Биоинформатика и молекулярная эволюция

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Геном рыбы фугу примерно в 8 раз меньше, чем геном человека и в 330 раз меньше, чем геном двоякодышащей рыбы протоптер. Какие «призраки» живут на «кладбищах геномов» и сколько мусора в нашей с вами ДНК?

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Изучение виромов (популяций вирусов, объединенных общей средой обитания) практикуется в современной вирусологии всё чаще. Подобный подход приносит неожиданные результаты — концентрация вирусов в природе, оказывается, чрезвычайно высока. Например, в морской среде количество вирусных частиц превосходит количество клеток в разы. При этом вирусные частицы способны к передаче генетической информации. Исследования, опубликованные в 2010 году, показали, что агенты переноса генов (АПГ, особая разновидность вирусоподобных частиц, участвующих в горизонтальном переносе генов) привносят в геном бактерий новые фрагменты значительно чаще, чем считалось ранее. А если вирусные частицы настолько распространены в биосфере, и большая часть из них способна к переносу генов, то важно рассмотреть вирусы в рамках общей модели эволюции.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: В наше время компьютерные методы используются практически во всех областях науки. Создание новых лекарств не является исключением. Многие вещества, которые легко получить из природы, например, выделив экстракт из листьев какого-нибудь растения, уже давно исследованы на наличие лекарственной активности. Поэтому сейчас лекарства часто «изобретают» на компьютере, а потом уже проверяют экспериментально. В статье обсуждаются различные аспекты метода молекулярного докинга, используемые в решении этой задачи.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Современная молекулярная биология испытывает серьезный системный кризис, связанный с «перепроизводсвом» экспериментальных данных. Но адаптация передовых информационных методов, таких, как технология Google Maps для визуализации молекулярно-биологической информации (система навигации NaviCell) в сочетании с биоинформатическими методами моделирования и анализа, открывает новые возможности для использования данных высокопроизводительных методик.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Амбициозный проект «Геном человека», завершившийся в 2003 году, был призван расшифровать всю ДНК, содержащуюся в человеческом геноме. Считалось, что проект поможет понять, как функционируют гены, каким образом они определяют состояние клетки и организма человека в целом, а также даст толчок развитию медицины и биологических наук. Однако исследования показали, что вся сложность клетки как целостной системы не сводится к одному лишь геному. Функционирование и роль молекулы РНК в регуляции клеточных процессов во многом зависят от ее пространственной организации, изучение которой — сложная задача, справиться с которой под силу только биоинформатике.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Аминокислота — «кирпичик» белковой последовательности — закодирована в геноме тремя нуклеотидами, при этом не всегда единственным образом. Здравый смысл подсказывает, что можно выбрать случайный триплет для данной аминокислоты и что от этого выбора ничего не зависит. Оказывается, здравый смысл в этом случае неправ.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: CRISPR — это система специфического иммунитета прокариот, характерная как для бактерий, так и для архей. CRISPR-структуры впервые были описаны почти 30 лет назад, однако их функция долгое время оставалась загадкой. CRISPR-системы состоят из геномных кассет, в которые записывается информация о вирусных или плазмидных инвазиях, и Cas-белков, обеспечивающих молекулярный механизм иммунитета. В ответ на инфекцию клетка с CRISPR вырезает из чужеродного генома небольшой фрагмент и встраивает его в кассету. Благодаря такому механизму роста, CRISPR-системы являются уникальным примером эволюции «по Ламарку». Высокоэффективное узнавание ДНК, лежащее в основе работы CRISPR, оказалось привлекательно и для практического использования, и сейчас CRISPR-системы служат для точных манипуляций с самыми различными геномами, в том числе и с геномом человека.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: На уроках литературы этот вопрос не раз ставил в тупик юных любителей точных наук. И если разумному существу не всегда под силу уловить смысл текста, то как нелегко, должно быть, обучить этому машину. А между тем, непостижимое количество сведений хранится именно в текстовой форме: от научных статей до больничных карт, от патентов до записей в блогах, — погребенная в бумажной и цифровой форме информация ждет своего автоматического читателя!

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Генетическая информация в геномах живых организмов постоянно пребывает в состоянии динамического равновесия. Ее количество может возрастать за счет «самоцитирования» (копирование своей собственной ДНК) или «плагиата» (приобретения чужеродной ДНК), а может сокращаться за счет счет удаления балластной, с точки зрения клетки, информации. И если смысл обогащения генома за счет чужой ДНК интуитивно понятен, то назначение множественного копирования своих собственных генов далеко не очевидно. Однако этот процесс, получивший название «амплификации генов», чрезвычайно широко распространен в природе, а стало быть, для чего-то клеткам нужен.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Генетический материал, выделенный из доисторических артефактов — костей, зубов, волосяных фолликулов и других сохранившихся тканей, — как правило, не настолько прост, как это кажется многим, однако уже сегодня функционируют несколько десятков лабораторий, которые не боятся трудностей и пытаются заглянуть в далекое (насколько это возможно) прошлое нашей планеты.