Митохондрии фото под микроскопом

Содержание
  1. Под микроскопом: 15 захватывающих фотографий человеческого тела
  2. 1. Микроглиальная белая кровяная клетка:
  3. 2. К примеру, так выглядит костный мозг:
  4. 3. Клетки печени:
  5. 4. А это клетки легких:
  6. 5. Желчные камни:
  7. 6. Кристаллы адреналина:
  8. 7. Кристаллы серотонина:
  9. 8. «Ушные камни» в каналах внутреннего уха:
  10. 9. Кристаллы инсулина:
  11. 10. А так выглядит наша кожа:
  12. 11. Мелатонин:
  13. 12. А это пустые жировые клетки:
  14. 13. И напоследок бактериофаги:
  15. 14. Эритроциты в фибрине:
  16. 15. Глиальные клетки мозга человека:
  17. Кристаллы вентолина:
  18. Фототерапия, митохондрии и мозг
  19. Фотобиология. База
  20. Фототерапия. Технические моменты
  21. Активация цитохром С (цэ) оксидазы (комплексаIV)
  22. Увеличение скорости вращения АТФ-синтазы
  23. TRP-рецепторы и высвобождение кальция
  24. Снижение оксидативного стресса
  25. Другие эффекты[7]
  26. Основные эффектыБИК-фототерапии:
  27. Инсульты и черепно-мозговые травмы
  28. Болезнь Альцгеймера
  29. Остальное
  30. Фототерапия в дерматологии
  31. Свет и тело
  32. Фототерапия и болезнь Хашимото
  33. Фототерапия. Практика и устройства
  34. Личный опыт
  35. Источники:
  36. Загадки митохондрий: зачем человеку второй геном
  37. Генетический код преподносит сюрпризы
  38. Ученые расшифровывают мтДНК
  39. Поломка во втором геноме

Под микроскопом: 15 захватывающих фотографий человеческого тела

Митохондрии фото под микроскопом

А вы знали, что тело человека содержит в себе около 30 триллионов клеток? К такому выводу пришли в 2016 году эксперты из Канады и Израиля.

А всего годом ранее британский ученый Колин Солтер выпустил свою книгу «Наука прекрасна», в которой опубликовал удивительные снимки человеческого тела, сделанные с помощью микроскопа.

Особая прелесть фотографий состоит в том, что все они раскрашены в разные цвета и оттого больше похожи на произведение искусства.

Убедитесь в этом сами! Ниже вы найдете 15 фотографий человеческого тела + один бонусный снимок, которые помогут вам узнать себя и свою «химию» немного ближе.

1. Микроглиальная белая кровяная клетка:

Science Public Library / Batsford

Микроглия отвечает за защиту нервной системы от бактерий и других болезней. Они используют эти ветвистые псевдоножки, чтобы атаковать и переваривать любые вредные микроорганизмы, встречающиеся на их пути.

2. К примеру, так выглядит костный мозг:

Science Public Library / Batsford

В костном мозге вырастают все клетки крови: они образуются в процессе деления стволовых клеток. Это происходит постоянно, ведь жизнь клеток крови не так уж и продолжительна: «Эритроциты живут около 120 дней, а другие клетки — всего по 3», — пишет Колин Солтер.

3. Клетки печени:

Science Public Library / Batsford

На этом крупном плане несколько клеток печени, где показаны все органеллы внутри клеток. Зеленые объекты на фото — это митохондрии, которые производят энергию для клетки. 

4. А это клетки легких:

Science Public Library / Batsford

«Ядра, которые содержат генетическую информацию клетки, окрашены в голубой цвет. А митохондрии, генерирующие энергию для клетки, — в желтый», — поясняет Колин.

5. Желчные камни:

Science Public Library / Batsford

Желчные камни в основном состоят из холестерина, но могут также содержать кальций и билирубин (продукт старых красных кровяных телец). Они образуются в желчном пузыре (из которого желчь попадает в тонкий кишечник) при дисбалансе химического состава желчи.

Камни в желчном пузыре обычно не имеют симптомов, если они не закупоривают желчный проток. В этом случае они вызывают острую боль, желтуху и инфекцию. 

6. Кристаллы адреналина:

Science Public Library / Batsford

«Железы, которые производят адреналин, регулируются гипоталамусом — частью мозга, отвечающей за инстинкты и эмоции», — пишет Солтер.

В нашей крови всегда есть некоторое количество адреналина, но когда мы испытываем стресс, то его «доза» в разы увеличивается. «Гормон расширяет дыхательные пути легких и сужает мелкие кровеносные сосуды, что заставляет мышцы работать интенсивнее и вызывает реакцию «бей или беги», — пишет ученый.

7. Кристаллы серотонина:

Science Public Library / Batsford

90% серотонина в нашем организме содержится в кишечнике (точнее, в пищеварительной системе). Серотонин часто называют «гормоном счастья», хотя все намного сложнее. Он не только ответственен за наши эмоции и настроение, но и играет важную роль в процессе запоминания и обучения, влияет на аппетит и сон.

8. «Ушные камни» в каналах внутреннего уха:

Science Public Library / Batsford

В каждом из наших ушей есть крошечные камни, которые отвечают за чувство равновесия. Они крепятся к волоскам, чувствительным к гравитации и ускорению. Например, когда мы наклоняем голову, волосы посылают нервные импульсы в наш мозг, чтобы мы могли сохранять баланс.

9. Кристаллы инсулина:

Science Public Library / Batsford

«Инсулин вырабатывается в поджелудочной железе, и его функция заключается в регулировании уровня сахара в крови», — пишет Солтер. Если организм вырабатывает недостаточно гормона, кровь накапливает слишком много глюкозы, что может привести к диабету.

Но даже если с выработкой инсулина все нормально, человек все равно может заболеть диабетом. В этом случае проблема — в клетках, которые не реагируют на гормон.

10. А так выглядит наша кожа:

Science Public Library / Batsford

«Наружный слой кожи, эпидермис (верхняя часть изображения), состоит из мертвых клеток, которые постоянно отшелушиваются и тут же меняются», — пишет ученый.

Желтые вещества — это белок кератин, который делает кожу водонепроницаемой и прочной, чтобы она защищала внутренние органы от повреждений. А темные области на фото — это волосяные фолликулы.

11. Мелатонин:

Science Public Library / Batsford

Когда на улице и в помещении темнеет, глаза посылают сигнал железам, которые производят мелатонин — так называемый «гормон сна». «В среднем возрасте секреция мелатонина снижается. Причиной может быть старение, а также постоянные бессонница и раздражительность», — рассказал Солтер.

12. А это пустые жировые клетки:

Science Public Library / Batsford

Жировые клетки — одни из самых больших клеток человеческого организма. Плотная жировая прослойка под нашей кожей делает наше тело мягче и позволяет запасать больше энергии. На этой фотографии отложения в жировых клетках были удалены.  

«Когда мы прибавляем в весе, эти клетки набухают от скопившегося жира, в результате чего образуются дополнительные клетки», — отметил Солтер в своей книге.

13. И напоследок бактериофаги:

Science Public Library / Batsford

«Это вирусы, которые избирательно поражают бактериальные клетки», — пишет ученый. Оранжевое нечто, напоминающее паука, — это бактериофаг, который только что ввел свой генетический материал в бактерию кишечной палочки (голубая область изображения).

Его «ноги» — это шприцевидные пробирки, которые прокалывают клеточную мембрану, чтобы сделать инъекцию вирусного генетического материала. «Всего в течение получаса бактериофаги размножаются, убивают и покидают клетку-хозяина», — написал он.

14. Эритроциты в фибрине:

Science Public Library / Batsford

Красные кровяные тельца (эритроциты) были захвачены паутиной из тонких желто-белых нитей фибрина. Фибрин — это нерастворимый белок, продуцируемый тромбоцитами (фрагментами лейкоцитов) из растворимого белка, называемого фибриногеном, обычно присутствующего в крови.

Сгустки крови могут образоваться на поверхности кожи в случае травм или внутри кровеносных сосудов. Эти внутренние сгустки, известные как тромбы, могут быть вызваны слишком большим количеством тромбоцитов. Они могут привести к сердечным приступам. 

15. Глиальные клетки мозга человека:

Science Public Library / Batsford

На этом изображении показаны две важные опорные клетки (глиальные клетки) человеческого мозга. Зеленый всплеск — это микроглиальная клетка, которая реагирует на иммунные реакции в центральной нервной системе.

Клетки микроглии распознают области повреждения и воспаления и проглатывают клеточный мусор. Более крупная оранжевая форма — олигодендроцит. Рваные отростки олигодендроцита могут снабжать многие нейроны (нервные клетки) миелином, изоляционным материалом, который позволяет аксону каждого нейрона эффективно передавать электрические импульсы.

Кристаллы вентолина:

Science Public Library / Batsford

Сульфат сальбутамола — это препарат, используемый для лечения астмы, известный под торговой маркой Ventolin. Он действует как адреналин, расслабляя мышцы вокруг суженных дыхательных путей и облегчая симптомы астмы. 

Обложка: 1Gai.Ru / Science Public Library / Batsford

Источник: https://1gai.ru/baza-znaniy/525517-pod-mikroskopom-15-zahvatyvajuschih-fotografij-chelovecheskogo-tela.html

Фототерапия, митохондрии и мозг

Митохондрии фото под микроскопом

Фототерапия, митохондрия и мозг

Фототерапия или биофотомодуляция или low level laser therapy (LLLT) – это терапия красными и ближними инфракрасными (БИК) спектрами света. Альтернативный и неинвазивный способ вмешательства в свое здоровье. Тема огромная, поэтому она будет в виде тезисов.

Чего-то антинаучного фототерапия из себя не представляет. Львиная часть публикаций ниже – команда Майкла Хэмблина из профильной лаборатории Гарварда/МТИ. Одна из самых необычных статей (про модуляции БИК структуры воды в митохондриях) напечатана в Nature [8], самом престижном в Мире научном журнале.

Фотобиология. База

Настоятельно рекомендую к просмотру лекции Александра Вунша [1, 2]. Тут в доступной форме вы услышите про роль света в биологии. Почему и как наши белки реагирует на спектры солнечного света.

Фототерапия. Технические моменты

Красный и ближний инфракрасный спектр лучше всего проникают в кожу.

  • В митохондриях есть фотодетекторы, белки реагирующие на определенные спектры света [7];
  • БИК свет (810 нм и 910 нм) проникают в мозг (тест на кадавре) до 3 см [4];
  • При этом даже при блокировке света шапочкой из фольги (в буквальном смысле, не шутка), эффекты терапии получаются системными [4];

Для меня это говорит о том, что мы (или даже лично я) пока не понимаем, как сигналы из фоторецепторов кожи передаются в митохондрии. Я лишь фиксирую то, что системный эффект есть. А почему это так – буду со временем спрашивать у компетентных биофизиков. Некоторые инсайты можно получить в китайском исследовании по доставке БИК света до белков клеток [8].

Несмотря на то, что лишь от 0,45% до 2,9% БИК излучения проникает на 3 см в скальп, череп, ткани мозги – мы можем говорить о системном воздействии на митохондрии и клетки тканей (те же нейроны).

Фототерапия имеет бифазный эффект, тем самым следуя правилу Арндта-Шульца [Arndt-Schultz law].

Принцип Арндта-Шульца:

  • небольшое количество стимулирует и дает положительный эффект;
  • большое количество подавляет и имеет негативный эффект;
  • чрезмерное количество смертельно.

Этот принципе применим, как видите, не только к лекарствам, но к свету. Количество кДж интересующиеся могут посмотреть в работах Хэмблина [7 и другие].

Активация цитохром С (цэ) оксидазы (комплекса IV)

Пожалуй, самый известный эффект фототерапии. Под действием УФ-излучения и в принципе оксид азота NO проникает в цитохром цэ оксидазу, ковалентно связываясь (прочно) с железо-содержащими гемами и медью, и в итоге мешая работе дыхательной цепи переноса электронов [4, 5, 6, 7].

Фототерапия ближним инфракрасным светом высвобождает оксид азота NO из комплекса IV, цитохром С оксидазы, тем самым улучшая эффективность дыхательной цепи переноса электронов. Высвобождение NO в тканях также может иметь ряд положительных эффектов (сосудорасширяющих).

Увеличение скорости вращения АТФ-синтазы

Фототерапия БИК-спектром снижает вязкость воды, тем самым увеличивая скорость вращения АТФ-синтазы и выработку АТФ в целом [8].

TRP-рецепторы и высвобождение кальция

Transient receptor potential – это супер-семья рецепторов, куда входят ионные каналы. БИК излучение открывает кальциевые каналы. Точно механизм пока не ясен, но предположительно БИК спектр воздействует на воды в ионных каналах, что приводит к их открытию.

Снижение оксидативного стресса

Фотобиомодуляция активирует супероксиддисмутазу, снижает количество реактивных видов кислорода [7]. Технически там более сложная схема.

Из серии генерация ROS – активация антиоксидативных транскрипторных факторов (странно, что Nrf2 еще не исследовали в этом плане) – подавление уровня ROS. Но как я писал в самом начале, эффект бифазный.

Фотобиомодуляция может создать и слишком много реактивных видов кислорода.

Другие эффекты [7]

Активация гипоксичного транскрипторного фактора (HIF-1α). Напрашивается синергия с гипоксичной терапии для снижения митохондриальной гетероплазмии (количества подвержденных митохондрий).

Активация PGC-1α и PPARγ, что говорит о возможности влиять на липидный и гликолитический метаболизм.

Активация Akt, mTOR и снижение апоптоза клеток.

Хэмблин предполагал синергию биофотомодуляции с физическими нагрузками для роста митохондрий [7]. Но это находится вне сегодняшней заметки.

Основные эффекты БИК-фототерапии:

  • Увеличение выработки АТФ;
  • Нейрогенез и синапсогенез (BDNF, NGF);
  • Снижение воспаления (меньше IL-1β, чуть менее однозначно с TNFα, меньше IL-6, больше противовоспалительного TGF-β1;
  • Снижение апоптоза нейронов;
  • Ангиогенез и улучшение микроциркуляции;
  • Снижение эксайтотоксичности;
  • [предположительно] улучшают проникновение мезенхимальных стволовых клеток (MSCs) в мозг, что способствует очистке от β-амилоидных бляшек.

Инсульты и черепно-мозговые травмы

Все вышеперечисленные эффекты положительно влияют на острые и хронические последствия инсульта и черепно-мозговых травм.

Фототерапия 630 нм и 830 нм (красный и БИК) в течение 10 минут за лоб (13,3 Дж/см2) улучшало время продуктивной работы за компьютером с 30 до 3 часов (после черепно-мозговой травмы) [4].

Болезнь Альцгеймера

В добавок в АТФ и митохондриях, увеличивался уровень c-fos белка [4]. Это непрямой маркер активности нейронов. Больше нейронной активности – больше c-fos. Применительно к болезни Альцгеймера это конечно же хорошо.

Порадовали на этот поприще и отечественные исследователи [10]. Они умело показали, что внутривенная фототерапия красным лазером была эффективнее мемантина или ривастигмина (стандартных фармакологических опций). В группе с фототерапией было заметное улучшение симптоматики и микроциркуляции, которое длилось 1-7 лет после терапии.

Фототерапия может рассматриваться как способ усилить когнитивную функцию.

Остальное

  • С болезнью Паркиноса одно исследование, где у пациентов улучшился Visual Analog Scale [4];
  • Применение LED 810 нм на лоб улучшало симптомы тревоги и депрессии;
  • Ноотропный эффект за счет вышеописанных эффектов;
  • Улучшение скоринга аберрантного поведения у больных аутизмом [13];

Фототерапия в дерматологии

  • Утренний пре-кондишенинг БИК светом снижает урон кожи полуденными УФ-лучами (отсюда любители утренних солнечных ванн);
  • Снижение фотостарения;
  • Возможность как подавить, так и активировать MMP-1 (коллагеназа, разлагающая коллаген кожи) [11];
  • Потенциально положительные эффекты для проблемной кожи (прыщи, псориаз). У нас и иммуномодулирующий эффект, не забывайте;
  • Более быстрое заживление ожогов, шрамов, келоидных рубцов [12];
  • Возможное приминение при витилиго и депегментации [12];

Свет и тело

  • Снижение хронических мышечных болей [14, 15];
  • Улучшение восстановления после физических нагрузок [16]

Фототерапия и болезнь Хашимото

830 нм в лечение 5 недель улучшали микроциркуляцию паренхимы щитовидной железы и снижали про-воспалительные цитокины [17, 18]. Микроциркуляция паренхимы — скорее непрямой маркер улучшения симптомов аутоиммунного тиреоидита.

Еще много чего, если зарыться.

Фототерапия. Практика и устройства

Опций много. На нужны излучения красного спектра (635-700 нм) и ближнего инфракрасного спектра (в исследованиях обычно 800-1000 нм) в одном источник света.

Бюджетный вариант – Alibaba.com. Лампа красного и БИК спектра. Вариант А. Если я правильно понял, до 15 долларов США за 1 штуку;

Zepter. Medolight. Относительно дорогая швейцарско-польская игрушка за 300 евро. 640 нм и 880 нм, возможность пульсирующего света. Мощность до 1,6 Дж/см2

На amazon.com много подобных игрушек.

Личный опыт

Использую медолайт от Zepter. Беру их программу и модифицирую под себя.

Пока у меня:

  • 10 минут на область лобка (простата, профилактика, забота о втором сердце мужчины);
  • 10 минут на тестикулы (гипотеза о повышенном стероидогенезе клеток Лейдига);
  • реже 10 минут на лоб и на закрытые веки (глаза, восстановление головы);
  • еще реже душ на ночь в свете Медолайта.

Повышенный стероидогенез вроде бы есть. Точно пойму с тестами на больших промежутках времени. Душевые с красным и БИК светом хорошо восстанавливают (если потом сразу спать, без включения синего света).

Выводов не будет. Фототерапия – потенциально очень интересная вещь. В том числе синергичная с терапиями, диетами итд. Буду продолжать пробовать тестировать.

На это я сейчас смотрю как на элементарную по затратам интервенцию. Вроде очков блю-блокеров за 9 долларов. Улучшить качество жизни за 10-15 долларов (+ самодисциплина) – это очень неплохо, как мне кажется.

Источники:

Источник: https://vladimirfo.com/2018/09/%D1%84%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B0%D0%BF%D0%B8%D1%8F-%D0%BC%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%85%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D1%80%D0%B8%D0%B8-%D0%B8-%D0%BC%D0%BE%D0%B7%D0%B3/

Загадки митохондрий: зачем человеку второй геном

Митохондрии фото под микроскопом

https://ria.ru/20190710/1556360562.html

Загадки митохондрий: зачем человеку второй геном

В митохондриях, интересующих генетиков, врачей, криминалистов и археологов, содержится информация об эволюции биосферы, истории человечества и неизлечимых пока… РИА Новости, 10.07.2019

2019-07-10T08:00

2019-07-10T08:00

2019-07-10T08:00

днк

сванте паабо

африка

риа наука

/html/head/meta[@name='og:title']/@content

/html/head/meta[@name='og:description']/@content

https://cdn23.img.ria.ru/images/155634/92/1556349248_0:121:3121:1877_1400x0_80_0_0_832c0da3348914572d7b4136dadbade3.jpg

МОСКВА, 10 июл — РИА Новости, Татьяна Пичугина. В митохондриях, интересующих генетиков, врачей, криминалистов и археологов, содержится информация об эволюции биосферы, истории человечества и неизлечимых пока генетических болезнях. Какие загадки удалось решить с их помощью — в материале РИА Новости.

Генетический код преподносит сюрпризыДолгое время считалось, что у человека только один геном — в ядре клетки. Именно его структуру расшифровали в 1953 году Френсис Крик и Джеймс Уотсон. А спустя несколько лет нечто вроде ДНК обнаружили в митохондриях — крошечных органеллах внутри клеток.

Оказалось, что они содержат еще один, совершенно самостоятельный геном, только гораздо меньших размеров.Информация в митохондриальной ДНК (ее называют мтДНК) некоторых живых организмов закодирована не так, как в ядерной молекуле, не универсальным кодом. Отличия небольшие, но принципиальные.Митохондрии снабжают энергией клетку.

В ее внутренней мембране вырабатываются молекулы АТФ — универсальное топливо организма. Так вот, геном митохондрии кодирует информацию о синтезе белков-ферментов, без которых производство топлива невозможно.У человека один из самых маленьких митохондриальных геномов, всего 16,5 тысячи пар нуклеотидов, 37 генов. Для сравнения: у наземных растений — сотни тысяч пар.

В митохондрии умещается несколько молекул ДНК. Они свернуты в клубок вместе с белками. В свою очередь, в клетках тела в зависимости от специализации содержится множество митохондрий.Одно из самых удивительных открытий состоит в том, что в половых клетках — неравное число митохондрий. В человеческих сперматозоидах их нет.

Это приводит к тому, что мтДНК наследуется только от матери к дочери. К тому же она не может рекомбинироваться, как ядерная ДНК, то есть составлять разные вариации из двух родительских хромосом. По наследству передаются клоны мтДНК.

Как же вышло, что у нас в клетке два разных генома? Еще в конце XIX века появилась гипотеза, что митохондрии — это бактерии-симбионты, живущие внутри клетки.

Они первыми на заре эволюции живого мира стали использовать кислород для дыхания. Возможно, им было безопаснее жить внутри большой клетки, не способной к фотосинтезу.

Так возник симбиоз двух типов клеток, который привел к появлению многоклеточных организмов. В наши дни эта гипотеза стала основной.Ученые расшифровывают мтДНКТот факт, у человека есть второй геном, долго оставался в тени, пока в конце XX века не разработали новые методы секвенирования ДНК и обработки больших объемов данных.

В 1987 году американские ученые сравнили митохондриальные ДНК у представителей 147 разных народов из пяти регионов Земли. Выяснилось, что все они произошли от общего предка по материнской линии — митохондриальной Евы, жившей в Африке двести тысяч лет назад.

Дело в том, что если некая популяция людей разделяется и каждая группа начинает вести относительно изолированный образ жизни, то у них со временем накапливаются разные наборы мутаций, по числу которых можно определить время расхождения групп.Митохондриальная ДНК оказалась очень удобной для изучения ископаемых останков человека.

В ядре клетки — только одна молекула ДНК, тогда как митохондрий в одной клетке — десятки тысяч. К тому же молекула мтДНК свернута в кольцо. Поэтому она более устойчива к внешним воздействиям и выдерживает даже небольшое нагревание, что важно, к примеру, при идентификации обгоревших останков.Недаром у неандертальцев сначала расшифровали митохондриальный геном.

Эту работу завершил в 2009-м шведский ученый Сванте Паабо.Сейчас за относительно небольшие деньги в коммерческих компаниях можно заказать тест своей мтДНК и узнать регион, из которого произошли предки по материнской линии.Поломка во втором геномеМитохондриальная ДНК мутирует в 17 раз быстрее, чем ядерная. В результате в одной клетке могут быть митохондрии с разным геномом.

Если число мтДНК-мутантов преобладает, митохондрии начинают работать неправильно, а клетки гибнут. Пострадать может любой орган: мозг, мускулы, почки, кровь, глаза, уши.Диагностика митохондриальных болезней очень сложная, лечения от них нет. Зато генетики научились предотвращать их наследование. В одном случае берут донорскую яйцеклетку от здоровой женщины, не родственной супруге по материнской линии. Ее оплодотворяют семенем супруга и подсаживают в матку.В другом — из донорской яйцеклетки удаляют собственное ядро и вставляют туда ядро из яйцеклетки супруги. Затем оплодотворяют составную яйцеклетку спермой супруга и подсаживают в матку. Рожденных таким способом называют “детьми от трех родителей”.

https://ria.ru/20130801/953719935.html

https://ria.ru/20180927/1529445524.html

африка

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601


https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601


https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601


https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn25.img.ria.ru/images/155634/92/1556349248_196:0:2927:2048_1400x0_80_0_0_e13166d81c13076d59c5096fcdbe53bb.jpg

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601


https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601


https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

днк, сванте паабо, африка

МОСКВА, 10 июл — РИА Новости, Татьяна Пичугина. В митохондриях, интересующих генетиков, врачей, криминалистов и археологов, содержится информация об эволюции биосферы, истории человечества и неизлечимых пока генетических болезнях. Какие загадки удалось решить с их помощью — в материале РИА Новости.

Генетический код преподносит сюрпризы

Долгое время считалось, что у человека только один геном — в ядре клетки. Именно его структуру расшифровали в 1953 году Френсис Крик и Джеймс Уотсон. А спустя несколько лет нечто вроде ДНК обнаружили в митохондриях — крошечных органеллах внутри клеток. Оказалось, что они содержат еще один, совершенно самостоятельный геном, только гораздо меньших размеров.

Информация в митохондриальной ДНК (ее называют мтДНК) некоторых живых организмов закодирована не так, как в ядерной молекуле, не универсальным кодом. Отличия небольшие, но принципиальные.

Митохондрии снабжают энергией клетку. В ее внутренней мембране вырабатываются молекулы АТФ — универсальное топливо организма. Так вот, геном митохондрии кодирует информацию о синтезе белков-ферментов, без которых производство топлива невозможно.

У человека один из самых маленьких митохондриальных геномов, всего 16,5 тысячи пар нуклеотидов, 37 генов. Для сравнения: у наземных растений — сотни тысяч пар.

В митохондрии умещается несколько молекул ДНК. Они свернуты в клубок вместе с белками. В свою очередь, в клетках тела в зависимости от специализации содержится множество митохондрий.

Одно из самых удивительных открытий состоит в том, что в половых клетках — неравное число митохондрий. В человеческих сперматозоидах их нет. Это приводит к тому, что мтДНК наследуется только от матери к дочери. К тому же она не может рекомбинироваться, как ядерная ДНК, то есть составлять разные вариации из двух родительских хромосом. По наследству передаются клоны мтДНК.

Как же вышло, что у нас в клетке два разных генома? Еще в конце XIX века появилась гипотеза, что митохондрии — это бактерии-симбионты, живущие внутри клетки.

Они первыми на заре эволюции живого мира стали использовать кислород для дыхания. Возможно, им было безопаснее жить внутри большой клетки, не способной к фотосинтезу.

Так возник симбиоз двух типов клеток, который привел к появлению многоклеточных организмов. В наши дни эта гипотеза стала основной.

Ученые расшифровывают мтДНК

Тот факт, у человека есть второй геном, долго оставался в тени, пока в конце XX века не разработали новые методы секвенирования ДНК и обработки больших объемов данных.

В 1987 году американские ученые сравнили митохондриальные ДНК у представителей 147 разных народов из пяти регионов Земли. Выяснилось, что все они произошли от общего предка по материнской линии — митохондриальной Евы, жившей в Африке двести тысяч лет назад.

Дело в том, что если некая популяция людей разделяется и каждая группа начинает вести относительно изолированный образ жизни, то у них со временем накапливаются разные наборы мутаций, по числу которых можно определить время расхождения групп.

Митохондриальная ДНК оказалась очень удобной для изучения ископаемых останков человека. В ядре клетки — только одна молекула ДНК, тогда как митохондрий в одной клетке — десятки тысяч. К тому же молекула мтДНК свернута в кольцо. Поэтому она более устойчива к внешним воздействиям и выдерживает даже небольшое нагревание, что важно, к примеру, при идентификации обгоревших останков.

Недаром у неандертальцев сначала расшифровали митохондриальный геном. Эту работу завершил в 2009-м шведский ученый Сванте Паабо.

Сейчас за относительно небольшие деньги в коммерческих компаниях можно заказать тест своей мтДНК и узнать регион, из которого произошли предки по материнской линии.

Поломка во втором геноме

Митохондриальная ДНК мутирует в 17 раз быстрее, чем ядерная. В результате в одной клетке могут быть митохондрии с разным геномом. Если число мтДНК-мутантов преобладает, митохондрии начинают работать неправильно, а клетки гибнут. Пострадать может любой орган: мозг, мускулы, почки, кровь, глаза, уши.

Диагностика митохондриальных болезней очень сложная, лечения от них нет. Зато генетики научились предотвращать их наследование. В одном случае берут донорскую яйцеклетку от здоровой женщины, не родственной супруге по материнской линии. Ее оплодотворяют семенем супруга и подсаживают в матку.

В другом — из донорской яйцеклетки удаляют собственное ядро и вставляют туда ядро из яйцеклетки супруги. Затем оплодотворяют составную яйцеклетку спермой супруга и подсаживают в матку. Рожденных таким способом называют “детьми от трех родителей”.

Источник: https://ria.ru/20190710/1556360562.html

Медицина и здоровье
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: