Самая главная молекула. От структуры ДНК к биомедицине XXI века - Максим Франк-Каменецкий

Ну а дальше… Когда наконец откроют ген гениальности, сколько мамаш захотят чуть подправить геномы своих чад, чтобы из них выросли Яши Хейфецы и Альберты Эйнштейны?

Словарь терминов

А

Аденин – химическая группировка, входящая в состав ДНК и РНК. Одно из четырех оснований нуклеиновых кислот. Сокращенное обозначение – А.

Аденовирус – вирус человека, содержащий линейную двунитевую ДНК в качестве генетического материала. Обезвреженный вирус используется для доставки в клетку генов в виде аденовирусной ДНК, модифицированной методами генной инженерии.

АЕ – ашкеназийские евреи, т. е. евреи германского происхождения.

Аллель – один из двух генов, ответственных за один и тот же признак. Один аллель поступает от одного родителя, другой – от другого.

Аллергия – чрезмерная реакция иммунной системы.

Аминогруппа – NH2.

Аминокислота – химическое соединение вида Н2N-СНR-СООН, где R – любой радикал. Является исходным продуктом для синтеза белка.

Аминокислотный остаток – химическая группировка строения НN-СНR-СО, являющаяся мономерным звеном белковой цепи. То, что остается от аминокислоты, когда она встраивается в белковую цепь.

Амплификация – размножение. Термин особенно часто используется в контексте многократного размножения участка ДНК методом ПЦР.

Антибиотик – органическое вещество, подавляющее размножение бактерий, но не являющееся ядом для человека или животного. Первым антибиотиком был пенициллин, выделенный Александром Флемингом из плесени в 1929 году. Открытие антибиотиков произвело революцию в лечении многих болезней, против которых медицина ранее была практически бессильна, таких как воспаление легких, туберкулез и т. д. Однако широкое и бесконтрольное применение антибиотиков привело к «привыканию» бактерий к ним. В результате традиционные антибиотики теперь гораздо менее эффективны, чем были в первые десятилетия их использования. Антибиотики совершенно бесполезны в борьбе с вирусными заболеваниями.

Антиген – чужеродное вещество, вызывающее иммунную реакцию организма.

Антитело – белок, вырабатываемый иммунной системой в ответ на проникновение в организм чужеродного вещества – антигена. Синоним иммуноглобулина.

Апоптоз – запрограммированная гибель клетки.

Атеросклероз – хроническое заболевание, вызванное сужением кровеносных сосудов, главным образом за счет образования на их внутренних стенках наростов (бляшек), состоящих преимущественно из холестерина.

АТФ – сокращенное название аденозинтрифосфорной кислоты. Является универсальным аккумулятором энергии в клетке. Энергия запасается в трифосфатном «хвосте» молекулы. «Разрядка» происходит в результате отщепления одной фосфатной группы. «Зарядка» производится в митохондрии.

Аутосома – неполовая хромосома.

Б

Бактериородопсин – белок, играющий ключевую роль в превращении световой энергии в химическую у светочувствительных бактерий.

Бактериофаг – вирус, убивающий бактерию. Состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), помещенной в белковую оболочку. Заражение бактерии происходит тогда, когда бактериофаг, присоединившись к оболочке, впрыскивает внутрь бактерии свою нуклеиновую кислоту. Вскоре после этого ресурсы бактерии переключаются на синтез вирусной нуклеиновой кислоты и вирусных белков. Минут через 20 после заражения бактериальная оболочка лопается, и из нее вываливается сотня готовых вирусных частиц, являющихся точной копией исходного бактериофага.

Бактерия – одноклеточный микроорганизм. Мир бактерий чрезвычайно многообразен и играет огромную роль в обеспечении существования других живых существ на Земле. Многие бактерии живут в самых примитивных условиях, требуя для своего размножения лишь простейшие молекулы, содержащие химические элементы, которые входят в состав биологических молекул. Так, для удовлетворения потребности в углероде некоторым бактериям достаточно нефти; азот и кислород они берут из воздуха. Бактерии окружают нас повсюду, вызывая скисание молока или бульона, они находятся в нас самих, помогая нам переваривать пищу (кишечная палочка Escherichia coli). Бактерии вызывают многие заразные болезни.

Белок – важнейший компонент живой клетки. Представляет собой полиаминокислотную цепь, образующую весьма сложную пространственную структуру. Природные белки – это гетерополимеры, состоящие из аминокислотных остатков 20 типов. Один белок отличается от другого последовательностью аминокислотных остатков. Часто вместо термина «белок» используют синоним: протеин.

Благоприобретенный признак – признак, не заложенный от рождения, а появившийся под влиянием внешних воздействий. Благоприобретенные признаки не наследуются, так как не имеют отражения в генах. Например, в какой бы экзотический цвет ни красила женщина свои волосы, это никак не отразится на цвете волос ее будущего ребенка.

Близнецы (идентичные или однояйцовые) – братья или сестры, выросшие из одной зиготы. Рождаются в тех случаях, когда до начала развития плода оплодотворенная яйцеклетка по каким-то причинам делится на две зиготы, каждая из которых дает начало отдельному плоду. Идентичные близнецы имеют в точности одинаковый набор генов. Поэтому они всегда одного пола и так похожи друг на друга. Всестороннее обследование идентичных близнецов, разлученных по тем или иным причинам в раннем возрасте, дало очень богатую информацию о том, какая роль в судьбе человека принадлежит генам, а какая – внешним условиям.

Броуновское движение – хаотическое движение микрочастиц. Является следствием теплового движения молекул.

В

Вакцина – препарат, содержащий безвредные для человека или обезвреженные (убитые) бактерии или вирусы. Используется для прививок против заразных болезней. Терапевтическая вакцина используется не для прививок, а непосредственно для лечения.

Валин – одна из 20 канонических аминокислот.

Вектор – термин генной инженерии. Так называют молекулу ДНК-переносчик (плазмидную, вирусную и т. д.), в составе которой клонируют нужный ген.

Вид – одно из основных понятий описательной биологии, занимающейся систематизацией живых существ. Основным принципом деления на виды является невозможность дать при скрещивании потомство, способное к дальнейшему продолжению рода. Например, ослы и лошади принадлежат к разным видам, поскольку продукт их скрещивания (мул) не способен к размножению (стерилен).

Вирус – клеточный паразит, один из простейших объектов живой природы. Вне клетки вирус – это молекулярный комплекс, состоящий из нуклеиновой кислоты (ДНК, иногда РНК) и нескольких белков, образующих оболочку вируса. После проникновения в клетку вируса (или его нуклеиновой кислоты) происходит переключение ресурсов клетки на синтез вирусной нуклеиновой кислоты и белков. Когда клеточные ресурсы исчерпываются, ее оболочка разрывается, и из нее вываливаются готовые вирусные частицы. Вирусы животных устроены значительно проще, чем вирусы бактерий (бактериофаги). Животные вирусы не способны впрыскивать в клетку свою нуклеиновую кислоту и попадают внутрь клетки целиком. Вирусы вызывают многие заразные болезни, такие как грипп, оспа, полиомиелит, гепатит (болезнь Боткина), СПИД и т. д. В некоторых случаях вирус, оказавшись внутри клетки, не губит ее, а встраивает свою ДНК в ДНК клетки, после чего вирусная ДНК начинает размножаться вместе с ДНК клетки. При этом, однако, поведение самой клетки может резко измениться.

ВИЧ – вирус иммунодефицита человека. ВИЧ вызывает СПИД.

Водородная связь (Н-связь) – межмолекулярная связь, которая образуется между группами O связь H и N связь H и атомами O и N. Играет важную роль в образовании пар, комплементарных в ДНК.

Вырожденность кода – одно из свойств генетического кода, заключающееся в том, что одной и той же аминокислоте может отвечать несколько кодонов.

Г

Гаплоидный – содержащий одиночный набор хромосом.

Гель – полимерная сетка, пропитанная растворителем. Подобно твердому телу, гель сохраняет форму. Примеры: студни, желе. Электрофорез в гелях широко используется при определении последовательности ДНК, в генной инженерии и при исследованиях кольцевых ДНК.

Гемоглобин – белок, переносящий кислород в крови. Обусловливает красный цвет крови.

Гемолизин – токсин, вырабатываемый патогенными микробами. Представляет собой цилиндрический белок с дыркой нанометрового размера внутри (нанопорой). Белок внедряется в клеточную стенку жертвы и делает клеточную оболочку пористой, в результате чего клетка гибнет.