-
Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: ДНК — не такая уж скучная и «правильная» молекула, как принято считать. На ней уживаются вместе очень непохожие последовательности — и кодирующие, и регуляторные, и повторяющиеся, и мобильные элементы генома, и невесть еще какие. Те, что не служат матрицей для синтеза белка и/или РНК, могут, тем не менее, в нем активно участвовать в другом качестве — как в случае промоторов, на которых начинается транскрипция ДНК. Предсказание положения промоторов в пока неизученных геномах имеет огромное значение для аннотации геномов и биотехнологии. И это — один из самых старых, можно сказать, «проклятых вопросов» биоинформатики, который все еще далек от окончательного решения. Как так вышло и возможно ли в принципе точно «вылавливать» промоторные последовательности ДНК — в том числе из неведомых геномов, которые нам поставляет секвенирование нового поколения?
-
Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Все организмы на Земле состоят из клеток, и люди достаточно много знают о них: все они окружены липидной мембраной, делятся, сильно различаются между организмами. Тем более удивительно, что до сих пор существуют проблемы с теорией того, как клетка возникла. Скорее всего, появление длинных нуклеиновых кислот предшествовало появлению первых клеток. Этот этап развития часто называют РНК-миром. Про то, как развивались нуклеиновые кислоты и чего они достигли, можно почитать — и даже посмотреть смешные комиксы. Но остается вопрос, чем-то похожий на то, как человек произошел от обезьяны: как из нуклеиновых кислот произошли клетки, и какие при этом были промежуточные стадии, и что нам это может рассказать про биологию клетки сейчас?
-
429Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: В последнее время исследования микроРНК (miRNA) стали важным направлением в изучении канцерогенеза, расширяя наше понимание этого опасного процесса. Они продемонстрировали большую роль этих небольших регуляторов, выполняющих функции как ценных инструментов, повышающих эффективность лечения, так и инициаторов процессов опухолеобразования. Хотя микроРНК и закодированы в небольшой части генома, в нормальных физиологических условиях они выполняют ряд ключевых функций в развитии, дифференцировке клеток, регуляции экспрессии генов, клеточном цикле и апоптозе.
-
1009В 2023 году лауреатами Нобелевской премии по физиологии и медицине стали Каталин Карико и Дрю Вайсман. Эти исследователи десятилетиями изучали перспективы использования вакцин на основе мРНК и изобрели способ модификации РНК, благодаря которому создание таких вакцин стало возможно. Их работы легли в основу самых современных прививок против «прославившегося» COVID-19 — знаменитых Comirnaty от Pfizer/BioNTech и Moderna. (В скобках отметим, что, хотя последняя пандемия и принесла нам целый букет действенных вакцин — тот же «Спутник V», — но именно мРНК-вакцины по праву считаются самыми инновационными.)
-
Пожалуй, самым распространенным «мокрым» методом в биологии является выделение нуклеиновых кислот. Именно от этого первого шага нередко зависит и результат многостадийного эксперимента — скажем, секвенирования важнейшего генома. Сколь разнообразны представители жизни на планете, столь же обширны и подходы к извлечению ДНК и РНК из клеток. Об этом — новая статья цикла «Ультрасовременные методы».
-
1849Статья 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).
-
Упоминаний об эпигенетике вы не встретите в школьном учебнике биологии, а ведь эта наука рассказывает, как клетка реализует свой генетический потенциал, «вылепливая» из одного и того же «теста» (последовательности ДНК) совершенно разные «пироги»: клетки эпителия, легкого, нервной ткани и многие другие. Эпигенетика изучает хроматин: ДНК и ассоциированные с ней РНК и белки, а также взаимодействия между ними. В этой статье, которой мы открываем спецпроект по эпигенетике, вы познакомитесь с основными игроками эпигенетики — молекулами хроматина. Много внимания мы уделим методам его изучения — для более глубокого понимания того, как ученые делают открытия в этой области.
-
Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Некоторые РНК-вирусы человека, животных и растений демонстрируют чудеса организации структуры генома, который, хотя и представлен одноцепочечной молекулой РНК, кодирует две трансляционные рамки, направленные в разные стороны. Что это за вирусы, и как им это удаётся? Давайте попробуем разобраться.
-
Несмотря на то, что лишь несколько процентов генов эукариот кодируют белки, транскрипция затрагивает почти все участки генома. В результате этого процесса образуется огромное количество всевозможных некодирующих РНК, причем функции большинства из них неизвестны. Тем не менее установлено, что некоторые некодирующие РНК участвуют в поддержании и регуляции пространственной организации генома. Исследователи из Института биологии гена Российской академии наук и с факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ им. М.В. Ломоносова разработали новый метод, позволяющий изучать контакты молекул РНК с геномом, и с его помощью идентифицировали сотни видов РНК, ассоциированных с активным или неактивным хроматином. С помощью нового метода ученым даже удалось детально изучить кинетику образования мРНК и подтвердить гипотезу о котранскрипционном сплайсинге интронов.
-
Главная функция систем CRISPR/Cas у прокариот — защита от вирусов и других мобильных генетических элементов. В ходе работы CRISPR/Cas в геном бактерии или археи вставляются небольшие фрагменты генома вируса или транспозона, которые необходимы для быстрого ответа при повторной атаке такого же вируса или мобильного элемента. У эукариотических организмов за защиту от транспозонов отвечают особые малые РНК — пиРНК, причем многие из них происходят от транскриптов, считываемых с так называемых эндогенных вирусных элементов. Наш обзор посвящен этой любопытной стратегии противовирусной защиты эукариот от мобильных генетических элементов, которая по принципу своей работы удивительно похожа на систему CRISPR/Cas прокариот.
