<< Предыдущая

стр. 6
(из 19 стр.)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Следующая >>

открыла ? Современные
теории старения
основаны


молекулярная
на научных
знаниях . . . . . . . . . . . . . 19

? Английские ученые


биология
разрабатывают
стратегию победы
над старостью
с помощью

20-го века инженерных
методов . . . . . . . . . . . . 23

? Методы продления
жизни успешно
изучаются
на животных . . . . . . . 29

? Обнаружены
организмы,
которые
практически
не стареют . . . . . . . . 33
1 лекарства от старости



Молекулярная биология изучает
Молекулярная биология – детальное,
на уровне молекул и атомов, изучение

человеческий организм
живых клеток и их составных частей (ор-
ганелл), прослеживающее роль отдельных

на уровне молекул и атомов
идентифицируемых соединений в функци-
онировании этих структур.




Т
ерМИН «молекулярная биология» впервые появился в начале
Клетка – элементарная единица стро-
40-х годов 20-го века. Молекулярная биология исследует все связанные
ения, функционирования и воспроизведе-
ния живой материи. с жизнью процессы: питание и выделение, дыхание, рост, репродукция, ста-
рение и смерть. В человеческом организме все они связаны с клеткой.
Началом изучения
Клетка покрыта мембраной, состоящей из нескольких слоев молекул и обеспечи-
клетки можно считать
вающей избирательную проницаемость веществ. А основные части любой клетки – ядро,
1665 год, когда анг-
лийский ученый Ро- органеллы и цитоплазма. Плазматическая Пиноцитозные
берт Гук (1635-1703) мембрана пузырьки
Цитоплазма – полужидкая внутрен- Эндоплазма-
впервые увидел в Цитоплазма тическая сеть
няя среда клетки, в которой расположены
микроскоп на тонком
органеллы и ядро. Согласно одной из сов- Центриоль
срезе пробки мелкие
Комплекс
Роберт Гук ячейки; он назвал их
ременных гипотез, цитоплазма выполняет Вакуоль Гольджи
клетками.
в клетке роль квантового компьютера, ко-
торый регулирует процессы взаимодейс-
В 30-х годах 19
твия между компонентами клетки.
века шотландский
ученый Роберт Бро- Органеллы, подобно органам тела, Митохондрия
ун (1773-1858) сде-
выполняют определенные функции, обес-
лал очень важное
печивая жизнедеятельность клетки. На-
открытие. Он обна-
Рибосомы
Ядро
ружил внутри клетки пример, в рибосоме образуются белки, в
плотное круглое об- Лизосома
митохондриях вырабатываются вещест-
Роберт Броун разование, которое
ва, служащие источником энергии; лизосомы обеспечивают пищеварение клетки, рас-
назвал ядром.
щепляя белки, нуклеиновые кислоты, жиры и углеводы.
Клеточное ядро выполняет две важнейшие функции. Во-первых, управляет де-
Совершенствование микроскопов
позволяло все более детально изучать лением, при котором образуются новые клетки, во всем подобные материнской. Во-вто-
клетку. Во второй половине 19 – начале
рых, регулирует все процессы белкового синтеза, обмена веществ и энергии, идущие в
20 веков были выяснены основные детали
клетке.
тонкого строения клетки.
В 1876 году был открыт клеточный В ядре содержатся нитевидные образования — хромосомы. В ядре клетки челове-
центр, в 1894 году – митохондрии, в 1898
ческого тела (кроме половых клеток) содержится по 46 хромосом – носителей наследствен-
году – аппарат Гольджи.
ных характеристик организма, передающихся от родителей потомству. В состав хромосом
С изобретением электронного мик-
входит дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Она играет центральную роль в хранении
роскопа в 1933 году началась новая эпо-
ха в изучении строения клетки. Удалось и передаче наследственных свойств организма.
рассмотреть много новых важных органелл
Молекулы ДНК передают наследственную информацию из поколения в поколение
клетки, которые при изучении в световом
благодаря генам. Ген – это участок молекулы ДНК, который является элементарной еди-
микроскопе казались просто бесструктур-
ными участками. ницей наследственности.
лекарства от старости 1



Открытие структуры ДНК Еще до Второй мировой войны ис-
следователи выяснили, что «мистичес-

совершило революцию кая» субстанция, которая передает гены
от поколения к поколению, – это ДНК.

в науке о человеке Но эти знания не объяснили им, каким
образом работает эта молекула или как
она выглядит.



В
ПерВОй половине 20-го века ученые продолжали исследова- Было известно лишь то, что молекула
ДНК состоит из нескольких относительно
ния процессов старения и поиск методов продления жизни на
простых химических единиц. Однако никто
основе результатов экспериментов и всесторонне обоснован- не был уверен в том, как выстраиваются
ных научных теорий. эти химические единицы, чтобы нести в
себе огромное количество информации,
Прорыв в биологии произошел после того, как 25 апреля 1953 года в американском
необходимой для воспроизводства жизни.
журнале Nature была опубликована статья молодых ученых – биолога Джеймса Уот-
сона и физика Френсиса Крика «Структура дезоксирибонуклеиновой кислоты». Пуб-
ликация занимала чуть больше одной странички, в ней был всего один очень простой
рисунок. Так впервые была предложена модель пространственной структуры ДНК в виде
двойной спирали. Через 9 лет ее авторы получат Нобелевскую премию. А паб «Орел», в
котором двое молодых людей объявили о своем открытии «секрета жизни», до сих пор
остается одной из главных достопримечательностей Кэмбриджа.

разгадка строения молекулы ДНК вызвала революцию в естест-
вознании и повлекла за собой целый ряд новых открытий. Знание
структуры ДНК помогло понять процесс репликации (удвоения)
ДНК. Таким образом удалось установить, как генетическая инфор-
мация передается от поколения к поколению. Впоследствии был от- Джеймс Уотсон и Френсис Крик
крыт генетический код, несущий информацию о первичной структу-
Уотсон и Крик, проведя расчеты, созда-
ре белков – основных компонентов всех клеток.
ли модель в виде двойной спирали – так,
по их мнению, должна была выглядеть мо-
Открытие структуры ДНК стало серьезным импульсом для развития генетики,
лекула ДНК. Но они не были до конца уве-
апогеем которого явилась научная программа «Геном человека». Уотсон стал первым рены в правильности этой модели. Лишь
руководителем этого проекта, в рамках которого была полностью расшифрована на- после того, как английский биофизик Мо-
рис Уилкинс ознакомил их с рентгеновс-
следственная информация Homo sapiens.
кой диффракционной картиной кристал-

? Основные этапы лической структуры
ДНК, стало очевидно,
расшифровки генома человека что предложенная ими
структура ДНК верна.
? 1869 год – швейцарским исследователем Фридрихом Мишером впервые Уотсон, Крик и
открыты нуклеиновые кислоты в ядре человеческих клеток. Уилкинс в 1962 году
получили Нобелевс-
? Начало XX века – биологам и биохимикам удалось выяснить структуру и
кую премию за свои
основные свойства клетки. Было установлено, что одна из нуклеиновых кислот –
Морис Уилкинс достижения.
ДНК – представляет собой чрезвычайно большую молекулу, состоящую из струк-
турных единиц, названных нуклеотидами, каждый из которых содержит азотис-
тые основания.
1 лекарства от старости


? 1944 год – американский биолог Освальд авери, работая в Рокфеллеровском
Что можно ждать
институте медицинских исследований (в настоящее время Рокфеллеровский универси-
от геномных
исследований тет), представил доказательства, что гены состоят из ДНК.
в ближайшие 40 лет? ? 1952 год – гипотеза Освальда Авери была подтверждена альфредом херши и
Мартой чейз. Хотя было ясно, что ДНК контролирует основные биохимические процес-
Прогноз Фрэнсиса Коллинза, руководи-
теля программы «Геном человека» (США).
сы, происходящие в клетке, но ни структура, ни функция молекулы не были известны.
2010 ? 25 апреля 1953 года в американском журнале Nature была опубликована ста-
тья Джеймса Уотсона и физика Френсиса Крика «Структура дезоксирибонуклеиновой
? Генетическое тестирование, профи-
кислоты».
лактические меры, снижающие риск заболе-
ваний, и генная терапия до 25 наследствен-
? 1988 год – Джеймс Уотсон инициировал создание международного проекта
ных заболеваний.
«Геном человека». Ученые разных стран вели исследования, финансируемые из госу-
? Медсестры начинают выполнять меди-
дарственных бюджетов, и объединяли их результаты в едином банке данных. Самый
ко-генетические процедуры. Широко доступ-
на преимплантационная диагностика.
большой вклад в финансирование этого проекта внесли США, Великобритания, Герма-
2020 ния, Франция и Япония.
? Июль 2000 года – лидеры стран «Большой восьмерки» на саммите на острове
? На рынке появляются лекарства от
Окинава официально объявили о том, что расшифрован геном человека.
диабета, гипертонии и других заболеваний,
разработанные на основе геномной инфор-
Открытия молекулярной биологии сделали очевидным то, что старение
мации.
является следствием процессов, происходящих на молекулярных уров-
? Терапия рака, прицельно направлен-
ная на свойства раковых клеток. нях организации живой материи. Знание генома человека в перспективе
? Фармакогеномика становится обще- позволит раскрыть причину многих заболеваний, создать лекарства для,
принятым подходом для создания многих
так называемой генотерапии, направленные на исправление «больных
лекарств.
генов» или замену «испорченных» генов на «здоровые».
? Изменение способа диагностики пси-
хических заболеваний, появление новых
К настоящему времени проект «Геном человека» практически выполнен. Причем
способов их лечения, изменение отношения
85% информации абсолютно достоверны, т.е. последовательность ДНК в этом объеме пе-
общества к таким заболеваниям.
? Демонстрация безопасности геноте- репроверена не один раз и разночтения больше не выявляются. Примерное число генов
рапии на уровне зародышевых клеток при
человека – 23 000 (а не 80000, как считалось совсем недавно). Что удивляет самих уче-
помощи технологии гомологичной рекомби-
ных – насколько малая часть человеческого генома напрямую участвует в построении
нации.
организма. Генетические инструкции по формированию личности занимают меньше
2030 двух с половиной сантиметров на двухметровой ленте ДНК, заключенной практически
? Определение последовательности нук-
внутри каждой клетки тела. Удивило и малое количество генов, несущих эти инструк-
леотидов всего генома отдельного индивида
ции, – всего в пять раз больше, чем нужно для взращивания мухи.
станет обычной процедурой, стоимость кото-
рой менее 1000$. Кроме того, обнаружилось, что из 3 миллиардов генетических букв, составляю-
? Каталогизированы гены, участвующие
щих человеческие гены, которые образуют ДНК, 99,9 процента одни и те же. Очевидно,
в процессе старения.
всего одна десятая процента и делает нас теми, кто мы есть, – умными или глупыми,
? Проводятся клинические испытания по
увеличению максимальной продолжитель- добрыми или, наоборот, жестокими... А еще ученые выяснили, что основную ответс-
ности жизни человека.
твенность за генетические ошибки несет мужская сперма, в которой содержится вдвое
? Лабораторные эксперименты на чело-
больше мутаций, чем в женской яйцеклетке. Но она же является и главным источником
веческих клетках заменены экспериментами
на компьютерных моделях. эволюционных новаций.
Продолжение на стр. 19
лекарства от старости 1



Современные теории старения 2040
основаны на научных знаниях ? Все общепринятые меры здравоохра-
нения основаны на геномике.




<< Предыдущая

стр. 6
(из 19 стр.)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Следующая >>