Биомолекулы

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Гумус — так называют органические вещества в почве, природу которых ученые пытаются понять уже больше двухсот лет. В 18-м веке его считали сгнившими остатками растений и животных. В начале 19-го — источником углерода для растений. В 20-м — сложными и устойчивыми молекулами, которые образуются в самой почве. А в 21-м веке существование этих молекул оказалось под вопросом, и некоторые ученые хотят вообще отказаться от термина «гумус». Но интерес к почвенной органике не угасает: сейчас она стала одним из средств борьбы с глобальным изменением климата. О непростой истории изучения органического вещества почвы — в этой статье.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Изучение того, как работают бактерии, необходимо не только врачам и инфекционистам. Молекулярные биологи подглядели умение бактерий разрушать чужие ДНК и превратили ферменты рестрикции и CRISPR/Cas9 в инструменты для генной инженерии. Без них уже сложно представить себе современные биологические исследования. Но можно ли, например, укротить транспозоны бактерий, которые могут «прыгать» по ДНК с помощью фермента транспозазы? Этот фермент и сам вырезает фрагмент ДНК, и сам его вставляет в другое место. История Tn5-транспозазы началась со случайного открытия транспозона Tn5 и привела к тому, что транспозаза попала во многие лаборатории, занимающиеся секвенированием нового поколения. С ее помощью можно не просто ускорить подготовку ДНК к секвенированию, но и упростить многие исследования, в том числе и эпигеномные.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Вопрос о том, откуда взялась заполонившая всю современную Землю жизнь, вызывает смешанные чувства. С одной стороны, он очень увлекательный и воодушевляет, а еще является прекрасным поводом увязать вместе такие разные науки, как биология, химия, физика, геология и даже астрономия. С другой стороны, это вопрос довольно неблагодарный: самые правдоподобные гипотезы и убедительные эксперименты всегда будут оставаться лишь нашими предположениями о событиях на молодой Земле, а не их точной реконструкцией. И все же вопрос абиогенеза (как неживое вдруг взяло и стало живым), вне всякого сомнения, очень полезен. Задаваясь им, мы лучше понимаем суть феномена жизни и спектр ее возможностей (что может пригодиться нам ни много ни мало при поиске внеземных вариантов живого). А еще зарождение первого организма — это точка отсчета истории биосферы, на которой сходятся все ее эволюционные тренды. Эта точка напоминает горизонт, который невозможно достичь, но который задает верное направление для движения. Вопрос о том, как поразительно сложное и неразрывное единство клетки возникло на пустом месте, вызывает много трудностей. Однако реконструировать эти древние события куда проще, если обратить внимание на нечто, что возникло на Земле еще раньше, имелось на ней в изобилии и обладало высокой устойчивостью. И потому вполне могло способствовать становлению первой живой клетки.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Феномен транслезионного синтеза ДНК (далее — ТЛС; от англ. translesion DNA synthesis — синтез ДНК через повреждение), к сожалению, мало где освещается. В учебниках по молекулярной биологии обычно об этом не пишут. Да и не сказать, что научных статей по этой тематике превеликое множество. Несмотря на вышеперечисленные факты, ТЛС является весьма значимым процессом, необходимым, в первую очередь, для поддержания целостности и стабильности генома клетки. В связи со сложившийся ситуацией автору хотелось бы пролить свет на данную, как ему кажется, неоднозначную, но столь важную тему. В этом обзоре я постарался изложить как фундаментальные аспекты данного процесса, так и затронуть прикладную сторону его изучения. А также попробовал ответить на вопрос (в какой-то степени философский), вынесенный в заголовок статьи.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Любому, кто не прогуливал уроки биологии в школе, знакома центральная догма молекулярной биологии, сформулированная еще на этапе открытия структуры ДНК Фрэнсисом Криком. Это обобщающее правило гласит: из ДНК посредством транскрипции получается РНК, а из РНК — белок благодаря процессу трансляции. На самом деле, на практике все не так просто: к примеру, всего 5% генома человека составляют последовательности, кодирующие белки. Более того, они расположены не друг за другом, а разделяются некодирующими фрагментами. Что еще более удивительно: в клетках эукариот из одного гена может образовываться несколько различных по свойствам белков. Как же так получается? Обо всем по порядку. За возможность получения нескольких различных белков (изоформ) отвечает сложный и до конца не изученный процесс — альтернативный сплайсинг, напоминающий работу конструкторского бюро. Этому процессу подвержены около 94% всех генов человека, и любая ошибка может очень сильно повлиять на весь организм. К примеру, была доказана связь альтернативного сплайсинга генов, экспрессирующихся в нервной системе, с болезнью Альцгеймера и расстройствами аутистического спектра. В этой статье мы отметим основные достижения молекулярной биологии в исследовании его механизмов и влияния на живые организмы (прежде всего, человека).