Хромосомы – носители генетической информации

[SSLab 4 629]

Достижения науки ХХ века позволили ученым узнать о микромире намного больше, в том числе и о природе искомых «факторов» наследственности – хромосомах.

 

Хромосома – это особый белок, содержащийся в ядре каждой клетки каждого живого организма на планете. Для существ отдельного биологического вида количество хромосом в ядре каждой клетки их организма одинаково.

 

Генетика и хромосомы конопли.

 

Именно в хромосомах содержится информация о предназначении клетки (разные клетки могут вырабатывать энергию или поглощать ее, продуцировать различные вещества — ферменты, пигменты и т.д., передавать нервные импульсы, накапливать питательные вещества). При делении хромосомы в делящемся ядре клетки образуют идентичную пару. Благодаря этому новые клетки являются точными копиями предыдущей. Этот процесс называют мейозом.

 

Однако само по себе существование хромосом не дает ответа на вопрос: почему они комбинируются определенной последовательности? Почему ребенок не рождается точной копией, например, матери, а похож и на папу, и на дедушку, или даже на более дальних родственников?

 

Выяснить это удалось британскому ученому Френсису Крику, который в 1953 году открыл ДНК.

 

ДНК представляет собой длинную молекулу нуклеиновой кислоты, имеющую форму двойной спирали. Эта молекула содержит полную информацию о том, как должен развиваться живой организм. Молекула ДНК – это основа хромосомы, Х-образного белка. Таким образом, хромосомы являются переносчиками генов.

 

Упрощенно ген (отсюда и название «генетика») – участок парной спирали ДНК, который можно характеризовать как определяющий те или иные признаки живого организма. Таких «узелков» на длинной цепочке молекулы ДНК тысячи, и каждый несет в себе информацию об определенном свойстве. Гены конопли определяют, например, цвет и форму листьев, размеры растения, содержание активных компонентов (преобладание ТГК или КБД)

 

Вдыхаю дым афганской марихуаны...

 

 

[SSLab 4 629]

Генетическая карта каннабиса показала возможности его применения в медицине.

Сотрудники Университета Торонто впервые создали генетическую карту каннабиса, которая показывает возможности его применения в медицинских целях.


По словам сотрудников университета, это лишь одно из множества открытий, полученных благодаря карте генома, в которой подробно описано положение генов в хромосомах. Как выяснили учёные возникновение биологически активных веществ тетрагидроканнабинола (ТГК) и каннабидиола (КБД), производимых каннабисом, произошло в результате древней колонизации генов растения вирусами.

Кодирование ферментов, которые вырабатывают ТГК и КБД, происходит генами синтаз THCA и CBDA. Их обнаружили на 6-ой хромосоме. Конопля, со слов учёных, вырабатывает КБД, который известен исследователям своим лечебным потенциалом. Исследователи проводятся тестирования КБД в качестве лечебного средства, пытаясь разработать эффективные способы борьбы с эпилепсией, шизофренией и болезнью Альцгеймера.

По словам Тима Хьюза, соавтора исследования, полученная карта хромосом станет основой для дальнейших исследований, которые тяжело проводить в связи с ограничениями в законодательстве.

Вдыхаю дым афганской марихуаны...

[SSLab 4 629]

Растения конопли содержат многие десятки разныз каннабиноидов, способность синтезировать эти вещества предки современных растений получили когда-то от вирусов — к такому выводу пришли авторы статьи, опубликованной в журнале Genome Research.

Геном Cannabis исследовали команды Тима Хью (Tim Hughes) из канадского Университета Торонто и Харма ван Бейкеля (Harm van Bakel) из Медицинской школы Карла Айкана при клинике Маунт-Синай (ISMMS) в Нью-Йорке. Профессор Хью опубликовал «черновой» вариант генома конопли еще в 2011 году, но только сейчас он установлен с достаточной точностью и позволяет локализовать на ДНК отдельные гены и некодирующие участки. Благодаря этому ученые обнаружили прежде неизвестный ген, кодирующий белок, который синтезирует еще один каннабиноид конопли — каннабихромен (CBC).

Ну а гены синтаз, участвующих в синтезе ТНС и CBD, оказались расположены на довольно большом (более 250 тысяч оснований) участке ДНК, насыщенном ретротранспозонами — мобильными генетическими элементами, которые не несут никакой функциональной нагрузки в организме, но способны сохраняться и воспроизводиться в его ДНК. Этот участок, в свою очередь, окружен длинными (до 40 миллионов оснований) повторами. Такая структура характерна для вирусных геномов, встроившихся в ДНК хозяина.

Такое происходит в природе постоянно; геном всех эукариот полон фрагментов древних вирусов, и в нашей собственной ДНК на ретротранспозоны приходится больше 40 процентов. Эти участки часто остаются недействующими в геноме, а иногда приобретают новые свойства, и хозяин начинает использовать их для собственных задач. Судя по всему, так произошло и с коноплей: еще миллионы лет назад растение заразилось вирусом, который внес в него геном белка, предка синтаз ТНС и CBD. Эта способность оказалась ему полезной, и со временем растение стало активно ею пользоваться.

Вывод
Ученые отмечают, что структура участка, содержащего гены ТНС и CBD, стимулирует рекомбинацию хромосомы и тем самым повышает свою изменчивость. По всей видимости, возможно, поэтому к нашему времени растение конопли способно синтезировать более сотни различных канабиноидов.

Вдыхаю дым афганской марихуаны...