ژنتیک ... ژنتیک و سلامت است. روش های ژنتیک

ژنتیک علمی است که الگوهای انتقال صفات را از والدین به فرزندان بررسی می کند. این رشته همچنین خواص و توانایی آنها را تغییر می دهد. در این مورد، سازه های خاص - ژن ها - به عنوان حامل اطلاعات عمل می کنند. در حال حاضر، علم اطلاعات کافی در اختیار دارد. این بخش چندین بخش دارد که هر کدام دارای وظایف و اشیاء تحقیقاتی است. مهمترین بخش ها عبارتند از: کلاسیک، مولکولی، ژنتیک پزشکی و مهندسی ژنتیک.

ژنتیک کلاسیک

ژنتیک کلاسیک علم حقیقت است. این ویژگی همه ارگانیسم ها در طول تولید مثل آنها ذرات خارجی و داخلی خود را به فرزندان می فرستد. ژنتیک کلاسیک نیز با بررسی تغییرپذیری مواجه است. این در بی ثباتی علائم بیان شده است. این تغییرات از نسلی به نسل به وجود می آید. تنها به دلیل این بی نظمی موجودات زنده می توانند با تغییرات محیط خود سازگار باشند.

اطلاعات ارثی موجودات زنده در ژن ها موجود است. در حال حاضر، آنها از نظر ژنتیک مولکولی در نظر گرفته می شوند. اگر چه این مفاهیم طولانی قبل از ظهور این بخش بوجود آمد.

اصطلاحات "جهش"، "DNA"، "کروموزوم"، "تغییرپذیری" در طول مطالعات متعدد شناخته شده است. در حال حاضر نتایج تجربیات قرن ها به نظر می رسد واضح است، اما زمانی که همه آنها با عبور تصادفی آغاز شد. مردم به دنبال گاوهای با تولید شیر بزرگ، خوک های بزرگ و گوسفند با پشم ضخیم بودند. این اولین و حتی آزمایش های علمی بود. با این حال، این پیش نیازها بود که منجر به ظهور چنین علمی به عنوان ژنتیک کلاسیک شد. تا قرن بیستم، تنها روش شناخته شده و قابل دسترس برای تحقیق، عبور بود. این نتایج ژنتیک کلاسیک است که به دستاورد قابل توجهی از علم زیست شناسی مدرن تبدیل شده است.

ژنتیک مولکولی

این یک بخش است که تمام قوانینی را که به فرآیندهای در سطح مولکولی وابسته هستند، بررسی می کند. مهم ترین ویژگی تمام موجودات زنده، وراثت آنها است، یعنی آنها از نسلی به نسل قادر به حفظ ویژگی های اساسی ساختار ارگانیسم، و همچنین الگوهای فرایندهای تبادل و پاسخ به تاثیر عوامل مختلف محیطی هستند. این به خاطر این واقعیت است که در مقیاس مولکولی، مواد خاص ثبت و حفظ تمام اطلاعات دریافت شده، و سپس آن را به نسل بعدی در طول فرآیند باروری منتقل می کند. کشف این مواد و مطالعات بعدی آنها به علت مطالعه ساختار سلول در سطح شیمیایی امکان پذیر است. بنابراین اسیدهای نوکلئیک - اساس مواد ژنتیکی کشف شدند.

کشف "مولکول های ارثی"

ژنتیک مدرن تقریبا همه چیز راجع به اسید نوکلئیک را می داند، البته البته همیشه چنین نیست. اولین فرضیه که مواد شیمیایی می تواند به نحوی با وراثت مرتبط باشد، تنها در قرن نوزدهم مطرح شد. مطالعه این مشکل در آن زمان، بیوشیمیگر F. Misher و برادران بیولوژیکی گرتویگی را مورد توجه قرار داد. در سال 1928، دانشمند داخلی نلسون کولتسوف، بر اساس نتایج تحقیقات خود، پیشنهاد کرد که همه خواص ارثی موجودات زنده، در "مولکول های ارثی" غول پیکر رمز شده اند. در همان زمان او اظهار داشت که این مولکول ها از لینک های مرتب تشکیل شده اند، که در واقع ژن هستند. این قطعا یک پیشرفت بود. کلسوف همچنین تصریح کرد که این مولکول های ارثی در سلول ها به سازه های خاصی به نام کروموزوم بسته بندی می شوند. بعدها، این فرضیه تایید شد و به توسعه علم در قرن بیستم منجر شد.

توسعه علم در قرن بیستم

توسعه ژنتیک و تحقیقات بیشتر منجر به تعدادی از اکتشافات به همان اندازه مهم است. مشخص شد که هر کروموزوم در سلول شامل تنها یک مولکول بزرگ DNA است که شامل دو رشته است. بخش های متعدد آن ژن هستند. تابع اصلی آنها این است که آنها به طور خاص اطلاعات در مورد ساختار پروتئین آنزیم را رمزگذاری می کنند. اما تحقق اطلاعات ارثی در نشانه های خاص با مشارکت نوع دیگری از اسید نوکلئیک - RNA اتفاق می افتد. این بر روی DNA سنتز شده و کپی ها را از ژن ها حذف می کند. همچنین اطلاعات را به ریبوزوم منتقل می کند، جایی که سنتز پروتئین آنزیم رخ می دهد. ساختار DNA در سال 1953 روشن شد و RNA - در دوره 1961 تا 1964 بود.

از آن زمان، ژنتیک مولکولی شروع به توسعه و پیشرفت کرد. این اکتشافات اساس تحقیق بود، به همین دلیل الگوهای استفاده از اطلاعات ارثی مشخص شد. این فرآیند در سلول های مولکولی انجام می شود. همچنین، اطلاعات اساسا جدید در مورد ذخیره سازی اطلاعات در ژن ها به دست آمد. با گذشت زمان مشخص شده است که چگونه مکانیزم های تکثیر مکانیسم قبل از تقسیم سلولی (تکثیر)، فرایندهای خواندن اطلاعات توسط مولکول RNA (رونویسی)، سنتز آنزیم های پروتئینی (ترجمه) ایجاد می شوند. همچنين اصول تغييرات ارثي کشف شد و نقش آنها در محيط درون و بيرون سلول ها روشن گرديد.

رمزگشایی ساختار DNA

روش های ژنتیک به شدت توسعه یافته است. مهمترین دستاورد رمزگشایی DNA کروموزومی بود. معلوم شد که تنها دو نوع بخش از زنجیره وجود دارد. آنها در مکان نوکلئوتید ها متفاوتند. در نوع اول، هر سایت عجیب است، یعنی منحصر به فرد است. دوم شامل تعداد دیگری از توالی های مرتب تکرار شده است. آنها تکرار می شوند. در سال 1973، مشخص شد که مناطق منحصر به فرد همواره توسط ژنهای خاص قطع شده است. بخش همیشه با یک تکرار به پایان می رسد. این شکاف پروتئین های آنزیمی خاصی را رمزگذاری می کند، در حالی که آنها اطلاعات را از DNA استخراج می کنند.

اولین کشف در مهندسی ژنتیک

جدید روش های جدید ژنتیک به اکتشافات بیشتر منجر شد. یک ویژگی منحصر به فرد از تمام مواد زنده یافت شد. این در مورد توانایی تعمیر مناطق آسیب دیده در زنجیره DNA است. آنها می توانند به عنوان یک نتیجه از تاثیرات منفی مختلف بوجود آیند. توانایی خودرا تعمیر "پروسه تعمیر ژنتیکی" نامیده شد. در حال حاضر، بسیاری از دانشمندان برجسته حقایق کاملا امیدوارانه در مورد امکان "ربودن" برخی از ژن ها را از سلول. این چه چیزی می تواند باشد؟ اول از همه، توانایی حذف عیوب ژنتیکی. مهندسی ژنتیک با چنین مشکلات مواجه است.

روند تکثیر

ژنتیک مولکولی مطالعات فرآیندهای انتقال اطلاعات ارثی را در طول تولید مثل بررسی می کند. حفظ انحراف از رکورد کدگذاری شده در ژن توسط تولید دقیق آن در طول تقسیم سلول تضمین می شود. تمام مکانیسم این فرآیند به طور کامل مورد مطالعه قرار گرفته است. معلوم شد درست قبل از تقسیم در سلول، تکثیر اتفاق می افتد. این روند دو برابر شدن DNA است. با تکمیل دقیق دقیق مولکول های اصلی با توجه به قانون تکمیلی همراه است. شناخته شده است که تنها چهار نوع نوکلئوتید در رشته DNA وجود دارد. اینها گوانین، آدنین، سیتوزین و تیمین هستند. با توجه به قانون تکمیلی که توسط دانشمندان F. Krick و D. Watson در سال 1953 کشف شده است، در ساختار زنجیره دوتایی از آدنین DNA مطابق با Thymine و به Cytidyl nucleotide - Guanyl است. در طول روند تکثیر، هر یک از زنجیره DNA با جایگزینی نوکلئوتید مورد نظر دقیق تکرار می شود.

ژنتیک یک علم نسبتا جوان است. روند تکثیر تنها در دهه 50 میلادی مورد مطالعه قرار گرفت. در همان زمان، آنزیم DNA پلیمراز کشف شد. در دهه 1970، پس از سالها تحقیق، تأیید شد که تکثیر یک فرآیند چند مرحله ای است. در سنتز مولکولهای DNA، چندین نوع مختلف از پلیمرازهای DNA به طور مستقیم شرکت می کنند.

ژنتیک و سلامت

تمام اطلاعات مربوط به تولید نقطه ای از اطلاعات ارثی در طول پروسه های تکثیر DNA به طور گسترده در عمل پزشکی مدرن استفاده می شود. به طور كامل قوانين مطالعه شده مشخصه هر دو موجودات سالم و در موارد تغييرات پاتولوژيك در آنها است. به عنوان مثال، با آزمایش هایی ثابت شده و تایید شده است که درمان بیماری های خاص می تواند با تأثیر خارج از فرایندهای تکثیر مواد ژنتیکی و تقسیم سلول های سوماتیک به دست آید. به خصوص اگر آسیب شناسی عملکرد بدن همراه با فرایندهای متابولیسم باشد. به عنوان مثال، بیماری هایی مانند راکت ها و اختلال متابولیسم فسفر به طور مستقیم بوسیله سرکوب DNA تکرار می شود. چگونه می توانید این حالت را از خارج تغییر دهید؟ داروهایی که روند فراموشی را تحریک می کنند، سنتز شده و آزمایش شده اند. آنها تکرار DNA را فعال می کنند. این به عادی سازی و بهبود شرایط پاتولوژیک مرتبط با بیماری کمک می کند. اما تحقیقات ژنتیکی هنوز ثابت نشده است. هر ساله، اطلاعات بیشتر و بیشتر دریافت می شود و نه تنها به درمان، بلکه برای جلوگیری از بیماری احتمالی کمک می کند.

ژنتیک و دارو

ژنتیک مولکولی نگران بسیاری از مسائل بهداشتی است. زیست شناسی برخی از ویروس ها و میکروارگانیسم ها چنین است که فعالیت آنها در بدن انسان گاهی منجر به سوء عملکرد DNA می شود. همچنین ثابت شده است که علت برخی از بیماری ها ستم این روند نیست، بلکه فعالیت بیش از حد آن است. اول از همه، این عفونت های ویروسی و باکتری است. آنها به علت این واقعیت هستند که میکروب های بیماری زا سریعا در سلول ها و بافت های معرض افزایش می یابند. همچنین این آسیب شناسی بیماری های انکولوژیک است.

در حال حاضر، تعدادی از داروها وجود دارد که می تواند تکرار DNA در سلول را مهار کند. اکثر آنها توسط دانشمندان شوروی سنتز شدند. این داروها به طور گسترده ای در عمل پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند. این شامل، به عنوان مثال، یک گروه از داروهای ضد سل آنتی بیوتیک هایی وجود دارند که فرایندهای تکثیر و تقسیم سلول های آسیب شناختی و میکروبی را سرکوب می کنند. آنها به بدن کمک می کنند تا سریعا با عوامل خارجی مقابله کنند و مانع از افزایش آنها شوند. این داروها در بسیاری از عفونتهای شدید حاد، تاثیر بسیار خوبی در درمان دارند. کاربرد وسیعی از این ابزار در درمان تومورها و تومورها یافت شده است. این اولویت است که موسسه ژنتیک روسیه انتخاب کرده است. هر ساله داروهای جدیدی بهبود می یابند که مانع رشد انکولوژی می شوند. این به دهها هزار نفر از بیماران در سراسر جهان امیدوار است.

فرایندهای رونویسی و ترجمه

پس از آزمایشات آزمایشی آزمایشگاهی بر روی ژنتیک انجام شد و نتایج مربوط به نقش DNA و ژن ها به عنوان ماتریس برای سنتز پروتئین ها به دست آمد. دانشمندان بر این باور بودند که اسیدهای آمینه بلافاصله در هسته به مولکول های پیچیده تر مونتاژ می شوند. اما پس از دریافت اطلاعات جدید، مشخص شد که این چنین نیست. اسیدهای آمینه بر روی سایت های ژنی در DNA ساخته نمی شوند. مشخص شد که این پروسه پیچیده در چند مرحله ادامه دارد. اول، نسخه های دقیق - RNA های اطلاعاتی - از ژن ها حذف می شوند. این مولکول ها از هسته سلول ظاهر می شود و به ساختارهای خاص - ریبوزوم ها منتقل می شود. این در این اندام ها است که مونتاژ اسیدهای آمینه و سنتز پروتئین ها رخ می دهد. فرایند به دست آوردن کپی از DNA، "رونویسی" نامیده شد. سنتز پروتئین تحت کنترل RNA اطلاعات - "ترجمه". مطالعه مکانیسم دقیق این فرایندها و اصول نفوذ آنها، مشکلات اصلی مدرن در ژنتیک ساختارهای مولکولی است.

اهمیت مکانیسم های رونویسی و ترجمه در پزشکی

در سال های اخیر مشخص شده است که توجه دقیق به تمام مراحل رونویسی و ترجمه برای مراقبت های بهداشتی مدرن اهمیت زیادی دارد. موسسه ژنتیک آکادمی علوم روسیه مدتهاست این واقعیت را تایید کرده است که با توسعه تقریبا هر بیماری، سنتز شدید پروتئین های سمی و به سادگی مضر برای بدن انسان مشاهده می شود. این فرایند می تواند تحت کنترل ژن های غیر فعال در حالت عادی انجام شود. یا این است که سنتز معرفی شده است، که باکتری ها و ویروس های بیماریزا نفوذ به سلول ها و بافت های یک فرد است. همچنین تشکیل پروتئین های مضر می تواند به طور فعال رشد نئوپلاسم های انکولوژیک را تحریک کند. به همین دلیل است که مطالعه کامل تمام مراحل رونویسی و ترجمه بسیار مهم است. بنابراین شما می توانید راه هایی برای مبارزه با نه تنها با عفونت های خطرناک، بلکه همچنین سرطان شناسایی کنید.

ژنتیک مدرن جستجوی پیوسته مکانیسمهای توسعه بیماریها و داروها برای درمان آنهاست. در حال حاضر می توان فرایندهای ترجمه در اندام های آسیب دیده یا بدن را به طور کلی مهار کرد، در نتیجه مهار التهاب. در اصل، در این مورد است و اکثر شناخته شده ترین آنتی بیوتیک ها، به عنوان مثال، تتراسایکلین یا سری استرپتومایسین ساخته شده است. تمام این داروها به طور انتخابی پروتکل های ترجمه در سلول ها را مهار می کنند.

اهمیت تحقیق در مورد فرایندهای نوترکیب ژنتیکی

از اهمیت زیادی برای پزشکی نیز مطالعه دقیقی از فرایندهای نوترکیبی ژنتیکی است که مسئول انتقال و مبادله مناطق کروموزومی و ژنهای فردی است. این یک عامل مهم در توسعه بیماری های عفونی است. نوترکیب ژنتیک نفوذ به سلول های انسانی و ورود به DNA یک ماده بیگانه، اغلب ویروسی است. به عنوان یک نتیجه، سنتز پروتئین ها در ریبوزوم ها نه "بومی" ارگانیسم است، بلکه پاتوژن برای ارگانیسم است. این اصل تولید مثل در سلول های کلونی های ویروس است. روش های ژنتیک انسانی با هدف توسعه ابزارهای مبارزه با بیماری های عفونی و جلوگیری از جمع آوری ویروس های بیماریزا ایجاد شده است. علاوه بر این، تجمع اطلاعات در مورد نوترکیب ژنتیکی باعث می شود مبنای مبادله ژن بین ارگانیسم ها را درک کنید که منجر به ظهور گیاهان و حیوانات اصلاح شده ژنتیکی شده است.

اهمیت ژنتیک مولکولی برای زیست شناسی و پزشکی

برای قرن گذشته، کشف نخستین بار در کلاسیک، و سپس در ژنتیک مولکولی تاثیر بزرگی و حتی تعیین کننده ای بر پیشرفت همه علوم زیست شناختی داشته است. به خصوص به شدت به جلو به پزشکی. موفقیت تحقیقات ژنتیکی موجب شده است تا فرآیندهای غیر قابل درک از ارثی بودن صفات ژنتیکی و توسعه ویژگی های فردی انسان را درک کنیم. این نیز قابل توجه است که این علم را از نظر صرفا نظری تا توسعه عملی چگونه سریع می کند. این برای پزشکی مدرن مهمترین شد. مطالعه دقیق از الگوهای ژنتیکی مولکولی به عنوان پایه ای برای درک فرآیندهای رخ می دهد در بدن هر دو بیمار و فرد سالم خدمت می کنند. این ژنتیک بود که انگیزه ای برای توسعه علوم مانند ویروس شناسی، میکروبیولوژی، غدد درون ریز، فارماکولوژی و ایمونولوژی بود.