WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |

«Теория эволюции Дарвина совершила поворот от дискретности видов к непрерывности их эволюции. Несмотря на различия, в имею щихся формах жизни существуют и сходные черты. ...»

-- [ Страница 1 ] --

Глава 2

Генетические основы выбора

животных моделей

Теория эволюции Дарвина совершила поворот от дискретности

видов к непрерывности их эволюции. Несмотря на различия, в имею

щихся формах жизни существуют и сходные черты. Хотя Дарвин и

описывал различия для определения специфических черт, он описы

вал и подобные черты, характерные для всех видов, при которых че ловек, который согласно догмам религий создан Богом, имел тот же путь развития, что и животные. Современный синтез теории Дарвина, генетики и фармакологии также акцентирует внимание на непрерыв ности, демонстрируя подобия на биохимическом, анатомическом, фи зиологическом и поведенческом уровнях.

Анализ темы подобия через концепции биоцентризма, теории вза имодействия систем, теории энтропии, хаоса, познавательной этоло гии и генной инженерии показывает, что животные имеют значительное количество подобных человеку черт в интеллектуальных, социальных и зоосоциальных областях, а также в физиологических, генетических функциях и в аргументах изоморфизма, которые изложены в предыду щей монографии [13].

Пространство генетического полиморфизма В живых организмах гены определяют любую клеточную реакцию, клеточное деление, рост и развитие организма. Наследование биоло гических признаков, таких как рост, предрасположенность к болез ням, было отмечено еще во времена, когда о генах не было известно.

Практический опыт изменения свойств селекционируемого организ ма позволил выдвинуть идею о наличии единиц наследственности. Эти предположения были подтверждены в середине XIX столетия Грего ром Менделем. Мендель своими классическими экспериментами за Н.Н. Каркищенко. КЛАССИКА

54 И АЛЬТЕРНАТИВЫ БИОМЕДИЦИНЫ

ложил основы генетики и сформулировал гипотезу о наличии генов, определяющих признаки аллелей [18]. Им были введены понятия фе нотипа и генотипа. Работы Менделя были предопределены исследова ниями экспериментаторов XVII – начала XIX вв., таких, как Иосиф Кельрейтер и Карл Ван Гарнер, которые разработали подходы к селек ции и созданию гибридов растений. Но именно Мендель описал зако номерности, которые стали стимулом к последующему развитию не только генетики, но и всей биологии и биомедицины.

Чарльз Дарвин в книге «Изменения у животных и растений при одомашнивании», опубликованной на два года позднее знаменитой работы Менделя, предположил, что каждая часть тела постоянно про изводит собственные копии, которые он назвал «геммулы». В 1890 х годах Карл Корренс и Хьюго де Вриз независимо пришли к тем же заключениям, что и Мендель.

Немецкие биологи Маттиам Шлейден и Теодор Шванн в 1840 х годах установили, что все растения и животные состоят из микроско пических автономных единиц, названных клетками. Затем были обна ружены внутриядерные структуры, связанные с наследственностью и названные хромосомами. Фредерик Шнайдер в 1873 г. описал их как волокнистую массу, ассоциированную с ядром, наблюдаемую при кле точном делении, а Вальтер Флеминг назвал этот процесс митозом и ввел термины «хроматин», «диплоид» и «тетраплоид» [34].

В 1960 х годах произошло открытие мРНК, обеспечивающей связь между ядром, участком синтеза белка в цитоплазме и внехромосомно го элемента генома – плазмиды, которые участвуют в передаче генов.

Открытие обратной транскриптазы Х. Теминым и Д. Балтимором в 1970 г. показало возможность некоторых вирусов, называемых ретро вирусами, делать копии ДНК с РНК. Обратная транскриптаза (ревер таза) обеспечивает интеграцию генетического материала ретровирусов в геном клетки хозяина.

В семидесятых годах были разработаны два новых подхода к оп ределению нуклеотидных последовательностей в ДНК. У. Жильберт в 1977 г. определил наличие экзонов и интронов, а Р. Робертс и П. Шарп в 1993 г. разработали понятие сплайсинга, который представляет собой вырезание из предшественника РНК интронов и ковалентное соеди нение экзонов с образованием зрелых молекул мРНК. Возможность ДНК in vitro производить белок соответствующими методами дала толчок развитию биотехнологической промышленности [34].

Эти исследования определили биомедицинские направления со здания трансгенных линий животных. В настоящее время можно на правленно получать практически любые линии животных с заданны Глава 2. Генетические основы выбора животных моделей ми параметрами генотипа и фенотипа. Следует лишь корректно сфор мулировать цели и задачи. Особая роль при направленном создании инбредных и трансгенных линий животных принадлежит явлениям генополиморфизма.

NB! Полиморфизм или явление индивидуальной прерывистой из менчивости живых организмов выражается наличием в одной и той же популяции «двух или более хорошо различимых форм, способных по являться в потомстве одной самки и встречающихся с частотой, доста точно высокой для того, чтобы исключить поддержание самой редкой из них повторяющимися мутациями» [29].

Инбреды или гибриды – выбор экспериментаторов. Многие лабора тории могут получить хорошие результаты в ходе регулярного, напри мер, ежемесячного исследования тех характеристик животных, кото рые для последующих исследований являются наиболее важными. Рез кие изменения результатов могут быть связаны с влиянием либо гене тики, либо окружающей среды, но в любом случае исследователи уз нают об этом и имеют возможность изучать причины изменения, вклю чая факторы плодовитости и поведения. Это основа выбора животных для эксперимента, особенно при оценке действия лекарств и фарма комоделировании.



Плодовитость должна отслеживаться регулярно для обеспечения эффективного управления воспроизводственной колонии. Внезапный и резкий рост плодовитости должен быть тщательно исследован, по скольку он может быть вызван гибридной мощью, являющейся резуль татом спаривания, противоречащего обычной системе размножения данного организма. Хорошо известно, что гибриды F1 обычно воспро изводятся гораздо лучше, чем инбреды. Так, несмотря на то, что для повышения плодовитости при регулярном ведении воспроизводствен ных колоний рекомендована селекция, к очень большим пометам сле дует относиться с некоторым подозрением, если существует вероят ность того, что генетическая контаминация уже имела место.

Поведение должно изучаться экспериментаторами тщательно (хотя обычно субъективно). Многие линии обладают спокойным темпера ментом, в то время как гибриды, как правило, бывают гораздо более нервными и активными. Так, если темперамент штамма меняется, то это должно стать поводом для тщательного исследования с примене нием ПЦР, способов пересадки кожи, исследования вариаций нижней челюсти, биохимических способов, геномных и протеомных методов.

Линейные или инбредные животные представляют закрепленный инбридингом генотип. Они гомозиготны и генетически однородны, обеспечивают полноценную воспроизводимость результатов и возмож Н.Н. Каркищенко. КЛАССИКА

56 И АЛЬТЕРНАТИВЫ БИОМЕДИЦИНЫ

ность их повторения в любой лаборатории. Генетическая однородность позволяет расходовать меньшее число животных для получения дока зательных результатов [5, 6, 12, 13, 26, 40].

Напомним самые общие представления о том, что в инбредных линиях генетическая однородность или гомозиготность животных со храняется постоянным спариванием родных братьев и сестер в пле менном ядре линии. Эта линия представляет собой группу животных, размножаемую в соотношении 1:1 родных братьев и сестер и имею щую характерные признаки однонуклеотидного полиморфизма.

SNP – однонуклеотидный полиморфизм. Расшифровка последова тельностей нуклеотидов всей ДНК и открытие новых полиморфизмов – генетических вариантов последовательностей нуклеотидов одного и того же участка ДНК у разных людей и животных – наполнили понятия множественного аллелизма. Аллели – это различные формы гена, то есть генополиморфизм, который обеспечивает участки ДНК, варьирующие у отдельных индивидов. Изменения в ДНК в виде замены или потери нуклеотидов и создают однонуклеотидный полиморфизм (SNP) (рис. 2.1).

Полиморфизмы наблюдаются как в смысловых (экзоны), так и в несмысловых (интроны) участках генома. Однонуклеотидные полимор физмы составляют основу генетической вариативности. Они встреча ются по всему геному и отражают прошлые мутации. Длина генома составляет 3,2 млрд. пар нуклеотидов, а число однонуклеотидных поли морфизмов – более 15 млн. Люди на 99,9% идентичны по нуклеотид ным последовательностям. Вся вариативность между людьми возникает за счет различий лишь в 1% генома [7]. В геноме человека несколько десятков тысяч генов, большинство из которых имеют размеры до пар нуклеотидов. Размеры генов и число экзонов и интронов в генах людей и животных варьирует в довольно широких пределах (рис. 2.1), что должно непременно учитываться при фармакомоделировании.

Глава 2. Генетические основы выбора животных моделей Увеличение частоты скрещивания генетически близких особей, возникающее при неслучайной ассоциации гамет, приводит к неслу чайному скрещиванию или инбридингу. Для исследования популяции с инбридингом С. Райт [38] ввел коэффициент F, описывающий от клонение частот генотипов от равновесия Харди Вайнберга.

NB! Правило Харди Вайнберга отражает состояние неизменности генетического состава неограниченной по численности популяции, существующей вне среды, при условии свободного скрещивания или панмиксии.

Коэффициент инбридинга F получен С. Райтом при помощи кор реляционного анализа и формальной логики, когда, например, значе ние 1 присваивается аллелю А, а значение 0 – аллелю a. Ассоциации гамет в популяции превращаются в ряды генетических значений и тогда Y соответствует спермиям, а Х – яйцеклеткам. Частоты типов скрещивания (см. табл. 2.1) позволяют оценивать коэффициент кор реляции rXY между значениями X, Y и его тождественность коэффици енту F :

Вычисление F инбридинга для самооплодотворения, скрещива ния между сибсами и т.д. непосредственно следует из определения этого коэффициента и подробно рассмотрено в литературе [2, 31].

Частоты генотипов в спонтанной популяции, сопоставленные с частотами генотипов в популяции с инбридингом (11), дают следую щие параметры F инбридинга:

Выраженность генетических различий между особями положитель но коррелирует со значениями дисперсии Vq. Поскольку случаи полной изоляции субпопуляций достаточно редки в природе, то существует естественный баланс между убылью гетерозигот и, в результате мигра ции генов между субпопуляциями, увеличением доли гетерозигот.

С. Райт [39] на основании коэффициента инбридинга F ввел и обосновал различные показатели генетического разнообразия, при ко торых каждый из этих коэффициентов соответствует значению F в фор Н.Н. Каркищенко. КЛАССИКА

58 И АЛЬТЕРНАТИВЫ БИОМЕДИЦИНЫ

муле (2.2) для дисперсии Vq на разных уровнях иерархической струк туры подразделенной популяции:

коэффициент инбридинга особи относительно большой популяции FIT коэффициент инбридинга особи относительно субпопуляции FIS коэффициент инбридинга субпопуляции относительно большой по пуляции FST где Ni, qi, Qi – соответственно численность, частота гена a и частота генотипа aa для i й субпопуляции, а q – частота гена а во всей попу ляции. При одинаковой численности субпопуляций, иначе. При этих условиях коэффициенты инбридинга FIT, FIS, FST подразделенной популяции удовлетворяют тождеству:

Если субпопуляции находятся в состоянии равновесия Харди Вайберга, то при соотношении, приведенное выше тождество Частоты возможных типов скрещивания и статистические характеристики генетических значений X, Y, сопоставленных Спермии Глава 2. Генетические основы выбора животных моделей сводится к равенству FIT = FST, а коэффициент инбридинга особи относительно субпопуляции FIS равен нулю.

С. Райт показал, что в окрестностях стабильной популяции чис ленностью tN, значения Ft приобретают следующий вид:



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |
 



Похожие работы:

«Нью-Йорк, 2011 Russian_book.indd 1 28/11/11 5:25 PM Под редакцией А. Шарман, Ж. Жумадилов Алмаз Шарман—доктор медицинских наук, профессор, заместитель председателя исполнительного совета Назарбаев Университета Жаксыбай Жумадилов—заслуженный деятель Республики Казахстан, доктор медицинских наук, профессор, генеральный Директор Центра наук о жизни Назарбаев Университета Russian_book.indd 2 28/11/11 5:25 PM НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ КАЧЕСТВЕННОГО ДОЛГОЛЕТИЯ И АНТИСТАРЕНИЯ Редакторы Алмаз Шарман и Жаксыбай...»

«Магнитные поля биологических объектов Ответственный редактор доктор медицинских наук М. Г. АЙРАПЕТЯНЦ МОСКВА НАУКА 1987 1 УДК 612.014.424:613.693 Холодов Ю. А., Козлов A. H„ Горбач А. М. Магнитные поля биологических объектов. М.: Наука, 1987. В книге изложены основные достижения биомагнетизма (в особенности нейромагнетизма). Благодаря созданию высокочувствительных магнитометров за последнее десятилетие удалось надежно зарегистрировать (в условиях магнитной экранировки или с применением...»

«Дух Странствий Путями Духа Введение Автор этой книги Сэкида Кацуки родился в 1893 году на юго-западе Японии, в городе Коти. Он начал изучать и практиковать дзэн вскоре после того, как ему исполнилось двадцать лет (обстоятельства этого частично описаны в 16-й главе книги), и с тех пор без перерыва продолжал это занятие. Хотя он напряженно и глубоко изучал и практиковал дзэн, провел несколько лет в дзэн-ском монастыре Рютакудзи и учился там, он всегда оставался мирянином и зарабатывал на жизнь...»

«Издательство: МЕДпресс-информ 2001 г. Монография посвящена современным представлениям о проблеме боли. В первых двух главах излагаются теоретические положения о биологическом и патологическом аспектах боли, детально описан метод исследования боли. Остальные главы освещают клинические вопросы основных болевых синдромов: головная боль, лицевая боль, боли в спине и конечностях, кардиалгии, абдоминалгии, фибромиалгии, комплексный регионарный болевой синдром. Подробно представлена этиология,...»

«Вызванные потенциалы мозга в клинической практике Москва МЕДпресс информ 2003 УДК 616.831 073.7 ББК 56.12 Г 56 Рецензент: заведующий лабораторией нейрофизиологических методов исследования Московского городского НИИ скорой помощи им. Н.В.Склифосовского, д.м.н. Л.И.Сумский Гнездицкий В.В. Вызванные потенциалы мозга в клинической практике. — М.: МЕДпресс информ, Г56 2003. — 264 c., ил. ISBN 5 901712 87 0 В книге в систематизированном виде изложена сущность метода выделения слабых от ветов мозга,...»

«говорящие обезьяны кафедры высшей нервной деятельности биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. Изучает элементарное мышление животных, в том числе способность к обобщению о чем рассказали и символизации у врановых птиц, читает лекции в МГУ и ряде институтов. Автор монографии и ряда печатных работ по рассудочной деятельности птиц, а также учебных пособий Основы этологии и генетики поведения (М., 1999/2002, в соавторстве); Зоопсихология: элементарное мышление животных (М., 2001/2003,...»

«СОЮЗ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЩЕСТВ СТРАН СНГ Президент П.Г. Костюк Почетный президент О.Г. Газенко Вице-президенты Ю.В. Наточин Р.И. Сепиашвили Ф.И. Фурдуй (исполнительный директор) Организационный комитет Председатель программного комитета Председатель оргкомитета А.И. ГРИГОРЬЕВ Р.И. СЕПИАШВИЛИ Сопредседатели П.Г. КОСТЮК Ф.И. ФУРДУЙ Научный секретариат Т.А. Славянская М.В. Третьяк В.К. Чокинэ Программный комитет Н.А. Агаджанян Россия А.И. Кривченко Россия Ю.С. Сидоренко Россия Т.М. Агаев Азербайджан...»

«КЛИНИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ по проведению электрофизиологических исследований, катетерной абляции и применению имплантируемых антиаритмических устройств Новая редакция — 2013 Комитет экспертов: академик РАН и РАМН Л.А. Бокерия академик РАМН А.Ш. Ревишвили профессор С.П. Голицын профессор Д.Ф. Егоров профессор С.В. Попов профессор В.А. Сулимов Рабочая группа по разработке рекомендаций: А.Ш. Ревишвили (руководитель), А.В. Ардашев, С.А. Бойцов, О.Л. Бокерия, Е.З. Голухова, К.В. Давтян, Ю.Н. С.А....»

«1. Цели подготовки Цель – формирование целостного представления о физиологии растения, представление об основных направлениях исследований в современной физиологии и биохимии растений. Целями подготовки аспиранта, в соответствии с существующим законодательством, являются: • формирование навыков самостоятельной научно-исследовательской и педагогической деятельности; • углубленное изучение теоретических и методологических вопросов физиологии и биохимии растений. 2. Требования к уровню подготовки...»

«http://www.psychology.ru/romek/therapy/ Феноменологический метод и дилемма психиатрии Бинсвангер и Гуссерль © Елена Ромек, 2001 © Вопросы философии, 11, 2001, с. 80-92 Дисциплинарное становление новой науки о человеке - психотерапии, приходится на первую половину ХХ в. Однако и в наши дни вопрос о ее differentia specifica остается темой оживленной междисциплинарной дискуссии, точкой пересечения ключевых направлений современного гуманитарного знания. В этом нет ничего удивительного - ведь какой...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.