Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Search the Community

Showing results for tags 'nukleotydy'.



More search options

  • Search By Tags

    Type tags separated by commas.
  • Search By Author

Content Type


Forums

  • Nasza społeczność
    • Sprawy administracyjne i inne
    • Luźne gatki
  • Komentarze do wiadomości
    • Medycyna
    • Technologia
    • Psychologia
    • Zdrowie i uroda
    • Bezpieczeństwo IT
    • Nauki przyrodnicze
    • Astronomia i fizyka
    • Humanistyka
    • Ciekawostki
  • Artykuły
    • Artykuły
  • Inne
    • Wywiady
    • Książki

Find results in...

Find results that contain...


Date Created

  • Start

    End


Last Updated

  • Start

    End


Filter by number of...

Joined

  • Start

    End


Group


Adres URL


Skype


ICQ


Jabber


MSN


AIM


Yahoo


Lokalizacja


Zainteresowania

Found 6 results

  1. To z pewnością jedno z najbardziej sensacyjnych odkryć ostatniego czasu. Zespół naukowców z Uniwersytetu w Monachium nie tylko teoretycznie, ale praktycznie pokazał, w jaki sposób DNA może replikować się bez udziału żywych organizmów. Obok zagadki powstania metabolizmu, o której rozwiązaniu niedawno pisaliśmy, zagadka: co było pierwsze, DNA, czy życie stanowiła jedną z największych tajemnic powstania życia. Żaden organizm nie może się powielać bez DNA, a DNA może powielać się tylko w żywych organizmach. Przynajmniej do tej pory tak sądzono. Praca i eksperymenty, jakie przeprowadzili Christof Mast i Dieter Braun z Uniwersytetu im. Ludwiga Maximiliana w Monachium pokazały, że DNA może powielać się i różnicować w całkiem prostych warunkach. Kluczem okazały się głębokomorskie wulkaniczne kominy hydrotermalne. Jak jakiś czas temu pisaliśmy, zdziwienie naukowców budził fakt, że w warunkach, jakie tam panują - ekstremalne temperatury, ciśnienie i przesycenie wody związkami chemicznymi - bujnie kwitnie tam życie. Dziś okazuje się, że to być może właśnie tam życie powstało. Hydrotermalne ujścia, zwane kominami znaleźć można na głębokim oceanicznym dnie, tam, gdzie rozstępują się płyty tektoniczne, powodując wysoką aktywność wulkaniczną. Z dna wydobywa się lawa, wrząca woda (powyżej 350°C), przesycona związkami chemicznymi: amoniakiem, metanem, czy siarczkami metali, które odkładają się, tworząc podwodne struktury. Dziś można powiedzieć, że obecność życia w takich warunkach nie tylko nie powinna dziwić, ale powinna być oczywista. Być może stąd pochodzimy. W takich warunkach występują porowate skały bogate w magnez. Magnezowe skały reagują z wodą, tworząc ciepło, które powoduje konwekcję - unoszenie się cieplejszej wody i opadanie chłodniejszej - w tych właśnie mikroskopijnych skalnych porach. Ponieważ ściana takiego miniaturowego naczynia znajdująca się bliżej gorącego komina jest cieplejsza od przeciwległej, woda może krążyć „w kółko", tworząc naturalne urządzenie mieszające. W takim naczyniu mogłyby gromadzić się nukleotydy, nici DNA i polimeraza, których ciągłe mieszanie sprzyjałoby zagęszczaniu i powielaniu się. Ten model obala jedną z największych wątpliwości, mówiącą, że w zagęszczenie tych elementów w pierwotnym oceanie nie mogło być wystarczająco wysokie, żeby pozwolić na ich skuteczne oddziaływanie. Jak to działa? Proces wygląda tak: unoszące się podwójne DNA jest „rozrywane" na pojedyncze nici przez podwyższoną temperaturę. Po chłodniejszej stronie polimeraza powoduje doklejanie swobodnych nukleotydów do pojedynczej nici DNA, w miarę opadania zwiększa się ich koncentracja, co sprzyja szybszej odbudowie podwójnej helisy, która za chwilę może być znów uniesiona po gorącej stronie. W ten sposób stopniowo zwiększa się zagęszczenie fragmentów DNA, powstają coraz to nowe kopie. Model wyjaśnia też, jak może dochodzić do rekombinacji, czyli mieszania nici DNA, powodując powstawanie nowych wariantów. Wystarczy, że „produkty" naturalnego replikatora zawędrują do sąsiednich, gdzie podobny proces wykształcił odmienne nici DNA. Taka wędrówka może się odbywać zapewne na wiele sposobów, ale uczeni proponują konkretny środek transportu: kwasy tłuszczowe. W zeszłym roku naukowcy z Harvardu odkryli, że w warunkach cieplnej konwekcji - które przecież właśnie panują w interesującym nas miejscu - kwasy tłuszczowe tworzą błony. Błony takie zaś stanowią doskonałą pułapkę na unoszące się w wodzie nici DNA, mogą je zagęszczać i przenosić w inne miejsca. Nie jest to już tylko model teoretyczny, bowiem zespół monachijskiego uniwersytetu odtworzył wspomniane warunki w laboratorium. Niewielkie rurki, długie zaledwie na półtora milimetra, napełniono materiałem: niciami DNA, polimerazą i nukleotydami. Podgrzewano je z jednej strony przy pomocy lasera, aby wywołać konwekcyjne mieszanie zawartości. Bingo, okazało się, że rzeczywiście w takich warunkach DNA się powiela. W doświadczeniu nowa kopia pojawiała się co 50 sekund. Ewolucja miała miliardy lat i miliardy takich naczynek. W ten sposób dołożono nową cegiełkę do obrazu „jak powstało Życie na Ziemi". Może nieprędko ten obraz będzie kompletny, ale kiedyś to nastąpi.
  2. Hipoteza tzw. świata RNA, zgodnie z którą pierwsze formy życia na Ziemi wykorzystywały cząsteczki RNA zarówno jako nośnik informacji genetycznej, jak i cząsteczki o charakterze enzymów, jest jedną z najpopularniejszych teorii dotyczących początków życia na naszej planecie. Najnowsze dane, dostarczone przez włoskich naukowców, dodatkowo umacniają wiarygodność tej hipotezy. Zespół prof. Ernesto Di Mauro z rzymskiego uniwersytetu La Sapienza analizował zachowanie cyklicznych nukleotydów - związków blisko spokrewnionych z jednostkami budulcowymi RNA. Włoscy naukowcy chcieli sprawdzić, czy cząsteczki tych substancji mogą przejść spontaniczną polimeryzację, której produktem byłyby cząsteczki RNA. Jak wykazano podczas serii prostych eksperymentów, do samoczynnego zajścia syntezy RNA wystarczyło podgrzanie środowiska, w którym przebywały cykliczne nukleotydy. Po podgrzaniu wodnego roztworu tych cząsteczek do temperatur z zakresu od 40 do 90 °C okazało się, że możliwe jest powstanie polimerów RNA o długości przekraczającej 120 nukleotydów. W badanych przypadkach zsyntetyzowane cząsteczki były co prawda zbudowane zaledwie z jednego typu nukleotydów (a nie z czterech, jak cząsteczki RNA występujące w organizmach żywych), lecz fakt zaobserwowania spontanicznej syntezy łańcuchów RNA oznacza przełom w badaniach zarówno nad chemicznymi właściwościami tego związku, jak i nad początkami życia na Ziemi. Odkrycie dokonane przez zespół prof. Di Mauro jest kolejną ważną przesłanką na rzecz prawdziwości hipotezy o świecie RNA. Jest ono tym ważniejsze, że cykliczne nukleotydy także mogą powstawać spontanicznie, zaś substratami do ich syntezy są proste związki, które mogły występować na Ziemi kilka miliardów lat temu. Wiele wskazuje więc na to, że powstanie życia na naszej planecie zawdzięczamy... serii stosunkowo prostych reakcji chemicznych.
  3. Jeśli mamy chcą, by ich dziecko dobrze przespało noc, powinny je karmić piersią, a nie ściągniętym wcześniej mlekiem. Naukowcy wykazali bowiem, że powodujące senność nukleotydy, znane lepiej jako cegiełki budulcowe kwasów nukleinowych, występują w najwyższych stężeniach w mleku wytwarzanym właśnie wieczorem i nocą (Nutritional Neuroscience). Jakiś czas temu zauważono, że nukleotydy występują w ludzkim mleku. Ponieważ ich stężenia rosną w ciągu kilku tygodni po porodzie, naukowcy przypuszczali, że spełniają one ważną rolę w rozwoju tkanek. Na tym jednak nie koniec. Zespół Cristiny Sánchez z Uniwersytetu Estremadury w Badajoz określał mleczne stężenie 3 nukleotydów o udowodnionym najsilniejszym działaniu nasennym i znieczulającym: 1) urydynomonofosforanu (UMP), 2) adenozynomonofosforanu (AMP) i 3) guanozynomonofosforanu (GMP). Specjaliści badali mleko 30 zdrowych kobiet, które karmiły przez co najmniej 3 miesiące. Próbki pobierano przed każdym przystawieniem do piersi, co oznacza, że w ciągu doby od jednej osoby uzyskiwano od 6 do 8 próbek. Okazało się, że stężenie AMP było najwyższe na początku nocy, natomiast poziomy GMP i UMP rosły w ciągu nocy. Stężenia wszystkich badanych związków były niższe w ciągu dnia. Sánchez sądzi, że AMP prowokuje wydzielanie wywołującego sen neuroprzekaźnika GABA (kwasu γ-aminomasłowego). GMP można z kolei powiązać z sekrecją melatoniny, a UMP zwiększa długość faz snu REM i NREM (snu głębokiego). W ramach oddzielnego studium Sánchez i jej współpracownik Javier Cubero przygotowali tzw. mleko nocne, uzupełniając formuły dostępne w sklepach AMP i UMP. Hiszpanie zauważyli, że niemowlęta karmione pomiędzy 18 a 6 specjalną odżywką, a w ciągu dnia zwykłym mlekiem zasypiały szybciej i spały dłużej niż maluchy spożywające przez cały czas standardową odżywkę.
  4. Choć teoria ewolucji została powszechnie zaakceptowana przez naukowców, od wielu lat nie ustalono, w jaki sposób powstały pierwsze formy życia na naszej planecie. Teraz, dzięki eksperymentowi przeprowadzonemu przez badaczy z Uniwersytetu Rzymskiego, poznaliśmy istotne fakty na temat powstawania ważnych związków organicznych. Doświadczenie pokazało, w jaki sposób może dojść do samoistnej syntezy długich fragmentów RNA - jednego z nośników informacji genetycznej, posiadającego także właściwości katalizatora (substancji ułatwiającej zachodzenie niektórych reakcji chemicznych). Uważa się, że właśnie takie cząsteczki mogły być najważniejszym składnikiem pierwszych, niezwykle prymitywnych komórek. W normalnych warunkach cząsteczki RNA mogą co prawda powstawać samoistnie, lecz wiązania pomiędzy tworzącymi je podjednostkami (nukleotydami) są bardzo niestabilne. Z tego powodu samoczynna synteza długich nici RNA wydaje się mało prawdopodobna. Jak się jednak okazuje, w odpowiednich warunkach kilka wytworzonych osobno łańcuchów może się ze sobą łączyć, tworząc znacznie dłuższą cząsteczkę. Głównym autorem eksperymentu jest Ernesto Di Mauro. Badacz testował zdolność RNA do ligacji, czyli łączenia się ze sobą całych nici, w zależności od pH oraz temperatury środowiska. Okazuje się, że przy lekko zakwaszonym środowisku oraz temperaturze nieco poniżej 70 stopni Celsjusza wystarczy zaledwie kilkanaście godzin, by w roztworze powstały stosunkowo długie cząsteczki. Na podstawie doświadczenia Di Mauro wykazał, że powstające molekuły mogą osiągać długość około stu nukleotydów. Jest to niezwykle istotne, gdyż właśnie taka długość łańcucha jest uznawana za swoistą granicę: cząsteczki dłuższe od stu podjednostek są w stanie tworzyć struktury trójwymiarowe. Powstawanie tych złożonych form jest konieczne, by cząsteczka RNA zyskała zdolności katalityczne i była w stanie przeprowadzać niektóre reakcje chemiczne. Wykonany eksperyment jest pierwszym, który potwierdza doświadczalnie możliwy mechanizm powstania pierwszych katalizatorów biologicznych. Ich obecność jest uznawana za czynnik niezbędny do funkcjonowania organizmów żywych, co może oznaczać, że włoscy naukowcy odkryli właśnie prawdopodobny mechanizm powstania zalążków życia na Ziemi.
  5. Nazwa firmy "Complete Genomics" nie jest obecnie zbyt szeroko rozpoznawalna. Wygląda jednak na to, że możemy o niej usłyszeć jeszcze wiele razy. Przedstawiciele przedsiębiorstwa planują uruchomienie usługi sekwencjonowania genomu człowieka za przełomową cenę 5000 dolarów. Udostępnienie usługi klientom indywidualnym jest planowane na najbliższą wiosnę. Firma, mająca swoją siedzibę w kalifornijskim mieście Mountain View, opracowała technologię sekwencjonowania DNA pozwalającą na drastyczne obniżenie kosztów przeprowadzenia tego procesu. Dzięki jej wdrożeniu cena procedury spadła aż dwudziestokrotnie(!) w porównaniu do cen obowiązujących dotychczas. Ułatwiony dostęp do usługi sekwencjonowania jest najważniejszym krokiem na drodze do tzw. medycyny spersonalizowanej. Zgodnie z jej założeniami, lekarz powinien mieć dostęp do danych o indywidualnych cechach pacjenta, dzięki czemu możliwe jest zoptymalizowanie sposobu leczenia, dawek podawanych leków itp. Dotychczas zbieranie informacji tego typu ograniczało się do pojedynczych genów, które analizowane były głównie w przypadku podejrzenia zwiększonego ryzyka wystąpienia ściśle okreslonej choroby. Teraz, gdy cena badania spadła do tej stosunkowo niedużej kwoty, istnieje ogromna szansa na zebranie znacznie większej ilości danych i wprowadzenie szeroko zakrojonych programów profilaktyki wielu chorób. Przedstawiciele firmy planują, że w roku 2009 będzie ona w stanie przeprowadzić 1000 reakcji sekwencjonowania DNA, zaś w ciągu kolejnego roku zwiększy swoje "moce przerobowe" dwudziestokrotnie. Warto jednak zaznaczyć, że przedstawiciele Complete Genomics nie udostępnili jeszcze swoich danych żadnemu niezależnemu recenzentowi. Jednym z założycieli firmy jest Craig Venter - prawdopodobnie najbardziej znany biotechnolog na świecie. Ponieważ naukowiec pracował już wcześniej nad projektem sekwencjonowania genomu człowieka, zebrane wówczas informacje służą dziś jako próba odniesienia wobec nowej technologii. Co ciekawe, jako materiał do badań wykorzystano wówczas własne DNA Ventera. Aby przeprowadzić sekwencjonowanie DNA zgodnie z założeniami nowej metody, najpierw zostaje ono pocięte na krótkie fragmenty składające się z 80 nukleotydów, czyli jednostek kodujących informację genetyczną (cały genom ma ich aż 3 miliardy). Każdy z tych fragmentów jest następnie łączony z krótkimi syntetycznymi nićmi DNA, a następnie dochodzi do replikacji powstałych kompleksów z wykorzystaniem specjalnego enzymu. Ze względu na charakter fizykochemiczny syntetycznego fragmentu, ma on tendencję do bardzo ścisłego zwijania się do postaci zwanej nanopiłeczkami. Są one tak drobne, że na płytce o wielkości typowego szkiełka mikroskopowego mieści się ich około miliarda. Dzięki tak silnemu "upakowaniu" materiału genetycznego możliwe jest przeprowadzenie całej procedury na pojedynczej płytce, co pozwala na radykalną redukcję zużycia bardzo drogich odczynników. Gdy nanopiłeczki zostaną osadzone na powierzchni szkiełka, przeprowadza się właściwą reakcję sekwencjonowania. W tym celu wykorzystuje się cząsteczki wzbogacone o barwniki fluorescencyjne. Każda z nich przyłącza się do DNA w losowym miejscu, lecz zawsze do ściśle określonego rodzaju nukleotydu. Powstałe kompleksy oświetla się następnie za pomocą lampy ultrafioletowej, by wywołać świecenie barwnych cząsteczek. Specjalna aparatura pozwala nie tylko na określenie, jaki nukleotyd został związany, lecz także na ustalenie jego pozycji w analizowanej sekwencji. W ten sposób, krok po kroku, możliwe jest odkrycie kolejności wszystkich elementów kodujących informację genetyczną danego osobnika. Schemat ilustrujący całą procedurę jest dostępny tutaj. Losowe przyłączanie pojedynczych cząsteczek służących jako "sondy" wykrywające nukleotydy jest pomysłem bardzo nowatorskim. Ma ono co najmniej jedną istotną zaletę: zgodnie z założeniami dotychczasowych metod sekwencjonowania konieczne było poprawne odczytanie sekwencji wszystkich kolejnych nukleotydów. Powodowało to powstawanie licznych błędów w trakcie analizy, przez co wiarygodność testu spadała. W przypadku technologii opracowanej przez Complete Genomics każda "sonda" przyłącza się niezależnie od innych, dzięki czemu maleje ryzyko popełnienia "lawiny" błędów. Co ciekawe, przedstawiciele Complete Genomics nie planują sprzedaży produkowanych przez siebie urządzeń. Zamiast tego uruchomione zostanie ogromne centrum badawcze, w którym realizowana będzie ta usługa. Jak tłumaczy prezes firmy, Cliff Reid, będzie to rozwiązanie bardzo wygodne dla wielu przedsiębiorstw: oni nie chcą kupować własnego instrumentu, chcą kupić dane. Co ciekawe jednak, sekwencja DNA klienta będzie do niego wracała w postaci "surowej", tzn. bez jakiejkolwiek analizy informacji zapisanych w genach. Oznacza to, niestety, że całkowity koszt usługi będzie najprawdopodobniej powiększony o dopłatę związaną z analizą danych przez innego specjalistę. Środowisko naukowe nie kryje podziwu dla tego osiągnięcia. Chad Nusbaum, jeden z dyrektorów zarządzających Programem Sekwencjonowania i Analiz Genomu uruchomionym przez Broad Institute, ocenia: nagle ci goście zaczęli mówić o sekwencjonowaniu setek, a nawet tysięcy genomów w ciągu kilku najbliższych lat. Otwiera to niesamowite perspektywy na taki rodzaj nauki, jakiego naprawdę chcemy. Jest to możliwe właśnie dzięki uzyskiwaniu setek sekwencji ludzkiego genomu. Od tego momentu można zacząć zadawać trudne pytania na temat genetyk człowieka. Podobnego zdania jest Jeffrey Schloss, specjalista pracujący dla amerykańskiego Narodowego Instytutu Badań nad Ludzkim Genomem: Słowo "oszałamiające" wcale nie będzie zbyt wielkie, jeżeli będą mogli to zrobić w naprawdę krótkim czasie. Nie widziałem jednak jakichkolwiek danych i nie znam nikogo, kto by je widział, a jest to, oczywiście, kluczowe. Wyścig trwa. Biotechnologiczny gigant, firma Applied Biosystems, planuje udostępnienie w najbliższej przyszłości platformy, dzięki której możliwe będzie przeprowadzenie kompletnej analizy genomu za około 10 tysięcy dolarów. Która z firm wygra tę rywalizację, dowiemy się prawdopodobnie w ciągu najbliższych kilku lat.
  6. Czy istnieją sekwencje zabronione w genomie, tak niebezpieczne, że zagrażałyby życiu? Pewna grupa badaczy sądzi, że tak. Podczas gdy większość projektów sekwencjonowania skupia się na poszukiwaniu genów zachowywanych przez ewolucję tak w ramach jednego, jak i pomiędzy gatunkami, celem tego zespołu jest wytropienie zabójczych sekwencji DNA i łańcuchów aminokwasów. To jak poszukiwanie igły, której tak naprawdę nie ma stogu siana — twierdzi Greg Hampikian, profesor genetyki na Boise State University w Idaho. Muszą istnieć sekwencje kodujące białka "niebiokompatybilne", np. przez to, że wiążą się z pewnymi ważnymi elementami komórek. Dlatego zostały wyeliminowane z obiegu. Może być też tak, że są letalne dla jednych gatunków, a dla innych nie. Takich właśnie sekwencji szukamy. Aby tego dokonać, Hampikian i jego kolega Tim Anderson napisali specjalny program. Wylicza on wszystkie możliwe sekwencje nukleotydów (do pewnej z góry oznaczonej liczby elementów) i skanuje genetyczną bazę danych NIH w poszukiwaniu najmniejszej niewystępującej tam sekwencji. Takie, które nie pojawiają się w genomie jednego gatunku, ale są odnajdywane w "przepisie genetycznym" drugiego, nazwano "nullomerami", a nieobecne u żadnego gatunku starterami zdegenerowanymi. Zespół rozmyślnie poszukuje najkrótszych niewystępujących sekwencji, żeby zminimalizować szanse, że nie ma ich po prostu przez przypadek. Jak do tej pory wyodrębnił osiemdziesiąt sześć 11-nukleotydowych "zestawów", których nigdy nie odnaleziono u człowieka. Zidentyfikowali także ponad 60 tys. piętnastonukleotydowych sekwencji oraz 746 łańcuchów pięciu aminokwasów, których ze świecą szukać u jakiegokolwiek gatunku. Reprezentują one największy możliwy zestaw śmiertelnych sekwencji — komentuje Hampikian, który podejrzewa, że liczba ta będzie się zmniejszać równolegle z rozbudowywaniem genetycznej bazy danych. Hampikian chce sprawdzić, czy śmiertelne sekwencje mają jakiekolwiek znaczenie dla żywych komórek. Dlatego chce przetestować na komórkach ludzkich i bakteryjnych 20 takich peptydostarterów (czy spowodują one śmierć lub sprowokują układ odpornościowy do działania itp.). Spośród innych możliwości warto wymienić chociażby skonstruowanie "samobójczego genu". Dołączano by go np. do organizmów modyfikowanych genetycznie i aktywowano, aby zniszczyć je, gdy staną się niebezpieczne.
×
×
  • Create New...