Молекулярна біологія

Модифікації хроматину є важливим механізмом регуляції генетичної активності в клітині, оскільки вони контролюють доступність ДНК для транскрипційного апарату та інших молекул, що беруть участь у процесах реплікації та репарації ДНК. Зміни, що відбуваються в хроматині, можуть мати значний вплив на експресію генів і на те, як клітина реагує на різні сигнали ззовні та всередині організму.

Генно-інженерні методи — це різноманітні техніки, що дозволяють маніпулювати геномом організмів, змінюючи, додаючи або видаляючи певні гени. Ці методи широко використовуються в біотехнології, медицині, агрономії, фармацевтиці та багатьох інших галузях для створення нових штамів організмів, лікування генетичних захворювань, покращення культурних рослин тощо.

Молекулярна біологія – комплекс біологічних наук, що займається біологією на молекулярному рівні. вивча’ механізми зберігання, передачі і реалізації генетичної інформації , будову і функції складних високомолекулярних сполук, що складають клітину : нерегулярних біополімерів (білків і нуклеїнових кислот).

Бісульфітне секвенування (bisulfite sequencing) — це потужний метод молекулярної біології, який використовується для детекції метилювання ДНК, зокрема метилювання цитозину в ділянках CpG. Цей метод дозволяє виявити патерни метилювання на конкретних ділянках геному, що є важливим для дослідження епігенетичних змін і їхнього впливу на регуляцію генів, розвиток захворювань та інші біологічні процеси.

TFIIB (Transcription Factor IIB) — це важливий транскрипційний фактор, який бере участь у ініціації транскрипції в еукаріотичних клітинах. Він є частиною преініціаційного комплексу (PIC) і взаємодіє з іншими компонентами цього комплексу, зокрема з TATA-binding protein (TBP), TFIIA, TFIID, RNA-полімеразою II та іншими факторами. Основна функція TFIIB полягає в тому, щоб допомогти стабільно приєднати RNA-полімеразу II до промотору і ініціювати транскрипцію.

Ремонт ДНК — це сукупність механізмів, що забезпечують відновлення пошкоджених ділянок ДНК, зберігаючи її стабільність та функціональність. Пошкодження ДНК можуть виникати внаслідок різноманітних факторів, таких як ультрафіолетове випромінювання, хімічні агенти, помилки під час реплікації або окислювальні стреси. Ремонт ДНК є важливою частиною клітинних процесів, оскільки він запобігає накопиченню мутацій, які можуть призвести до розвитку раку або інших генетичних захворювань.

Можливо, це трохи егоїстично, що ми зосереджуємось на ДНК, яке ми отримали від неандертальців, але не забуваймо, що потік генів працює в обидва боки.

Відновлення функцій клітин — це процес, при якому клітини або тканини, що втратили свої нормальні функції через старіння, пошкодження або хвороби, відновлюють свою здатність виконувати свої біологічні ролі. Це може включати в себе як природні механізми відновлення, так і медичні або біотехнологічні втручання, спрямовані на відновлення або поліпшення функцій клітин.

Що метилювання ДНК повідомляє нам про процес старіння?

Конкуренція РНК задля регуляції. Вероніка Гур’янова, Інститут фізіології імені О.О. Богомольця НАНУ

Генетичне тестування, також відоме як ДНК-тестування, дозволяє визначити лінії крові та генетичну діагностику вразливості до спадкових захворювань. 

Метилювання промоторних ділянок є одним з основних механізмів епігенетичної регуляції, який має значний вплив на активність генів. Промоторні ділянки — це регуляторні послідовності ДНК, розташовані перед генами, і вони контролюють ініціацію транскрипції, тобто перетворення генетичної інформації з ДНК у РНК.

Однією з характерних ознак старіння є зміна епігенетичних ознак. У цьому відео розповідається про концепцію епігенетики та про те, як її ідентифікацію можна використовувати як проксі для біологічного віку, який також називають епігенетичним годинником. Вимоги до біомаркерів будуть обговорені разом із оглядом нещодавнього дослідження (випробування TRIIM), де спостерігається зміна епігенетичних позначок.

Рибонуклеїнова кислота (РНК) – gолімерна молекула, принципово важлива для ряду біологічних процесів, таких як кодування, декодування, регуляція і експресія генів. Разом з ДНК і білками становить три класи біомолекул, без яких життя в відомій нам формі неможливе.

Завершення транскрипції — це останній етап процесу транскрипції, під час якого синтезована молекула мРНК відокремлюється від ДНК, а РНК-полімераза припиняє свою діяльність. Цей процес важливий для того, щоб отримана молекула мРНК була готова до подальших етапів, таких як обробка та транспортування з ядра до цитоплазми для перекладу в білок.

FOXP2 — це ген, який кодує білок‑транскрипційний фактор із родини Forkhead‑box (FOX), що відіграє важливу роль у розвитку мозку, моторики, мовлення та здатності до навчання. Його називають інколи «геном‑мовником», через асоціацію з мовленнєвими та артикуляторними порушеннями, коли він мутує чи змінюється. Дослідження FOXP2 допомагають розуміти еволюцію мовних здібностей людини, механізми нейрональної диференціації, а також зв’язок між генетикою і мовною патологією.

Полімераза є ферментом , який синтезує довгі ланцюги полімерів або нуклеїнових кислот.

Сигнальні молекули та клітинне оточення — це два важливі аспекти, які визначають, як клітини взаємодіють між собою і з навколишнім середовищем, а також як ці взаємодії впливають на їх функцію, поведінку та диференціацію. Сигнальні молекули передають інформацію всередині клітини або між клітинами, що дозволяє організму підтримувати гомеостаз, відповідати на стреси, а також регулювати такі процеси, як ріст, диференціація, апоптоз і регенерація тканин.

Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) – експериментальний метод молекулярної біології , що дозволяє домогтися значного збільшення малих концентрацій певних фрагментів нуклеїнової кислоти ( ДНК ) в біологічному матеріалі (пробі).

Цей метод, широко застосовуваний в молекулярній біології, для швидкого отримання від мільйонів до мільярдів копій конкретного зразка ДНК.

Транспозон, так само відомий як мобільний генетичний елемент – послідовність ДНК, здатна змінювати своє положення в геномі, час від часу приводячи до мутацій і порушуючи структуру генів.

Транспозиція – процес переміщення транспозона по геному – часто призводить до дуплікації генетичного матеріалу, тобто створення копій одного і того ж гена.

Модифікації ДНК та гістонів є важливими механізмами епігенетичної регуляції генетичної активності. Вони змінюють структуру хроматину, а отже, впливають на доступність ДНК для транскрипції та інших клітинних процесів, не змінюючи послідовність самої ДНК. Ці модифікації дозволяють клітині реагувати на зовнішні і внутрішні сигнали, а також зберігати клітинну пам’ять у вигляді довгострокових змін.

Невизначеність диференціації плуріпотентних стовбурових клітин (ПСК) є важливою характеристикою цих клітин, що дає їм здатність до диференціації у широкий спектр спеціалізованих клітин, але також і сприяє їхній здатності залишатися в неактивованому (плуріпотентному) стані, не піддаючись процесу диференціації.

У програмі “Академія наук” разом з Ксенією Гулак (молекулярний генетик, співробітниця Інституту фізіології імені О.О. Богомольця НАН України) аналізуємо проект “Близнюки” від NASA. Чи не фейк, що Скотт Келлі генетично вже не є братом-близнюком? Які зміни в організмі можна отримати в умовах невагомості?

Лекція про процес реплікації ДНК для студентів 4 курсу ХНПУ ім. Г.С. Сковороди.

Реплікація ДНК — це процес подвоєння молекули ДНК, що відбувається перед поділом клітини. В результаті реплікації кожна дочірня клітина отримує точну копію генетичної інформації, що зберігається в ДНК. Це критично важливий процес для правильного функціонування клітини та організму в цілому.

Двухнитьові розриви – це тип пошкоджень ДНК, що характеризується тим, що обидва ланцюжки ДНК несуть ушкодження. Вони особливо небезпечні для клітини, тому що порушують структуру кодування генома, часто пролягаючи в регуляторних регіонах (термінатори, промотори, сайти метилування, etc.), здатні повністю зруйнувати всю «смислову структуру» гена.