Cyfroteka.pl

klikaj i czytaj online

Cyfro
Czytomierz
00463 007928 11496249 na godz. na dobę w sumie
Genetyka dla bystrzaków. Wydanie II - ebook/pdf
Genetyka dla bystrzaków. Wydanie II - ebook/pdf
Autor: Liczba stron: 408
Wydawca: Septem Język publikacji: polski
ISBN: 978-83-283-3388-8 Data wydania:
Lektor:
Kategoria: ebooki >> przewodniki
Porównaj ceny (książka, ebook (-20%), audiobook).

Dowiedz się, jak:

Fascynująca genetyka w prostych słowach!

Chcesz wiedzieć więcej o genetyce? Ten praktyczny podręcznik szybko sprawi, że będziesz na bieżąco z wszystkimi podstawami genetyki i najświeższymi odkryciami w dziedzinie. Od cech dziedziczonych, dominujących i recesywnych do podwójnej helisy DNA, a wszystko to podane w przystępny, czytelny sposób. Dowiesz się też, jak ludzie wykorzystują genetykę do leczenia chorób, tworzenia nowych produktów, zwalczania przestępstw... oraz klonowania kotów.

W książce:


Dr Tara Rodden Robinson naucza o genetyce na Oregon State University. Wcześniej pracowała jako wykładowca i pracownik naukowy w dziedzinie genetyki na Auburn University w Auburn, w stanie Alabama.

Znajdź podobne książki Ostatnio czytane w tej kategorii

Darmowy fragment publikacji:

Tytuł oryginału: Genetics For Dummies, 2nd Edition Tłumaczenie: Wojciech Usarzewicz ISBN: 978-83-283-3387-1 Original English language edition Copyright © 2010 by Wiley Publishing, Inc., Indianapolis, Indiana All rights reserved including the right of reproduction in whole or in part any form. This translation published by arrangement with John Wiley Sons, Inc. Oryginalne angielskie wydanie Copyright © 2010 by Wiley Publishing, Inc., Indianapolis, Indiana Wszelkie prawa, włączając prawo do reprodukcji całości lub części w jakiejkolwiek formie, zarezerwowane. Tłumaczenie opublikowane na mocy porozumienia z John Wiley Sons, Inc. Translation copyright © 2017 by Helion SA Wiley, the Wiley Publishing logo, For Dummies, Dla Bystrzaków, the Dummies Man logo, A Reference for the Rest of Us!, The Dummies Way, Dummies Daily, The Fun and Easy Way, Dummies.com, and related trade dress are trademarks or registered trademarks of John Wiley and Sons, Inc. and/or its affiliates in the United States and/or other countries. Used by permission. Wiley, the Wiley Publishing logo, For Dummies, Dla Bystrzaków, the Dummies Man logo, A Reference for the Rest of Us!, The Dummies Way, Dummies Daily, The Fun and Easy Way, Dummies.com i związana z tym szata graficzna są markami handlowymi John Wiley and Sons, Inc. i/lub firm stowarzyszonych w Stanach Zjednoczonych i/lub innych krajach. Wykorzystywane na podstawie licencji. All rights reserved. No part of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording or by any information storage retrieval system, without permission from the Publisher. Wszelkie prawa zastrzeżone. Nieautoryzowane rozpowszechnianie całości lub fragmentu niniejszej publikacji w jakiejkolwiek postaci jest zabronione. Wykonywanie kopii metodą kserograficzną, fotograficzną, a także kopiowanie książki na nośniku filmowym, magnetycznym lub innym powoduje naruszenie praw autorskich niniejszej publikacji. Autor oraz Wydawnictwo HELION dołożyli wszelkich starań, by zawarte w tej książce informacje były kompletne i rzetelne. Nie biorą jednak żadnej odpowiedzialności ani za ich wykorzystanie, ani za związane z tym ewentualne naruszenie praw patentowych lub autorskich. Autor oraz Wydawnictwo HELION nie ponoszą również żadnej odpowiedzialności za ewentualne szkody wynikłe z wykorzystania informacji zawartych w książce. Drogi Czytelniku! Jeżeli chcesz ocenić tę książkę, zajrzyj pod adres http://dlabystrzakow.pl/user/opinie/genby2 Możesz tam wpisać swoje uwagi, spostrzeżenia, recenzję. Wydawnictwo HELION ul. Kościuszki 1c, 44-100 Gliwice tel. 32 231 22 19, 32 230 98 63 e-mail: dlabystrzakow@dlabystrzakow.pl WWW: http://dlabystrzakow.pl Printed in Poland. • Kup książkę • Poleć książkę • Oceń książkę • Księgarnia internetowa • Lubię to! » Nasza społeczność Spis treści O autorce .............................................................................................15 Podziękowania od autorki .................................................................17 Wprowadzenie ...................................................................................19 O książce ....................................................................................................................19 Konwencje użyte w książce .....................................................................................20 Czego nie musisz czytać ...........................................................................................20 Naiwne założenia ......................................................................................................20 Jak podzielona jest książka ......................................................................................21 Część I: Kluczowe zagadnienia genetyki: zacznijmy od podstaw ..................21 Część II: DNA: materiał genetyczny ..................................................................21 Część III: Genetyka i Twoje zdrowie ..................................................................22 Część IV: Genetyka i Twój świat ........................................................................22 Część V: Dekalogi ................................................................................................22 Ikony wykorzystane w książce ................................................................................22 Co dalej ......................................................................................................................23 CZĘŚĆ I: KLUCZOWE ZAGADNIENIA GENETYKI: ZACZNIJMY OD PODSTAW ..........................................25 ROZDZIAŁ 1: Co to takiego genetyka i dlaczego powinieneś trochę ją poznać ..........................................27 Co to takiego genetyka? ...........................................................................................27 Genetyka klasyczna: przekazywanie cech z pokolenia na pokolenie ...........28 Genetyka molekularna: DNA i chemia genów ................................................29 Genetyka populacyjna: genetyka grup ............................................................30 Genetyka ilościowa: zrozumieć dziedziczenie .................................................31 Z życia genetyka ........................................................................................................31 W laboratorium genetycznym ...........................................................................31 Przegląd karier w genetyce ...............................................................................33 Spis treści 5 Poleć książkęKup książkę ROZDZIAŁ 2: Podstawowa biologia komórki .......................................39 Zaglądamy do Twojej komórki ................................................................................40 Komórki pozbawione jądra ...............................................................................40 Komórki z jądrem ...............................................................................................41 Analiza podstaw chromosomów ......................................................................43 Mitoza: czas na podział ............................................................................................46 Krok 1. Czas rosnąć ............................................................................................47 Krok 2. Podział chromosomów .........................................................................49 Krok 3. Wielki podział .........................................................................................51 Mejoza: produkcja komórek do rozmnażania ......................................................51 Mejoza część 1. ...................................................................................................53 Mejoza II: kontynuacja .......................................................................................54 Mamo, skąd się wziąłem? ..................................................................................55 ROZDZIAŁ 3: Wyobraź sobie groszek: odkrywanie praw dziedziczenia .....................................57 W ogrodzie z Grzegorzem Mendlem ......................................................................58 Zrozumieć mowę dziedziczenia ..............................................................................60 Upraszczamy dziedziczenie .....................................................................................61 Określanie dominacji .........................................................................................61 Segregacja alleli ..................................................................................................63 Deklarowanie niezależności ..............................................................................65 Szukamy nieznanych alleli .......................................................................................66 Użycie podstaw prawdopodobieństwa do określania dziedziczności ...............66 Rozwiązywanie prostych problemów genetycznych ............................................67 Deszyfracja krzyżówki jednogenowej ...............................................................69 Zmierzmy się z krzyżówką dwugenową ...........................................................69 ROZDZIAŁ 4: Siły porządkowe. Zastosowanie praw Mendla do cech złożonych ...........73 Dominujące allele rządzą… czasami .......................................................................74 Krok do tyłu z dominacją niepełną ...................................................................74 Bądźmy uczciwi wobec kodominacji ................................................................75 Guzdramy się z niepełną penetracją ................................................................76 Allele prowadzące do komplikacji ..........................................................................76 Więcej niż dwa allele ..........................................................................................77 Allele letalne ........................................................................................................78 Czas skomplikować sobie życie ..............................................................................79 Kiedy geny wzajemnie oddziałują .....................................................................79 Geny w ukryciu ...................................................................................................79 Geny sprzężone razem ......................................................................................82 Jeden gen o wielu fenotypach ...........................................................................85 6 Genetyka dla bystrzaków Poleć książkęKup książkę Odkrywamy więcej wyjątków od praw Mendla .....................................................85 Epigenetyka .........................................................................................................85 Imprinting genomowy ........................................................................................86 Antycypacja .........................................................................................................86 Efekty środowiskowe .........................................................................................87 ROZDZIAŁ 5: Różnica ma znaczenie. Genetyka płci ............................89 Zacznijmy od X: skąd ta cała płciowość ..................................................................90 Determinacja płci u ludzi ...................................................................................90 Determinacja płci u innych organizmów .........................................................93 Schorzenia związane z determinacją płci u ludzi ..................................................96 Dodatkowe chromosomy X ...............................................................................98 Dodatkowe chromosomy Y ...............................................................................99 Jeden X i brak Y ...................................................................................................99 Znalezione na chromosomach płciowych: dziedziczenie sprzężone z płcią ......99 Zaburzenia sprzężone z chromosomem X ....................................................100 Cechy ograniczone płcią ..................................................................................101 Cechy związane z płcią .....................................................................................102 Cechy sprzężone z Y .........................................................................................102 CZĘŚĆ II: DNA: MATERIAŁ GENETYCZNY ................................103 ROZDZIAŁ 6: DNA: podstawa życia .....................................................105 Dekonstrukcja podwójnej helisy ...........................................................................106 Chemiczne składniki DNA ................................................................................108 Składanie podwójnej helisy: struktura DNA ..................................................111 Analizujemy inne typy DNA ...................................................................................116 DNA jądrowe .....................................................................................................116 Mitochondrialne DNA ......................................................................................116 Chloroplastowe DNA ........................................................................................117 Zagłębiamy się w historię DNA .............................................................................118 Odkrycie DNA ....................................................................................................118 Przestrzeganie reguł Chargaffa .......................................................................119 Trochę niezgody i helisa: Franklin, Wilkins, Watson i Crick .........................119 ROZDZIAŁ 7: Replikacja: kopiowanie Twojego DNA .........................121 Rozpinamy: tworzenie matrycy dla nowego DNA ..............................................122 W jaki sposób DNA ulega skopiowaniu ...............................................................125 Poznaj zespół do spraw replikacji ...................................................................126 Dzielenie helisy .................................................................................................129 Czas na rozruch ................................................................................................131 Spis treści 7 Poleć książkęKup książkę Nici wiodące i nici opóźniające ........................................................................132 Wszystko łączy się w całość .............................................................................133 Sprawdzanie poprawności replikacji ..............................................................133 Replikacja u eukariontów ......................................................................................134 Hamujemy: telomery .......................................................................................135 Kończenie pracy ................................................................................................136 W jaki sposób replikuje się koliste DNA ...............................................................137 Theta ..................................................................................................................138 Toczące się koło ................................................................................................138 Pętla D ................................................................................................................138 ROZDZIAŁ 8: Sekwencjonowanie Twojego DNA ................................139 Przymierzamy kilka genów ....................................................................................140 Droga do sekwencjonowania ludzkiego genomu ...............................................142 Genom drożdży ................................................................................................142 Elegancki genom nicienia ................................................................................144 Genom kury domowej .....................................................................................144 Projekt poznania ludzkiego genomu ..............................................................145 Sekwencjonowanie: odczytywanie języka DNA ..................................................147 Identyfikacja graczy w sekwencjonowaniu DNA ...........................................147 Odnajdywanie treści w wynikach sekwencjonowania .................................149 ROZDZIAŁ 9: RNA: bliski kuzyn DNA ..................................................151 Wiesz już dużo o RNA .............................................................................................151 Dorzućmy nieco innych cukrów ......................................................................152 Poznaj nową zasadę: uracyl ............................................................................153 Pleciemy nić! ......................................................................................................154 Transkrypcja: kopiowanie informacji DNA na język RNA ...................................155 Przygotowanie do transkrypcji .......................................................................156 Inicjacja ..............................................................................................................159 Elongacja ............................................................................................................161 Terminacja .........................................................................................................161 Obróbka potranskrypcyjna ...................................................................................162 Dorzucamy czapeczkę i ogonek ......................................................................162 Edycja informacji ..............................................................................................163 ROZDZIAŁ 10: Translacja kodu genetycznego .....................................165 Dobre serce degenerata ........................................................................................166 Znaczenie kombinacji .......................................................................................167 W ramce! Odczytywanie kodu .........................................................................168 Nie do końca uniwersalny ...............................................................................169 8 Genetyka dla bystrzaków Poleć książkęKup książkę Poznaj zespół do spraw translacji ........................................................................169 Wycieczka translacyjna ..........................................................................................169 Inicjacja ..............................................................................................................170 Elongacja ............................................................................................................173 Terminacja .........................................................................................................173 Białka to cenne polipeptydy ..................................................................................176 Poznajemy grupy rodnikowe ..........................................................................176 Białka uzyskują kształt .....................................................................................177 ROZDZIAŁ 11: Ekspresja genu: jaka urocza para genów ....................179 Geny pod kontrolą .................................................................................................180 Kontrola transkrypcyjna ekspresji genów ...........................................................182 Ciasno nawinięte: efekty pakowania DNA .....................................................182 Geny kontrolujące geny ...................................................................................183 Hormony włączające geny ...............................................................................185 Kontrola wsteczna: to, co dzieje się po transkrypcji ...........................................188 Ramię w ramię: splicing RNA ...........................................................................188 Cicho bądź! Wyciszanie mRNA ........................................................................190 Najlepiej spożyć przed: mRNA ........................................................................190 Wytracona kontrola genów ...................................................................................191 Modyfikacja miejsca translacji ........................................................................191 Modyfikacja czasu translacji ............................................................................191 Modyfikacja kształtu białka .............................................................................192 CZĘŚĆ III: GENETYKA I TWOJE ZDROWIE .................................195 ROZDZIAŁ 12: Poradnictwo genetyczne ...............................................197 Poznajmy doradców genetycznych ......................................................................198 Budowanie i analiza drzewa genealogicznego ....................................................199 Cechy autosomalne dominujące ....................................................................201 Cechy autosomalne recesywne ......................................................................203 Cechy recesywne sprzężone z chromosomem X ..........................................205 Cechy dominujące sprzężone z chromosomem X ........................................206 Cechy sprzężone z chromosomem Y .............................................................208 Badania genetyczne, czyli wiedzieć z wyprzedzeniem .......................................209 Badania ogólne .................................................................................................209 Badania prenatalne ..........................................................................................209 Badania przesiewowe noworodka .................................................................211 Spis treści 9 Poleć książkęKup książkę ROZDZIAŁ 13: Mutacje i choroby dziedziczne: rzeczy, których nie zmienisz ......................................................213 Klasyfikujemy rodzaje mutacji ..............................................................................214 Co powoduje mutacje ............................................................................................215 Mutacje spontaniczne ......................................................................................215 Mutacje indukowane ........................................................................................219 Twarzą w twarz z konsekwencjami mutacji .........................................................222 Rozważamy opcje naprawy DNA ..........................................................................224 Analizujemy często spotykane choroby dziedziczne ..........................................225 Mukowiscydoza ................................................................................................225 Anemia sierpowata ..........................................................................................226 Choroba Taya-Sachsa .......................................................................................227 ROZDZIAŁ 14: Bliższe spojrzenie na genetykę nowotworu ...............229 Definicja nowotworu ..............................................................................................230 Nowotwór łagodny: prawie nieszkodliwy ......................................................230 Nowotwory złośliwe: naprawdę straszne ......................................................231 Przerzuty: nowotwór w ruchu .........................................................................233 Nowotwór jako choroba DNA ...............................................................................234 Cykl komórkowy i nowotwór ...........................................................................234 Pod zasłoną aberracji chromosomowych .....................................................240 Rozkładamy typy nowotworów na czynniki pierwsze ........................................241 Nowotwory dziedziczne ...................................................................................242 Nowotwory, którym można zapobiec ............................................................245 ROZDZIAŁ 15: Choroby chromosomowe: wszystko sprowadza się do liczb ..................................249 Co skrywają przed nami chromosomy ................................................................250 Liczymy chromosomy ............................................................................................251 Aneuploidia: dodatkowe lub brakujące chromosomy .................................251 Euploidia: zestawy chromosomów .................................................................253 Przyglądamy się zróżnicowaniu chromosomów ................................................255 Kiedy brakuje chromosomów .........................................................................256 Kiedy chromosomów jest za dużo ..................................................................257 Inne rzeczy, które mogą pójść źle ...................................................................260 ROZDZIAŁ 16: Terapie genowe w leczeniu chorób genetycznych .....267 Uśmierzanie choroby genetycznej .......................................................................268 Poszukiwanie środków transportu dla genów ....................................................268 Wirusy od szybkiej roboty ...............................................................................269 Wirusy trzymające się nieco z daleka .............................................................270 10 Genetyka dla bystrzaków Poleć książkęKup książkę Zdrowe geny na scenę! ..........................................................................................271 Sprawdzamy bibliotekę DNA ...........................................................................273 Mapowanie genu ..............................................................................................276 Postęp na frontach terapii genowej .....................................................................277 CZĘŚĆ IV: GENETYKA I TWÓJ ŚWIAT ........................................279 ROZDZIAŁ 17: Śledzenie historii ludzkości i przyszłość planety .......281 Zmienność genetyczna jest wszędzie ..................................................................282 Częstość allelu ...................................................................................................283 Częstość genotypu ...........................................................................................284 Analizujemy prawo genetyki populacyjnej Hardy’ego-Weinberga ...................285 Związki alleli z genotypami ..............................................................................285 Łamanie prawa .................................................................................................287 Mapowanie puli genów ..........................................................................................288 Wielka szczęśliwa rodzina ................................................................................289 Odkrywamy sekretne życie towarzyskie zwierząt .........................................290 Zmiana form z biegiem czasu: genetyka ewolucyjna .........................................291 Zmienność genetyczna to klucz ......................................................................292 Skąd biorą się nowe gatunki ...........................................................................292 Rosnące drzewo ewolucji ................................................................................294 ROZDZIAŁ 18: Rozwiązywanie zagadek z użyciem DNA .....................295 Analiza śmieciowego DNA w celu ustalenia tożsamości ....................................296 Na miejscu zbrodni: gdzie to DNA ........................................................................298 Zbieranie dowodów biologicznych .................................................................298 Idziemy do laboratorium .................................................................................300 Zaprzęgnięcie DNA do łapania przestępców (i uwalniania niewinnych) ..........305 Dopasowanie dowodu do zbira ......................................................................305 Drugie spojrzenie na winnego ........................................................................307 Wszystko, co spokrewnione: szukamy rodziny ...................................................307 Testy na ojcostwo .............................................................................................308 Badanie pokrewieństwa ..................................................................................310 ROZDZIAŁ 19: Genetyka nie do poznania: nowe geny w roślinach i zwierzętach ..........................313 Organizmy modyfikowane genetycznie ...............................................................314 Modyfikacje w polu ..........................................................................................314 Poleganie na promieniowaniu i substancjach chemicznych .......................316 Nieumyślne wprowadzanie modyfikacji ........................................................316 Spis treści 11 Poleć książkęKup książkę Stare geny w nowych miejscach ...........................................................................317 Kontrowersje wokół hodowli roślin transgenicznych ........................................318 Proces transgenezy u roślin krok po kroku ...................................................318 Odkrywamy zastosowania komercyjne .........................................................321 Rozważmy za i przeciw .....................................................................................321 Analiza skutków ................................................................................................324 Menażeria GMO ......................................................................................................325 Transgeniczne zwierzęta ..................................................................................325 Błahostki ze zmodyfikowanymi genetycznie owadami ................................328 Zabawy z transgenicznymi bakteriami ...........................................................329 ROZDZIAŁ 20: Klonowanie: jesteś jedyny w swoim rodzaju ..............331 Wyślijcie klony .........................................................................................................332 Klonowanie zwierząt: podobne do mam .............................................................332 Klonowanie przed Dolly: praca z komórkami płciowymi .............................333 Odkrywamy, dlaczego Dolly wzbudza takie emocje .....................................334 Tworzenie klonów ..................................................................................................335 Robimy bliźniaki ................................................................................................335 Użycie jądra komórki somatycznej do stworzenia klona .............................336 Oko w oko z problemami klonów .........................................................................338 Szybsze starzenie ..............................................................................................339 Większe potomstwo .........................................................................................339 Pomyłki w rozwoju ...........................................................................................341 Wpływ środowiska ............................................................................................342 W ferworze wojen klonów .....................................................................................343 Argumenty za klonowaniem ...........................................................................343 Argumenty przeciwko klonowaniu .................................................................344 ROZDZIAŁ 21: Czas na (zasłużoną) dyskusję etyczną .........................347 Krótko o rasizmie genetycznym ............................................................................348 Dzieci zaprojektowane na zamówienie ................................................................349 Mit projektowanych dzieci ...............................................................................349 Prawdziwy świat nauki: diagnoza prenatalna ...............................................350 Kto wie? Uzyskanie świadomej zgody ..................................................................351 Określanie ograniczeń dla badań genetycznych ..........................................351 Praktykowanie bezpiecznej terapii genowej .................................................352 Dbanie o prywatność .......................................................................................353 Genetyczne prawa własności ................................................................................354 12 Genetyka dla bystrzaków Poleć książkęKup książkę CZĘŚĆ V: DEKALOGI ..................................................................357 ROZDZIAŁ 22: Dziesięć wielkich wydarzeń genetyki ..........................359 Publikacja „O powstawaniu gatunków” Darwina ................................................359 Ponowne odkrycie pracy Mendla .........................................................................361 Czynnik transformujący .........................................................................................361 Odkrycie skaczących genów ..................................................................................362 Narodziny sekwencjonowania DNA .....................................................................363 Wynalezienie PCR ...................................................................................................364 Rozwój technologii rekombinowanego DNA .......................................................364 Wynalezienie analizy odcisków DNA ....................................................................365 Wytłumaczenie genetyki rozwoju .........................................................................365 Praca Francisa Collinsa i projekt poznania ludzkiego genomu (HGP) ..............366 ROZDZIAŁ 23: Dziesięć gorących tematów dotyczących genetyki ...367 Medycyna spersonalizowana ................................................................................368 Badania nad komórkami macierzystymi .............................................................368 Geny starzenia się ..................................................................................................369 Proteomika ..............................................................................................................370 Bioinformatyka .......................................................................................................370 Chipy genowe .........................................................................................................371 Ewolucja odporności na antybiotyki ....................................................................372 Genetyka chorób zakaźnych .................................................................................372 Bioterroryzm ...........................................................................................................373 Kreskowe kody DNA ...............................................................................................374 ROZDZIAŁ 24: Dziesięć opowieści genetycznych, w które trudno uwierzyć ...............................................375 Genocznica: dziobaki łamią wszelkie zasady ......................................................376 Czymże jest nazwa? ................................................................................................376 Drugie życie .............................................................................................................377 Swędzące chromosomy .........................................................................................377 Nie jesteś sobą: chimery DNA ...............................................................................377 Geny, które pokocha nawet matka ......................................................................378 Jeden gen, by wszystkimi rządzić ..........................................................................378 Dlaczego aligatory mogą przeżyć nas wszystkich ...............................................379 Genetyka „zrób to sam” .........................................................................................379 To kwestia recyklingu .............................................................................................379 Spis treści 13 Poleć książkęKup książkę DODATKI ...................................................................................381 Słowniczek .........................................................................................383 Skorowidz ...........................................................................................387 14 Genetyka dla bystrzaków Poleć książkęKup książkę W TYM ROZDZIALE:  poznamy dostarczanie zdrowych genów w celu leczenia choroby,  dowiemy się, jak identyfikowane są geny niezbędne dla terapii genowej,  ocenimy postępy na drodze do leków genowych. Rozdział 16 Terapie genowe w leczeniu chorób genetycznych U kończenie projektu poznania ludzkiego genomu (HGP) w 2004 roku (zo- bacz rozdział 8.) razem z sekwencjonowaniem genomów innych stwo- rzeń zainicjowało niesamowitą rewolucję w genetyce. W tym samym czasie genetycy prześcigali się w rozwijaniu leków służących do leczenia chorób wywoła- nych genami, które zeszły na złą drogę. Terapia genowa, leczenie nastawione na bez- pośrednią przyczynę chorób genetycznych, czasem traktowana jest jak magiczna pigułka, lekarstwo ostateczne na choroby dziedziczne (zobacz rozdział 13.) i no- wotwory (zobacz rozdział 14.). Terapia genowa może również być sposobem na blokowanie genów patogennych, takich jak wirusy, oferując pewne i sprawdzone metody leczenia chorób, które dziś uważa się za nieuleczalne. ROZDZIAŁ 16 Terapie genowe w leczeniu chorób genetycznych 267 Poleć książkęKup książkę Niestety, piękne obietnice terapii genowej zostały przyćmione przez dużą ilość wyzwań, między innymi znalezienie odpowiedniego sposobu na dostarczenie leków pacjentowi bez wywoływania jeszcze gorszych problemów niż te, które chce się leczyć. Co więcej, genetyka chorób okazała się znacznie bardziej skomplikowana, niż sądzono. W tym rozdziale przyjrzę się postępom i niebezpieczeństwom terapii genowej. Uśmierzanie choroby genetycznej Wystarczy rzut oka na część III tej książki, by upewnić się, że Twoje zdrowie i ge- netyka są bardzo powiązane. Mutacje mogą wywoływać choroby przekazywane z pokolenia na pokolenie, a mutacje zyskane w czasie Twojego życia mogą prowa- dzić do niechcianych konsekwencji, takich jak nowotwór. Twoje własne geny nie są jedynym powodem komplikacji — geny przenoszone przez bakterie, pasożyty czy wirusy też pomagają w szerzeniu chorób i strachu w całym świecie. Czy nie byłoby wspaniale, gdybyś mógł po prostu wyłączyć te niedobre geny? Pomyśl tylko: mutacja wywołuje utratę funkcji w genie supresorowym, lecz wy- starczy zastrzyk, by włączyć tę funkcję z powrotem. Wirus daje Ci się we znaki? Po prostu weź pigułkę blokującą funkcje genów wirusowych. Niektórzy genetycy uważają, że takie zastosowanie genetycznych rozwiązań problemów zdrowotnych to tylko kwestia czasu. W związku z tym rozwój terapii genowej skupił się na dwóch głównych kierunkach działań. Oto one.  Dostarczenie genów pełniących pożądane funkcje, które utracono.  Blokowanie genów, by nie wytwarzały niechcianych produktów. Poszukiwanie środków transportu dla genów Pierwszym krokiem do udanej terapii genowej jest opracowanie odpowiedniego spo- sobu na wprowadzenie nowego genu lub wyłączenie genu niechcianego. Sposobem na dostarczanie genów w terapii genowej jest wykorzystanie wektora. Idealny wektor musi być:  nieszkodliwy, by układ odpornościowy pacjenta go nie odrzucił lub nie zaczął zwalczać,  łatwy do wytworzenia w dużych ilościach; tylko jedna terapia może wymagać ponad 10 miliardów kopii wektora, ponieważ potrzeba jednego nośnika dla każdej komórki w chorych narządach,  celowany w konkretną tkankę; ekspresja genów jest zależna od tkanki (zobacz szczegóły w rozdziale 11.), dlatego wektor również musi być zależny od tkanki, 268 CZĘŚĆ III Genetyka i Twoje zdrowie Poleć książkęKup książkę  zdolny do dołączania swojego ładunku genetycznego do każdej komórki w danym narządzie, by nowe kopie każdej komórki powstałe później w procesie mitozy zawierały ładunek terapii genowej. Aktualnie najpopularniejszym wektorem są wirusy. Większość terapii genowych dąży do dostarczenia nowego genu do genomu pacjenta, a takie dostarczanie genów to praktycznie dokładnie to, co wirusy robią naturalnie. Kiedy wirus doczepia się do komórki, która nie jest przed nim chroniona, przej- muje całą jej aktywność dla swojego celu, jakim jest wytarzanie nowych wirusów. Wirusy namnażają się w ten sposób, ponieważ same nie posiadają żadnych możli- wości reprodukcji bez nosiciela. Częścią strategii ataku wirusa jest integracja jego materiału genetycznego (DNA lub RNA) z genomem komórki nosiciela, by zainicjo- wać ekspresję wirusowego genu. Problem jest taki, że kiedy wirus jest dobry w atako- waniu komórki, wywołuje infekcję, którą zwalcza układ odpornościowy pacjenta. Sekret zastosowania wirusa jako wektora sprowadza się więc do jego oswojenia. Pacyfikowanie wirusa, by użyć go w roli wektora, wymaga zazwyczaj usunięcia większości jego genów. Takie delecje skutecznie pozbawiają wirus praktycznie całego materiału genetycznego, zostawiając tylko kilka odcinków. To, co zostało, jest zazwyczaj tym, z czego wirus normalnie korzysta do wstrzykiwania swojego materiału genetycznego do nosiciela. Używając technik manipulowania DNA, takich jak te, które opisuję w podrozdziale „Zdrowe geny na scenę!”, dalej w tym roz- dziale, naukowiec dołącza zdrowe sekwencje genów do wirusa, by zastąpić usunięte części jego genomu. Jednak w celu przeniesienia ładunku z wirusa do komórki potrzebna jest dodatkowa pomoc, więc naukowiec przygotowuje inną cząsteczkę wirusa z niektórymi z usuniętych genów wektora. Ten drugi wirus, zwany wirusem pomocniczym (helperowym), ma za zadanie upewnić się, że materiał genetyczny wektora zostanie poprawnie zreplikowany. Genetycy przeprowadzający terapię genową mogą wybierać wśród kilku wirusów nadających się do roli nośników (wektorów). Wirusy te przynależą do jednej z dwóch kategorii.  Te, które integrują swoje DNA bezpośrednio z genomem nosiciela.  Te, które wnikają w jądro komórkowe, by zagościć w nim na dobre (episomy). W tych dwóch kategoriach popularne są trzy rodzaje wirusów wybierane dla celów terapii genowej; są to onkoretrowirusy, lentiwirusy i adenowirusy. Wirusy od szybkiej roboty Dwa popularne wirusy używane w terapii genowej integrują swoje DNA bezpo- średnio z genomem nosiciela. Onkoretrowirusy oraz lentiwirusy to retrowirusy, które transferują swoje geny do genomu nosiciela; kiedy geny retrowirusa są na miej- scu, replikują się razem z pozostałym DNA nosiciela. Retrowirusy używają RNA ROZDZIAŁ 16 Terapie genowe w leczeniu chorób genetycznych 269 Poleć książkęKup książkę zamiast DNA, by kodować swoje geny, i korzystają z procesu zwanego odwrotną transkrypcją (opisanego w rozdziale 11.), by konwertować swoje RNA na DNA, które następnie jest umieszczane w genomie komórki nosiciela. Onkoretrowirusy, pierwsze wektory opracowane do genoterapii, dostały swoją nazwę od onkogenów, które na stałe włączają cykl komórkowy — to jeden z pre- kursorów rozwoju pełnoprawnego raka. Większość wektorów onkoretrowiruso- wych używanych w terapii genowej wywodzi się od wirusów powodujących bia- łaczkę u małp (ang. Moloney murine leukemia virus, inaczej MLV). MLV okazał się skutecznym wektorem, ale nie jest pozbawiony wad; skłonność MLV do wywo- ływania nowotworu była trudna do powstrzymania. Onkoretrowirusy sprawdzają się w roli wektorów, dopóki są używane do leczenia komórek, które aktywnie ule- gają podziałowi. Lentiwirusy mogą być używane do leczenia komórek, które się nie dzielą. Z pew- nością znasz już dobrze słynny lentiwirus, czyli HIV. Wektory do terapii genowej zostały opracowane bezpośrednio z wirusa HIV. Choć wypatroszona wersja wirusa zawiera tylko 5 pierwotnego RNA, co sprawia, że jest nieszkodliwy, lenitiwirus może odzyskać usunięte geny, jeśli wejdzie w kontakt z nieoswojoną cząsteczką wirusa HIV (to znaczy takiego, który wywołuje infekcję AIDS). Lentiwirusy są również dość ryzykowne, ponieważ mają tendencję do umieszczania genów do- kładnie w środku genów nosiciela, co prowadzi do mutacji utraty funkcji (tę i inne mutacje omawiam w rozdziale 13.). Mimo to, wektory lentiwirusowe HIV używane są do walki z AIDS. Wirus wekto- rowy przenosi informację genetyczną, która umieszczana zostaje w komórkach układu immunologicznego pacjenta. Kiedy HIV atakuje te odporne komórki, wektor DNA blokuje replikację atakującego wirusa, skutecznie chroniąc pacjenta przed postępowaniem infekcji. Na razie leczenie zdaje się działać i stopniowo zmniejsza ilość wirusa przenoszonego przez zarażoną osobę. Wirusy trzymające się nieco z daleka Adenowirusy są doskonałymi wektorami, ponieważ dostarczają swoje geny do komórek bez względu na to, czy te się dzielą, czy nie. W terapii genowej adeno- wirusy były zarówno obiecujące, jak i problematyczne. Z jednej strony, są naprawdę dobre w dostarczaniu ładunku do komórek. Z drugiej strony, mają tendencję do wywoływania ostrej reakcji immunologicznej — ciało pacjenta identyfikuje wirus jako obcą cząsteczkę i zwalcza go. By walczyć z reakcją odpornościową, naukowcom udało się usunąć geny sprawiające, że adenowirusy są łatwe do wykrycia przez organizm nosiciela. Adenowirusy nie dostarczają swojego DNA bezpośrednio do genomu nosiciela. Istnieją osobno jako episomy, dlatego nie są tak skłonne do mutacji jak lentiwi- rusy. Minusem jest to, że episomy nie zawsze są replikowane i przekazywane do komórek potomnych, kiedy komórka pierwotna ulega podziałowi. Mimo to, badacze 270 CZĘŚĆ III Genetyka i Twoje zdrowie Poleć książkęKup książkę stosowali adenowirusy z wieloma wartymi wspomnienia sukcesami — i porażkami (zobacz podrozdział „Postęp na frontach terapii genowej”, pod koniec tego roz- działu, by poznać szczegóły). Zdrowe geny na scenę! Znalezienie odpowiedniego systemu dostarczenia to niezbędny krok w dopraco- waniu terapii genowej, ale by zaciągnąć geny do pracy w roli terapeutów, gene- tycy muszą także znaleźć odpowiednie geny. Ponieważ znalezienie zdrowych ge- nów nie jest takie proste, mapowanie genów pozostaje dużą przeszkodą na drodze do implementacji terapii genowej. Wyobraź sobie, że dostałeś fotografię mężczyzny i masz go znaleźć w Nowym Jorku — żadnego nazwiska, adresu czy numeru telefonu. Gdy chcesz go odnaleźć, musisz poznać jego tożsamość (może poprzez odnalezienie jego przyjaciół), dowiedzieć się, czym się zajmuje, zawęzić poszukiwania do dzielnicy, w której mieszka, zidentyfikować ulicę, budynek i w końcu też jego adres. Takie poszukiwanie igły w stogu siana to niemal to samo, co szaleńcze zadanie identyfikowania genów. Twoje DNA zawiera w przybliżeniu 22 tysiące genów pogrzebanych wśród około 3 miliardów par zasad DNA (wróć do rozdziału 6., by dowiedzieć się, jak DNA mierzy się w parach zasad). Ponieważ większość genów jest dość mała, oględnie mówiąc (często ma mniej niż 5 tysięcy par zasad długości; zobacz rozdział 9.), odnalezienie zaledwie jednego genu w tym genetycznym gąszczu może wydawać się zadaniem niemożliwym do realizacji. Do niedawna jedynym narzędziem po- siadanym przez genetyków, a służącym do poszukiwania genów, była obserwacja wzorów dziedziczenia (pokazanych w rozdziale 12.) oraz następnie porównywa- nie tego, jak dziedziczone są różne grupy cech. Genetycy używają tej metody, zwanej analizą sprzężeń, by tworzyć mapy genów (zobacz rozdział 4.). Jednak wraz z pojawieniem się sekwencjonowania DNA (zobacz rozdział 8.) poszukiwanie nazwisk i adresów genów wkroczyło na zupełnie nowy poziom (poszukiwania nie są jeszcze zakończone; zobacz poniżej ramkę „Znaczenie projektu poznania ludzkiego genomu”). Teraz genetycy dołączają do rozbudowanej sieci ludzi, którzy pracują, by zidentyfikować dokładne położenie genów. Oto oni.  Lekarze identyfikują chorobę, obserwując fenotyp wywołany przez mutację. Ostatecznie to twarz genu.  Doradcy genetyczni pracują z pacjentami i ich rodzinami, by zgromadzić pełną historię medyczną (zobacz rozdział 12.). Analiza drzew genealogicznych może pomóc w odkryciu innych cech powiązanych z chorobą.  Biolodzy komórkowi analizują kariotypy różnych chorych ludzi, by wiązać cechy z oczywistymi aberracjami chromosomowymi. Takie wielkoskalowe zmiany w chromosomach często dostarczają wskazówek dotyczących umiejscowienia genów (w rozdziale 15. analizuję metody kariotypowania). ROZDZIAŁ 16 Terapie genowe w leczeniu chorób genetycznych 271 Poleć książkęKup książkę  Genetycy populacyjni analizują DNA dużych grup ludzi chorych i zdrowych, by zbadać, które chromosomy i geny są związane z chorobą.  Biochemicy studiują chemiczne procesy dotkniętych narządów u ludzi z chorobą, by zidentyfikować jej fizjologię. Często są w stanie zidentyfikować dokładnie białko, które zeszło na złą drogę.  Genetycy, mając białko w ręce, używają kodu genetycznego (omówionego w rozdziale 10.), by rozpracować gen wstecznie w oparciu o składniki budujące białko — konkretne aminokwasy — i poznać, jak wyglądały instrukcje mRNA. Identyfikowanie konkretnego białka i rozpracowanie dzięki temu wzoru mRNA jest bardzo pomocne, ale wciąż nie odkrywa przed nami tożsamości genu. Pro- blemem jest między innymi fakt, że mRNA jest często bardzo modyfikowane przed translacją na białka (zobacz rozdział 10.), a fakt, że kod jest degeneratywny, to znaczy, że do utworzenia konkretnego aminokwasu może zostać użyty więcej niż jeden kodon, nie pomaga. Białko dostarcza ogólne wskazówki dotyczące adresu genu, ale nie jest to zbyt dokładna wskazówka. By odnaleźć właściwy adres, łowca genu musi przegrzebać samo DNA. Całe polowanie na geny w dużej mierze opiera się na rozległych komputerowych bazach danych, z których społeczność naukowa może z łatwością korzystać. Bazy te pozwalają badaczom na przeszukiwanie pism naukowych, aby być na bieżąco z nowymi odkryciami innych naukowców. Badacze także cały czas dodają nowe elementy układanki — takie jak nowo zidentyfikowane białka — do tych olbrzy- mich magazynów danych. Możesz zerknąć do magazynu informacji genetycznej, odwiedzając www.ncbi.nlm.nih. gov/entrez/query.fcgi?db=OMIM. Link NCBI w górnej lewej części strony prowadzi do głównej strony National Center for Biotechnology Information (Narodowe centrum informacji biotechnologicznej). Z tego miejsca możesz szukać wszelkich danych, od tych na temat DNA do tych na temat białek, zebranych przez naukowców z ca- łego świata. Technologia rekombinowanego DNA to pojemne pojęcie określające większość metod używanych przez genetyków do analizowania DNA w laboratorium. Słowo rekombi- nowane jest używane, ponieważ DNA badanych organizmów często jest wciskane w wirusy lub bakterie (to znaczy, jest rekombinowane z DNA pochodzącym z innego źródła), by umożliwić dalsze badania. Naukowcy używają także rekombinowanego DNA do wielu innych rzeczy, choćby do tworzenia genetycznie zmodyfikowanych organizmów (zobacz rozdział 19.) i klonowania (zobacz rozdział 20.). W terapii genowej rekombinowane DNA używane jest do:  lokalizowania genu (lub genów) mającego związek z daną chorobą czy schorzeniem,  wycinania danego genu z otaczającego go DNA,  wklejania genu do wektora (nośnika) w celu transferu do komórek wymagających leczenia. 272 CZĘŚĆ III Genetyka i Twoje zdrowie Poleć książkęKup książkę ZNACZENIE PROJEKTU POZNANIA LUDZKIEGO GENOMU Czy genetycy nie mogą po prostu poszukać potrzebnych im genów w tych wszyst- kich danych sekwencji zebranych przez projekt poznania ludzkiego genomu (HGP)? Pewnego dnia na pewno tak będzie, ale jeszcze nie dziś. Do 2005 roku 99 fragmen- tów bogatych w geny w genomie (zwanych euchromatyną) zostało w pełni zsekwen- cjonowanych. To dobra wiadomość. Zła wiadomość dla łowców genów jest taka, że spore 20 niekodujących obszarów genomu wciąż nie zostało zsekwencjonowanych. Niekodujące regiony genomu (heterochromatyna) są trudne w opracowaniu, ponie- waż zbudowane są z sekwencji powtarzalnych. Właśnie te powtórzenia sprawiają, że ustawienie wszystkich sekwencji w odpowiedniej kolejności jest bardzo trudne. Przykładowo badacze wciąż dyskutują nad tym, ile w sumie jest genów (zapewne około 22 tysięcy, ale może ich być mniej lub więcej). A do tego wiele genów wciąż nie zostało odkrytych; to, co kontrolują i gdzie są umiejscowione, jest wciąż zagadką. Niestety, mapy pełnego ludzkiego genomu utworzone w HGP są rysowane w złej skali, zatem nie mogą być pomocne do wskazywania lokacji genów. By zrozumieć, dlaczego skala może być problemem, pomyśl o patrzeniu na mapę drogową. Mapa autostrad o małej rozdzielczości może pomóc Ci w dostaniu się z jednego miasta do drugiego, ale nie pomoże w dojechaniu na konkretną ulicę w konkretnym mieście. Wszystko sprowadza się do tego, że genetycy wciąż analizują miliardy par zasad zawie- rających instrukcje genetyczne, które pozwalają człowiekowi funkcjonować. To dlatego polowanie na geny jeszcze długo potrwa (więcej o HGP dowiesz się w rozdziale 8.). Sprawdzamy bibliotekę DNA Jedną z najpopularniejszych metod odszukiwania konkretnego genu jest utwo- rzenie biblioteki DNA. To dokładnie to, co myślisz: biblioteka wypełniona frag- mentami DNA zamiast książek. Genetycy mogą przeglądać bibliotekę, by odna- leźć odcinek DNA zawierający interesujący ich gen. Jedną z popularniejszych wersji metody biblioteki genowej jest biblioteka cDNA — kolekcja fragmentów instrukcji genetycznych, które są używane w konkretnej komórce (c czyli complementary, komplementarny, ponieważ cały proces zaczyna się od kopiowania informacji mRNA w format komplementarnego DNA). Celem biblioteki cDNA jest zgromadzenie z komórki całego mRNA, które jest zwią- zane z jakąś chorobą genetyczną (więcej o RNA dowiesz się z rozdziału 8.). Po- nieważ ekspresja genu jest zależna od tkanki (zobacz rozdział 10.), mRNA w do- wolnej komórce reprezentuje tylko geny, które tam działają. Dlatego, zamiast przebijać się przez 22 tysiące genów ludzkiego genomu, by znaleźć ten jeden z pro- blemami, genetycy mogą zawęzić poszukiwania do kilkuset genów w konkretnej komórce. ROZDZIAŁ 16 Terapie genowe w leczeniu chorób genetycznych 273 Poleć książkęKup książkę Pobieranie i konwertowanie mRNA Pierwszym krokiem w tworzeniu biblioteki cDNA jest zebranie mRNA, a najszyb- szym sposobem na złapanie mRNA jest pochwycenie molekuł za ich ogonki. Kiedy mRNA przygotowuje się do wycieczki z jądra komórkowego do cytoplazmy, długi odcinek rybonukleotydów adeninowych zostaje dołączony na koniec mRNA. Odcinek ten, zwany ogonkiem poli-A, pomaga chronić mRNA przed przedwczesnym rozkła- dem. By znaleźć mRNA produkowane przez gen komórki, genetycy używają sub- stancji otwierających komórki, a następnie odcedzają mRNA, wystawiając ogonki molekuł na długie nici nukleotydów tyminy. Adeniny w ogonkach naturalnie łączą się z komplementarnymi tyminami z uwagi na ich naturalne przyciąganie się. Odwrotna transkrypcja Po uzyskaniu mRNA komórki naukowcy konwertują informację mRNA z powro- tem na DNA, odwracając proces transkrypcji. Odwrotna transkrypcja działa podobnie jak replikacja DNA (zobacz rozdział 7.). Starter używany w odwrotnej transkrypcji to długa nić tymin komplementarna do ogonka poli-A mRNA. Specjalny enzym, odwrotna transkryptaza, izolowany z wirusa, doczepia dNTP do startera, by utworzyć kopię DNA z mRNA. Po utworzeniu kopii DNA kolejność zasad — A, G, C i T — na końcu 5’ sekwencji DNA jest określana (wróć do rozdziału 6., by zrozumieć numerację końców DNA) z użyciem sekwencjonowania DNA (zobacz rozdział 11.). Ta częściowa sekwencja DNA (około 500 zasad) nazywana jest markerem EST (ang. Expressed sequence Tag, znacznik sekwencji dokonującej ekspresji). Sekwencja powoduje ekspresję, ponieważ zawiera tylko eksony, zaś znacznik oznacza, że tylko część całej sekwencji genu jest pozyskana (a tym samym „oznaczona”). Przesiew biblioteki Po utworzeniu EST (zobacz wcześniejszy podpunkt) łowcy genów badają każdą „książkę” w bibliotece cDNA, by znaleźć konkretny gen powodujący chorobę. Proces ten nazywany jest przesiewem biblioteki. Chodzi o to, by rozrzucić wszystkie EST i wyszukać między nimi właściwy EST, który jest rezultatem genu poszuki- wanego przez naukowców. Trudność w przesiewie biblioteki zależy od tego, co naukowcy już wiedzą o danym genie. Przykładowo wiedza o tym, które białko zeszło na złą drogę, może dostarczyć wystarczającej ilości informacji genetycznej naukowcom, by dać im fory w poszukiwaniach. Czasami genetycy patrzą na to, co wiadomo o genach pełniących podobną funkcję w innych organizmach i za- czynają od tego. Bez względu na dostępne łowcom genów wskazówki, przesiew wymaga tworze- nia tysięcy identycznych kopii, klonów, każdego EST poprzez wstrzykiwanie go bakteriom lub wirusom. Ponieważ EST są tak małe (w porównaniu z DNA), nie- możliwe jest manipulowanie tylko jedną kopią na raz. Proces klonowania roz- dziela EST na wygodne, małe, identyczne stosiki, a każdy z nich składa się z ty- sięcy kopii tylko jednego EST. 274 CZĘŚĆ III Genetyka i Twoje zdrowie Poleć książkęKup książkę Jedną z metod używanych przez genetyków do klonowania EST jest klonowanie bakteriofagów. Bakteriofagi (w skrócie fagi) to przydatne małe wirusy, które żyją, bo bezpośrednio wstrzykują swoje DNA do komórek bakteryjnych. By zainfekować komórki bakteryjne, bakteriofagi przyczepiają się do zewnętrznej ściany komórkowej i wstrzykują swoje DNA do bakterii, gdzie DNA faga integruje się bezpośrednio z własnym DNA bakterii. Geny wirusowe replikują się, są tran- skrybowane i w końcu tłumaczone z użyciem maszynerii komórek bakteryjnych. Ostatecznie geny faga uruchamiają nową fazę, która rozbija bakteryjne DNA i uwal- nia genom faga. DNA bakteriofaga jest replikowane wiele razy w komórkach bak- teryjnych, a nowa osłonka białkowa faga również jest produkowana. Komórki bak- teryjne w końcu są rozrywane, uwalniając nowe kompletne fagi, które ruszają na podbój nowych komórek. A tak te odjechane wirusy są wykorzystywane do tworzenia kopii EST. 1. Genetycy biorą miksturę EST i wklejają ją w DNA tysięcy mikrofagów. By wkleić EST do fagów, DNA faga (koliste) jest rozcinane z użyciem enzymu restrykcyjnego. Enzymy restrykcyjne rozcinają DNA w miejscach zwanych sekwencjami palindromowymi, gdzie komplementarne sekwencje zasad brzmią tak samo bez względu na kierunek odczytu (jak choćby 5’-GATC-3’, dla której komplementarna jest 3’-CTAG-5’). Enzym restrykcyjny zawsze działa pomiędzy dwoma tymi samymi zasadami, na przykład G i A, na obu niciach. Rozerwane pary wycięć zostawiają po sobie zwisające, jednoniciowe końcówki na jednym długim kawałku fagowego DNA. EST są poddane działaniu enzymów dodających im końce lepkie — odstające kawałki komplementarne do końcówek resztek fagowego DNA. Połączone DNA faga i EST dopasowują swoje końcówki lepkie, zamykając koliste DNA faga, lecz teraz każda kopia faga zawiera EST w swoim DNA. 2. Fagi nosiciele EST mieszane są z ich ulubionymi ofiarami — bakteriami — i trafiają do szalek Petriego. 3. Kiedy wirus namnoży się i zrobi, co trzeba (co zajmuje około 24 godziny po wymieszaniu z bakteriami), rezultatem są małe dołki w ogólnie jednolitej warstwie bakterii rosnących w szalce Petriego. Każdy mały dołek, zwany łysinką, reprezentuje infekcję wywołaną przez jednego faga, który namnożył się i w wyniku łańcucha infekcji doprowadził do śmierci wielu komórek i ich pęknięcia. Każdy osobny region infekcji reprezentuje tysiące kopii jednego EST. Mamy już tysiące EST i ich kopie, zatem zostało już tylko odnalezienie EST powią- zanego z genem, na który polujemy. Z pomocą tego „spaczonego” białka na- ukowcy mogą zgadywać, jak wygląda poszukiwany EST. Po określeniu, jaka se- kwencja DNA może być komplementarna do EST, zamawiają zestaw DNA, zwany sondą, specjalnie tworzony, by pasować do sekwencji, której naukowcy sobie życzą. Sonda jest komplementarna do całego EST lub jego fragmentu i znaczona barw- ROZDZIAŁ 16 Terapie genowe w leczeniu chorób genetycznych 275 Poleć książkęKup książkę nikiem, zatem naukowcy mogą ją znaleźć, kiedy tylko zwiąże się z EST. Każdy EST poddaje się czynnościom zamieniającym go na postać jednoniciową, a na- stępnie wystawia się go na działanie sondy. Sonda formuje dwuniciową molekułę tylko z pasującym do niej EST; naukowcy odnajdują dopasowany komplet z pomocą specjalnego sprzętu, który pozwala barwnikowi jasno świecić. Naukowcy mogą też wykorzystać EST do przeszukiwania chromosomów w celu odnalezienia ogólnej lokacji genu. Genetyk tworzy kariotyp — kolekcję wszyst- kich chromosomów — który może być zbadany pod mikroskopem (zobacz rozdział 15.). Genetyk następnie poddaje chromosom działaniu substancji umożliwiających zabarwionemu EST związać się ze swoim komplementem w nienaruszonych chro- mosomach. Zabarwiony EST doczepia się do nici kodującej, z której pochodzi jego odpowiednik mRNA. Naukowcy mogą zobaczyć rezultaty procesu z pomocą specjalnego mikroskopu: region, gdzie EST połączył się ze swoim komplemen- tem (proces połączenia nazywany jest hybrydyzacją), jasno świeci w świetle ul- trafioletowym. Cała procedura, zwana fluorescencyjną hybrydyzacją in situ (lub FISH), pozwala naukowcom celować w konkretny region chromosomu w ich ge- nowych łowach, ale nie jest to zbyt dokładny proces, z uwagi na sposób zapako- wania DNA (zobacz rozdział 6.). Przede wszystkim FISH pozwala zawęzić obszar poszukiwań do kilku milionów par zasad. Jednak nie jest to ostatni element ukła- danki, gdyż mając tylko część adresu (dostarczoną przez odpowiedni EST) i nazwę ulicy (chromosom), łowcy genów muszą opracować mapę o wysokiej rozdzielczości, by zakończyć poszukiwania sukcesem. Mapowanie genu Dzięki postępom projektu poznania ludzkiego genomu naukowcy otrzymali mapy dla każdego chromosomu, a każda mapa posiada charakterystyczne punkty, zwane markerami STS (ang. sequence tagged sites). Markery STS to krótkie fragmenty uni- kalnych kombinacji zasad rozmieszczone w różnych miejscach chromosomu. Nie ma dwóch identycznych STS, dlatego stanowią dobre punkty orientacyjne, kiedy już wystąpią. Pełna mapa STS pokazuje odległość od jednego końca chromosomu do drugiego (liczoną w parach zasad), a także punkty orientacyjne znajdujące się po drodze. Kiedy posiadasz mapę STS, to tak jakbyś znał położenie Times Square, Empire State Building i Central Parku względem całego Manhattanu. Możesz wie- dzieć, że poszukiwana przez Ciebie ulica znajduje się między Central Parkiem a Empire State Building, ale w całym tym obszarze
Pobierz darmowy fragment (pdf)

Gdzie kupić całą publikację:

Genetyka dla bystrzaków. Wydanie II
Autor:

Opinie na temat publikacji:


Inne popularne pozycje z tej kategorii:


Czytaj również:


Prowadzisz stronę lub blog? Wstaw link do fragmentu tej książki i współpracuj z Cyfroteką: