• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Wielki skok w genetyce żab

    04.05.2010. 21:12
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Teraz na wydłużającą się listę gatunków, których genomy zostały odczytane, obok zwierząt futerkowych i pierzastych oraz ssaków (człowiek, kurczaki, szczury i myszy) można wciągnąć żaby. Pierwsza sekwencja genomu płaza - afrykańskiej żaby szponiastej Xenopus tropicalis (X. tropicalis) - dała naukowcom pełny obraz genów przodków kręgowców, wypełniając poważną lukę, jaka się utrzymywała w zbiorze odczytanych do tej pory genomów kręgowców. Odkrycia dokonane w ramach badań prowadzonych przez 48 osobowy międzynarodowy zespół naukowców zostały opublikowane w magazynie Science.

    Na początku XX w. biologowie odkryli, że żaba X. tropicalis (występująca naturalnie w subsaharyjskiej Afryce) jest wyjątkowo wrażliwa na ludzką gonadotropinę kosmówkową (HCG), hormon wytwarzany w czasie ciąży. W latach 40. i 50. XX w. gatunek powszechnie wykorzystywano jako niedrogi test ciążowy w szpitalach. Żabie wstrzykiwano próbkę moczu kobiety i jeżeli była ona w ciąży to w czasie poniżej 10 godzin HCG zawarte w próbce moczu wywoływało u żaby owulację i wytwarzanie jajeczek.

    Dzięki wysokiej jakości pierwszej wersji sekwencji genomu opracowanej w ramach ostatnich badań wiemy, że genom żaby X. tropicalis składa się z ponad 20.000 genów, co oznacza zaledwie kilkaset mniej od około 23.000 genów człowieka. Co najmniej 1.700 genów płazów jest podobnych do genów powiązanych z chorobami człowieka. Zyskanie większej wiedzy na temat tych osobliwych podobieństw mogłoby pomóc nam lepiej zrozumieć zagadnienia związane z samym człowiekiem.

    Zdaniem naczelnego autora artykułu, dr Uffe Hellsten z Joint Genome Institute przy Amerykańskim Departamencie Energii, istnieją nadzwyczajne podobieństwa między regionami określonych genów żaby, kurczaka i człowieka, co sugeruje, że znaczna część struktury czy organizacji chromosomów pozostała nienaruszona na przestrzeni czasu.

    "Przyglądanie się segmentom genomu żaby Xenopus to dosłownie patrzenie na struktury, które mają 360 milionów lat i stanowiły część genomu ostatniego, wspólnego przodka wszystkich ptaków, żab, dinozaurów i ssaków, jakie kiedykolwiek przemierzały Ziemię" - wyjaśnia dr Hellsten. "Archeologia chromosomów ułatwia zrozumienie historii ewolucji, pokazując nam, w jaki sposób materiał genetyczny przeorganizował się, aby stworzyć współczesny genom ssaków czy płazów."

    Sekwencja genomu żaby X. tropicalis ma pomóc naukowcom w odkryciu kolejnych informacji na temat jej popularniejszej kuzynki - Xenopus laevis (X. laevis) - wykorzystywanej w badaniach nad rozwojem embrionalnym i w biologii komórki. Współautor artykułu, dr Richard Harland z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkley, USA, wyjaśnia, że żaba X. tropicalis była jednym z ostatnich organizmów modelowych czekających na odkrycie. "Wspaniale będzie mieć wysokiej jakości sekwencję genomu X. tropicalis, która posłuży do zbudowania sekwencji X. laevis."

    Dr Hellsten zauważa, że nowa sekwencja genomu może nawet pomóc naukowcom zrozumieć skutki czynników zaburzających funkcje endokrynne (substancji chemicznych naśladujących hormony żaby) na poziomie molekularnym i genomicznym. Substancje chemiczne występujące w jeziorach i strumieniach na całym świecie mogą stanowić jedną z przyczyn niezwykłego spadku liczebności w populacjach żab.

    "Ufamy, że poznanie skutków oddziaływania tych hormonalnych czynników zaburzających pomoże nam chronić różnorodność żab, a zważywszy na fakt, że te substancje chemiczne mają również wpływ na ludzi - może mieć pozytywny wpływ na zdrowie człowieka" - dodaje dr Hellsten.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Mutacja cicha – mutacja sekwencji nukleotydowych, która nie ma wpływu na funkcjonowanie genomu. Są to mutacje w pozagenowym DNA, w niekodujących fragmentach genów i mutacje synonimiczne. Ok. 95,5% ludzkiego genomu może ulec mutacji bez znaczących zmian. Geny kodujące białka mechanizmów naprawy DNA człowieka: DNA komórki jest stale narażone na czynniki uszkadzające. Sprawnie działające mechanizmy naprawy DNA funkcjonują w komórkach organizmów zarówno prokariotycznych jak i eukariotycznych. Badania genomu ludzkiego pozwoliły zidentyfikować szereg genów kodujących białka biorące udział w różnorodnych mechanizmach naprawy DNA. Poznano dotąd ponad 130 genów o takiej, udowodnionej lub prawdopodobnej, funkcji. Nowe geny naprawy DNA są ciągle odkrywane dzięki badaniom porównawczym sekwencji genów człowieka i homologów tych genów u organizmów modelowych, takich jak E. coli i S. cerevisiae. Badania te mają znaczenie dla medycyny, ponieważ do tej pory zidentyfikowano już kilkanaście chorób, w których patogenezie mają udział niesprawne mechanizmy naprawy DNA. Projekt poznania ludzkiego genomu (en. Human Genome Project, HUGO Project) był to program naukowy mający na celu poznanie sekwencji wszystkich komplementarnych par zasad tworzących ludzki genom, zawierający 3.3 Gbp, ok. 30 tys. genów.

    Genomika – dziedzina biologii molekularnej i biologii teoretycznej (pokrewna genetyce i ściśle związana z bioinformatyką) zajmująca się analizą genomu organizmów. Głównym celem genomiki jest poznanie sekwencji materiału genetycznego oraz mapowanie genomu ale również określenie wszelkich zależności i interakcji wewnątrz genomu. Projekt poznania ludzkiego genomu (en. Human Genome Project, HUGO Project) był to program naukowy mający na celu poznanie sekwencji wszystkich komplementarnych par zasad tworzących ludzki genom, zawierający 3.3 Gbp, ok. 30 tys. genów.

    Żaba wodna (Pelophylax kl. esculentus, syn. Rana esculenta, właśc. Rana kl. esculenta) – płodny mieszaniec (hybryda) żaby jeziorkowej i żaby śmieszki z grupy żab zielonych. Na ogół wytwarza gamety zawierające genom tylko jednego z gatunków rodzicielskich, zwykle żaby śmieszki. Jest więc kleptonem – stąd skrót "kl" w nazwie systematycznej. Może być diploidalna lub triploidalna. Mapa genowa to liniowa lub niekiedy kołowa prezentacja ułożenia genów. W zależności od organizacji genomu rozróżniamy:

    Chromosom 5 – jeden z 23 parzystych chromosomów człowieka. DNA chromosomu 5 liczy około 181 milionów par nukleotydów, co stanowi około 6% materiału genetycznego ludzkiej komórki. Chromosom 5 jest jednym z największych ludzkich chromosomów, ale stosunkowo mało genów ma swoje locus na tym chromosomie; chromosom 5 ma więc niską tzw. gęstość genów. Ma to swój wyraz w dużej liczbie niekodujących i powtarzających się sekwencji. Liczbę genów chromosomu 5 szacuje się na 900-1 300. Retrowirusy endogenne – są to retrowirusy, które przed milionami lat zainfekowały pierwotne komórki rozrodcze człowieka i innych kręgowców. Dzięki odwrotnej transkryptazie, w postaci DNA włączyły się na stałe do materiału genetycznego organizmu zainfekowanego. Przez miliony lat na skutek licznych mutacji oraz kolejnych infekcji doszło do zwielokrotnienia genomu wirusów, przez co stanowi obecnie znaczną część genomu człowieka jak i innych kręgowców, lecz większość z nich jest uszkodzona i zupełnie nieaktywna.

    Nadrodzina immunoglobulin (synonim: białka immunoglobulinopodobne, ang. immunoglobulin superfamily, IgSF) – grupa białek wyodrębniona na podstawie istnienia w ich strukturze tzw. splotu immunoglobulinowego. Większość członków tej rodziny to białka o masie cząsteczkowej 70-100 kDa. Nadrodzina immunoglobulin jest uznawana za największą grupę białek o podobnej budowie. Na podstawie analizy genomu człowieka zidentyfikowano 756 genów, których produkty białkowe zawierają domenę immunoglobulinową . Białka immunoglobulinopodobne spotykane są również u bakterii, a ich analiza wskazuje, że pochodzą one od genów eukariotycznych i zostały nabyte w trakcie ewolucji na drodze poziomego transferu genów .

    Rzęsistek pochwowy (łac. Trichomonas vaginalis) – jednokomórkowy przedstawiciel Excavata, pierwotniak z grupy wiciowców, który jest pasożytem bytującym w drogach moczowo-płciowych człowieka. Wywołuje przenoszoną drogą płciową chorobę – rzęsistkowicę. W Science z 12 stycznia 2007 roku zespół naukowców pod kierownictwem Jane M. Carlton doniósł o zsekwencjonowaniu jego genomu, o wielkości ok. 160 mega par zasad, z czego dwie trzecie to sekwencje powtórzeniowe (repetywne), lub transpozonowe – świadczy to o niedawnym rozszerzeniu genomu, związanym z przystosowaniem do pasożytniczego trybu życia, a wynikłym z poziomego transferu genu od bakterii i późniejszym amplifikacjom odpowiednich rodzin genowych. Uzyskana sekwencja genomu przewiduje również nowe, nieznane funkcje hydrogenosomu, co jest zgodne z mitochondrialną teorią jego pochodzenia.

    Transkryptom jest to zestaw cząsteczek mRNA lub ogólniej transkryptów obecny w określonym momencie w komórce, grupie komórek lub organizmie. Transkryptom w przeciwieństwie do genomu jest tworem bardzo dynamicznym. Komórki w odpowiedzi na różne czynniki uruchamiają i wyłączają transkrypcję genów, zmieniając w ten sposób swój transkryptom. Często już kilka minut po zadziałaniu jakiegoś czynnika (np. stresu) na komórki można obserwować powstawanie transkryptów genów reakcji na ten czynnik.

    Dodano: 04.05.2010. 21:12  


    Najnowsze