Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Аутоиммунная погрешность генетического кода

02.02.2016 Наука и жизнь

Возможность аутоиммунных заболеваний зависит от одной генетической буквы в гене иммунного рецептора.

Одинаковые гены у различных людей смогут различаться. Чтобы выяснить, что о чем тут обращение, необходимо отыскать в памяти, что ген – это кусок ДНК, а ДНК – это двуцепочечная полимерная молекула, составленная из множества строительных блоков называющиеся нуклеотиды.

Т-лимфоцит – одна из иммунных клеток с рецептором IL2R. (Фото NIAID / Flickr.com.) Лимфоцит под световым микроскопом. (Фото E.M.Edmunds / Flickr.com.)

В то время, когда две последовательности ДНК отличаются на одну букву, другими словами на один нуклеотид (A, T, Г либо С), это именуется однонуклеотидным полиморфизмом, либо SNP (англ. single nucleotide polymorphism). Конкретный вариант, имеющийся у конкретного человека, именуется «аллель». (Иллюстрация: МФТИ)

‹ ›

Любой нуклеотид представляет собой азотистое основание, соединенное с молекулой сахара и остатком фосфорной кислоты.Аутоиммунная погрешность генетического кода фосфорная кислота и Сахар нас на данный момент не интересуют, а вот азотистые основания – весьма кроме того да, поскольку как раз они и имеется те самые «буквы» генетического кода, числом четыре: аденин (А), тимин (Т), цитозин (Ц), гуанин (Г). Чередование этих «букв» разрешает закодировать данные о любых протеиновых молекулах, о каких-то служебных регуляторных молекулах РНК; определенные последовательности А, Т, Г и С разрешают руководить активностью генов и т. д.
Нуклеотиды смогут взаимодействовать между собой, но при том предпочитают строго определенных партнеров: так, аденин отлично взаимодействует с тимином, а гуанин – с цитозином. И в случае если мы взглянуть на двойную спираль ДНК, то заметим, что обе ее цепочки связаны между собой как раз межнуклеотидными связями, так что наоборот А в одной цепочке стоит Т, а наоборот Г – Ц; другими словами цепи и нуклеотиды ДНК соединены по принципу комплементарности (не путать с комплиментарностью).
Возможно было бы ожидать, что ген какого-либо белка у всех людей будет с однообразной последовательностью нуклеотидов, и в случае если у одного человека, скажем, стопятидесятый нуклеотид этого гена будет А, то и у всех остальных людей в том месте также будет А. Но все в действительности не так – гены отличаются по одному либо нескольким нуклеотидам, и, к примеру, у 70 процентов людей стопятидесятый нуклеотид какого-нибудь гена будет А, а у 30 процентов тут будет находиться Г (с учетом комплементарности цепей ДНК, наоборот Г в второй цепи той же самой молекулы ДНК будет находиться Ц).
Такие вариации по нуклеотидам именуются однонуклеотидным полиморфизмом (SNP – single nucleotide polymorphism), и они имеется не только в тех участках ДНК, каковые кодирую белки, но по большому счету везде: в регуляторных последовательностях, в межгенных участках, каковые как словно бы ни для чего не необходимы и т. д. Появляются нуклеотидные замены по различным обстоятельствам, каковые мы на данный момент обсуждать не будем – нам принципиально важно то, что они имеется, и сохраняются в людской популяции достаточно продолжительно. Воздействуют ли они на работу генов?

Не редкость, что нет – нуклеотид-то поменялся, но, к примеру, на функции белка это никак не отразилось. Но бывает и напротив, в то время, когда замена генетической буквы ощутимо отражается на жизни клетки и всего организма.
на данный момент у нас на руках имеется огромное количество генетической информации о людях в мире: способы сиквенса (чтения) ДНК улучшаются, становятся дешевле и несложнее, так что молекулярно-генетический анализ делается чуть ли не рутинной клинической процедурой. Сравнивая геномы в отыскивании однонуклеотидных вариантов, можно понять, какие конкретно из них коррелируют с частотой той либо другой болезни.
Исследователи из Университета молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта, Университета неспециализированной генетики им. Н. И. Вавилова и МФТИ занимались «буквенными» заменами, каковые видятся в одном из иммунных генов, что кодирует рецептор интерлейкина-2 (IL2R). По заглавию ясно, что задача рецептора – взаимодействовать с сигнальным иммунным белком интерлейкином-2.

Оба они, рецептор и сам интерлейкин, регулируют активность иммунных клеток, и в случае если сигнал от рецептора будет через чур интенсивный – к примеру, по причине того, что клетка насинтезирует себе через чур много рецепторных молекул – то возрастает риск аутоиммунных расстройств: переактивированные иммунных клетки начинают нападать «собственных».
Логично было бы высказать предположение, что кое-какие нуклеотидные вариации в гене рецептора IL2R смогут быть связаны с аутоиммунными болезнями. Нужно выделить, что речь заходит не только о нуклеотидных заменах в том куске ДНК, в котором конкретно записана информация о рецепторном белке, но и о тех заменах, каковые попадают в близлежащие регуляторные области. Такие регуляторные фрагменты ДНК воздействуют на активность гена – иными словами, от них во многом зависит, сколько молекул белка будет в итоге собрано.
Марина Афанасьева и ее сотрудники отобрали шесть нуклеотидных вариантов, каковые относятся к гену IL2R и с которыми связывают такие аутоиммунные болезни, как рассеянный склероз, ревматоидный артрит, заболевание Крона, язвенный колит и т. д. Из всех вариантов нуклеотидного полиморфизма исследователи в итоге остановились на одном: в одной из позиций в ДНК рядом с геном у различных людей виделись две различные «буквы» – или А, или Г.
У многих тут стоит Г, но у некоторых тут стоит А, и, согласно данным статистики люди с Г реже болеют аутоиммунными заболеваниями. Мы говорили, что такие расстройства смогут появляться из-за повышенной активности гена IL2R – рецептора делается через чур много, и иммунные клетки становятся через чур активными. Тот участок ДНК, где виделись варианты А/Г, регулировал транскрипцию самого гена.

Транскрипция – это синтез на гене РНК-копии, на которой позже особые молекулярные автомобили будут собирать уже фактически протеиновую молекулу. В случае если транскрипция идет весьма деятельно, то и РНК получается большое количество, и, следовательно, в клетке окажется большое количество белка (в действительности, имеется и другие механизмы регуляции, в следствии которых РНК возможно большое количество, а белка – мало, но про них мы на данный момент сказать не будем).
Синтез РНК делают особые ферменты, у которых имеется собственные белки-регуляторы. Кое-какие белки-регуляторы, сев на ДНК, притягивают за собой РНК-синтезирующие ферменты. Чем активней и прочнее регуляторы усаживаются на ДНК, тем больше окажется молекул РНК. Но сотрудничество белков-регуляторов с ДНК зависит от определенных последовательностей в самой ДНК: кое-какие из этих последовательностей больше нравятся белкам, кое-какие – меньше.

Иными словами, все зависит от молекулярного «согласия» между регуляторной последовательностью нуклеотидов в ДНК и белками-регуляторами транскрипции.
При гена IL2R тот вариант регуляторной ДНК-последовательности, в котором имеется буква А, меньше «нравится» белкам-регуляторам, чем более простой вариант с буквой Г. Белки-регуляторы транскрипции с большей охотой трудятся с Г-последовательностью, и при таких условиях получается больше иммунного рецепторного белка – и, как следствие, возможность аутоиммунных заболеваний делается повыше.
Выводы, сделанные на базе биоинформатического анализа нуклеотидных сродства и последовательностей к ним белков-регуляторов, удалось подтвердить в опытах с клеточными культурами: в клетках, которых снабжали Г-версией регуляторной нуклеотидной последовательности, вправду получалось больше рецепторного белка, чем у клеток с А-последовательностью.
В целом результаты изучения, размещённого в PLoS ONE, наглядно демонстрируют важность тщательного генетического анализа для прогнозирования тех либо иных медицинских проблем. Запрещено утверждать, что одна-единственная генетическая «буква» может привести к аутоиммунному расстройству (не смотря на то, что имеется примеры заболеваний, каковые именно и появляются из-за единичных «буквенных» замен в геноме) – но фактор «буквы» необходимо принимать в расчет среди других, в случае если мы желаем точно угадать возможность той либо другой болезни.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: (nkj.ru)

Случайные записи:

Генетический код. Транскрипция


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , , ,