Литературный форум Фантасты.RU

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )

Литературный турнир "Игры Фантастов": "Шестое чувство" (Прием рассказов закончится 6.04.2024 года 23:59)

2 страниц V  < 1 2  
Ответить в данную темуНачать новую тему
Лаборатория, Кто в теме?
Vladimir_L
сообщение 14.8.2019, 11:51
Сообщение #21


Играющий словами
**

Группа: Пользователи
Сообщений: 25
Регистрация: 21.4.2019
Вставить ник
Цитата




Цитата(moiser @ 14.8.2019, 4:37) *
Спасибо. Нельзя ли чуть подробнее об этом?

Скажем так, это было очень неожиданное открытие. У нас на гены, кодирующие белки (по идее, основная функция ДНК), приходится где-то 1% всей ДНК. Остальное - принят термин "мусорная ДНК", придумали тогда, когда не знали, что это такое. Не всё ясно и сейчас. Но уже найдены элементы ДНК, контролирующие работу генов, способные включать их или выключать. Найдены те самые мобильные генетические элементы. Найдены повторяющиеся области, по которым, кстати, определяется отцовство. Выявлены так называемые псевдогены - они похожи на нормальные гены, но из-за мутаций больше не работают. И нельзя забывать про теломеры - концевые участки хромосом, которые уменьшаются с каждым делением клеток, достоверно доказана их связь с преждевременным старением. Сейчас учёные предполагают, что одна из функций некодирующей ДНК - защита генов от мутаций. Но уже обнаружены и другие...
Перейти в начало страницы
 
+Цитировать сообщение
anlashok_ximik
сообщение 24.8.2019, 19:31
Сообщение #22


Неизвестный пришелец
*

Группа: Пользователи
Сообщений: 4
Регистрация: 6.8.2019
Вставить ник
Цитата




Цитата(Серый Манул @ 10.8.2019, 22:41) *
Я себя тупым чувствую.

Что можно почитать химику неорганику, чтобы понимать в биохимии?
Основы органики понимаю. Даже цикл Кребса знаю. Но вот синквесиирование, мптоды копиррвания днк, и еще чего вы написали, взрыв мозга. Чувствую себя ну очень тупым.


Насчет почитать.
Обсуждение о закупке оборудования для ПЦР

Перечень оборудования одной генетической лаборатории
Пишут, зачем нужен тот или иной прибор и есть их изображения.

Я только начала вникать в тему и мне для начала посоветовали "Генетическая инженерия" Щелкунов Н.С. Электронная версия вполне доступна.

По биохимии я бы советовала Ленинджера. Выбрать интересующие главы. Но речь идет скорее о молекулярной биологии, и для нее наверное биохимию лучше уже знать.
Перейти в начало страницы
 
+Цитировать сообщение
anlashok_ximik
сообщение 24.8.2019, 19:37
Сообщение #23


Неизвестный пришелец
*

Группа: Пользователи
Сообщений: 4
Регистрация: 6.8.2019
Вставить ник
Цитата




Прошу прощения за долгое молчание. Могу в двух словах без терминов (термины уже прекрасно расписал Vladimir_L, а я их просто не знаю) рассказать о работе лаборатории биотехнологии ферментов.
Есть задача получить определенные ферменты - добавлять в корма для скота для лучшего усвоения целлюлозы, например. Но грибы или другие организмы, которые производят таковые в природе, недостаточно эффективны или их неудобно выращивать.

Тогда выбирают один из микроскопических грибов, который хорошо растет в лабораторных условиях и производит много белка в культуральную жидкость (высокая продуктивность). Внедряют в его геном необходимую последовательность нуклеотидов: матрица для синтеза белка, регуляторные участки. Эту последовательность или покупают, или выделяют, или синтезируют.

В гриб внедряют последовательность. С помощью вектора или как-то еще.
(вектор - частица, которая способна переходить из клетки в клетку и переносить фрагменты ДНК (трансмиссия). Векторы бывают плазмидные, космидные и т.д...
Вектор входит в клетки, которые надо модифицировать и часть их встраивается в геном клеток.
Иногда внедряемая ДНК вносится методом микроинъекции или электропорации (обработка импульсным током высокого напряжения, в результате которой в клеточной мембране образуются поры).

Размножают гриб. Подбирают питательную среду, в которой выживают только те клетки, которые генномодифицировались.

Дальше можно выделить и изучить их ДНК, убедившись, что нужный ген там появился, а можно исследовать белки, которые он синтезирует.

Для этого отделяют сами грибы фильтрованием, осаждают белки сульфатом аммония (75% насыщения осаждает обычно все белки, можно осаждать частично избирательно, постепенно наращивая его концентрацию и отделяя белки), отделяют центрифугированием. Отделенные белки нужно обессолить (диализом или хроматографией на колонке с сефадексом (G-10 или G-25 или с другим гелем с небольшим размером пор)), разделять дальше: ионообменной хроматографией, гидрофобной хроматографией, аффинной (офень эффективное выделение одного конкретного белка, для которого есть аффинный - то есть, точно соответствующий носитель).
Число стадий зависит от состава биообъекта, требуемой чистоты результата, доступных методов. Больше стадий - выше чистота, меньше выход.

На каждой стадии можно отобрать немного каждой пробы и проверить активность интересующих нас ферментов (определяется по скорости превращения специфического для этого фермента субстрата при добавлении небольшого известного объема исследуемой пробы).
Можно разделить пробы на электрофорезе белков - по сути похож на электрофорез ДНК, но делается на чуть других приборах и слегка иначе.
Идея та же - капля пробы в электрическом поле двигается по тонкому слою геля, чем белок крупнее, тем меньше он пройдет. На геле 10-15 лунок для проб, из них 1-2 - маркер, смесь белков с известной мол. массой, нужны в качестве линейки. Готовый эл. форез красят кумасси бриллиантовым синим и сканируют обычным сканером. Делают вывод о составе исследуемых проб белка, мол массе белков и чистоте.
Кусочек геля с интересующим белком можно вырезать и отдать на масс-спектроскопию (отправить в тот научный центр, где есть такой прибор - за деньги). В результате вам могут сообщить точную последовательность аминокислот в белке по спектру или по сравнению с известными в базах.

А еще чистый белок можно выделить в большом количестве, вырастить из него кристалл (это сложно и получается не для всех белков) и сделать рентгеноструктурный анализ. Позволяет установить пространственную структуру.

Та лаборатория биотехнологии ферментов, когда установила, что полученный ГМО-микрогриб синтезирует то, что надо, оптимизирует условия выращивания гриба и выделения ферментов, изучает безопасность ферментов для скота, масштабирует процесс и отдает методичку на завод. Патентует и продает.

Но весь путь исследования белков, которые синтезируются на интересующем нас гене, можно проделать и для любых других белков. В том числе, и определяющих необычные свойства ваших персонажей. Если это белки в нашем организме, какие-нибудь мембранные рецепторы или что-то другое крутое, они могут быть недоступны в большом количестве. И их можно исследовать специфическими методами.
Перейти в начало страницы
 
+Цитировать сообщение
Серый Манул
сообщение 24.8.2019, 20:03
Сообщение #24


безграмадный сНежный котЭ
*****

Группа: Пользователи
Сообщений: 12427
Регистрация: 4.6.2011
Вставить ник
Цитата




в целом то механизмы простые, нужно лишь в голове держать название и примерную структуру тех или иных функциональных групп белков.
Перейти в начало страницы
 
+Цитировать сообщение
anlashok_ximik
сообщение 24.8.2019, 22:18
Сообщение #25


Неизвестный пришелец
*

Группа: Пользователи
Сообщений: 4
Регистрация: 6.8.2019
Вставить ник
Цитата




Ген – единица наследственности. Не один нуклеотид, не один триплет. Достаточно длинный фрагмент ДНК, соответствующий одному белку. Сама матрица для белка + регуляторные области.
Свойства генетического кода: 1) генетический код триплетный (каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами); 2) неперекрывающийся (соседние триплеты не имеют общих нуклеотидов); 3) вырожденный (за исключением метионина и триптофана все аминокислоты имеют более одного кодона); 4) универсальный (в основном одинаков для всех живых организмов); 5) имеет линейный порядок считывания.

Гены (генотип) определяют признаки (фенотип) организма посредством белков. В нуклеотидной последовательности ДНК закодированы только матрицы для синтеза белков. Белки управляют всем. Белки разнообразны и универсальны. Это изрядная часть структуры клеток, и практически все управление – ферменты, транспортные белки в клеточных стенках и много где, рецепторы, белки иммунитета, некоторые гормоны.
В нуклеотидной последовательности записаны только сами белки. А вот то, почему именно эти гены активны сейчас, почему они реализуются, считываются и обеспечивают синтез белка – большой хороший вопрос не на одно десятилетие работы. Эпигенетика.

ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота. Сахарно-фосфатный остов (фосфорная кислота и дезоксирибоза – пятиатомный сахар, пентоза, пятиугольники вот эти, у остова есть 5’ (штрих) и 3’ концы), на который вешаются азотистые основания: тимин, цитозин, аденин, гуанин. Азотистое основание + сахар + фосфат = нуклеотид (например, аденозинтрифосфат, АТФ. Аденин и тимин могут образовать по две водородные связи, гуанин и цитозин по три.
ДНК обычно двухцепочечная. То есть, две вот такие цепи лепятся к друг другу водородными связями между нуклеотидами. В двухцепочечной ДНК (если ее прогидролизовать на отдельные нуклеотиды) выполняется правило Чаргаффа: А = Т, Г = Ц. Просто потому, что они попарно слеплены.

кусочек двухцепочечной ДНК

И вот это уже собирается в ту самую двойную спираль.

Нуклеотиды одной цепочки по три подряд образуют триплет. Один триплет – 1 кодируемая аминокислота будущего белка.

РНК – рибонуклеиновая кислота – похожа, но сахар там чуть другой (рибоза) и вместо тимина (метилурацила) урацил. И она как правило одноцепочечная и покороче. Значительно покороче. РНК бывают: мРНК (иРНК) – матричная или информационная. Собственно переносчик инфы о белке, соответствует первичной последовательности белка + немного регуляторных участков. Если ДНК в ядре – сервер библиотеки, то мРНК – флешка с одной книжкой + информация о том, с какой стороны ее читать.
рРНК – рибосомная. Информации как будто не несет, составляет бОльшую часть субъединиц рибосомы, на которой идет синтез белка. Принтер.
тРНК – транспортная (картридж) Переносит к рибосоме аминокислоты (чернила). Для каждой аминокислоты - своя тРНК.

Наглядное видео о биосинтезе белка

Центральная догма молекулярной биологии (да, именно так называется): Как правило, наследственная информация передается по пути: ДНК-(транскрипция)-РНК-(трансляция)-белок.
Кроме того, ДНК и РНК могут копировать сами себя. ДНК для этого, а также для синтеза РНК на ней, нужно отделить вторую половину.
При размножении эукариотических клеток, то есть, ядерных, у которых ДНК хранится в ядре, упакованная-уплотненная в хромосомы, хромосомы расплетаются, ДНК делится пополам между двумя будущими клетками. Бывают прокариоты, не имеющие ядра. Наследственная информация хранится просто в цитоплазме в виде кольцевой ДНК. С ними генетику работать проще.

А еще один смысл двухцепочечности ДНК - защита от мутаций. Если одну из цепочек повредило, скажем, свободным радикалом, образовавшимся при радиационном облучении (или из множества других источников), то специальные ферменты осуществят репарацию - ремонт повреждения по примеру второй, целой половинки.

Насколько мне известно, люди на данный момент умеют модифицировать геном отдельных клеток, и то, клеток должно быть достаточно много и из них выбирают удавшиеся. Модифицируют на уровне добавить/убрать один-несколько генов. Делать что угодно целенаправленное с геномами взрослых людей пока не умеют. Учатся лечить некоторые генетические болезни. Например, не хватает какого-то белка в лимфоцитах. Берут у человека немного лимфоцитов, внедряют в них правильный ген этого белка, размножают и вводят человеку. Будет частичное излечение при условии регулярных введений.
Или модифицируют клетки костного мозга, трансплантируют и человек, по крайней мере частично, будет обеспечен правильными лимфоцитами, которые будут производиться его костным мозгом.
А еще можно сделать лейкоциты, "натасканные" на определенный вид раковых клеток - и это будет индивидуальная эффективная терапия рака.

Как говорит википедия, в генотерапии на сегодня можно модифицировать либо
- зиготу или эмбрион на ранней стадии развития; при этом ожидается, что введённый материал попадёт во все клетки реципиента (и даже в половые клетки, обеспечив тем самым передачу следующему поколению);
- либо соматические клетки, в которые вводят генетический материали он не передаётся половым клеткам. Представьте себе, сколько у нас таких клеток.

Наверное, я многое упустила, но вникать можно годами.

если нужно модифицировать всего человека, все его клетки, и речь идет о фантастике, попробуйте заразить его специально созданным нелетальным вирусом, неберущимся иммунной системой и хорошо проникающим во все клетки человека (или большинство, или по какому-то признаку). Его задача - внести нужный ген в нужное место и все.

А чтобы включать/выключать конкретные гены... Эпигенетика. В течение жизни организма у нас постоянно включается/выключается что-то. Эпигенетическая регуляция позволяет приспосабливаться к условиям в течение жизни особи или нескольких поколений.

«Геном и белки функционируют как одна огромная библиотека: ДНК содержит тексты, а эпигенетические структуры выполняют функции библиотекарей, каталогов и указателей, распоряжающихся информацией и упорядочивающих ее».

Гены никуда не деваются. Почему-то перестают экспрессироваться - то есть, не синтезируется соответствующий белок. Сайленсинг - "молчание". Это может быть механизмом защиты от чужеродной ДНК.
На уровне ДНК: не копируется ген на РНК, нет транскрипции.
На уровне РНК: мРНК синтезировалась, но ее разрушают. Нет трансляции.

Нашла текст, который мне нравится, читаю и дергаю сюда то, что имеет отношение к делу.
Подробная популярная статья об эпигенетике

Существуют некие регуляторные элементы, управляющие активностью генов. По современным представлениям, к таким элементам относятся: метилирование ДНК, гистоновые модификации, ацетилирование, фосфорилирование, гликозилирование, разнообразные микроРНК и другие структуры/процессы, «дирижирующие» нашим геномом.
Метилирование ДНК. Это единственная химическая модификация ДНК, задействованная во многих генетических процессах у эукариот. Метилирование — добавление СН3-группы к цитозину ферментами ДНК-метилтрансферазами, что приводит к инактивации целого гена, в состав которого входит этот модифицированный нуклеотид. К метилированному участку присоединяется особый белок, который блокирует синтез соответствующей мРНК. Механически прикрывает.
А если в клетку попала чужеродная ДНК (например, вирусная), клетка может ее выявить и уничтожить рестриктазой. А свои правильные участки ДНК клетка защищает от рестриктазы все тем же метилированием.

А вот как метилтранфераза должна узнать последовательность, которую ей нужно прометилировать?
Почему в реалиях книги будет не включаться один ген, а выключаться другой?
Можно придумать массу ошибок, которые по идее недопустимы, а по факту не исключены. Образцы перепутать - ничего сложного, особенно если исполнителей много, они говорят на разных языках, а штативов для эппендорфов всегда не хватает (да, даже в богатой лабе может чего-то не хватать) - все заняты, нет времени выбросить ненужное, а новые еще не доставлены со склада.
Этапов очистки и выделения, синтеза и определения структуры множество. Везде у нас не одна светящаяся колба, а десяток-другой маленьких одинаковых пластиковых пробирочек в штативе. В них капля прозрачной/мутноватой жидкости. Они подписываются спиртовым маркером, а маркер можно и стереть случайно, особенно если у тебя спирт на каждом шагу (стерилизуют руки, столы по-быстрому). И перепутать.
Навскидку, перепутали на каком-то этапе два гена. Это объяснит, если у всей группы испытуемых одинаковый эффект.

Или надо думать какую-то каверзу со стороны клетки. Все эти системы сложные, много петель прямой и обратной связи, защитных механизмов, чтобы ничего вдруг не слишком.
Экспрессия этого гена приводит к синтезу нужного белка, допустим, это фермент, его продукт оказывает свой эффект, но он активирует какой-то допустим мембранный рецептор, который вызывает каскад клеточных реакций, в результате чего клетка думает, что катастрофа, какие-то давно не актуальные условия среды. С перепугу синтезирует фермент, который тоже через несколько звеньев активирует деметилирование того гена, который в итоге и будет разбужен к удивлению персонажей.
Но это может быть более индивидуально, чем в случае с "пробирки перепутали"?
Перейти в начало страницы
 
+Цитировать сообщение
Ирокез77
сообщение 1.11.2020, 14:18
Сообщение #26


Играющий словами
**

Группа: Пользователи
Сообщений: 87
Регистрация: 30.10.2020
Вставить ник
Цитата




Если финансирование не ограничено, то у Вас не одна лаборатория, а исследовательский институт, а то и не один. Гуглите их структуру и штатную численность. Фокус вот в чём: численность ограничивают: если ещё один сотрудник будет конкурировать за ресурсы (в том числе, за деньги), если ещё один сотрудник будет мешать уже нанятым коллегам, если ещё один сотрудник будет мешать управленцам и если его просто негде взять. В остальных случаях чем больше народу, тем лучше.
Перейти в начало страницы
 
+Цитировать сообщение
Ирокез77
сообщение 1.11.2020, 15:19
Сообщение #27


Играющий словами
**

Группа: Пользователи
Сообщений: 87
Регистрация: 30.10.2020
Вставить ник
Цитата




Цитата(Сергей Матвеев @ 6.8.2019, 21:45) *
Можно выделить самый мощный из имеющихся суперкомпьютеров.
У всех суперкомпьютеров есть владельцы. Текущим лидером владеет Институт физико-химических исследований в Японии. Вы серьёзно хотите, чтоб физики за какие-то там деньги сдали его «левым» биологам свою машину, на которую сами потратили не один миллион? Со всеми собственными данными, сливать которые в архив и потом восстанавливать долго. Это даже если забыть, что если лаборатория действительно такая богатая, как заявлено, то затеявший такой разговор рискует провести остаток жизни в психушке. Потому что вместо поиска сдающих машинное время должен был искать инженеров, которые спроектируют и построят суперкомпьютер специально для лаборатории. Облако на прокат ищут те, кому создание машины на заказ не по карману.
Перейти в начало страницы
 
+Цитировать сообщение

2 страниц V  < 1 2
Ответить в данную темуНачать новую тему
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 



RSS Текстовая версия Сейчас: 28.3.2024, 19:09