А вы знали, что все наши предки были кареглазыми? А что нашествие борщевика на поля вот-вот победит генная инженерия? Авторы нового школьного курса по генетике ГК "Просвещение" отвечают на "детские" вопросы о генетике. Будет интересно и взрослым!

Мы правда родственники обезьян? 

Александр Пилипенко, к. б. н., заведующий лабораторией молекулярной палеогенетики и палеогеномики Института цитологии и генетики СО РАН 

- Мы с обезьянами родственники, только эволюционные. Эволюционное родство означает, что у организмов когда-то был общий предок, после которого каждый из видов пошел своим эволюционным путем. 

На самом деле мы связаны эволюционным родством со всеми видами живых существ. Только степень родства отличается: чем позже существовал наш общий предок, тем ближе наше родство. Млекопитающие – более близкие наши родственники, чем, например, птицы, а уж тем более насекомые или растения. Но все мы когда-то имели общих предков. 

Человек и различные виды обезьян входят в отряд приматов. Общий предок человека и остальных приматов жил 65-75 миллионов лет назад. Это совсем небольшой срок по меркам эволюции. Поэтому различные виды обезьян – довольно близкие нам эволюционные родственники. Кстати, самые близкие родственники человека среди млекопитающих за пределами отряда приматов – это грызуны. 

Очень близкое эволюционное родство связывает нас с высшими человекообразными обезьянами. Самые близкие родственники из ныне живущих видов – это шимпанзе: наши эволюционные тропинки разошлись всего 6-7 миллионов лет назад. 

Когда-то существовали еще более близкие наши родственники – представители рода Homo (Люди). Это сейчас мы с вами остались единственным сохранившимся видом в этой группе. А еще каких-то 50-100 тысяч лет назад, помимо Человека разумного (так мы сами себя скромно назвали) жили неандертальцы и денисовский человек. Наши общие с ними предки существовали меньше миллиона лет назад, буквально в эволюционном "вчера". Кстати, эти исчезнувшие виды людей оставили важный генетический след в современном человечестве. Это удалось установить с помощью анализа древней ДНК. 

Как можно увидеть свою ДНК? 

Елена Воронина, к. б. н., доцент, научный сотрудник лаборатории фармакогеномики Института химической биологии и фундаментальной медицины 

- Увидеть ДНК можно, если выделить ее из нескольких сотен тысяч клеток. Для этого ученые разрушают клеточные мембраны и клеточные белки, в том числе те, на которые "наматывается" ДНК в клетках. Затем добавляют спирт: молекулы ДНК, пытаясь от него "спрятаться", как бы прижимаются друг к другу и выпадают в осадок в виде тонких белых нитей. В этот момент ученый видит молекулы ДНК. 

Нечто подобное можно увидеть, если провести такой эксперимент: собрать 3-5 мл слюны (в ней содержатся эпителиальные клетки с внутренней поверхности щек) и развести примерно равным объемом 1% раствора поваренной соли. В полученный раствор добавить 2-3 капли моющего средства и миллилитр разведенного в воде (1 таблетка в 10 мл воды) ферментативного препарата (например, Панкреатин или Мезим). Погреть в теплой воде (около 35оС) 15-20 минут и затем аккуратно по стеночке или палочке добавить в раствор холодный спирт (чем больше концентрация спирта, тем лучше – можно использовать изопропиловый спирт, купленный в аптеке). 

На границе водной и спиртовой фазы вы увидите формирование тонких белых нитей, которые постепенно будут формировать большой клубок – это и есть молекулы ДНК. При таком способе мы увидим не чистые молекулы ДНК, так как не очищаем препарат от белков и полисахаридов. Но можно сказать, что "одним глазком" мы на ДНК посмотрели. 

А вот увидеть двухцепочечную спираль, модель которой представляет себе каждый, невозможно даже в электронный микроскоп. В самом сильном микроскопе ДНК видна как очень тонкая нить. 

Сейчас активно развивается создание самоорганизующихся наноструктур из молекул ДНК. Ученые синтезируют цепочки ДНК с рассчитанной нуклеотидной последовательностью, и за счет взаимодействия нуклеотидов они начинают собираться в задуманные исследователем фигуры – шары, пирамиды, звездочки и даже смайлики. Такие структуры хорошо видны в микроскоп. 

Знаменитые А, Г, Т, Ц тоже невозможно увидеть в микроскопе. Для этого существует секвенирование, при котором ученые шаг за шагом определяют, какой из нуклеотидов присоединен следующим в цепочке ДНК. И этот шаг за шагом – миллиарды шагов. Современные приборы могут "прочитать" всю ДНК человека (6 миллиардов нуклеотидов) за одни сутки.

ГМО есть вредно? И вообще, что это такое? 

Нариман Баттулин, к. б. н., заведующий лабораторией генетики развития Института цитологии и генетики СО РАН 

- ГМО (генетически модифицированный организм) – это организм, в геном которого, с помощью методов генетической инженерии, были внесены запланированные изменения. Модификация может заключаться во внесении гена от другого неродственного вида. Новый ген добавляет новое свойство. Например, это может быть ген, повышающий устойчивость пшеницы к засухе. Современный уровень развития генетики позволяет проектировать и создавать организмы с самыми разными свойствами. 

К сожалению, из-за мифов ГМО приобрели дурную славу. Но с точки зрения генетики ГМО не вреднее обычной пищи. Ни одно серьезное научное исследование не обнаружило негативных последствий для здоровья от употребления в пищу продуктов из генетически модифицированных организмов. Проверяли и отдаленные последствия на последующие поколения - и тоже никаких признаков негативного действия ГМО не обнаружили. 

Генетика может справиться с борщевиком, который заполонил все? 

Елена Хлесткина, д. б. н., профессор РАН, Директор Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова 

- Современная генетика и генетические технологии уже используются, а в будущем еще шире будут использоваться для решения экологических проблем. Уже сегодня мы можем выводить сорта растений, которые требуют гораздо меньше обработок пестицидами – это способствует переходу к экологическому земледелию. 

Такое направление станет более успешным, когда селекционеры будут корректировать варианты "неустойчивых" генов на "устойчивые" с помощью генетического редактирования. Пилотные работы в этом направлении уже идут на разных растениях. 

Главное в процессе создания сорта какой-либо культуры – "настроить" его генетически, чтобы оно производило вещества в нужной модификации так, чтобы при использовании растительного сырья потребовался минимум его доработки или химической модификации. Современная генетика и генетические технологии позволяют делать такую "настройку" целенаправленно и в короткие сроки. 

Серьезной экологической угрозой являются инвазии отдельных видов растений и животных. Численность популяций агрессоров пытаются научиться контролировать при помощи генетических технологий – в будущем, к примеру, удастся вернуть борщевик в прежнее скромное состояние, когда он был невысоким, жил в подлесках и не выходил на открытые пространства, подавляя луговую растительность. 

Кроме того, генетика помогает проводить мониторинг генетического разнообразия в природе, вовремя сигнализировать о рисках утраты этого разнообразия и вовремя разрабатывать и применять комплекс мер по сохранению (а с помощью генетических технологий теперь и направленному расширению) "разнообразия генов" видов, что находятся под угрозой исчезновения. 

А если у меня глаза зеленые, будут зеленые у моих детей? 

Татьяна Шнайдер, младший научный сотрудник сектора геномных механизмов онтогенеза Института цитологии и генетики СО РАН 

- Короткий ответ: нет. Как ни странно, но такой, на первый взгляд простой, признак, как цвет глаз определяется работой порядка 150 генов! Каждый из них вносит разный вклад. 

Самый значимый – ген HERC2. Мутация в нем несколько тысяч лет назад (по меркам эволюции, почти вчера) привела к появлению наших голубоглазых предков. По всей видимости, все люди исходно были кареглазыми. 

При данной мутации у светлоглазых (сюда можно отнести и голубоглазых) и сероглазых людей в радужке не содержится главного пигмента всея животного мира – меланина. Голубые оттенки дает рассеяние света на коллагенновых волокнах, так же, как и голубое небо мы видим из-за рассеяния света молекулами воздуха. В темных оттенках глаз меланина, наоборот, содержится много.
Зеленый цвет глаз у человека представляет собой смесь: c одной стороны – голубой цвет (коллагеновые волокна в радужке), с другой стороны - небольшое количество желто-коричневого пигмента липофусцина, который присутствует во всех клетках человека. Вспомним уроки рисования: голубой + желтый = зеленый! 

Зеленый пигмент ни мы, ни другие млекопитающие не научились самостоятельно производить, поэтому чисто зеленых глаз не бывает. Зеленые глаза – это большая группа оттенков, формирование которых зависит в том числе от особенностей индивидуального развития каждого человека. Получить точную "реплику" вашего цвета глаз у ваших детей – задача практически невыполнимая даже при клонировании. 

Но вы ведь не собираетесь себя клонировать? Тогда вспомните, что у каждого ребенка есть папа и мама. Какого цвета будут глаза будущей мамы (или будущего папы) вашего ребенка? Когда решите, получите чуть более определенный ответ. Правда, к тому времени вы будете лучше меня разбираться в генетике.

Партнерский материал.

Источник: www.7ya.ru  

Похожие новости

  • 30/12/2020

    Топ-30 разработок сибирских ученых в 2020 году

    ​На портале «Новости сибирской науки» можно познакомиться с инновациями и последними достижениями сибирских ученых. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию Топ-30 сообщений о наиболее значимых и интересных научных разработках 2020 года, размещенных на нашем сайте.
    5013
  • 16/02/2021

    День российской науки — 2021

    Традиционно в честь Дня российской науки сибирские институты проводят просветительские мероприятия для студентов, школьников и всех, кто желает узнать чуть больше о большой науке. ​«Этот год был объявлен годом науки и технологий.
    5214
  • 23/04/2021

    Академпарк новосибирского научного центра представил новые технологии сити-фермерства

     Технологии сити-фермерства – выращивания в условиях искусственного микроклимата в вертикальных фермах овощных культур и клубники, а также микрозелени и съедобных цветов, 23 апреля в ходе пресс-тура в Академпарк Новосибирского научного центра (ННЦ) представлены заместителю Губернатора Новосибирской области Ирине Мануйловой и представителям СМИ региона.
    638
  • 28/06/2021

    Химики Сибирского отделения РАН создали нетоксичные контрастные реагенты для МРТ

    ​​Ученые Новосибирского института органической химии (НИОХ) СО РАН совместно с Институтом химической биологии и фундаментальной медицины (ИХБФМ) СО РАН разработали нетоксичные для организма контрастные реагенты для проведения МРТ-диагностики.
    253
  • 10/01/2020

    «Это уже работает на мышах»: как ученые изобретают лекарство от рака

     В новосибирском Академгородке установлен памятник лабораторной мыши, которая вяжет нить ДНК. Это сделали в знак благодарности животным, которые помогают учёным изобретать лекарства от разных болезней.
    1104
  • 26/11/2020

    Юннатский слет: онлайн-версия

    ​20 ноября 2020 года в новосибирском Академгородке успешно прошла Восьмая Сибирская межрегиональная конференция «Современные подходы к организации юннатской деятельности» (8SRC2020). Это, уже ставшее традиционным, мероприятие обычно собирает представителей юннатских организаций (как преподавателей, так и самих юных исследователей) со всех концов Сибири – обменяться опытом и контактами для сотрудничества, рассказать о своих экспериментах, экспедициях и новациях в области экологического воспитания.
    993
  • 27/02/2017

    Новосибирские ученые изобрели искусственную замену человеческим сосудам

    ​Ученые Института цитологии и генетики СО РАН с участием студентов Новосибирского государственного университета совместно с Сибирским Федеральным биомедицинским исследовательским центром имени академика Е.
    3182
  • 11/01/2019

    В Новосибирске предлагают построить центр клеточной иммунотерапии

     10 января губернатор Новосибирской области Андрей Травников посетил Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии СО РАН. В ходе рабочей поездки главе регионе был представлен инновационный проект медицинского научно-исследовательского центра клеточной иммунотерапии и регенеративной медицины стоимостью 1,2 млрд.
    2334
  • 22/01/2020

    В новосибирском Академгородке вывели породу ручных крыс

    ​По восточному календарю 25 января начнется год Крысы. Корреспондент "РГ" побывал в виварии Института цитологии и генетики (ИЦиГ) СО РАН, где обитает несколько сотен этих животных. Наряду со знаменитыми одомашненными лисицами ученые вывели и дружелюбных грызунов.
    734
  • 10/05/2018

    Эффективность лактаптина может быть повышена

    ​Разработчики противоракового средства нашли метод его адресной доставки к опухоли. Как рассказал заместитель директора Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН кандидат биологических наук Владимир Александрович Рихтер, лактаптин успешно прошел полный цикл доклинических испытаний и ожидает регистрации Минздрава РФ для перехода на последний, клинический этап.
    2167