Заглянув в справочники, выясняем, что ДНК - это Дезоксирибонуклеиновая кислота.
Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — один из двух типов нуклеиновых кислот, обеспечивающих хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. Основная роль ДНК в клетках — долговременное хранение информации о структуре РНК и белков.
В клетках эукариот (например, животных или растений) ДНК находится в ядре клетки в составе хромосом, а также в некоторых клеточных органоидах (митохондриях и пластидах). В клетках прокариотических организмов (бактерий и архей) кольцевая или линейная молекула ДНК, так называемый нуклеоид, прикреплена изнутри к клеточной мембране. У них и у низших эукариот (например, дрожжей) встречаются также небольшие автономные, преимущественно кольцевые молекулы ДНК, называемые плазмидами. Кроме того, одно- или двухцепочечные молекулы ДНК могут образовывать геном ДНК-содержащих вирусов.
С химической точки зрения, ДНК — это длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся блоков, нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара (дезоксирибозы) и фосфатной группы. Связи между нуклеотидами в цепи образуются за счёт дезоксирибозы и фосфатной группы. В подавляющем большинстве случаев (кроме некоторых вирусов, содержащих одноцепочечную ДНК) макромолекула ДНК состоит из двух цепей, ориентированных азотистыми основаниями друг к другу. Эта двухцепочечная молекула спирализована. В целом структура молекулы ДНК получила название «двойной спирали». Читать далее…
Исследователи из американской лаборатории Колд-Спринг-Харбор обнаружили, что ДНК не является единственным носителем наследственной информации. Стерильность или фертильность (способность приносить потомство) плодовых мушек определяется не только информацией, записанной в ДНК, но и наличием или отсутствием короткой молекулы РНК в материнской яйцеклетке. Результаты работы группы Грегора Ханнона опубликованы в журнале Science.
Найденная биологами молекула блокирует работу транспозонов - мобильных генетических элементов, способных самостоятельно перемещаться по геному, встраиваясь в различные участки. Такие передвижения приводят зачастую к мутациям, и, как следствие, к нарушению нормального функционирования клеток. Половые клетки, затронутые такими мутациями, не могут нормально созревать, и организм остается стерильным. Обнаружившая транспозоны на рубеже 1950-х годов биолог Барбара МакКлинток получила позже Нобелевскую премию, но многие механизмы, регулирующие их активность, до сих пор оставались загадкой.
Короткие фрагменты РНК, которые избирательно синтезируются только в клетках половых органов, были открыты существенно позже, в 2000-х годах. Было показано что они способны подавлять активность транспозонов, а авторы статьи в Science сделали следующий шаг, обнаружив передачу РНК по материнской линии потомству. Потомство дрозофил (о других видах исследователи говорят пока осторожно, хотя найденный ими механизм достаточно универсален) получает в комплекте с ДНК молекулярный переключатель, который подавляет активность определенных генетических элементов.
Надо отметить, что подобное расширение наследственной информации за пределы ДНК происходит не впервые. Химическая модификация молекулы ДНК (например ее метилирование) или входящих в состав хромосом белков, гистонов, может приводить к выключению генов. Одинаковые по своей нуклеотидной последовательности молекулы ДНК могут давать разные комбинации признаков за счет сочетания “включенных” и “выключенных” генов и такой механизм наследования также можно назвать расширением классических представлений о передаче генетического материала. Читать далее…
Американские исследователи из Университета штата Пенсильвания установили, что слизь, которая делает нос собак влажным, играет важную роль в их обонянии. Об этом сообщает журнал New Scientist.
На основании данных о строении воздушных каналов носа, полученных с помощью магнитно-резонансной томографии, ученым удалось построить компьютерную модель движения воздуха в них. В результате исследователи установили, что молекулы разных запахов воспринимаются рецепторами, расположенными в различных участках воздушных путей.
Ранее было известно, что хорошее обоняние собак объясняется несколькими факторами. Во-первых, в носу этих животных присутствует значительное количество нервных окончаний. Во-вторых, у них имеется большое количество видов рецепторов, определяющих различные запахи.
Теперь ученые установили, что при прохождении воздушных каналов слизь играет роль барьера, который проводит предварительную фильтрацию запахов: некоторые молекулы проходят ее быстрее, а некоторые медленнее. Читать далее…
Американским исследователям из Университета штата Пенсильвания удалось установить параметры, определяющие скорость образования айсбергов, сообщает BBC News. По словам ученых, новые результаты помогут создать более совершенные модели климатических изменений, поскольку существующие почти не учитывают скорость образования этих гигантских ледяных глыб.
Айсберг представляет собой льдину, отколовшуюся от шельфового ледника - гигантского пласта, который выдается в море далеко за береговую линию. При этом ледяной щит может лишь частично опираться на дно - большая его часть находится на плаву. В рамках исследования изучались 20 шельфовых ледников. По словам исследователей, основная сложность заключалась в большом количестве параметров, которые влияют на процесс отколки льда.
Однако ученым все-таки удалось установить некоторые закономерности. Во-первых, оказалось, что скорость откалывания айсбергов определяется скоростью роста ледников. Во-вторых, выяснилось, что чем уже ледяной пласт, тем медленнее он порождает плавучие льды.
Сами ученые утверждают, что существующие предсказания климатических изменений должны быть исправлены с учетом специфики образования айсбергов. Читать далее…
Биологам из лабораторий Колд-Спринг-Харбор удалось описать ранее считавшиеся ″мусорными″ фрагменты ДНК. Несмотря на то, что эти участки генома не кодируют какие-либо белки, с них синтезируются молекулы РНК, обеспечивающие регуляцию синтеза других белков. При этом не кодирующая белок РНК разделяется на два фрагмента с разными функциями. Открытие, которое сами исследователи называют важным шагом как в фундаментальной биологии, так и в медицине, описано в журнале Nature.
Работа была посвящена фрагменту РНК с кодовым обозначением MALAT1: про который известно, что он не кодирует белок и особенно активно синтезируется в клетках метастазирующих раковых опухолей. MALAT1, как удалось установить в ходе работы, расщепляется на два фрагмента: короткий и длинный. Короткие мигрируют из ядра в цитоплазму, а длинные накапливаются в ядре. Ученые уже знали о нескольких разных возможности некодирующей РНК участвовать в различных процессах, но в данном случае требовалось дополнительное исследование, итогом которого стало открытие нового класса малых РНК.
Найденный биологами класс, отличается способностью делиться на два фрагмента после своего синтеза. При этом короткий фрагмент играет роль перехватчика направляющихся из ядра в цитоплазму других молекул РНК, мимикрируя под транспортную РНК, переносящую в обычных условиях информационную РНК к синтезирующим белок рибосомам.
Роль длинного фрагмента пока остается не до конца изученной. Само наличие механизма, который по встроенной метке разрезает молекулу некодирующей РНК на две разные части с разными функциями, тем не менее указывает на обширный класс ранее неизвестных молекул РНК. Их понимание даже на примере MALAT1 связано с таким важным для медицины процессом как распространение метастазов раковых опухолей. Читать далее…
Группа китайских и американских археологов обнаружила самые древние ископаемые останки предков современных черепах, сообщает Science NOW. Новая находка, возраст которой составляет 220 миллионов лет, в корне меняет современные представления об эволюции этих животных. Работа исследователей появилась в журнале Nature.
Новый вид получил имя Odontochelys semitestacea. По словам исследователей, у него не было верхней части панциря, а присутствовал только брюшной щит. Кроме этого у животного не было клюва, а имелся рот с зубами. Останки были обнаружены в морских отложениях. Это, а также форма и длина конечностей, по словам исследователей, указывают на морской стиль жизни O. semitestacea.
Данное открытие меняет сразу несколько традиционных представлений об эволюции черепах. Во-первых, отсутствие верхней части панциря указывает на то, что две составные части черепашьей защиты могли формироваться независимо друг от друга. Критики данной гипотезы заявляют, что верхняя часть панциря могла быть мягкой (в наше время на Земле обитает несколько видов черепах с мягким панцирем) и не сохраниться. Размягчение явилось следствием адаптации сухопутного вида к обитанию в новой среде. До настоящего времени считалось, что панцирь появился после того, как на теле рептилии-предка срослись защитные пластины.
Во-вторых, до настоящего времени считалось, что черепахи эволюционировали из наземных рептилий (совсем недавно появлялась даже информации об обнаружении недостающего звена эволюции водоплавающих черепах). Отчасти это объяснялось тем, что самые древние (до новой находки) останки черепашьих предков возрастом примерно 205 миллиона лет имели сухопутное происхождение. Читать далее…
Геологи из Университета Калифорнии пересмотрели сроки появления земной коры и начала тектонических процессов. Их работа приводит к значительному пересмотру представлений о ранней истории планеты. Опубликованное в Nature исследование базируется на анализе пород, возраст которых оценивался в три миллиарда лет.
Как показал проведенный химический анализ, возраст доставленных из Австралии образцов оказался существенно больше, от 4 до 4,2 миллиардов лет. Кроме того изученные учеными минералы сформировались при меньшем потоке тепловой энергии. Последнее связано с тем, что образцы возникли в зоне субдукции - погружения одной плиты земной коры под другую.
Ранее подобные процессы считались невозможными для эпохи от трех с половиной миллиардов лет и ранее. Однако Марк Гаррисон, один из авторов новой теории, утверждает что изученные ими фрагменты циркона из Австралии просто не могли сформироваться как-то иначе. Эти образцы слишком медленно остывали, а это верный признак наличия в коре протяженной области с небольшим перепадом температур. Сейчас подобные места можно встретить только в районах столкновения плит земной коры.
Если модель Гаррисона и соавторов подтвердится, то портрет молодой Земли придется пересмотреть. Помимо подвижной коры в ней появятся и жидкие океаны в первые пятьсот миллионов лет существования планеты. Читать далее…
Ученые нашли дополнительное свидетельство в пользу того, что внутри спутника Сатурна Энцелада есть океан жидкой воды. Альтернативная гипотеза, объяснявшая образование шлейфов из кристаллов льда обнажением летучих веществ, не подтвердилась. Ее опровергли данные, полученные аппаратом Cassini во время последних пролетов вблизи Энцелада, сообщается в пресс-релизе NASA.
Альтернативная гипотеза была основана на том, что выбросы водяного пара наблюдались в разломах, получивших у исследователей название ″тигровых полос″. Предполагалось, что приливное взаимодействие с Сатурном обнажает слои с летучими породами, и вырывающийся в космос газ высвобождает и замерзшую водяную пыль.
Однако сопоставление данных 2005 (когда ледяные шлейфы были впервые обнаружены) и 2007 года заставило серьезно усомниться в этой теории. Выяснилось, что зависимость величины выбросов от расстояния до Сатурна противоположна предсказаниям гипотезы о газовой природе выбросов. При удалении от планеты трещины должны сжиматься и уменьшать поток газа, но фактически обнаружен прямо противоположный эффект. Читать далее…
Следующая »
