Глава тринадцатая
1 «Монсано» была одной из первых компаний, начавших активно выступать против Рэйчел Гарсон, опубликовавшей книгу «Безмолвный источник» (Silent Spring). Эта книга пробудила интерес широкой публики к пестицидам, загрязняющим окружающую среду, и способствовала развитию движения за охрану окружающей среды.
2 Здесь не место обсуждать экономические теории, но тем, кто доверяет принципам традиционной экономики, будет интересно узнать, что в последнее время развивается школа так называемой экологической экономики, которая отвергает многие традиционные идеи и старается рассматривать экономическую деятельность в более широком биологическом контексте.
Глава четырнадцатая
1 Доза излучения измеряется в зависимости от его ионизирующего воздействия на сухой воздух; единицей служит рентген. Бэр — это так называемый биологический эквивалент рентгена, то есть доза излучения, которая вызывает то же количество повреждений, что и один рентген рентгеновского и гамма-излучений. Миллибэр равен одной тысячной бэра.
СЛОВАРb
Авторадиография — метод получения снимка радиоактивных материалов посредством их воздействия на фотографический раствор; там, где раствор проявляется, образуется темное пятно.
Агар — полисахарид, выделяемый из морских водорослей и используемый в качестве плотной питательной среды.
Аденин — одно из пуриновых оснований ДНК или РНК.
Активный центр — участок или углубление в молекуле фермента, где происходит химическая реакция.
Алкаптонурия — нарушение метаболизма, характеризуемое умственной отсталостью вследствие накопления в организме гомогентизиновой кислоты (алкаптона), которая темнеет на воздухе.
Аллель — одна из нескольких форм гена.
Аллостерический белок — белок с двумя активными центрами, каждый из которых связывается со специфическим лигандом. В зависимости от того, с каким ли-гандом он связан, меняются структура и активность.
Амбер - мутация — мутация, в результате которой образуется нонсенс-кодон (стоп-кодон) (UAG), приводящий к преждевременной остановке синтеза белка.
Амин — органическое соединение, имеющее в своем составе аминогруппу NH2.
Аминный конец — конец пептидной цепи со свободной аминной групой.
Аминоацильная тРНК — транспортная РНК, соединенная с аминокислотой, которую она переносит для синтеза белка.
Аминогруппа — химическое соединение NH2
Аминокислота — мономер белка, органическое соединение, имеющее в своем составе аминогруппу NH2 и карбоксильную группу СООН.
Анафаза — фаза митоза и мейоза, при которой хромосомы или хроматиды расходятся по разным полюсам.
Анеуплоид — организм, имеющий избыток или недостаток хромосом по сравнению с нормальным (эуплоид-ным) хромосомным набором.
Антиген — чужеродное тело, попавшее в организм (обычно птицы или млекопитающего), в ответ на внедрение которого вырабатываются антитела.
Антикодон — последовательность молекулы транспортной РНК, дополнительная к последовательности кодонов молекулы матричной РНК.
Антитело — молекула, которую вырабатывают определенные клетки (обычно птиц и млекопитающих) в ответ на антигены; обычно способна связываться с антителом и нейтрализовывать его.
Ауксотроф — мутантный организм, неспособный синтезировать одно или несколько жизненно необходимых веществ.
Аутосома — обычная хромосома, в отличие от половой хромосомы (X или Y).
Бактериофаг — вирус бактерий.
Белок — полимер, состоящий из аминокислот.
Биоинформатика — наука, анализирующая структуру и функцию генома, особенно методами компьютерного моделирования и программирования.
Биосинтез — часть метаболизма, ответственная за синтез молекул, из которых состоит организм.
Бластула — стадия развития эмбриона, полое шаровое скопление клеток.
Бляшка — небольшое чистое пятно посреди слоя клеток, выросших в чашке с питательной средой; причиной появления этого пятна служат вирусы.
Быстрообменивающаяся метка — метка, добавляемая к исследуемым клеткам или организмам на короткий промежуток времени с целью изучения процессов в этих клетках.
Вакуоль — небольшая, ограниченная мембраной клеточная структура в виде пузырька, переносящая материалы из одного места в другое внутри клетки.
Валентность — способность атома образовывать определенное число связей с другими атомами.
Вектор — вирус, плазмида или другая частица, с помощью которой осуществляется перенос ДНК.
Веретено деления — структура клетки, состоящая из микротрубочек, которая во время митоза или мейоза растаскивает хромосомы по разным полюсам.
Видообразование — процесс образования новых биологических видов.
Вирион — полостью сформированная вирусная частица, существующая вне клетки и состоящая преимущественно из нуклеиновой кислоты (генома) и белковой оболочки (капсида).
Вирулентный фаг — бактериофаг, способный размножаться только в ходе литического цикла.
Вирус — биологическая частица, отличающаяся от организма и способная размножаться только внутри функционирующей клетки; состоит из генома и на определенной стадии развития образует внеклеточные ви-рионы; см. вирион.
Водородная связь — слабая связь, удерживающая вместе молекулы; при этом один положительно заряженный ион водорода связывает два относительно отрицательно заряженных атома, например: —О...Н—О— или— N...H—О—, здесь эта связь обозначена точками.
Врожденное нарушение метаболизма — генетическое нарушение, приводящее к неспособности синтезировать фермент, который участвует в метаболической реакции.
Вырожденный код — код, в котором одной единице информации соответствует несколько символов. Генетический код является вырожденным, потому что некоторым аминокислотам соответствует более одного кодона.
Газон — слой бактерий, выращенный на питательной среде, в котором можно наблюдать бляшки фагов и вирусов; в более общем смысле слой любой клеточной культуры.
Гаплоид (гаплоидный) — организм или клетка, имеющие одинарный набор хромосом; см. диплоид.
Генетически модифицированный организм (ГМО) — трансгенный организм, в который перенесли один или несколько генов неродственного ему организма.
Генная терапия половых клеток — предполагаемое направление генной терапии, при котором дефектные аллели будут заменяться в половых (репродуктивных) клетках, что предотвратит передачу их потомству.
Геном — совокупность всех генов и регуляторных сигналов, определяющих структуру и активность вирусов или организмов; генетическая информация, закодированная в нуклеиновой кислоте.
Геномная библиотека — набор фрагментов ДНК одного вида организмов, порезанных эндонуклеазой и перенесенных в векторы.
Генотип — набор аллелей определенных генов в конкретном организме; ср. фенотип.
Гетерозигота (гетерозиготный) — диплоидный организм, имеющий два разных аллеля одного гена; см. гомозигота.
Гидроксильная группа — химическое соединение ОН.
Гидрофильный — буквально «любящий воду»; гидрофильным называется химическое вещество, растворимое в воде; см. гидрофобный.
Гидрофобный — буквально «боящийся воды»; гидрофобным называется химическое вещество, неспособное растворяться в воде; см. гидрофильный.
Гликоген — полисахарид, образованный полимеризированными молекулами глюкозы; основной запасной углевод животных и человека.
Гомеотический ген — регуляторный ген, мутация которого приводит к значительным изменениям в развитии.
Гомозигота (гомозиготный) — диплоидный организм, имеющий два одинаковых аллеля одного гена; ср. гетерозигота.
Гомологичные хромосомы — в диплоидном организме — хромосомы, имеющие одинаковую форму и по преимуществу одинаковый набор генов.
Гомология — сходство в строении (анатомическом или молекулярном) между двумя биологическими видами.
Гомункулус — в истории науки — гипотетическое миниатюрное существо, содержащееся в каждом сперматозоиде или яйцеклетке, из которого за время беременности развивается ребенок.
Градиент плотности — раствор (часто хлорида цезия, CsCl) в пробирке, помещаемой в центрифугу, в котором наблюдается постепенное увеличение плотности в направлении центробежной силы центрифуги. Молекулы в таком растворе распределяются по своей плотности или размеру.
Гуанин — одно из пуриновых оснований ДНК или РНК.
Дезоксирибоза — вариант сахара рибозы с пятью атомами углерода, в котором атом С2 вместо атома водорода удерживает гидроксильную группу ОН.
Делеция — хромосомная мутация, при которой теряется фрагмент хромосомы.
Денатурация — изменение структуры молекулы, например белка, при котором она теряет свою биологическую активность.
Детерминация — процесс эмбрионального развития, при котором определяется судьба клеток; см. дифференциация.
«Дикий тип» — для лабораторных организмов — стандартный фенотип или аллель, отличающийся от мутантного фенотипа и мутантных аллелей.
Дипептид — молекула, состоящая из двух аминокислот, соединенных пептидной связью.
Диплоид (диплоидный) — организм или клетка, имеющие двойной набор хромосом. См. гаплоид.
Дифракция рентгеновских лучей — рассеяние рентгеновских лучей кристаллическими объектами, на основе которого возможно определить структуру этих объектов.
Дифференциация — процесс эмбрионального развития, при котором клетки принимают специфическую форму и начинают выполнять определенную функцию; см. детерминация.
ДНК-лигаза — фермент, образующий фосфоэфирную связь между двумя фрагментами нуклеиновой кислоты, то есть выстраивающий из них цепь.
ДНК-пластинка — небольшая стеклянная пластинка с нанесенными на нее одноцепочечными молекулами ДНК, представляющими собой фрагмент генома. Используется для выявления комплементарных молекул РНК.
ДНК-полимераза — фермент, реплицирующий ДНК и соединяющий нуклеотиды в цепь ДНК.
Доминантный — один из нескольких аллелей гена называется доминантным, если он проявляется в гетерозиготном состоянии; см. рецессивный.
Донор — 1) при спаривании бактерий — клетка (Hfr или F+), передающая ДНК реципиенту (F-); 2) в генной инженерии — организм, из которого извлекается фрагмент ДНК для последующего изучения или переноса в другой организм.
Дупликация — хромосомная мутация, при которой фрагмент хромосомы удваивается.
Естественный отбор — процесс выживания и воспроизведения организмов, наиболее приспособленных к условиям среды. Благодаря естественному отбору виды занимают определенную экологическую нишу.
Зародышевая клетка — клетка, из которой образуется гамета.
Зигота — клетка, образовавшаяся в результате слияния сперматозоида и яйцеклетки.
Зонд — молекула, обычно небольшая нуклеиновая кислота, которая служит меткой для нахождения отдельного гена или генетического элемента.
Инверсия — хромосомная мутация, при которой фрагмент хромосомы отрывается и вставляется в обратном порядке.
Индукция — 1) экспрессия гена посредством инактивации белка-репрессора; 2) при эмбриональном развитии — процесс, при котором один тип клеток вызывает изменения в клетках другого типа.
Интерфаза — фаза цикла эукариотической клетки, во время которой не происходит митоза.
Интрон — некодирующая последовательность оснований внутри одного гена; см. экзон.
Информационная РНК — см. матричная РНК.
Информация — мера упорядоченности или совокупность сведений о чем-либо.
Ион — атом или молекула с положительным или отрицательным зарядом.
Капсид — защитная оболочка вириона (вирусной частицы).
Карбоксильная группа — химическое соединение СООН, называемое еще кислотной группой, потому что атом водорода стремится отделиться в виде иона Н+.
Карбоксильный конец — конец полипептидной цепи со свободной карбоксильной группой.
Кариотип — схема хромосомного набора организма, получаемая в результате специальной обработки клеток, фотографирования и распределения хромосом по порядку.
Карта сцеплений — схема хромосомы, на которой показаны участки генов и других генетических элементов, определяемых в зависимости от степени их сцепления.
Картирование методом делеции — процесс составления генетической карты при помощи мутантов по делеции. Если две и более мутации пересекаются, то они не могут рекомбинировать.
Катализатор — вещество, убыстряющее химическую реакцию, но не преобразующееся в результате этой реакции.
Килобаза — тысяча оснований, нуклеотидов или нукле-отидных пар.
Клетка — фундаментальная биологическая единица, представляющая собой сложный комплекс биологических молекул и ионов, растворенных в воде, окруженных плазматической мембраной.
Клеточный цикл — ряд процессов, включающий в себя репликацию ДНК и заканчивающийся делением клетки.
Клон — 1) группа организмов, происшедших от общего предка путем бесполого размножения (например, в результате клеточного деления); 2) организм, созданный в результате переноса ядра клетки одного организма в яйцеклетку без ядра другого организма; 3) участок ДНК, внедренный в вектор и многократно реплицированный {клон ДНК).
Клон ДНК — вектор (и клетка, в которой он реплицируется), содержащий фрагмент внедренной ДНК.
Клонирование — эксперимент по созданию клона (см. клон 2 и 3).
Ковалентная связь — химическая связь, образованная двумя и более атомами, имеющими одну или несколько общих пар электронов. Для разрыва такой связи требуется значительное количество энергии.
Кодирующая цепь — цепь ДНК, последовательность оснований которой идентична последовательности мРНК, за исключением того, что место тимина занимает урацил.
Кодоминантный — два аллеля кодоминантны, если в гетерозиготном организме они выражаются в равной степени.
Кодон — единица генетического кода, которая состоит из трех оснований и кодирует синтез одной отдельной аминокислоты.
Колинеарность — тип прямого соответствия между последовательностями нуклеиновой кислоты и аминокислот в белке, синтез которого она кодирует.
Колония — группа клеток, таких, как бактерии, выращиваемых в виде клона из одной клетки-предшественника, обычно на поверхности чашки с агаром.
Колхицин — химическое вещество, останавливающее митоз в метафазе; позволяет составить кариотип.
Комплементарная ДНК — молекула ДНК, созданная с молекулы РНК при помощи фермента обратной транскриптазы (ревертазы).
Комплементарные молекулы — молекулы, строение которых позволяет им связываться друг с другом. В частности, комплементарными могут быть основания нуклеиновых кислот; см. комплементарные основания.
Комплементарные основания — нуклеотидные основания, образующие стабильные пары друг с другом: аденин с тимином или урацилом и гуанин с цитозином.
Комплементарные цепи — цепи ДНК, последовательности оснований которых комплементарны друг другу; см. комплементарные основания.
Конъюгация — процесс соединения двух клеток (особенно бактерий), при котором происходит обмен их ДНК.
Крахмал — полисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы, соединенных между собой связью альфа 1:4; накапливается в растениях в качестве запасного питательного вещества.
Кроссинговер — процесс, при котором две молекулы нуклеиновой кислоты (в хромосомах) разрываются и обмениваются фрагментами.
Лиганд — молекула, связанная с активным центром белка.
Лизис — процесс, при котором инфицированная фагом (или, в общем смысле, вирусом) клетка разрушается и освобождает фаг, находящийся внутри нее.
Лизогения — состояние, при котором бактерии содержат в себе профаг — неинфекционную форму фага.
Лизогенные бактерии — бактерии, которые находятся в состоянии лизогении.
Липиды — класс органических веществ, к которым принадлежат жиры; обычно их молекулы представляют собой длинные цепи углеводородов.
Литический цикл — процесс, при котором бактериофаг размножается в клетке хозяина и разрушает эту клетку.
Локус — местоположение гена или регуляторного элемента на хромосоме или на генетической карте.
Макроэволюция — смена одних видов другими, наблюдаемая на примере ископаемых остатков.
Маркер — нуклеиновая кислота с мутацией или другой заметной особенностью, используемая для определения положения гена или других генетических элементов.
Матрица — структура или молекула, которая служит образцом для синтеза комплементарной структуры или молекулы.
Матричная РНК (мРНК) — молекула РНК, последовательность кодонов которой соответствует последовательности аминокислот в том или ином белке.
Матричная цепь — одна из двух цепей ДНК, которая служит матрицей для синтеза РНК и, следовательно, последовательность оснований которой комплементарна последовательности РНК.
Мезодерма — у эмбриона животных — первичная ткань, из которой образуется большинство внутренних органов; см. эндодерма, эктодерма.
Мейоз — процесс, при котором из диплоидной клетки образуются клетки с гаплоидным набором хромосом (половые клетки).
Мембрана — клеточная структура, состоящая из белков и липидов, которая служит границей клетки. Внутри нее находятся другие клеточные структуры, такие, как ядро и митохондрии.
Метаболизм — общая совокупность химических процесс сов, происходящих в организме.
Метаболит — промежуточный продукт метаболического пути.
Метаболический путь — серия химических реакций, осуществляемых с помощью ферментов, благодаря которым одни вещества преобразуются в другие.
Метафаза — во время митоза или мейоза — стадия, на которой хромосомы выстраиваются посреди делящейся клетки.
Метка — радиоактивный атом, а также некоторые другие атомы и молекулы, которые внедряются в некоторые сложные вещества; с помощью меток легко следить за процессами и определять структуру клеток или молекул.
Метод «отпечатков пальцев» (фингерпринтинг) — определение индивидуальной структуры фрагментов ДНК при помощи особого фермента и разделения этих фрагментов в геле.
Микроэволюция — небольшие изменения, происходящие внутри отдельного биологического вида.
Митоз — в эукариотических клетках — процесс, при котором ядро делится на два ядра с идентичным набором хромосом. Как правило, сопровождается делением клетки.
Митохондрии — небольшие вытянутые тельца в эукариотических клетках, в которых питательные вещества преобразуются в энергию и создается запас энергии в пригодной для потребления клеткой форме.
Модель — в науке — схема или описание какого-либо процесса, его условное изображение.
Молекулярная масса — масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. За единицу принята масса атома водорода (точнее, одна двенадцатая массы атома углерода).
Мономер — небольшая молекула, одна из составных частей полимера.
Моносахарид — отдельная молекула сахара, мономер полисахаридов.
Мутаген — вещество или явление, такое, как излучение, которое повышает частоту мутаций.
Мутация — 1) процесс, в результате которого происходят изменения в геноме; 2) собственно изменение генома.
Направление репликации — направление, в котором происходит синтез ДНК (от 3'-конца к 5'-концу).
Направление транскрипции — направление, в котором происходит синтез РНК с одной из цепей ДНК.
Нонсенс-кодон (стоп-кодон) — см. терминирующий кодом.
Нонсенс-мутант — мутант, у которого место кодирующего кодона занимает нонсен-кодон, или стоп-кодон (UGA, UAG или UAA), сигнализирующий об окончании синтеза полипептида и прерывающий синтез раньше времени.
Нуклеотид — мономер нуклеиновой кислоты, состоящий из сахара (рибозы или дезоксирибозы), связанный с азотистым основанием и фосфатом.
Оогенез — процесс образования яйцеклетки.
Ооцит — клетка, из которой в процессе мейоза образуется яйцеклетка.
Оператор — регуляторный элемент, примыкающий к гену или блоку генов; имеет участок, к которому присоединяется регуляторный белок.
Оперон — один или несколько генов, экспрессия которых регулируется оператором.
Органелла — отдельная структура клетки, выполняющая специфическую функцию.
Органические соединения — химические вещества, молекулы которых состоят из одного или нескольких атомов углерода, а также водорода, кислорода и/или азота; органические вещества входят в состав организмов.
Основание — 1) вещество, реагирующее с ионами водорода. Например, основанием является гидроксид натрия NaOH, который в воде разлагается на ион Na+ и ион ОН--; ион ОН-- соединяется с ионом водорода Н+ и образует очередную молекулу воды; 2) в более узком смысле азотистый компонент нуклеиновой кислоты.
Открытая рамка считывания — предполагаемый ген, распознаваемый как серия кодонов между типичным начальным кодоном и типичным терминирующим кодоном, достаточно большой для кодирования полипептида.
Пангенезис — теория (ныне устарелая), согласно которой сперматозоиды и яйцеклетки вбирают в себя вещества со всех частей и органов тела; предполагалось, что таким образом гаметы передают информацию о признаках родительского организма потомству.
Пептидная связь — связь С—О—N—Н, посредством которой соединяются две аминокислоты, образуя пептид, или белок.
Первичная структура — последовательность аминокислот в цепи белка.
Пермиссивное условие — условие, при котором летальный мутант получает возможность расти, например низкая температура для мутантов, чувствительных к теплу; см. рестриктивное условие.
Пиримидиновые основания — азотистые основания нуклеиновых кислот — цитозин, тимин и урацил, представляющие собой кольцо из шести атомов; см. пури-новые основания.
Питательная среда — смесь питательных веществ, в которой выращивают некоторые организмы.
Плазмиды — молекулы ДНК, находящиеся в бактериях и некоторых других организмах, способные к самостоятельному размножению; передают отдельные признаки и иногда могут переносить свою копию в другую клетку, хотя, как правило, существуют отдельно от генома клетки.
Плейотропный аллель — аллель, обусловливающий проявление более одного фенотипического признака.
Повторяющаяся ДНК — ДНК, содержащая повторяющиеся короткие последовательности и образующая большую долю хромосом эукариот.
Подвид — отдельная группа внутри биологического вида, отличающаяся особыми признаками и ареалом распространения.
Полимер — молекула, состоящая из многих идентичных или схожих небольших молекул (мономеров).
Полимераза — фермент, осуществляющий синтез полимера.
Полимеразная цепная реакция — процесс увеличения количества молекул ДНК посредством многократной репликации.
Полиморфизм длины рестрикционных фрагментов — различие между ДНК разных индивидов, обнаруживаемое в результате обработки ДНК определенным рес-трикционным ферментом (рестриктазой).
Полинуклеотид — нуклеиновая кислота; молекула, состоящая из множества нуклеотидов.
Полипептид — белок; молекула, состоящая из многих связанных между собой аминокислот.
Полирибосома — структура, состоящая из молекулы мРНК, присоединившейся к нескольким рибосомам.
Полисахарид — молекула, состоящая из множества связанных между собой Сахаров (моносахаридов).
Полуконсервативная репликация — модель репликации ДНК, при которой цепи двойной молекулы разделяются и вдоль каждой изначальной цепи выстраивается новая.
Полюса деления — при мейозе или митозе противоположные стороны делящейся клетки, к которым расходятся хромосомы и в которых образуются новые ядра.
Полярное тельце — один из крохотных нефункциональных продуктов, образующихся при оогенезе (мейозе ооцита).
Посев — распределение микроорганизмов и вирусов в чашке Петри в целях их выращивания и изучения.
Преформация — теория, согласно которой в сперматозоиде или яйцеклетке существует крохотный, но уже сформировавшийся организм.
Промотор — участок молекулы ДНК (хромосомы), к которому присоединяется молекула РНК-полимеразы и с которого она начинает транскрипцию.
Прототроф — организм, такой, как бактерии или грибы, способный синтезировать необходимые для своей жизнедеятельности вещества (аминокислоты, нуклеотиды и др.) из простых углеводородных соединений, таких, как сахара.
Профаг — разновидность умеренного фага, такого, как лямбда (к) или Р1, находящегося в лизогенном состоянии; обычно кольцевая молекула нуклеиновой кислоты, существующая отдельно или встроенная в геном бактерии.
Профаза — первая фаза митоза или мейоза, во время которой происходит уплотнение хромосом и разрушение ядерной оболочки.
Профлавин — краситель, молекулы которого связываются с молекулой ДНК и вызывают мутации вставки или делеции.
Псевдовирион — вирусная частица, содержащая клеточную ДНК вместо вирусной ДНК, посредством которой осуществляется осуществлять трансдукция. Пунктирной линией обозначена водородная связь.
Пуриновые основания — азотистые основания нуклеиновых кислот — аденин или гуанин, в которых кольцо из шести атомов связано с кольцом из пяти атомов; см. пиримидиновые основания.
Рамка считывания — воображаемая рамка длиной в три основания, по которой происходит считывание кодирующих триплетов вдоль нуклеиновой кислоты.
Распознавание — процесс, благодаря которому органическая молекула соединяется с другой молекулой или с определенной последовательностью оснований нуклеиновой кислоты.
Расщепление признаков — процесс, при котором аллели гена переходят в разные гаметы.
Ревертант — мутантный организм, в котором произошла очередная мутация, вернувшая его к «дикому типу».
Регуляторный ген — ген, кодирующий производство ре-гуляторного белка.
Рекомбинант — организм, имеющий набор аллелей, отличающийся от набора каждого из родителей.
Рекомбинантная ДНК — ДНК, полученная в результате обработки исходной ДНК определенной рестрикта-зой и вставки ее фрагмента в векторную ДНК, порезанную той же рестриктазой.
Реплика — копия молекулы нуклеиновой кислоты, идентичная первоначальной.
Репликация — процесс, при котором из одной молекулы нуклеиновой кислоты образуется две идентичные молекулы.
Репрессор — регуляторный белок, регулирующий экспрессию одного или нескольких генов посредством связывания с определенным оператором.
Рестриктаза (эндонуклеаза рестрикции) — фермент, который разрезает ДНК на фрагменты в местах определенных последовательностей.
Рестриктивное условие — условие, при котором летальный мутант не может расти, например высокая температура для мутантов, чувствительных к теплу; см. пермиссивное условие.
Рестрикционная карта — карта хромосом, сделанная на основе сравнения фрагментов, порезанных различными рестриктазами.
Рецептор — белок, имеющий центр связывания с определенным лигандом, функция этого белка состоит в распознавании этого лиганда, благодаря чему осуществляется необходимая реакция.
Рецессивный аллель — один из нескольких аллелей гена называется рецессивным, если он проявляется только в гомозиготном состоянии и не проявляется в гетерозиготном; см. доминантный аллель.
Реципиент — при конъюгации бактерий — клетки F--, спаривающиеся с клетками Hfr или F+.
Решетка Пеннета — таблица, с помощью которой определяют возможные результаты генетического скрещивания. По вертикали отмечают гаметы одного родителя, а по горизонтали — другого. Получившиеся в ячейках таблицы сочетания указывают на возможный генотип потомства.
Рибоза — сахар с пятью атомами углерода, входящий в состав нуклеотидов.
Рибосома — клеточная структура, представляющая собой комплекс белков и молекул РНК, в которых происходит синтез белков.
Рибосомная РНК (рРНК) — молекула РНК, входящая в состав рибосом.
РНК-полимераза — фермент, с помощью которого с молекулы ДНК синтезируется молекула РНК; фермент, осуществляющий транскрипцию.
Родословная — схема родственных связей между организмами, на примере которых можно изучать законы наследственности и распределения признаков среди потомства.
Серповидноклеточная анемия — наследственное заболевание, при котором красные кровяные клетки приобретают серповидную форму и закупоривают небольшие кровяные сосуды.
Синтения — особенность, при которой у разных организмов имеются схожие или идентичные гены на одних и тех же участках хромосом.
Соматическая генная терапия — процесс исправления генетических нарушений посредством внедрения нормальных генов в ткань, поврежденную вследствие дефектных генов.
Соматическая клетка — в многоклеточном организме — любая клетка (например, клетка печени, мышцы или кожи), за исключением половых (гамет или клеток, которые подвергаются мейозу). Сперматиды — клетки, образуемые в ходе мейоза, из которых впоследствии получаются сперматозоиды.
Сперматогенез — процесс образования сперматозоидов.
Сперматозоид — зрелая мужская гамета.
Сперматоцит — клетка, которая в ходе мейоза делится на несколько гамет (сперматозоидов).
Спирт — органическое соединение, имеющее в своем составе гидроксильную группу ОН.
Стволовая клетка — клетка многоклеточного организма, которая сохраняет способность развиваться в клетки различного типа.
Структурная геномика — наука, изучающая структуру генома.
Субстрат — химическое вещество, подвергающееся действию фермента и преобразуемое в результате реакции.
Супрессор — вторичная мутация, которая восстанавливает фенотипические признаки, утраченные в результате первой мутации.
Сцепленные гены — гены, находящиеся на одной хромосоме и наследуемые, как правило, вместе.
Телофаза — последняя стадия митоза или мейоза, во время которой происходит образование новых ядер вокруг отдельных наборов хромосом.
Терминирующий кодон — нонсенс-кодон (стоп-кодон) (UAG, UGA или UAA), который служит сигналом для прекращения синтеза полипептидной цепи.
Тестовое скрещивание — скрещивание, предпринимаемое в целях определения генотипа индивида доминантного фенотипа, который скрещивается с гомозиготным индивидом рецессивного фенотипа. Если первый индивид гомозиготный, то все потомство будет с доминантным фенотипом, но если он гетерозиготный, то часть потомства будет обладать рецессивным фенотипом.
Тимин — одно из пиримидиновых оснований ДНК.
Ткань — в многоклеточном организме — структура, состоящая из множества однотипных клеток, выполняющих определенную функцию (например, мышцы, кожа, нервная ткань).
Тотипотентная клетка — клетка, способная развиться в любой из специализированных видов клеток; см. стволовая клетка.
Трансген — ген, перенесенный в геном неродственного организма.
Трансгенный организм — организм, геном которого был изменен путем внедрения чужеродного гена.
Трансдукция — процесс, при котором вирус (как правило, бактериофаг) переносит клеточную (геномную) ДНК из одной клетки в другую.
Транскрипт — молекула РНК, синтезируемая в ходе транскрипции ДНК; последовательность оснований транскрипта комплементарна последовательности оснований ДНК.
Транскрипция — процесс синтеза матричной РНК, переносящей информацию отдельного гена.
Транслокация — хромосомная аберрация, при которой часть одной хромосомы присоединяется к другой, не гомологичной ей хромосоме.
Трансляция — процесс синтеза белка на основе информации РНК; см. транскрипция.
Транспозон — генетический элемент, способный перемещаться в геноме с одного места на другое.
Транспортная РНК (тРНК) — небольшая молекула РНК, переносящая аминокислоту для синтеза белка.
Трансформация — процесс преобразования клетки, обычно бактерии, после внедрения в нее ДНК.
Ультрацентрифуга — аппарат для разделения молекул смеси или взвеси под действием центробежной силы.
Умеренный бактериофаг — бактериофаг, способный существовать в лизогенном виде.
Урацил — одно из пиримидиновых оснований РНК.
Уридин — рибонуклеотид, содержащий урацил.
Фаг — вирус бактерий.
Фенилкетонурия — генетически обусловленное нарушение, характеризуемое умственной отсталостью вследствие неспособности организма перерабатывать фи-нилалалин.
Фенотип — совокупность признаков и свойств организма; см. генотип.
Фенотип, зависимый от условий, — фенотип, который не позволяет организму выживать в одних (неблагоприятных) условиях и позволяет нормально функционировать в других (разрешающих) условиях.
Фиксация азота — химический процесс, при котором атмосферный азот N2 превращается в форму, в которой его могут потреблять растения, в виде аммиака NH3 или нитрата NO3--.
Филетическая эволюция — эволюционный процесс, в ходе которого вид постепенно меняет свои признаки.
Филогенетическое дерево — схема предполагаемых эволюционных связей между разными видами.
Фингерпринтинг — см. метод «отпечатков пальцев».
Фосфат — химическая комбинация РО4, встречаемая в нуклеиновых кислотах и других соединениях.
Хиазма — точка переплетения гомологичных хроматид во время мейоза, в которой они могут разрываться; в результате такого разрыва хроматиды могут обмениваться своими частями.
Химическая реакция — процесс, при котором атомы и молекулы взаимодействуют друг с другом и образуют другие молекулы.
Химическая связь — взаимодействие между двумя атомами, благодаря которому они образуют соединение (см. ковалентная связь).
Хлоропласт — органелла фотосинтезирующей эукарио-тической клетки (например, растения), в которой происходит фотосинтез.
Хромомера — небольшое утолщение на хромосоме.
Хромосома — структура, состоящая из ДНК в комплексе с гистонами и другими белками, а также молекулами РНК; один из самых основных клеточных компонентов, содержащий генетическую информацию.
Хромосомные аберрации — изменения структуры или количества хромосом.
Целлюлоза — полимер глюкозы, важная составляющая тканей растений (особенно древесины).
Центриоль — структура в клетках животных (и некоторых других), располагающаяся на полюсах делящейся клетки и направляющая движение хромосом к полюсам.
Центромера — участок хромосомы, в котором хромати-ды соединяются друг с другом.
Цистрон — функциональная единица, соответствующая гену, но выделяемая на основании комплементаци-онного теста.
Цитозин — одно из пиримидиновых оснований ДНК или РНК.
Частота аллелей — в популяционной генетике соотношение нескольких аллелей одного гена (или типа хромосом).
Частота мутаций — мера вероятности того, что произойдет мутация; в общем случае вероятность того, что отдельный ген подвергнется мутации за определенное количество делений клетки.
Чувствительный к температуре — мутант, не способный нормально функционировать при высокой температуре.
Чувствительный к холоду мутант — мутант, нормально функционирующий при средних температурах, но ненормально функционирующий при низких температурах.
Штамм — специфический тип микроорганизмов или вирусов, обычно имеющий определенный генотип и выращиваемый в исследовательских целях.
Эктодерма — у эмбриона животных первичная ткань, из которой образуются наружные ткани (кожа) и основная часть нервной системы; см. эндодерма, мезодерма.
Ядерная оболочка — комплекс из двух мембран, образующий границу ядра в эукариотической клетке.
Ядро — в клетках эукариот органелла, в которой содержатся хромосомы.
Яйцеклетка — женская половая клетка, из которой в результате оплодотворения может развиться новый организм. Содержит гаплоидный набор хромосом.
Hfr-ттамм — штамм Е. coli со встроенным в геном фактором F, вследствие чего клетки этого штамма служат донорами при конъюгации.
Neurospora — обычная хлебная плесень красного цвета, используемая для генетических экспериментов.
R-плазмида — плазмида, содержащая гены, определяющие устойчивость к одному или нескольким антибиотикам.
S-период — период, в течение которого реплицируется ДНК хромосом эукариотической клетки.
Х-хромосома — у млекопитающих и некоторых других животных хромосома, определяющая пол индивида; у самок имеет парную Х-хромосому; у самцов парной хромосомой служит Y-хромосома.
Y-хромосома — у млекопитающих и некоторых других животных определяет пол индивида (мужской); составляет пару с Х-хромосомой.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ....................................................... 5
Глава первая. ГЕНЕТИКА: ПРОШЛОЕ, НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ 9
Поиски порядка и смысла.....................,.............. 12
Современный образ науки..................................... 16
Перспективы современной генетики..................... 24
Глава вторая. ОТ МИФА К СОВРЕМЕННОЙ НАУКЕ 28
Примитивный интерес к наследственности......... 31
Одомашнивание растений и животных
в зеркале мифа....................................................... 32
Научные теории наследственности...................... 39
Откуда берутся дети?............................................ 44
Глава третья. ЧТО ЖЕ ИМЕННО ПЕРЕДАЕТСЯ ПО НАСЛЕДСТВУ? 52
Строение клеток.................................................... 54
Молекулярная структура...................................... 59
Рост и биосинтез.................................................... 70
Ферменты............................................................... 73
Синтез полимеров.................................................. 78
Клетки как фабрики по самовоспроизводству
и самообновлению................................................. 80
Глава четвертая. РЕВОЛЮЦИОННОЕ ОТКРЫТИЕ: ЗАКОНЫ МЕНДЕЛЯ 81
Открытия Менделя................................................ 83
Родословные......................................................... 88
Другой пример: тестеры и нетестеры.................. 95
Группы крови......................................................... 98
Множественные аллели и доминантность........... 103
Тестовые скрещивания......................................... 104
Вероятность.......................................................... 105
Два гена и более.................................................... 108
Первый закон Менделя и определение
отцовства............................................................... 112
Ответы на вопросы о группах крови.................... 114
Глава пятая. ХРОМОСОМЫ, РАЗМНОЖЕНИЕ И ПОЛ 115
Клетки и размножение.......................................... 115
Митоз и клеточный цикл...................................... 118
Кариотип............................................................... 121
Мейоз..................................................................... 124
Мейоз и законы Менделя...................................... 130
Местонахождение генов....................................... 132
Половые хромосомы............................................ 133
Нерасхождение хромосом................................... 136
Мужчины XYY: «хромосома преступности»..... 139
Попытки определения пола.................................. 143
Глава шестая. ФУНКЦИЯ ГЕНОВ..................... 148
Гены и нарушения метаболизма.......................... 148
Гены и ферменты.................................................. 151
Белки и информация............................................. 153
Исправление наследственных нарушений.......... 161
Глава седьмая. НАСЛЕДСТВЕННЫЙ МАТЕРИАЛ, ДНК 169
Бактерии................................................................ 170
Первые шаги......................................................... 174
Вирусы.................................................................. 175
Бактериофаги........................................................ 178
Эксперимент Херши—Чейз................................. 181
Строение ДНК...................................................... 184
Модель ДНК и генетика....................................... 189
Проверка модели.................................................. 191
Глава восьмая. СТРОЕНИЕ ГЕНА..................... 196
Распределение генов............................................. 196
Кроссинговер внутри генов.................................. 205
Генетика фагов...................................................... 206
Тонкая структура гена.......................................... 208
Комплементация и определение границ гена...... 209
Что же такое ген?.................................................. 212
Рестрикционные ферменты и палиндромы.......... 214
Секвенирование ДНК............................................ 216
Рестрикционное картирование............................. 219
Глава девятая. РАСШИФРОВКА КОДА ЖИЗНИ...224
Как строятся белки?.............................................. 228
Молекулы РНК: инструменты
для синтеза белка.................................................. 229
РНК-транскрипция................................................ 233
Трансляция............................................................ 237
Сложные гены эукариот....................................... 239
Генетический словарь........................................... 243
Колинеарность генов и белков............................. 246
Терминирующие кодоны...................................... 248
Универсальность кода.......................................... 249
Глава десятая. НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ В МИРЕ БАКТЕРИЙ 251
Бактерии-мутанты................................................ 251
Пол у Е. coli.......................................................... 253
Плазмиды.............................................................. 257
Факторы резистентности и устойчивость
к антибиотикам..................................................... 259
Лизогения.............................................................. 265
Гены, переносимые вирусом................................ 267
Трансдукция и геном человека............................ 268
Отбор мутантов.................................................... 272
Глава одиннадцатая. РЕГУЛЯЦИЯ ГЕНОВ
И РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМА................................ 274
Регуляция генов у бактерий................................. 276
Белки, которые связываются................................ 280
Регуляция генов эукариот..................................... 282
Эмбриональное развитие в общих чертах 284
Регуляция по времени и развитие крыла цыпленка 288
Регуляция по положению и развитие тела мухи.... 2903
Формирование глаза мухи.................................... 292
Глава двенадцатая. ВМЕШАТЕЛЬСТВО В СТРОЕНИЕ ДНК: ВОЗВРАЩЕНИЕ ЭПИМЕТЕЯ? 296
Рекомбинантная ДНК и рестриктазы................... 297
Изучение отдельных клонированных
фрагментов............................................................ 300
Трансгенные организмы....................................... 305
Генная терапия...................................................... 310
Геномика — изучение всего генома.................... 313
Глава тринадцатая. ГЕНЕТИК В РОЛИ ДОКТОРА
ФРАНКЕНШТЕЙНА............................................. 319
Контроль над исследованиями
рекомбинантных ДНК........................................... 319
Генетически модифицированные организмы...... 326
Технологии в контексте........................................ 329
Аргументы против генетически
модифицированных продуктов............................ 333
Этические аспекты клонирования........................ 344
Ответственность ученых...................................... 348
Геномика и здравоохранение............................... 352
Глава четырнадцатая. ИСТОЧНИК ПЕРЕМЕН: МУТАЦИИ 353
Частота мутаций................................................... 355
Мутации у людей.................................................. 357
Излучение............................................................. 358
Что представляют собой мутации?..................... 363
Система восстановления ДНК............................. 367
Генетические последствия радиации................... 369
Хромосомные аберрации..................................... 373
Хромосомы человека........................................... 376
Анеуплоидия......................................................... 379
Дупликация и делеция.......................................... 380
Инверсии............................................................... 382
Транслокации........................................................ 384
Глава пятнадцатая. ЭВОЛЮЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА 387
Доказательства эволюции..................................... 391
Эволюция как процесс.......................................... 394
Популяционная генетика...................................... 397
Эволюция человека............................................... 401
Миграция и разнообразие Homo sapiens............. 403
Евгеника................................................................ 408
ПРИМЕЧАНИЯ..................................................... 414
СЛОВАРb.............................................................. 417
[1] Здесь и далее сноска отсылает к примечаниям в конце книги. — Прим. ред.
Дата добавления: 2015-12-16 | Просмотры: 296 | Нарушение авторских прав
|