Как стать автором
Обновить

Комментарии 31

Спасибо за статью, очень интересно!

Такой вопрос, а что происходит с регуляторами при митозе клетки? Впрочем, вопрос можно расширить и до прокариот.

Для репликации ДНК ее надо раскрутить, а это подразумевает снятие всех регуляторов. Почему в этот момент не возникает «полимеразный взрыв» и клетка не начинает нарабатывать все подряд?
В процессе репликации задествована куча белков. Конкретно по вашему вопросу, думаю, «лишним» взаимодействиям могут мешать SSB белки https://en.wikipedia.org/wiki/Single-stranded_binding_protein.

Подробнее про репликацию с красивыми схемами http://www.nature.com/scitable/topicpage/dna-replication-and-checkpoint-control-in-s-14202419
У эукариот на время копирования ДНК РНК-полимеразы блокируются фосфорилированием. У прокариот так нельзя, потому что копирование ДНК начинается из одной точки и занимает порядка часа, т.е. быстрорастущие бактерии все время копируют свою ДНК. Сильных проблем с регуляцией генов это не создает, потому что ДНК-полимераза идет очень быстро (~1000 нуклеотидов в секунду) и проскакивает отдельный оперон за 3-5 секунд.
Развернутая двойная спираль есть только на небольшом участке перед ДНК-полимеразой и около 1500 нуклеотидов за ней. Развернутые участки отделяются от свернутых ферментами-топоизомеразами, которые позволяют одной нити ДНК прокрутиться вокруг другой. Так что копирование ДНК у бактерий в каждый момент времени затрагивает примерно на 0,2% генома, а остальной геном работает как обычно.
Чуть не надумал стать биопрограммистом )
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
дело в представлении структурт белка. Для удобства на этой картинке не показаны все атомы белка, структура показана схематически, что создает впечатление, что белок «меньше». Кстати, в сети в свободном доступе огромная база по таким структурам, и вьюверы http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do. Если поковыряться — можно даже смотреть стерео (не знаю не вредно ли это для глаз, но можно без спец приспособлений). Очень впечатляюще, рекомендую!
Она существенно больше. Если там выдержаны традиции инфографики, то показаны отдельные атомы. Атомов же в ДНК единицы (или даже десятки) миллиардов — из оценки в сотни миллионов пар оснований на ДНК.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Очень интересно и доступно для понимания (не профессионалу).
Жду продолжения!

 Шикарная статья, спасибо, пишите еще!


Лактозный репрессор же регулирует оперон в диапазоне от 0 до 100%.

Эту фразу я либо не понял, либо она лишняя (сбивает с толку). Из таблички под ней следует, что лактозный репрессор не "регулирует", а "переключает", и не до 100%, а до 5%, а до 100% доводит уже катаболический. Можете пояснить этот момент?

Я подробнее про это напишу дальше. Имелось в виду то, что при наличии цАМФ и катаболического активатора репрессор может подавлять активность оперона от 100% до 0%. А при наличии лактозы (т.е. репрессор неактивен), регуляция цАМФ действует только от 5% до 100%.
такой материал я и люблю читать!
Не хватало именно такого цикла статей! Спасибо.
А каким геном определяется синтез лактозного репрессора, и как происходит регуляция этого гена?

«Катаболический активатор похожим способом реагирует на концентрацию цАМФ» — не может белок реагировать. Он либо образует комплекс с цАМФ, либо не образует. Никакой обратной связи между концетрацией цАМФ и концентрацией активатора не наблюдаю из статьи.

Равно как и в ситуации с репрессором — чем регулируется его концентрация в цитоплазме?

По идее, должен быть механизм поддержания некоего уровня цитоплазматической концентрации как активатора, так и супрессора, чтобы механизм работал. Возможно, сами эти белки также могут блокировать/активировать гены, ответственные за их синтез? (как ауто, так и гетеровзаимодействием).
Совершенно верно, механизм поддержания уровня репрессора есть. Он выключает свой собственный ген, причем это не зависит от лактозы. Для активатора тоже есть такие механизмы, но более сложные, т.к. он регулирует десятки генов и его концентрация в клетке выше.

«Катаболический активатор похожим способом реагирует на концентрацию цАМФ» — да, действительно, я криво сформулировал. Имелось в виду, что активатор работает посредником между цАМФ и опероном, подобно тому как лактозный репрессор — посредник между лактозой и опероном.
Вот если бы научились принудительно запускать регенерацию органов in vivo, без 3D биопринтинга и хирургии, было бы здорово! То есть: запуск пролиферации группы клеток, выращивание нового органа, останов пролиферации. Новый орган готов.
Увы, регенерация прямо на месте — дело не быстрое и будет занимать много месяцев. Биопринтинг позволяет сделать новый орган гораздо быстрее.
Но это опять хирургия, кровь, выпадение из привычной жизни на время восстановления. Тем не менее, аппаратом Елизарова, по сути, удлиняют кости, а вместе с ними и близлежащие ткани, сосуды и мыiцы in vivo. Осталось ускорить эти процессы при помощи индуцированных стволовых клеток из жировой ткани пациента.
Вполне ожидаемо, что с роботизацией и освоением микро- и наноуровней, операции станут сильно проще и эффективней.

Для простых случаев можно предположить, что органы будут выращиваться не целиком, а по частям, и эти части будут выращиваться в самом организме где-то неподалёку. Здесь много мест для потенциальной оптимизации.

Но всё это никак не решает другую проблему: когда организм внезапно и серьёзно повреждён механически и для выживания требуется срочная замена уничтоженных органов. Тут только печатать и иметь запас готовых.
1)Про печать «конструкта» (термин Миронова, «3D Bioprinting Solutions») согласен. Но до сих пор не решена проблема параллельного выращивания (печатания биопринтером) кровеносных сосудов. «Конструкты» без снабжения пищей и кислородом погибают даже после пересадки (как их питать уже в теле человека, если кровеносной системы нет). А вот раковые клетки успешно стимулируют рост кровеносных сосудов для собственного жизнеобеспечения.
То есть, научившись управлять (перепрограммировать) раковыми клетками, научимся управлять системами жизнеобеспечения.
2) Запас готовых органов. Иммунное отторжение неминуемо. Вариант ксенотрансплантологии пока ещё не готов, публикаций на эту тему нет (об УЖЕ выращенных «химерах» с геномом пациента).Фильм «Не отпускай меня» говорит о «клонах» либо без иммунной системы, либо с универсальной иммунной системой.
3) Реально выращивать «страховку»: фильм «Остров», режиссёр Майкл Бэй.
Почему иммунное отторжение неминуемо, если органы растить или печатать из клеток самого пациента? Пуповинная кровь, которая все равно не нужна младенцу после рождения, содержит хорошие стволовые клетки, из которых можно вырастить почти любой тип клеток с минимальным перепрограммированием. И личная ГМ-свинья, полностью идентичная конкретному человеку по маркерам совместимости тканей, может быть сделана про запас.
При внезапном серьезном повреждении можно месяц-другой (пока органы на замену растут или печатаются) полежать подключенным к искусственной почке, сердцу и легким.
Сердце на месте не срегенерируешь. Почку тоже, если обе своих уже отвалились.
Судя по выступлению Миронова, конструкт (а не орган, так как в конструкте оставлена только основная функция), выращивают около месяца. Нужно время на забор аутоиммунных стволовых клеток из жировой ткани. Их размножение в биореакторе. Далее их дифференцировка (iPS). И только потом дифференцированные клетки упаковывают в тканевый сфероид, которым биопринтер печатает конструкт.
За это время можно и не выжить.
То есть, развитие регенеративной медицины застряло на данный момент из-за одновременной печати кровеносных сосудов, вместе с конструктом (про сосуды лимфатической системы даже не вспоминают).
То есть, конструкт — это не настоящий орган. А вот орган из «химеры» (ксенотрансплантология), или из твоего клона, это полновесный, «свой» для иммунной системы, орган.
По идее, напрашивается следующий вывод: забираем СК из жировой ткани. Из них делаем яйцеклетку и сперматозоиды. Оплодотворяем. Но развитие бластоцисты направляем не на строительство организма, а на строительство отдельного органа.
Юридически это не запрещено, эмбриона то нет. Отдельный орган не имеет личности.
Оплодотворяем

эмбриона то нет

Вообще, оплодотворенная яйцеклетка это уже эмбрион. Не прокатит.

Тогда ксенотрансплантология:

Создан гибрид человека и овцы, необходимый для пересадки органов

www.medikforum.ru/news/medicine_news/67202-sozdan-gibrid-cheloveka-i-ovcy-neobhodimyy-dlya-peresadki-organov.html

Эмбрион, но не человека.

А программировать такой организм «человек-животное» по технологии

ДНК глазами программиста

geektimes.ru/post/298091/?utm_source=habrahabr&utm_medium=rss&utm_campaign=298091
Спасибо, статья очень интересная, буду ждать продолжения.
Читаю текст и вижу знакомые аллюзии с заводом и станками. Ну конечно — слышал на днях Вашу запись)
Ваша книга практически прочитана, выражаю признательность.
Скажите — есть ли в планах выложить текстовую версию лекции о происхождении жизни на Земле? На мой взгляд, весьма востребованная тема, по крайней мере, среди аудитории этого ресурса.
Текстовую версию какой именно лекции? Я их прочел много разных.
С точки зрения мировоззренческой ценности больше всего понравилась вот эта:
Да, конечно, эту собираюсь выложить.
Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.