ДНК своей последовательностью из 3х букв. Т.е. в тех шифровках, про которые мы говорили в первых частях повествования, и заложена инфа о том, как белок будет выглядеть и какая у него будет функция
6. Представим, что каждая наша клетка это фабрика. И на каждой фабрике есть своя библиотека из 46 томов. За ней постоянно следят библиотекари. Они выдают выписки статей из книг по запросам от разных цехов.
7. Ксерокс в наших клетках, увы, не изобретен, поэтому у библиотекарей есть отдел летописцев. Летописцы (белки-полимеразы) списывают главы из книг ДНК и пересылают отделам в виде инструкций (матричной РНК) при помощи курьеров (транспортных РНК).
8. Рабочие (рибосомы), принимают инструкции у курьеров и приступают к сборке белков.
Все инструкции всегда начинаются с АТГ, так в природе заведено. Это вроде сигнала, что нужно приступать к сборке, а после него идет и сама инструкция.
Все инструкции всегда начинаются с АТГ, так в природе заведено. Это вроде сигнала, что нужно приступать к сборке, а после него идет и сама инструкция.
9. Идет потом код АЦГ в инструкции, к примеру. Рибосомы, как надежные профессионалы, знают что с полки им нужно взять все, чтобы синтезировать аминокислоту под названием треонин. Потом, допустим, стоят буквы ААА. Пошли рабочие, сделали лизин.
10. Подходит другой специалист, и хитро спаивает вместе треонин с лизином, а потом и все остальные аминокислоты по списку. То, какие кирпичики войдут в состав белка, и как они в белке спаяны вместе, определяет форму белка и его функцию.
11. Спаянный таким образом белок встряхивается, и идет работать в свою часть клетки (например, инфу о состоянии стены фабрики передавать в центр).
12. Вот видит он, что в стене появилась проплешина, значит сразу посылает курьера в библиотеку с запросом прислать инструкции для сборки заплатки, чтоб рибосомный конвейер запустил ее в производство.
13. Так работает синтез белков и поддержание функции клеток. Но клетки наши постоянно обновляются, и взамен старых фабрик появляются новые. Библиотека с 46 томами сгорает вместе с фабрикой. Чтобы сохранить знания для подрастающих поколений, все 46 томов необходимо переписать.
14. Перепиской занимается другой отряд летописцев.
Эти летописцы, однако, иногда теряют концентрацию так нужную для их работы. То им обед не подвезли (витамины и минералы, причем на полном серьезе!!), то толкнули их...
Эти летописцы, однако, иногда теряют концентрацию так нужную для их работы. То им обед не подвезли (витамины и минералы, причем на полном серьезе!!), то толкнули их...
15. ... то страница книги надорвалась (что бывает, например, при действии радиоактивного излучения), то еще что-то. И тогда в переписке они делают ошибки.
16. И вот стоит в старой книге, к примеру, ААА, летописец списал неверно, и стало ААЦ. Книга с ошибкой передана новой фабрике как свод законов. Пришел запрос на инструкцию, и ее списали дословно, с сохранением ошибки.
17. А ААЦ кодирует уже не лизин, а совсем даже аспарагин! А это совсем другой кирпичик! И вот белок получился с браком, и делает он совсем не то что должен.
18. Такие ошибки при переписке и называются мутациями. Поэтому природа не дура, и чтобы головотяпство летописцев не привели к полному коллапсу, она закодировала одни и те же аминокислоты несколькими сочетаниями из трех букв.
19. Например, ЦГТ, ЦГА, ЦГЦ и ЦГГ все кодируют одну аминокислоту (аргинин). Если будет ошибка в третьей букве, то рабочие-рибосомы все равно используют нужный компонент. Действия таких мутаций мы никогда не замечаем.
20. А вот если ошибка во второй букве, или неприведигосподь в первой, тогда смысл слов меняется от слова совсем. Может потеряться конец инструкции, и два белка спаяют вместе. Такая крокозябра работать не сможет.
21. Или наоборот, конец инструкции может стать посередине. Вместо белка будет обломок. Или кирпич неправильной формы может загнуть белок не в ту сторону.
22. Вот эти мутации уже поинтереснее. Такие странные дефектные белки могут, к примеру, поменять цвет волос (кстати, рыжие волосы это следствие такой мутации). A могут и сделать человека глухим (мутация гена STRC, например).
23. А могут и вызвать рак (например, ген brc1 при раке груди). Все зависит от того, в какой главе сделана грубая ошибка.
24. Потом, не забудем что томов у нас 46, т.е. 23 хромосомы от мамы, и 23 хромосомы от папы. Может что в папиной книге была ошибка. Или у обоих родителей летописцы в одной и той же главе намудрили...
25. Или, может что ошибка была при делении клеток эмбриона. Или уже, ошибка появилась в нашем теле, при замене старых клеток на новые.
26. Вот цвет волос - типичный пример передачи мутации от родителей. Глухота может быть и от родителей, или возникнуть как своя ошибка на первых стадиях развития эмбриона. С другими болезнями, типа рака, это может быть один или два из этих типов, а то и все три.
27. И еще раз замечу, что мутации это не зло (не баг, а фича). Возникают они постоянно. У нас в фабриках имеются специальные белки-ассенизаторы, которые и ДНК подправить могут еще до того как она до большой библиотеки дойдет, и неправильные белки могут убрать.
28. Но и у них происходят сбои, и иногда руки у них растут не из того места, т.к. и их тоже кодируют гены.
29. Без мутаций, не было бы ни приспособления к окружающей среде, ни эволюции. Не было бы Усейна Болта и Сергея Бубки. Не было бы у меня густых вьющихся волос, а у котов разных красивых полосок.
30. И букетов цветов 100500 красок, оттенков и запахов, а также вкусного пива. И прочих интересных вещей которых мы не замечаем в повседневной жизни, но которые так важны для нашего выживания и равновесия в природе.
31. Теперь ясно почему мы расшифровываем геномы? Мы ищем ошибки в инструкциях и пытаемся понять как они унаследованы и что они значат.
Если вы от меня еще не устали, то в следующие выходные расскажу о революции в секвенировании. 😉
Если вы от меня еще не устали, то в следующие выходные расскажу о революции в секвенировании. 😉
