Genetik - detta ... Genetik och hälsa. genetik metoder

Genetik - den vetenskap som studerar tecken på överföringsmönster från förälder till avkomma individer. Denna disciplin undersöker också deras egenskaper och förmågan att variabilitet. Sålunda som media skjuter speciell struktur - gener. För närvarande har vetenskapen samlat tillräckligt med information. Den har flera sektioner som var och en har sina egna mål och föremål för studier. De viktigaste delarna: klassiskt, molekylärt, medicinsk genetik och genteknik.

klassisk genetik

Klassisk genetik - läran om ärftlighet. Denna egenskap hos alla organismer passera under avel sina yttre och inre egenskaper hos avkomman. Klassisk genetik är också engagerad i studiet av variabilitet. Den uttrycks i symtom på instabilitet. Dessa förändringar ackumuleras från generation till generation. Endast genom sådana volatilitet organismer kan anpassa sig till förändringar i sin omgivning.

Genetisk information av organismer ligger i generna. För närvarande anses de ur synvinkel molekylärgenetik. Även om dessa begrepp har uppstått långt innan uppkomsten av detta avsnitt.

Termerna "mutation", "DNA", "kromosomer", "variabilitet" blivit känd i ett flertal studier. Nu resultaten av århundraden av erfarenhet verka självklart, men när det hela började med slumpmässig parning. Folk är angelägna om att få kor med hög mjölk udoyami, större grisar och får med tjock päls. De var de första, inte ens forskare, experiment. Emellertid har dessa villkor har lett till framväxten av en vetenskap, som en klassisk genetik. Fram till 20-talet, korsningen var enda kända och tillgängliga metod för forskning. Att resultaten av klassisk genetik har blivit betydande insats av modern vetenskap i biologi.

molekylär genetik

Detta är ett avsnitt som studerar alla de lagar som är föremål för de molekylära nivån processer. Den viktigaste egenskapen hos alla levande organismer - är ärftlighet, det vill säga de kan generation att bevara de väsentliga inslag i strukturen av organismen, liksom metabola processen flödesscheman och svar på effekterna av olika miljöfaktorer. Detta beror på det faktum att på molekylär nivå, speciella ämnen spela in och lagra all information och sedan överföra den till kommande generationer under befruktning process. Upptäckten av dessa substanser och deras efterföljande studie har gjorts möjlig genom studiet av cellstrukturen vid en kemisk nivå. Eftersom nukleinsyror upptäcktes - grundval av det genetiska materialet.

Öppnandet av "ärftliga molekyler"

Moderna genetik vet nästan allt om nukleinsyrorna, men naturligtvis var inte alltid så. Den första förutsättningen är att kemikalierna på något sätt kan kopplas till ärftlighet, gjordes endast i 19th century. Studien av detta problem på den tiden engagerad i biokemist F. Miescher och bröder Hertwig biologer. År 1928, rysk vetenskapsman N. K. Koltsov baserat på resultat från studier tyder på att alla ärftliga egenskaper hos levande organismer kodas och placeras i den gigantiska "ärftliga molekyler". Emellertid han sade att dessa molekyler är sammansatta av enheter beställda, som i själva verket, är de gener. Det var definitivt ett genombrott. Koltsov bestäms också att uppgifterna är "ärftliga molekyler" är packade i burar i speciella strukturer som kallas kromosomer. Därefter denna hypotes bekräftades och gav impulser till utvecklingen av vetenskap i 20-talet.

Utvecklingen av vetenskap i 20-talet

Utvecklingen av genetik och ytterligare forskning har lett till ett antal icke mindre viktiga upptäckter. Det visade sig att varje kromosom i cellen endast innehåller en stor DNA-molekyl bestående av två strängar. Hennes många segment - är det generna. Deras huvudsakliga funktion är att de har ett särskilt sätt att koda information om strukturen av enzymer. Men förverkligandet av genetisk information om vissa funktioner flöden som involverar annan typ av nukleinsyror - RNA. Det syntetiseras i DNA och göra kopior av genen. Det bär också information om ribosomen, där syntesen av enzymatiska proteiner. DNA-struktur hittades i 1953, och RNA - under perioden 1961-1964.

Sedan den tiden började molekylärgenetik utvecklas med stormsteg. Dessa fynd låg till grund för studier, som resulterade i de distributionsmönstren för genetisk information röjs. Denna process utföres på molekylär nivå i cellerna. Det var också fått helt ny information om lagring av information i generna. Med tiden har det visat sig som DNA dubbelmekanismen inträffa före celldelning (replikation), förfaranden molekyl av RNA (transkription), syntes av proteinenzymer (broadcast) informations läsning. Principerna för ärftlighet och förändringar för att klargöra sin roll i den inre och yttre miljön i cellerna upptäcktes.

Transkription av DNA-strukturen

genetik metoder har utvecklats snabbt. avskrift av kromosomalt DNA var en viktig prestation. Det visade sig att det bara finns två typer av kretssektioner. De skiljer sig från varandra nukleotider. Den första typen av varje tomt är originalet, det vill säga, den har en inneboende unika. Den andra innefattar ett annat antal regelbundet återkommande sekvenser. De kallades upprepas. År 1973 konstaterades att den unika zonen alltid avbryts av olika gener. Segment slutar alltid replay. Detta gap kodar vissa enzymatiska proteiner, det är för dem "guidad" RNA när läsning av information från DNA.

De första upptäckterna inom genteknik

Växande nya metoder för genetik ledde till ytterligare upptäckter. Det har visat den unika egenskapen att alla levande materia. Vi talar om möjligheten att återställa skadade områden i DNA-kedjan. De kan uppstå som en följd av olika negativa influenser. Förmåga att reparera sig själv har kallats "processen av genetisk reparation." För närvarande har många framstående forskare uttrycka nog evidensbaserad hopp för möjligheten att "plocka ut" vissa gener från cellen. Vad kan det ge? Den första möjligheten att eliminera genetiska defekter. Studiet av sådana problem som är involverade i genteknik.

replikation

Molekylär genetik studerar processerna för överföring av genetisk information under reproduktion. Lagring av oföränderlighet kodas i generna, säkerställs en korrekt reproduktion under celldelning. Hela mekanismen för denna process studeras i detalj. Det konstaterades att direkt före uppdelningen sker i en cell är replikeringen utförs. Detta är processen för DNA-fördubbling. Det åtföljs av en absolut exakt kopia av den ursprungliga molekylerna i kompletterar regeln. Det är känt att i DNA-strängarna är endast fyra typer av nukleotider. Det är guanin, adenin, cytosin och tymin. Enligt den komplementaritet regel upptäckts av forskare Crick och Watson i AD 1953, i strukturen av en dubbelsträng av DNA adenin motsvarar tymin och cytidylic nukleotid - guanin. Under replikationsprocessen det finns en exakt kopia av varje sträng av DNA genom att substituera den önskade nukleotiden.

Genetik - vetenskapen är relativt ung. Replikeringsprocessen har studerats endast på 50-talet av 20-talet. Sedan upptäcktes det enzymet DNA-polymeras. På 70-talet, efter år av forskning, fann man att replikering - en flerstegsprocess. I syntesen av DNA-molekyler är direkt involverade flera olika typer av DNA-polymeraser.

Genetics och hälsa

All information relaterad till uppspelningspunkten av genetisk information under processen för DNA-replikation, som ofta används i modern medicinsk praxis. En grundlig undersökning av de lagar som vanligtvis är en frisk kropp, och i fall av sjukliga förändringar i dem. Till exempel, är det bevisat genom experiment och bekräftade att bota vissa sjukdomar kan åstadkommas genom påverkan från utsidan på processerna för replikation av genetiskt material och dividera somatiska celler. Speciellt om patologi i samband med fungerande kropp metaboliska processer. Till exempel, sjukdomar såsom rakitis och störningsfosformetabolism, direkt orsakad av inhibering av DNA-replikation. Hur är det möjligt att ändra på det tillstånd från utsidan? Det har syntetiserats och testas läkemedel som stimulerar processer förtryckta. De aktiverar DNA-replikation. Det bidrar till normalisering och rehabilitering av patologiska tillstånd associerade med sjukdomen. Men den genetiska forskningen inte står stilla. Varje år att få mer data hjälper dig inte bara för att läka och förhindra eventuell sjukdom.

Genetik och droger

Så många hälsofrågor involverade i molekylär genetik. Biology of vissa virus och mikroorganismer så att deras verksamhet i kroppen leder ibland till DNA-replikation att misslyckas. Också redan fastställdes att orsaken till vissa sjukdomar inte hämning av denna process och dess överdriven aktivitet. Först och främst är det virus- och bakterieinfektioner. De orsakas av det faktum att de drabbade celler och vävnader börjar snabbt föröka patogena mikrober. Även denna patologi är cancer.

För närvarande finns det ett antal läkemedel som kan undertrycka replikering av DNA i cellen. De flesta av dem syntetiserades av sovjetiska forskare. Dessa läkemedel används ofta i medicinsk praxis. Hit hör till exempel en grupp av läkemedel mot tuberkulos. Det finns antibiotika som hämmar replikering och division patologiska processer och mikrobiella celler. De hjälper kroppen att snabbt ta itu med en utländsk agent, vilket hindrar dem från att föröka sig. Sådana läkemedel ger en utmärkt terapeutisk effekt i de flesta allvarliga akuta infektioner. En särskilt utbredda hjälp av data hittades vid behandling av tumörer och neoplasmer. Det är en prioritering som Ryssland valde Institute of Genetics. Varje år finns det nya och förbättrade läkemedel som förhindrar utvecklingen av cancer. Detta ger hopp till tiotusentals sjuka människor runt om i världen.

Processerna för transkription och translation

Efter att resultatet av den roll som DNA och gener som en mall för proteinsyntes, medan erfarna forskare i genetik laboratorieförsök utfördes och erhöll har föreslagit att aminosyror samlas i mer komplexa molekyler sedan, i kärnan. Men efter de nya uppgifterna har det blivit tydligt att det inte är. Aminosyror är inte baserade på ställen i DNA av gener. Det visade sig att denna komplicerade process sker i flera steg. Först gener bort repliker - budbärar-RNA. Dessa molekyler av cellkärnan och flyttas till de speciella strukturer - ribosomer. Det är på dessa organeller och bygga aminosyror och proteinsyntes. Förfarandet för framställning av kopior av DNA kallas "transkription". En syntes av proteiner under kontroll av budbärar-RNA - "broadcast" Studien av de exakta mekanismerna för dessa processer och principer för påverkan på dem - den viktigaste uppgiften för moderna genetik, molekylstrukturer.

Innebörden av transkription och translation mekanismer inom medicin

Under de senaste åren har det blivit klart att en noggrann undersökning av alla stadier av transkription och translation är avgörande för modern sjukvård. Institute of Genetics, Russian Academy of Sciences har länge varit bekräftas av det faktum att i utvecklingen av nästan alla sjukdomar observerade intensiva syntes av giftiga och skadliga för en människokropp proteiner. Denna process kan ske under kontroll av gener som normalt inaktiva. Antingen man införde en syntes, som är ansvarig för att tränga in i celler och vävnad av humana patogena bakterier och virus. Också kan bildningen av skadligt protein stimulerar aktivt utvecklingscancertumörer. Det är därför en grundlig undersökning av alla stadier av transkription och translation just nu är oerhört viktigt. Så du kan identifiera sätt att hantera inte bara farliga infektioner, men också till cancer.

Modern Genetics - ett ständigt sökande efter sjukdomsutveckling mekanismer och läkemedel för behandling av dem. Det är nu möjligt att hämma processerna översättnings i de drabbade organ eller kroppen som helhet, och därigenom undertrycka inflammation. I princip är det på denna och byggt de flesta av de kända effekterna av antibiotika, såsom tetracyklin och streptomycin serien. Alla dessa läkemedel hämmar selektivt översättningsprocesser i celler.

Värdet på studiet av processer genetisk rekombination

Det är mycket viktigt för medicinen som en detaljerad studie av processerna för genetisk rekombination, som är ansvarig för överföring och utbyte av delar av kromosomer och enskilda gener. Detta är en viktig faktor i utvecklingen av infektionssjukdomar. Genetisk rekombination är grunden för penetrering in i humana celler och införandet av främmande DNA, ofta av viralt material. Som ett resultat av detta är syntes på ribosomen inte "native" proteiner i kroppen och patogena för honom. Enligt denna princip finns det en reproduktion i cellerna i hela kolonier av virus. Metoder Human Genetics fokuserat på att utveckla medel för att bekämpa infektionssjukdomar och för att förhindra montering av patogena virus. Dessutom, ansamling av information om genetisk rekombination tillåts att förstå principen om utbyte av gener mellan organismer, vilket ledde till uppkomsten av genetiskt modifierade växter och djur.

Värdet av molekylärgenetik till biologi och medicin

Under det senaste århundradet, först i öppningen av den klassiska, och sedan i molekylär genetik Vi hade en enorm och även avgörande inflytande på utvecklingen av alla biologiska vetenskaper. Speciellt starkt steg fram medicin. De framgångar genetiska studier får förstå gång outgrundliga processer arv av genetiska egenskaper och utveckling av individ till individ. Det är också anmärkningsvärt hur snabbt denna vetenskap från rent teoretiska till det praktiska vuxit ur. Det har blivit nödvändigt att den moderna medicinen. En detaljerad studie av molekylärgenetiska regelbunden legat till grund för förståelsen av de processer som sker i kroppen som en patient och en frisk person. IT genetik gav impulser till utvecklingen av vetenskaper som virologi, mikrobiologi, endokrinologi, farmakologi och immunologi.