Статьи Творения Творцы
Главная Глоссарий
Статьи Галерея
Новости Книжный архив
Информация Библиотека
Карта сайта Биографии
Контакты
Добавить в закладки:
 
 
    • Наш мир • Эволюция и компьютер
Эволюция под управлением компьютера

Разработано компьютеризированное устройство для опытов по искусственной эволюции, позволяющее проводить в автоматическом режиме многие операции, которые раньше приходилось осуществлять вручную. Помещенные в установку молекулы РНК с каталитическими свойствами (рибозимы) за 70 часов эволюции увеличили свою каталитическую активность в 90 раз, что потребовало закрепления 11 мутаций. Возможно, в скором будущем направленная эволюция молекул и микроорганизмов станет таким же простым делом, как запуск компьютерной программы.

Метод «искусственной эволюции» позволяет получать молекулы белков и РНК с заданными свойствами путем имитации естественных природных процессов: мутагенеза, размножения и естественного отбора. Метод чрезвычайно эффективен, но довольно трудоемок и дорог. Сначала нужно синтезировать исходную «библиотеку» разнообразных молекул, затем каким-то образом отобрать молекулы, обладающие нужным свойством хотя бы в минимальной степени. Отобранные молекулы размножают, внося в них небольшие случайные изменения (мутации), затем снова производится отбор — и так до тех пор, пока цель не будет достигнута. Большинство операций производится более или менее «вручную», причем для каждого этапа приходится подбирать условия, концентрации реагентов и др.

Естественно, специалисты заинтересованы в том, чтобы как-то автоматизировать этот процесс. Это позволило бы ускорить и удешевить получение нужных молекул, а заодно и сделать всю процедуру более похожей на то, что реально происходит в природе. Ведь живые организмы эволюционируют сами, без сознательного контроля извне.

Необходимым условием такой автоматизации является способность эволюционирующих молекул к размножению, то есть к производству своих собственных копий. Кроме того, если мы хотим, чтобы в «популяции» размножающихся молекул сам собой шел естественный отбор, необходимо добиться, чтобы скорость размножения этих молекул напрямую зависела от того свойства, которое мы хотим «развить» в ходе эксперимента. Те молекулы, у которых данное свойство выражено сильнее, должны оставлять больше потомков, то есть размножаться быстрее.

Эти условия легко соблюсти, когда речь идет о целых организмах, но очень непросто, когда дело касается отдельных молекул. Однако среди известных на сегодняшний день рибозимов (молекул РНК с каталитическими свойствами) есть несколько подходящих. Один из них и использовали молекулярные биологи из Исследовательского института Скриппса (Scripps Research Institute, Ла-Холья, Калифорния) при разработке компьютеризированного устройства для автоматической «искусственной эволюции».

Рибозим, использованный исследователями, — РНК-лигаза класса I — был искусственно получен в 1993 году. Его каталитическая функция состоит в том, что он катализирует присоединение (лигирование) другой молекулы РНК к самому себе. Субстратом (присоединяемой молекулой) может служить далеко не всякая цепочка нуклеотидов: она должна содержать участок, комплементарный одному из участков рибозима. Комплементарные участки рибозима и субстрата соединяются водородными связями, образуя «уотсон-криковские» пары (см. последний рисунок). При этом свободный 3'-конец субстрата оказывается рядом с 5'-концом рибозима. Концы «сшиваются» — происходит лигирование.

В данной работе в качестве «субстрата» использовался олигонуклеотид смешанной природы: большая его часть построена из дезоксирибонуклеотидов, а последние четыре нуклеотида на 3'-конце являются рибонуклеотидами (UAUA). Таким образом, субстрат представляет собой очень короткую молекулу РНК, присоединенную к более длинной молекуле ДНК.

 
TEXT +   TEXT -   Печать • Опубликовано: 08.08.08 04:25 • Просмотров: 2281  •   К содержанию  

Статьи по теме
Введите слово для поиска
 
 
 
 
Издатель • Shloder © 2005 • 2016
Danneo™  2004 • 2015


Яндекс.Метрика