Глоссарий

Глоссарий

аденозиндезаминазная недостаточность, метаболическое заболевание, вызывающее иммунный дефицит. Дети, страдающие таким заболеванием, не в состоянии противостоять патогенам, в силу чего вынуждены находиться в стерильных «палатках». ADA используется как модель в генной терапии.

повторяющийся короткий регуляторный элемент ДНК, не содержащий генетическую информацию и оказывающий регуляторный эффект на соседние гены; принадлежит к семейству ретроэлементов SINE. В геноме человека содержится 1,1 млн копий ALU (10,7% от всей последовательности); представлен главным образом в геномах приматов.

фермент, предназначенный для сайленсинга генной экспрессии и состоящий из доменов PAZ и PIWI (так же как обратная транскриптаза и РНКаза Н ретровирусов) в РНК-индуцированном комплексе сайлесинга (RISC). Белки семейства  связывают небольшую некодирующую РНК, которая затем направляет этот комплекс к РНК-мишени для ее расщепления.

CRISPR-ассоциированный белок 9, молекулярные «ножницы», разрезающие фрагмент ДНК в гибридах ДНК–РНК; обеспечивает защиту от ДНК-содержащих фагов в бактериях и археях, содержит РНКаза Н-подобные DDE (ДДЭ) аминокислоты в активном центре (ДНКаза Н, разрезающая ДНК в РНК–ДНК-гибридах).

рецептор для сигнальных молекул (хемокинов) на поверхности клеток человека, корецептор CD4-рецептора для ВИЧ, необходимый для внедрения в клетку-хозяина; лимфоцит с рецептором CD4 или макрофаг с CCR5 – первая мишень ВИЧ; позднее происходит инфицирование клеток, имеющих еще один рецептор СXCR4.

акроним («Исследование и разработка контрацептивных средств»), содержит результаты, подтверждающие данные клинических исследований, препаратов для лечения ВИЧ-инфекции, в частности MTN-030/IPM 041 – исследование микробицидов во влагалище.

 – сокращение, обозначающее два нуклеотида, C (цитозин) и G (гуанин), связанные между собой при помощи фосфоэфирных мостиков в ДНК-молекулах; это важный мотив для эпигенетической регуляции в качестве мишеней метилирования.

короткие палиндромные кластерные повторы с регулярными промежуточными пространствами / CRISPR-ассоциированный белок 9; это противовирусная система защиты от внедрения ДНК-содержащих фагов в бактерии и археи. Данная технология используется для удаления и модификации генов, называется «редактирование» и является новым методом, предусматривающим очень серьезные потенциальные изменения генов во всех видах. Метод прост в использовании и отличается быстродействием и низкой ценой, не предполагает применения рекомбинантных механизмов, поскольку «направляющая» РНК «предназначает» новую последовательность, которая затем копируется (редактируется). Метод не предусматривает генетическую модификацию ДНК, не подпадает под законодательство, регулирующее ГМО; по этому поводу возникают этические споры.

рецепторы, локализующиеся на лимфоцитах, которые позволяют поверхностным гликопротеинам ВИЧ (gp120) связываться и проникать в клетку на ранней и поздней стадиях заболеваний.

 (энтерогеморрагический штамм кишечной палочки) – бактерия вызывающая энтерогеморрагические заболевания; является следствием фаг-опосредованного приобретения токсина (токсин Шига), который находится в фекалиях животных и удобрениях. Бактерия опасна для здоровья человека – ростки, зараженные EHEC, вызвали в Германии самый крупный скандал[22], связанный с пищевыми продуктами.

Европейская организация по молекулярной биологии, находится в Гейдельберге (Германия), занимается проведением научных мероприятий на высоком уровне, семинаров, учреждает стипендии, осуществляет подготовку специалистов как из Европы, так и из других стран мира.

Европейское агентство по оценке лекарственных средств, занимающееся оценкой медицинских продуктов, защитой здоровья животных и человека, дает разрешение на проведение клинических исследований. До недавнего времени называлось EMA (Европейское агентство лекарственных средств).

морские водоросли, содержащие углерод (кокколитофы), сокращенно называются EH, в зависимости от климата могут образовывать огромные светящиеся «поляны», являются носителями вирусов морских водорослей EhV или EHV, в результате лизирующего действия которых водоросли перестают светиться, что является стрессовой реакцией на снижение температуры и приводит к повторному использованию питательных веществ.

онкоген (рак-промотирующий ген) вируса эритробластоза у цыплят, рецептор эпидермального фактора роста, который стимулирует пролиферацию клеток за счет задействования сигнального каскада Ras-MAP-киназы, характеризуется сверхэкспрессией, является индикатором рака молочной железы у человека. У 25% пациенток с раком молочной железы отмечаются мутации Erb-B2.

эндогенный ретровирус, ДНК которого интегрирована в геном эукариотов; наследуется как ДНК провируса через зародышевые клетки. Этот ретровирус более не является инфекционным и часто бывает дефектным. Возникает при заражении зародышевых клеток ранее не инфекционными вирусами, которые часто относятся к вымершим; обеспечивает противовирусную защиту от аналогичных вирусов. В настоящее время в реальном времени происходит эндогенизация данного вируса в организме коал, которые отождествляются с законсервированными (устойчивыми) сайтами интеграции, в то время как новые инфицирующие вирусы интегрируются на случайных сайтах (см. ).

Eidgen?ssische Technische Hochschule)Швейцарский федеральный технологический институт (Цюрих), также называемый политехническим, является одним из ведущих европейских университетов.

белок, ассоциированный с жировой массой тела и ожирением, один из нескольких генов, ассоциированных с ожирением; ген имеет 47 000 нуклеотидов; это не один белок, а много вариантов из-за различного сплайсинга; действует совместно с транскрипционным фактором IXR3, ассоциированным с ожирением.

один из ретровирусных генов, групп-специфический антиген; название основано на иммунологии вирусов.

вирус лейкоза гиббона, обезьяний вирус, убивший большое количество коал, прежде чем их организм выработал резистентность к данному вирусу путем эндогенизации.

название ретротранспозона, который очень напоминает ретровирус и присутствует у дрозофил, эквивалентен Ty3 в дрожжах, содержит длинные концевые повторы (LTR-последовательности), gag, pol, нуклеазу, интегразу, но не содержит ген env; может осуществлять перенос генов.

вирус гепатита В, параретровирус, который реплицируется при помощи обратной транскриптазы, но в вирусных частицах упакована ДНК, а не РНК, что в ряде случаев приводит к развитию гепатоцеллюлярной карциномы. Существует соответствующая вакцина.

вирус гепатита С. На поздней стадии заболевания может вызвать гепатоцеллюлярную карциному. Существует новая терапия (дорогостоящая – $50 000), которая весьма эффективно уничтожает вирус.

редкий вирус гепатита дельта, инфицирующий печень человека, рибозим, возможно, растительного происхождения. Вместе с HBV вызывает тяжелое заболевание.

эндогенные ретровирусы человека. В геноме человека содержится примерно 450 000 копий. Редко формируют инфекционные частицы и напрямую не коррелируются с развитием заболеваний, однако благодаря своим промоторам LTR-последовательностям могут влиять на соседние гены. Известно, что они играют роль в развитии рака и генетических заболеваний с неизвестной частотой. Представляют собой остаток бывших ретровирусных инфекций зародышевых клеток.

Французский национальный институт сельскохозяйственных исследований, расположенный в окрестностях Парижа, относится к числу передовых институтов в сфере анализа микробиома.

индуцированные плюрипотентные стволовые клетки; обновленный фибробласт взрослого человека или другие дифференцированные клетки путем применения набора из четырех транскрипционных факторов (Oct3/4, Sox2, Kif4 и c-Myc), индуцирующих пролиферацию и де-дифференциацию, один из четырех протоонкогенов – вирусный «онкоген» Myc; iPS похожи на эмбриональные стволовые (ЭС) клетки, которые не имеют специализации и сохраняют плюрипотентность; для целей исследования iPS-клетки заменяют ЭС-клетки, получение которых запрещено. iPS-клетки способны развиться в одну из 200 специализированных клеток человека, в частности в клетки головного мозга, нервные клетки, клетки мышечной ткани; есть надежда на то, что можно регенерировать мертвые или больные ткани для их замены.

транскрипционный фактор, который наряду с FTO связан с ожирением.

рецептор тирозинкиназы в стволовых клетках, а также онкоген в одном из кошачьих вирусов. Kit играет роль в появлении белых хвостов у мышей (это свойство наследуется путем парамутации) и в образовании полосок у рыбок-зебр (данио).

Институт Леффлера–Фроша, самый крупный институт по изучению ветеринарных вирусных заболеваний, находится к северу от Грайфсвальда в Северной Германии. Институт назван в честь двух немецких вирусологов. Учреждена медаль Леффлера–Фроша.

длинный диспергированный повторяющийся элемент, участок ДНК в геномe, транспозируемый элемент или «прыгающий» ген, кодирующий две «открытые рамки считывания» (ORF1 и ORF2), соответствующий двум белкам – РНК-связывающему белку и обратной транскриптазе/эндонуклеазе (подобной РНКазе Н); ретротранспозон, действующий по принципу «копировать и вставить», включая промежуточную РНК; происходит копирование обратной транскриптазы и нуклеазы и их повторное внедрение в ДНК хозяина, что приводит к дупликации гена, не имеет LTR-последовательностей, представлен 850 000 копий в геноме человека (21%); помогает SINE-элементам в пролиферации. В организме человека всего 100 L1-элементов, которые мобильны и могут обусловить мутагенез и развитие заболеваний (неврологических); малые интерферирующие РНК (siРНК) контролируют и экспрессируют ретротранспозицию. LINE – двигатель эволюции, поддерживает инновации и проявляет активность в зародышевых клетках, где контролируется piРНК. При наличии большого количества ретротранспозонов обратная транскриптаза становится одним из наиболее распространенных белков.

длинный концевой повтор у ретровирусов и некоторых ретроэлементов, один из самых сильных из известных промоторов, который связывает транскрипционные факторы, регулирует клеточные механизмы, приводящие к репликации вируса. В процессе репликации ретровирусной ДНК, при которой происходит дупликация на концах ДНК-провируса, образуются две LTR-последовательности, что важно для репликации. LTR-последовательность может также промотировать соседние гены и вызывать развитие рака (с помощью механизма инсерции, или встраивания промотора), может остаться в качестве «единичных LTR-последовательностей» в геноме как «отпечаток» удаленных ретровирусов.

последний универсальный общий предок или предок клеток; первая клетка, возникшая в процессе эволюции.

консорциум по изучению метагеномики пищеварительного тракта человека; в него входило 13 исследовательских центров из восьми стран; работал в период 2008–2012 гг. в рамках Седьмой рамочной программы Европейской комиссии, предусматривающей секвенирование штаммов бактерий пищеварительного тракта человека.

транспозируемый фаг, модель ДНК-транспозона и механизма ретровирусной интеграции; характеризуется очень выраженной мутагенностью (поэтому называется Mu); относится к ретровирусам; использовался для идентификации ингибитора интегразы ВИЧ, в частности ралтегравира.

онкоген вируса миелоцитоматоза у кур, протоонкоген, выступающий в качестве транскрипционного фактора в нормальных клетках, который характеризуется избыточной экспрессией в раковых клетках (нейробластома легких), что приводит к ускорению жизненного цикла клеток; является нисходящим эффектором киназного каскада; ДНК-связывающий белок; локализуется в ядре, играет роль в регулировании клеточного цикла, образует гетеродимер с более коротким Myc-родственным белком Max, модулируя его функции.

 и  Бактерия имеет один из самых мелких геномов в природе, состоящий из 580 000 пар оснований и 482 генов, который является первым бактериальным геном, синтезированным  с использованием только химических соединений. Установлено, что синтетический геном не выполняет функций в живой бактерии. Инактивируя гены естественного генома один за другим и проверяя, продолжает ли расти , методом проб и ошибок, так же, как это происходит в природе, было выявлено 382 эссенциальных (незаменимых) гена, а 100 генов оказались несущественными.  – вторая бактерия, чей геном был синтезирован. Путем трансплантации ее естественного генома в соответствующую опустошенную бактериальную клетку получили бактерию, которая вела себя как и была способна к размножению. Новостью 2016 г. стало то, что Крейг Вентер получил полностью реплицируемую жизнеспособную синтетическую клетку, которая, правда, медленно растет; она состоит из 473 генов (функции 149 из которых неизвестны) и имеет 531 000 пар оснований.

Национальный институт здравоохранения США (Бетесда, штат Мэриленд).

домен белка (длина примерно 110 аминокислот), имеет родство с обратной транскриптазой ретровирусов, является компонентом РНК-индуцированного комплекса сайленсинга (RISC); аббревиатура основана на названии трех белков, входящих в этот домен (PIWI,  и ).

программа ЕС, осуществляемая в соответствии с Седьмой рамочной программой. Основная цель этого исследования – оценить безопасность и эффективность, равно как и фармакодинамику двух «коктейлей» терапевтических фагов для лечения раневых ожоговых инфекций, вызванных или. Исследование проводилось с 2013 по 2016 г.

«пустой семенник, индуцированный р-элементом», изначально выявленный у дрозофил. Является РНКаза Н-подобным ферментом, связывающим двухцепочечные нуклеиновые кислоты или РНК–ДНК-гибриды, расщепляет РНК-соединения в гибридах, осуществляет сайленсинг одноцепочечной или двухцепочечной РНК; РНК может быть получена из инфекционных агентов (вирусов) или регионов эндогенных некодирующих РНК, таких как регуляторная РНК; РНКаза Н – белок  в комплексе RISC (РНК-индуцированном комплексе сайленсинга); экспрессируется при сперматогенезе в яичках млекопитающих, а также в клетках яичников, что, возможно, является следствием действия ретротранспозонов, другое название – ассоциированные с повторами малые интерферирующие РНК (rasiРНК); считается, что PIWI-взаимодействующая РНК, или piРНК, осуществляет сайленсинг ретротранспозонов, ингибирует «прыжки», чтобы предотвратить интерференцию ретротранспозонов с образованием зародышевых клеток; является кандидатом на трансгенерационные или парамутационные изменения, обусловленные изменениями хроматина и присутствием в зародышевых клетках и сперме; таким образом, ассоциируется с одной из наследуемых форм РНК, а именно piwiРНК или piРНК, вследствие чего называется «охранник генома».

PIWI-взаимодействующая РНК; PIWI – фермент, подобный «ножницам» РНКазы Н, который разрезает ретротранспозоны в зародышевых клетках, предотвращая активность («прыжки») транспозонов, образует комплекс «РНК-белок»; у piРНК 26–31 нуклеотида, она крупнее типичной siРНК или микроРНК (21 нуклеотид), переносится семенной жидкостью, присутствует в зародышевых клетках, где piРНК противодействует образованию ретротранспозонов, в силу чего ее называют «защитница генома». При отсутствии piРНК сперма становится нефертильной, что приводит к парамутации или трансгенерационному наследованию, не подчиняющемуся законам Менделя.

 – доконтактная профилактика; обеспечивает защиту здоровых индивидуумов путем использования антиретровирусной терапии для профилактики инфицирования человека ВИЧ-положительными партнерами.

 – онкоген вируса фибросаркомы у крыс, получен из клеточного гомолога c-Raf, серин/треониновая киназа; на момент открытия (Карин Мёллинг) это был новый тип онкогена; c-Raf активируется «восходящими» (выше располагающейся в каскаде) киназами и компонентом довольно универсального сигнального каскада киназ Ras–Raf–MEK–ERK. При разных видах рака у человека частично активированной формой является B-Raf. В настоящее время является мишенью нескольких новых лекарств; часто наблюдается у пациентов со злокачественной меланомой и другими видами рака, гетеродимезируется с c-Raf. Активированный c-Raf может привести к развитию рака, но также и к дифференциации и прекращению роста опухоли. Такое поведение по типу двуликого Януса также характерно и для других онкогенов, что осложняет лечение этого заболевания в силу того, что вместо ингибирования может наблюдаться активация роста опухоли.

 – ген активации рекомбинации, который обусловливает разнообразие иммуноглобулинов V(D)J путем рекомбинации; относится к транспозонам и ферментам расщепления РНКазе Н и содержит три характерные аминокислоты в активном центре (мотив DDE), отвечающих за расщепление.

 – онкоген ретровируса саркомы крыс, получен из клеточного гомолога c-Ras; его размер 20 kD, изоляты H-Ras () и Ki-Ras () названы по имени ученых; обычно относится к ГТФазе, которая путем гидролиза ГТФ заменяется на ГДФ; в случае мутации (G12V, замена глицина на валин в кодоне 12) дерегулируется и постоянно находится в активном состоянии, «включая» нисходящие сигнальные каскады киназы (Ras–Raf–MEK–ERK) и клеточную пролиферацию; чаще всего этот онкоген отмечается в опухолях человека. В более чем 30% случаев рака возбудителем является онкоген Ras. Плохо поддается «лечению», поскольку воздействует на слишком большое число нижележащих эффекторов. Проводимые 30 лет исследования не привели к разработке соответствующих ингибиторов; в 2014 г. Национальный институт рака (США) приступил к новой исследовательской программе – http://www.cancer.gov/research/key-initiatives/ras/the-problem.

один из основных сигнальных каскадов, состоящий из протеин-киназ и MAP-киназного каскада (MAP – митоген-активированный белок; в сочетании с K, означающей киназу, называется Ras–MAPKKK–MAPKK–MAPK), который переносит фосфаты от одной киназы к другой при нисходящей активации в ответ на внеклеточные стимулы (передающиеся через рецептор тирозинкиназы), такие как митогены, стресс, высокие температуры, противовоспалительные цитокины, что обусловливает плейотропные эффекты – пролиферацию, экспрессию генов, дифференциацию, митоз, выживание клеток и апоптоз – в зависимости от клеточных и средовых стимулов и факторов. Каскады обеспечивают функционирование положительных и отрицательных механизмов обратной связи и сигнальных комплексов. Ras имеет целый ряд даунстрим-мишеней, а Raf по большей части лишь одну, поэтому является полезной мишенью для интервенции, передавая сигнал извне клетки в ядро с целью повлиять на генную экспрессию.  – митоген-активированная внешняя киназа. внеклеточная сигнальная регулируемая киназа, обусловливающая фосфорилирование транскрипционных факторов, в частности c-Myc, что приводит к генной регуляции и запуску клеточных программ.

кроличий эндогенный лентивирус типа K, сложный ретровирус (наподобие ВИЧ), прочно интегрированный (эндогенизированный) в геном кролика-хозяина; описан Арисом Катзуракисом; минимальный эволюционный возраст 12 млн лет.

 – РНК-индуцированный комплекс сайленсинга, молекулярные «ножницы» в белковом комплексе, предназначенные для расщепления РНК, что приводит к образованию малых интерферирующих РНК (siRNA или РНКi). RISC состоит из белка , включающего домены PAZ и PIWI (структурно и функционально относятся к обратной транскриптазе и РНКазе Н ретровирусов).

мыши с генетическими дефектами и тяжелым иммунодефицитом; животная модель, используемая для анализа опухолевых клеток у человека, которые могут расти у этих мышей без отторжения; данная линия мышей может использоваться в качестве животной модели для изучения иммунной системы человека или эмбриональных клеток печени человека, которая может быть инфицирована ВИЧ.

диабетические мыши, не страдающие ожирением, с тяжелым иммунодефицитом. Лабораторная мышиная модель, используемая для изучения инородных неотторгаемых тканей.

короткий диспергированный повторяющийся элемент, транспозируемый элемент (ТЭ); ДНК-элемент в геноме человека, не имеет ОТ- и LTR-последовательностей; SINE мельче LINE; часто SINE использует обратную транскриптазу из LINE для увеличения числа SINE в геноме; состоит из Alu-элементов; в геноме человека 1,5 млн копий (13%) данных элементов.

название транспозона, реконструированного в результате генетических изменений у рыб; разработан для генной терапии.

первый описанный онкоген, выделен у кур при RSV (вирус саркомы Рауса); используется как модель; найден при саркоме, у человека при раке не распространен.

опухоль-индуцированная кольцевая двухцепочечная ДНК-плазмида, полученная из , используется для генной терапии растений; способна переносить терапевтические гены.

компонент белков, представляющий собой полимеры из AК, вырабатываемых рибосомами, которые считывают информационную РНК (mRNA, или мРНК, или иРНК) в клетке и синтезируют полимер AК, белок; каждый триплет (кодон) последовательности иРНК соответствует одной AК; осуществляется перенос или транспорт с помощью тРНК отдельных AК на рибосому для сборки белка; существует 20 классических AК, только около 2% генома человека кодируют белки.

антитело, также известно как иммуноглобулин, секретируемый специализированными B-клетками, который имеет гипервариабельный участок для связывания с антигеном. На формирование Ат требуется время; диверсификация возникает путем перегруппировки с участием РНКаза-подобных нуклеаз, ферментов RAG, ферментов 1 и 2, активированных рекомбинацией. Механизм действия вакцины заключается в выработке антител, особенно нейтрализующих антител, которые предотвращают развитие инфекции путем нейтрализации поверхностных белков вирусов; антитела входят в состав вакцин, используемых для пассивной иммунизации (в отличие от активной иммунизации, при которой организм должен сам выработать антитела после иммунизации антигеном). Это наиболее эффективный способ борьбы с вирусными инфекционными заболеваниями.

см. Ат.

запрограммированная гибель клеток, в отличие от некроза. Это регулируемая программа, которая активируется, когда в клетках более нет необходимости или они становятся опасными, как, например, в случае с раковыми клетками.

одна из трех основ жизни на Земле, помимо бактерий и эукариотов. Ранее они назывались архебактериями, но в настоящее это определение не используется. Археи (мн. ч.), возможно, самые древние клетки, находящиеся в основании древа жизни.

то же самое, что фаг, вирус бактерии.

боковой амиотрофический склероз – наследственное заболевание, вызывающее прогрессирующий паралич.

основной компонент живых существ, состоящий из аминокислот. Белки формируют мышцы, кожу, органы организма и т.д. – например, стейк или яйца на сковороде состоят в основном из аминокислот, коротких белков, называемых пептидами; белки с каталитической активностью являются ферментами; лишь 2% генома человека кодируют белки.

метод детекции метилированных нуклеотидов в ДНК, что является важным маркером эпигенетической регуляции, служит для различения метил-модифицированных и немодифицированных цитозинов (С); при использовании в терапевтических целях превращает С в тимин (Т), в то время как на метил-модифированные С обработка бисульфитом не оказывает действия.

малый рибозим, РНК со стабильной замкнутой шпилько-петлеобразной структурой; в настоящее время имеет 350 оснований; часто проявляет каталитическую активность; является первой биомолекулой на нашей планете; образовался 3,9 млрд лет назад; в настоящее время наблюдается в основном в растениях, что неблагоприятно сказывается на урожайности; вирус гепатита дельта – единственный рибозим в организме человека. «Голый» вирусоподобный элемент; не кодирует белок, но взаимодействует с другими нуклеиновыми кислотами; относится к регуляторным недавно открытым circРНК, которые присутствуют во всех клетках человека, выполняя функции основного регулятора, осуществляющего титрование siРНК-молекул. В данной книге вироиды характеризуются как самые ранние биомолекулы, имеющие свойства вирусов, в силу чего возникло предположение, что вирусы – наши самые древние предки, у которых не было белковой оболочки.

все вирусы, присутствующие в образце или экосистеме, когда не выделяются отдельные вирусы.

мир вирусов, изображенный на постере и классифицированный Международным комитетом по таксономии вирусов.

вирус, инфицирующий другой вирус, по аналогии с бактериофагом (вирусом бактерий); присутствует в гигантских вирусах, доставляет вирусы к хозяину; похож на клеточные организмы; вирофаги носят следующие названия –  или вирус Ma у гигантских вирусов; это мелкие частицы, их геномы с двухцепочечной ДНК содержат около 20 000 пар оснований; вирофаг способен уничтожить своего хозяина – гигантский вирус.

подвижный элемент; часто состоит из генов, может содержать или не содержать белок; «вирусы, состоящие только из белка» называются прионами (как правило, их не относят к вирусам, хотя это можно было бы сделать); вирусы осуществляют перенос генетической или структурной информации; участвуют в горизонтальном и вертикальном переносе, для чего задействуют соматические и/или зародышевые клетки; используют большое количество не связанных между собой механизмов репликации; характеризуются самым большим генетическим разнообразием на планете; часто выраженное видовое разнообразие вирусов обусловлено тем, что механизмы репликации подвержены ошибкам, что приводит к образованию квазивидов, когда одновременно сосуществует большое число мутантов. ДНК-содержащие вирусы генетически более стабильны по сравнению с РНК-содержащими вирусами; у вирусов нет рибосом, исключение составляют некоторые гигантские вирусы; вирусы зависят от снабжения энергией клетками. Возможно, такой паразитический образ существования – более позднее эволюционное событие. Молекулы РНК-содержащих вирусов, в частности рибозимы, вироиды – самые древние биомолекулы, не кодирующие белок (до сих пор); вирусы способны реплицироваться без помощи клеток, но для этого им необходима энергия. В настоящее время вирусам нужны клетки для синтеза белка. Вирусы являются двигателем эволюции; они создали наш геном, в частности сформировали нашу противовирусную защиту (иммунную систему). Геном человека примерно на 50% (а ранее в эволюции, возможно, и гораздо больше) состоит из структур, относящихся к ретровирусным элементам. Возможно, они появились в самом начале формирования жизни на Земле и эволюции. Кроме того, прионы, состоящие только из белков, и рибозимы/вироиды, которые состоят только из РНК, имеют такие же свойства, как вирусы; они способны реплицироваться, мутировать, эволюционировать, защищаться, вызывать заболевания (!), поэтому их тоже можно отнести к вирусам.

 – ретровирус, полученный из клеточных эндогенных ретровирусных последовательностей, что свидетельствует о том, что эндогенные последовательности действительно произошли от вымерших ретровирусов. Эндогенные вирусы могут обеспечить защиту от экзогенных вирусов. Эндогенный ретровирус человека HERV-K(HML-2), родственный ретровирусам мышей, способен образовывать частицы, инфицировать животных и реплицироваться. Вирус «Феникс» был получен из HER-K (HML-2) последовательностей Тьерри Хайдманом. Вирусу 3 млн лет, 8% генома человека представляет собой то, что осталось от HERV, инактивация которого произошла давно вследствие мутаций.

Всемирная организация здравоохранения со штаб-квартирой в Женеве (Швейцария), которая объявляет о мерах борьбы с пандемиями и программах чрезвычайных мер.

вирус папилломы человека. Рак шейки матки вызывают главным образом два из многих типов вирусов в совокупности с другими факторами. Недавно появилась вакцина, которую вводят молодым девушкам, а скоро ею будут вакцинировать и мальчиков.

единица генома, кодирующая белки, из которой состоит организм человека и которая участвуют в метаболизме; у эукариотов один ген может кодировать более одного белка; гены состоят из экзонов и интронов; экзоны – это кодирующие белок участки; интроны удаляются путем «сплайсинга», расщепление и присоединение РНК-транскриптов обеспечивает наличие большого количества комбинаций и определяет сложность организма человека.

– полная генетическая информация о любом виде, которая, как правило, представляет двухцепочечную ДНК, наследуется и присутствует во всех клетках, состоит из генов, а также из некодирующей генетической информации, что означает не кодирование генных продуктов, например, выполняющих регуляторные функции.

препарат для лечения рака легких, применяется только в отношении 25% пациентов с дефектом гормональной сигнализации (включающей рецептор эпидермического фактора роста (EGF).

необычайно большие вирусы, к хозяевам которых относятся амебы и морские водоросли; рассматриваются как «почти бактерии», отмечают, в частности, вирус ( означает крирующие (подражающие) бактериям в силу их необычно больших размеров). Имеют следующие названия: -, -, -, -, -, . Гигантские вирусы имеют крупные геномы, имеющие до 2,5 млн пар оснований; к гигантским вирусам морских водорослей, в частности, относится EhV-86, инфицирующие  а также вирусы  Гигантские вирусы являются хозяином для более мелких вирусов (вирофаги) и содержат компоненты, необходимые для синтеза белков. Можно предположить, что гигантские вирусы являются либо вырожденными бактериями, либо неполными предшественниками бактериальных клеток с незаконченным эволюционным развитием.

белок, который упаковывает ДНК в эукариотических клетках; основные белки хроматина, осуществляющие конденсацию ДНК; формируют хроматин; их ацетилирование играет роль в эпигенетической регуляции генов.

 – генетически модифицированный организм, на который распространяется законодательство, регулирующее технологии рекомбинантных ДНК. Сельхозкультуры, используемые в производстве пищевых продуктов должны соответствовать жестким регуляторным нормам.

 – мыши с неестественной микробиотой кишечника, которых используются как модель в исследованиях и выращиваются в стерильных условиях. Этим лабораторным мышам прививают инородную фекальную микробиоту или определенные виды бактерий и используют в исследованиях функций микробиома.

). Важная роль вирусов или фагов в переносе генов из одной клетки или организма в другую/другой. Любой геном состоит из генов других видов организмов, которые приобретаются за счет ГПГ.

дисбаланс микроорганизмов в кишечнике вследствие заболевания.

первичный генетический материал в большинстве организмов, состоящий из дезоксирибонуклеотидов, в большинстве случаев, двухцепочечные, известные как двойная цепочка, характеризуются стабильностью; некоторые вирусы содержат одноцепочечные ДНК или РНК в качестве первичного генетического материала.

белковый модуль, выявленный в некоторых опухолевых супрессорах, который связывается с гидрофобным концом аминокислотных фрагментов; такой PDZ-связывающий фрагмент есть у Src, и, если он мутирует, Src теряет контакты с белками, имеющими домен PDZ, и клетка становится метастатической. Аббревиатура PDZ: P для PSD95 (), D – для  у дрозофил и Z для замыкающих контактов – все эти три белка являются супрессорами опухоли.

 – Европейский союз, рамочные программы которого направлены на поддержку мультицентровых научно-исследовательских программ.

 вирусы, передаваемые от животных человеку; это наиболее частый источник вирусов, негативно влияющих на человека; зачастую вирусы являются возбудителями заболеваний у человека, но не у животного-«хозяина»; в процессе коэволюции вирус может утрачивать свою болезнетворность. Так, зоонозно передались человеку от животных ВИЧ, вирус гриппа, Эболы, коронавирус атипичной пневмонии (SARS) и т.д. Некоторые из этих вирусов могут передаваться от человека человеку, что повышает риск инфицирования.

защита клеток и организма от внедрения патогенов; в мире РНК она включает сайленсерные или siРНК; в мире ДНК включает рестрикционные эндонуклеазы CRISPR/Cas9; в мире белков – интерферон и IgG (иммуноглобулины); все иммунные системы используют РНКаза-подобные молекулярные «ножницы», подвижные (транспозируемые) элементы с их ферментами играют важную роль в создании и диверсификации иммуноглобулинов (антител).

[23]институт микробиологии и вирусологии (Тбилиси), основанный в 1930 г. Феликсом Д’Эрелем и Георгием Элиава, деятельность которого была направлена на фаготерапию. Институт функционирует и в настоящее время, повышая значение фаготерапии, особенно в лечении диабетической стопы.

слово, образованное из словосочетания «интрагенные участки», которое обозначает промежуточные участки между экзонами; гены состоят из экзонов и интронов; интроны являются не белок-кодирующими, отсутствуют в вирусах; только экзоны обусловливают образование белков; РНК-транскрипты генов процессируются путем сплайсинга, который приводит к удалению интронов, в силу чего появляется большое количество комбинаций экзонов, которые очень распространены в организме человека, обеспечивая в высшей степени выраженную комбинаторную сложность. Специальные группы – это самосплайсирующиеся интроны, удаляемые самокатализирующимися рибозимами; имеют большое число шпилько-петлеобразных структур у грибов, растений, простейших и бактерий; возможно, эволюционно они родственны сплайсосомам.

крупные каталитические самосплайсирующиеся РНК и мобильные ретроэлементы, которые кодируют обратную транскриптазу, интрон-кодируемый белок, колонизируют геномы бактерий и органелл (митохондрии и хлоропласты), являются предшественниками обратной транскриптазы.

 Белки с каталитической активностью относятся к ферментам; РНК с каталитической активностью – к рибозимам и часто к вироидам; и те, и другие ускоряют химические реакции, могут быть использованы повторно.

слишком высокая частота ошибок в популяции реплицирующихся молекул (например, частота мутаций РНК молекул), которая имеет пагубные последствия. Кроме того, это явление может рассматриваться как предложенная Манфредом Эйгеном терапия, предусматривающая создание условий, при которых число ошибок при репликации вирусов оказывается слишком большим и приводит к их гибели.

время существования клетки, включающее в себя дупликацию генома или синтез ДНК (S-фазу), рост и деление (митоз или M-фазу).

триплет, состоящий из трех нуклеотидов, кодирующих одну аминокислоту; триплетов больше, чем аминокислот («принцип избыточности»); «кодирующая ДНК или РНК» означает, что с них может осуществляться трансляция в белок, а с некодирующих ДНК/РНК – не может.

(Cold Spring Harbor)  лаборатория, издательство и место проведения конференций; находится недалеко от Нью-Йорка; на базе данной лаборатории проводятся симпозиумы по количественной биологии.

наследование приобретенных качеств, заявленное ботаником и философом Жаном Батистом Ламарком.

лимфома Буркитта. Также см. ВЭБ (EBV)

разрушение бактерии-хозяина фагом, который лизирует бактерию-хозяина в силу стресса и других факторов среды, вызывает дерепрессию и продуцирует большое количество потомков – вирусных частиц. Противоположностью разрушению является «лизогенная фаза», при которой фаговая ДНК интегрируется, становясь постоянной или устойчивой.

сумма всех геномов организма, любого образца, экосистемы, канализационных стоков, фекалий, легких и т.д.

опухолевая клетка, выходящая за пределы клеточной массы опухоли и размещающаяся на других участках организма; рост переместившихся клеток приводит к развитию опухоли в других локациях; поздняя стадия рака.

 Малая регуляторная или сайленсорная РНК возникает из информационной мРНК или вирусных двухцепочечных РНК-интермедиатов путем процессинга и расщепления при помощи фермента  (молекулярных «ножниц»); она экспортируются из ядер, далее подвергается обработке при помощи RISC, и получается двухспиральная цепочка примерно из 22 нуклеотидов, затем происходит удаление одной цепочки РНК, а другая связывается в РНК-мишени с соответствующей последовательностью, расщепляет ее и таким образом прекращает трансляцию и экспрессию белка, обуславливая сайленсинг или полное выключение какого-либо гена. Известны два эффекта сайленсинга – во-первых, транскрипционный сайленсинг гена (ТСГ), действующий на промотор путем РНК-индуцированного метилирования, а во-вторых, посттранскрипционный сайленсинг гена (ПТСГ), при котором происходит связывание siРНК с транскрибированной мРНК гена и ее расщепление, что приводит к сайленсингу генной экспрессии и прекращению трансляции.

описание коллективного генома всех микроорганизмов в образце; у человека бактериальных клеток в 10 раз больше, чем клеток организма, в том числе около 5 млн бактериальных генов в дополнение к 20 000 оригинальных генов человека; это наш второй геном.

сообщество микроорганизмов, ранее называвшееся микрофлорой; микробиота населяет определенные места обитания в организме, в частности, кишечник, влагалище, кожу; чаще всего гомологична микробиому.

 – «электростанция» эукариотических клеток; является поставщиком клеточной химической энергии; появилась из бактерии, «захваченной» при симбиозе; при этом потеря генов составляет до 90% и наблюдается высокая степень специализации.

 Микро-РНК получается из предшественника двухцепочечной РНК, процессированного белковым комплексом RISC при помощи молекулярных «ножниц» (вышеупомянутый  содержит домены Paz и PIWI), которые разделяют цепочки; одна цепочка уничтожается, а другая специфически связывает последовательность с целевой (таргетной) РНК, подлежащей уничтожению. RISC – это РНК-индуцированный комплекс сайленсинга.

 – мозговой нейротрофический фактор, сигнальная молекула, играющая роль в коммуникации между кишечником и клетками головного мозга.

группы ВИЧ, в которых поверхностные белки обладают определенными характеристиками; M (основная группа) – пандемическая, C – преобладает в Южной Африке.

; характеризуется множественной резистентностью и является госпитальным контаминантом, что повышает угрозу для пациентов и показатель смертности.

генетически измененный ген; изменения могут быть спонтанными или приобретенными, а также возникшими в результате экспериментов, проводимых в пробирке, что может сформировать резистентность к противовирусной и противораковой терапии.

 – мыши, окрас которых указывает на средовые эффекты, включая канцерогены; шерсть желтого цвета и ожирение свидетельствуют о том, что мыши едят корм, содержащий канцерогены, что вызывает эпигенетические изменения; генетически они идентичны здоровым худым мышам темного окраса.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства.

 – нейтрализующие антитела широкого спектра к различным штаммам ВИЧ, которые нейтрализуют вирус, блокируют захват клеткой вируса и инфицирование.

некодирующие ДНК или РНК, не содержащие триплеты, поэтому в них нет информации для белков; не кодируют аминокислоты; зачастую выполняют регуляторные функции, регулируют структурную информацию и осуществляют взаимодействие последовательностей.

полимер, состоящий из нуклеотидов, деоксирибонуклеотидов или рибонуклеотидов, формирующих ДНК или РНК соответственно, а также, возможно, из химерных ДНК и РНК, одно и двухцепочечных, линейных, кольцевых и сегментированных геномов.

строительный блок нуклеиновых кислот, рибонуклеотиды применительно к РНК или дезоксирибонуклеотиды в случае ДНК; состоит из сахарида (рибозы или дезоксирибозы) и одного из четырех оснований – аденина (A), тимина (T), гуанина (G), цитозина (C) для ДНК и A, урацил (U вместо T), G, C для РНК. Также называется основанием или парой оснований (в случае двухцепочечной конструкции).

РНК-зависимая ДНК-полимераза, открытая как фермент для репликации, но имеющая практически универсальное значение для транскрипции РНК в двухцепочечную ДНК, которая интегрируется в геномы «хозяев»; зачастую объединяется с нуклеазой, рибонуклеазой Н или РНКазой Н, которая по завершении обратной транскрипции удаляет вирусную РНК из гибридов РНК–ДНК, в силу чего образуется сначала одноцепочечная, а потом двухцепочечная ДНК; этот механизм также используется параретровирусами, в частности вирусом гепатита В у человека или вирусами растений, например вирусом мозаики цветной капусты, «пенистыми» вирусами обезьян. Это в высшей степени универсальный фермент, присутствующий в бактериях, планктоне и дрожжах; вполне возможно, что он сыграл очень важную роль в эволюции как генератор или «изобретателя» ДНК. ОТ используется ретротранспозонами, присутствует в бактериях, реплицируясь в тысячах копий для неизвестных функций; кроме того, она отмечается в некоторых фагах; подверженный ошибкам фермент вызывает ярко выраженный эффект мутирования (образование квазивидов), что приводит к инновациям и формирует резистентность к препаратам и вакцинам, делая их неэффективными; является мишенью нескольких противовирусных терапий. Это самый распространенный в биосфере фермент благодаря большому числу транспозируемых элементов, которые кодируют обратную транскриптазу; на долю ОТ приходится 13,5% коллективного генома в образцах, собранных в океане, и 5% генома человека.

  сеть научно-исследовательских организаций, включает около 100 различных институтов, находящихся главным образом в Германии.

гомологическая рекомбинация приводит к уничтожению участков, находящихся между двумя LTR, и остается один; способны активировать соседние гены. В геноме человека примерно 400 000 таких последовательностей.

раковый или опухолевый ген ретровирусов, в частности src, raf, ras, myc, около 100 известных модифицированных клеточных протоонкогенов, которые часто являются стимулирующими рост генами или регуляторами генов (транскрипционные факторы); РНК-онкогены – микроРНК (miR), а также T-антиген SV40, ДНК-содержащий вирус.

онкоген в малых ДНК-содержащих вирусах, в частности вирусе обезьян 40 (SV40) или полиомавирусе (Py); обычно не связан с раком у человека, но используется в качестве модели рака в лабораторных условиях, где вызывает рак при интеграции вируса.

(сокращенно bp или по) – термин обозначает двухцепочечные нуклеотидные кислоты или только одно основание, состоящее из собственно основания и сахара, которые являются строительными блоками одноцепочечной ДНК или РНК. Пара оснований наблюдается в двухцепочечных ДНК и РНК, которые обозначаются А–Т и G–C для ДНК или A–U и G–C для РНК.

обратная транскриптаза.

наследование генетической информации без мутаций, не подчиняющееся законам Менделя, в силу чего называется «парамутация», впервые описана Ройялом Александром Бринком, является предметом новых исследований. Трансгенерационные или парагенетические эффекты отличаются от эпигенетических в силу того, что эти мутации дольше сохраняются, наследуются и обусловлены изменениями в упаковке хроматина. Сформировавшиеся у особенности сохранялись в течение 30 поколений. Парамутации существуют у растений, отмечаются у мышей; не известно, есть ли они у человека; соответствуют теории Ламарка (теории наследования приобретенных признаков).

ДНК-содержащий вирус, использующий для репликации обратную транскриптазу, например вирус гепатита В (HBV), растительный вирус мозаики цветной капусты или «пенистые» вирусы, образует крупную прегеномную РНК внутри клеток.

параретровирусы, у которых жизненный цикл несколько отличается от жизненного цикла ретровирусов. Осуществляют обратную транскрипцию от вирусной РНК к провирусной ДНК перед тем, как вирус покинет клетку, а не перед внедрением в нее. Таким образом, сгруппированный вирусный геном представляет собой ДНК, а не РНК, как у ретровирусов. Другими параретровирусами являются вирус гепатита B (HBV) или вирусы растений, например вирус мозаики цветной капусты. Они упаковывают ДНК в вирусные частицы и поэтому на первый взгляд не похожи на ретровирусы.

короткий белок.

термин, введенный Чарлзом Дарвином для описания условий внешней среды[24], существовавших на первых этапах формирования жизни на Земле, в которых возникли первые биомолекулы и жизнь. По определению Джона Сазерленда, в его состав могут входить цианид водорода, сульфид водорода, фосфат и вода – все они под воздействием источника энергии, в частности ультрафиолета, могут обусловить формирование строительных блоков жизни, таких как аминокислоты, нуклеиновые кислоты и липиды.

постконтактная профилактика, которая предусматривает проведение антиретровирусной терапии в течение от четырех до 24 или 72 часов в зависимости от препарата для предотвращения ВИЧ-инфекции, несмотря на наличие половых контактов («утро после таблетки»).

«голые» (неассоциированные белки, см. хроматин) кольцевые двухцепочечные ДНК внутри клеток (главным образом бактерий), могут переносить гены из одной клетки в другую; одним из таких примеров является Ti-плазмида , которая индуцирует развитие опухоли у растений и лежит в основе генной терапии растений; вакцины на основе ДНК плазмиды кодируют белки/антитела, продуцируемые реципиентом после инъекции.

слой клеток, отделяющий иммунную систему матери от эмбриона; см. синцитин.

вирус насекомых, несущий 30 ДНК-плазмид из ДНК хозяина, кодирующий токсины и другие белки; имеет симбиотические отношения с осами; вирусные частицы не содержат вирусный геном, который вместо этого интегрируется в геномы ос; вирус передается вместе с яйцами насекомых, которые откладываются в живых гусеницах, что помогает прокормить личинок ос, уничтожая гусениц и используя их в качестве пищи, для чего задействуются транспортируемые гены токсинов, что напоминает механизм вирусных векторов при генной терапии.

фермент, необходимый для синтеза (полимеризации) биополимеров, в частности, нуклеиновых кислот, которые нужны для репликации ДНК или РНК в клетках и вирусах; обратная транскриптаза определяется как РНК-зависимая ДНК-полимераза.

см. ПЦР.

см. пробиотик.

– понятие, состоящее из двух слов, а именно «белок» () и «инфекция» (), обозначающее белковый инфекционный агент, состоящий «только из белка» и не имеющий нуклеиновых кислот. Прионовые белки, которые естественным образом присутствуют в тканях головного мозга, под действием средовых или генетических факторов или инфекции могут стать «неправильно свернутыми» наряду с другими неправильно свернутыми прионами; неправильное сворачивание () приводит к агрегации прионов и развитию нейродегенеративных заболеваний. Здоровые прионные белки, называемые PrP, имеют структуры, отличные от тех, у которых сворачивание вызывает развитие заболеваний (PrPSc возникает из-за болезни скепи у овец, вызываемой неправильно свернутыми прионами); у них больше складчатых бета-слоев и меньше альфа-изгибов. В 1997 г. первооткрыватель прионов Стенли Прузинер стал лауреатом Нобелевской премии. Инфицирование человека прионами может происходить при потреблении мяса. Прион является возбудителем губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота (ГЭКРС) (коровье бешенство), или куру (заболевание, ранее наблюдавшееся в племенах каннибалов в Папуа – Новой Гвинее), или скепи у овец; обобщенное название этих инфекционных заболеваний – ТГЭ (трансмиссивная губчатая энцефалопатия).

часто живые бактерии, содержащиеся в йогуртах или молочных продуктах, которые попадают в кишечник. В отличие от них, пребиотики – специализированные неперевариваемые растительные волокна, которые действуют как удобрение для «хороших бактерий», которые там уже имеются.

 – промежуточная ДНК ретровирусов как важный этап репликации; интегрируется в ДНК клетки-хозяина на случайно выбираемых участках, наследуется в процессе деления клеток; название относится к ДНК-профагу.

 – клетки, не имеющие ядра, бактерии или археи, в отличие от эукариотических клеток, у которых есть ядро.

 – одноклеточные микроскопические эукариотические организмы, в том числе водоросли, слизистая плесень, в ряде случаев к их числу относят некоторых многоклеточных и микробиомных эукариотов; неформальное классифицирование разнообразных эукариотических организмов, за исключением животных, грибов и растений.

промежуточная ДНК в жизненном цикле ДНК-фагов, которые интегрируются в ДНК бактерии-хозяина.

– транспозон (подчиняется механизму «вырезать и вставить») или ретротранспозон (подчиняется механизму «копировать и вставить»), которые двигаются внутри клеточного ядра, влияя на геном; являются дефектными вирусными элементами, не имеют оболочки и «заперты» внутри клеток, составляют 45% генома человека. «Прыжки» генов вызывают изменение генетического материала. Способность к «прыжкам» регулируется эпигенетическими эффектами, может носить инновационный характер и оказаться опасной для генома и организма; контролируется механизмом сайленсинга (siРНК), который ограничивает двигательную подвижность этих элементов.

полимеразная цепная реакция, высокочувствительный метод амплификации молекул ДНК, который может использоваться в диагностике для выявления нуклеиновых кислот, включая мутации. Метод позволяет выполнять количественную оценку ДНК; процедура осуществляется в термоциклере, то есть в аппарате, где ДНК-содержащий образец сначала «расплавляется» и становится одноцепочечным, а затем копируется при помощи фермента ДНК-полимеразы, чтобы из каждой цепочки получить две (для этого используется стартер/праймер). Расплавление и копирование повторяются 20–60 раз, и число копий увеличивается в геометрической прогрессии (1, 2, 4, 8, 16 и т.д.). Количественная реакция, включающая предварительную обратную транскрипцию РНК в ДНК, например для выявления РНК ВИЧ, называется количественной ПЦР в реальном времени. Этот метод анализа используется очень часто. Резистентная к теплу ДНК-полимераза – это Taq-полимераза, при этом Taq в названии означает бактерию , и ее использование повысило эффективность ПЦР.

 Амеба () – 700 млрд пар оснований (bp или по); вороний глаз японский  – 150 млрд bp; тюльпан и кукуруза – 30 млрд bp; человек – 3,2 млрд bp; грибы, морские водоросли, черви – 50 млн bp; простейшие – 10–100 млн bp; бактерии – 1–10 млн bp; археи – около 6 млн bp; гигантские бактерии – 0,5–2,5 млн bp;  – 1 млн bp;  – 0,5 млн bp;  – одна из самых мелких живых клеток с 580 000 bp; вирус оспы – 350 000 bp; вирус герпеса – 100 000 bp; вирус гриппа и ретровирус – 10 000 bp; полиовирус – 7500 bp; вироиды – 300 bp.

клетки с неконтролируемым и неограниченным во времени ростом, что обусловлено генотоксическими явлениями, вызванными комбинацией большого числа факторов среды, к которым относятся радиоактивность, действие токсинов, онкогенов и некоторых вирусов, наследуемые генетические дефекты, мультифазовые или мультифакторные эффекты, активация генов рака или потеря генов – супрессоров опухолей. Раковые клетки могут иметь 18 интронов (в норме средний показатель составляет 5–7 интронов), что обусловливает высокую сложность процесса, и способны развиваться в течение более 30 лет.

часто малые некодирующие нкРНК, регулирующие гены путем активации метилтрансфераз, которые присоединяют метиловые группы к ДНК или ацетилируют хромосомы, изменяют генную экспрессию, что часто обусловлено факторами среды, приводящими к эпигенетическим эффектам, имеющим временный эффект и сохраняющимся в течение жизни только одного поколения организма; следующим поколением обычно не наследуются; впервые явление было описано Барбарой Макклинток на примере разноцветных кукурузных зерен.

  – белок одного вида, продуцируемый с использованием генной технологии в другом организме, обозначается  (р); этот метод применяется для получения новых препаратов, используется для разработки новых культур растений, регулируемых законодательством по генетически модифицированным организмам (ГМО).

 – природный механизм, предусматривающий формирование новых комбинаций ДНК (также и в лабораторных условиях); комбинация ДНК-фрагментов путем этого процесса называется клонированием.

РНК-содержащий вирус с двумя идентичными вирусными «плюс»-цепями РНК; реплицируется при помощи обязательной промежуточной ДНК; ДНК-провирус, который обычно интегрируется в геномную ДНК хозяина, кодирует примерно 10 генов, gag (для структуры), pol (для репликации с использованием ОТ, РНКазы Н, интегразы и протеазы) и env (для оболочечных белков) и несколько вспомогательных генов для регуляции репликации, главным образом у ВИЧ; он может захватывать клеточные гены, которые трансдуцируются вирусом, выступающим в роли онкогена, в другие клетки, что составляет основу исследований рака; им можно манипулировать путем захвата терапевтических генов как основы генной терапии; вирус имеет сильные промоторы, длинные концевые повторы (LTR-последовательности) для активации вирусных, а также соседних клеточных генов.

 – подвижные генетические элементы, или «прыгающие» гены, которые действуют по принципу «копировать и вставить», предусматривающему цикл обратной транскрипции; родственны безоболочечным ретровирусам, которые не покидают клетку, что приводит к дупликации генов; важный этап эволюции клеточных геномов; кодируют ОТ, РНКазу Н, интегразу, протеазы, ограничиваются LTR-последовательностями; составляют 8% генома человека, соответствующие 450 000 копий, представлены эндогенным ретровирусом человека (HERV) и ретротранспозонами; ретротранспозоны без env редко отмечаются в геноме человека, но их очень много в геномах растений и насекомых; зачастую у них креативные названия: в частности, ретротраспозоны мухи дрозофилы называются  («Цыган») или  («Облик»), а дрожжей Ty3 (или Ty1–Ty5) –  («Спящая красавица») или  («Моряк») у рыб, («Лотос») у растений, Tn у бактерий; ДНК-транспозоны и ретротранспозоны являются так называемыми «эгоистичными генетическими элементами», или «прыгающими» генами, которые нужно «приручать» или контролировать путем сайленсинга, для чего задействуется механизм siРНК, который предусматривает использование молекулярных «ножниц» для их расщепления; специальный контроль ТЭ в зародышевых клетках осуществляется за счет использования piРНК (PIWI-взаимодействующей РНК). Число ретротранспозонов может быть высоким, например 150 000–250 000 в геноме кукурузы.

малая ферментативно активная кольцевая РНК, имеющая шпилько-петлеобразную структуру; в ряде случаев бывает неактивной; в растениях представлена в виде вироидов; присутствует в печени человека в форме одного-единственного вида – вируса гепатита дельта (HDV); также относится к кольцевой РНК или circRNA.

фермент, специфически разрушающий РНК-цепочку РНК–ДНК-гибрида в процессе репликации ретровируса или ретротранспозиции; существует много родственных форм PIWI и Cas9. См. также РНКаза Н.

компонент рибосом; эта последовательность является основой при классификации различных типов бактерий; она также называется 16S/18S rРНК или rДНК на уровне ДНК; имеет размер 16S у бактерий, 18S в эукариотических клетках.

это Синтез белка в рибосомах зависит от рибозимов, имеющих очень древнее происхождение, их девиз «Рибосомы – это рибозимы!»; каталитическая РНК – активный компонент, соединяющий аминокислоты.

 выполняет функции мессенджера (mРНК, или информационная иРНК, или матричная мРНК), переноса (транспортная тРНК), некодирующей РНК (нкRNA), малой интерферирующей РНК или сайленсера (siРНК), интерферирующей РНК (РНКi), длинной некодирующей РНК (lncРНК), длинной межгенной некодирующей РНК (lincРНК) из участков между генами, PIWI-взаимодействующей РНК (piRNA) или PIWI-РНК в зародышевых клетках, семенной жидкости и эмбрионе; также представлена в виде кольцевой РНК (circРНК), онкогенной микроРНК (miR), ассоциированной с повторами siРНК (rasiРНК); контролирует ретротранспозоны в зародышевых клетках (piРНК), рибосомной РНК (rРНК), 16S rРНК у прокариотов,18S rРНК у эукариотов.

рибонуклеаза Н, фермент, расщепляющий и удаляющий РНК из гибрида РНК–ДНК в процессе репликации ретровируса, молекулярные «ножницы»; кроме того, РНКаза Н удаляет праймеры после инициации синтеза ДНК в эукариотических клетках; вирусная РНКаза Н удаляет ретровирусную РНК по завершении ее транскрипции в ДНК; РНКаза H1 и 2A,B,C наблюдаются в клетках человека, РНКаза HI и HII – в бактериях; кроме того, существует большое семейство, представленное интегразой, дайсером, доменом PIWI из белка  в комплексе RISC с siРНК, RAG1/2 (генов активации рекомбинации 1/2), необходимых для V(D)J-рекомбинации для производства антител, эндонуклеазы RuvС, Cas9 для расщепления ДНК в РНК–ДНК-гибридах (как ДНКаза Н) или siДНКаза или в Prp8 для сплайсинга; это самая распространенная укладка белка (см. Moelling and Broecker, NYAS 2015); у РНКазы Н пять альфа-спиралей, пять складчатых бета-слоев и три аминокислоты, связывающие с ионом магния для поддержания структуры; имеет триаду незаменяемых аминокислот DDE примерно из 100 Ак, которая является характерной чертой молекулярных «ножниц», если речь идет о поиске родственных членов семейства, но «расстояние» между этими родственниками варьирует.

выключение (сайленсинг) генной экспрессии в РНК-индуцированном комплексе сайленсинга (RISC), который отвечает за расщепление РНК-мишени, этот процесс также известен под названием РНК-интерференции или РНКi. Комплекс для расщепления RISC состоит из белка  и различных классов малых некодирующих РНК. Малая РНК, также называемая siРНК или сайленсерной РНК, направляет фермент к комплементарным мРНК и индуцирует расщепление, что ингибирует генную экспрессию (при ингибировании трансляции производство белка не происходит);  содержит PIWI-домен, РНКазу Н-сложенные молекулярные «ножницы»; siРНК регулируют клеточную или вирусную РНК; противовирусная защита является частью иммунной системы у растений; существует у , а также является слабой противовирусной защитной системой у человека.

сосуществование двух или более видов, характеризующееся долгосрочной взаимозависимостью; в этом смысле показательны митохондрии, бывшие бактерии в клетках млекопитающих; взаимовыгодное сосуществование (мутуализм); часто наблюдается уменьшение числа генов в пользу специализации. Некоторые модели симбиоза предполагают, что археи могли «слиться» с бактериями путем эндосимбиоза, что в конечном итоге привело к образованию эукариотических клеток.

захваченный белок оболочки ретровируса, ассоциированный с уникальной по своей структуре плацентой у человека и других млекопитающих и жвачных; это слой клеток, состоящий из синцитиотрофобластов, который у человека отделяет мать от плода, что более 30 млн лет назад сделало откладывание яиц бессмысленным; фузогенные (приводящие к слипанию) свойства оболочки белка аналогичны белкам ВИЧ, когда формирование синцития приводит к образованию гигантских клеток путем слияния; это тест-индикатор на предмет выявления ВИЧ; все 18 известных в животном мире представителей семейства синцитина были получены из разных ретровирусов; синцитин защищает организм от иммунного отторжения плода организмом матери.

 У человека – 3% транспозонов ДНК, 45% общего числа – транспозируемые элементы, у дрожжей – по большей части ретротранспозоны, очень незначительное число ДНК-транспозонов, у – главным образом ДНК-транспозоны, незначительное количество ретротранспозонов, у растений – разное количество ДНК транспозонов и ретротранспозонов.

комбинирование различных участков мРНК у эукариотов, а именно экзонов, путем удаления промежуточных последовательностей, которыми зачастую являются не кодирующие белок интроны, путем исключения «лассо»-подобных РНК; требуется комбинация структуры РНК без узлов, чтобы рибосомы могли транслировать новые РНК-последовательности в белки, что важно для повышения сложности генома и его вариабельности; самый важный фактор, определяющий сложность генома человека.

самые изменчивые клетки, которые получают из оплодотворенных яиц; через четыре дня они могут развиться в любую клетку человека; развиваются в  стволовые клетки, которые могут развиться во все типы клеток, но при этом целый организм не формируется;  стволовые клетки отличаются менее выраженной изменчивостью, приводя к формированию ограниченного числа видов клеток; взрослые стволовые клетки мультипотентны, заменяют погибшие взрослые клетки или клетки, переставшие функционировать; недифференцированные клетки в той или иной дифференцированной ткани (в частности, в тканях головного мозга, крови, мышечной ткани и т.д.).

доведение ВИЧ до «самоубийства» при помощи синтетического участка ДНК с целью формирования гибрида, который активирует вирусную РНКазу Н и уничтожает инфицирующие свойства вируса; такие части ДНК называются также siДНК (малые интерферирующие ДНК, К. Мёллинг). Это обычный шаг в процессе репликации, но его можно предварительно активировать и в вирусных частицах. Термин «суицид» ввела редколлегия . Речь идет о разработке микробицида для профилактики передачи ВИЧ при половом контакте. Малые ДНК действуют против полипуринового тракта (ППТ) и образуют G-тетраду, позволяющую осуществлять захват вируса. До сих пор не существует препаратов, ингибирующих вирусную РНКазу Н. «Суицид» же, наоборот, «активирует» подход терапии против ВИЧ.

гены и белки, выполняющие антипролиферативную функцию; их потеря способствует развитию рака; ингибируют рост клетки; противодействуют онкогенам, часто удаляются онкогенными белками, повышая онкогенность; потеря супрессора опухоли часто является одним из ключевых явлений при формировании опухоли, и его замена с помощью генной терапии может иметь некоторую эффективность в лечении рака. Вирусы способны титровать белки супрессора опухоли для более продолжительной жизни клетки и получения большего числа потомков.

теломерная обратная транскриптаза (ТОТ или TERT), которая использует свои короткие РНК как эндогенный шаблон и копирует их в количестве нескольких тысяч копий, пролонгируя таким образом концы ДНК или хромосом (теломер); активна в период эмбриогенеза и в опухолях; в нормальной клетке теломеразная активность отключена и хромосомы укорачиваются на концах при каждом этапе клеточного деления; своего рода молекулярные часы; этот фермент – мишень противораковой терапии и терапии, направленной против старения; старение клеток происходит несинхронно, поэтому длина теломер не является предсказуемым маркером для прогнозирования продолжительности жизни организма.

унаследованные эпигенетические химические изменения генов и хроматина без мутаций, индуцированные факторами среды; носят более долгосрочный характер, чем эпигенетические изменения, сохраняются в течение нескольких и даже многих поколений; память у  индуцируется с помощью piРНК и сохраняется в течение 30 поколений: черви запоминают запах этилового спирта и половых гормонов; трансгенерационная генетика встречается у растений и мышей; что касается человека, ситуация неясна и данная тема является предметом исследований – как от страдающих ожирением дедушек ожирение передается внукам. См. также парамутация.

«прыгающий» ген, который состоит из всех видов элементов, таких как ретроэлементы или ДНК-ретротранспозоны, и действует по принципу «вырезать и вставить», что приводит к двум генотоксическим явлениям, и по принципу «копировать и вставить» для ретротранспозонов, это одно генотоксическое явление, сопровождающееся дупликацией гена. Геном человека примерно на 50% состоит из ТЭ, в геноме кукурузы этот показатель составляет 49–78%, в геноме пшеницы – 90%, в геноме – 12%.

кодон, образованный тремя нуклеотидами мРНК; каждый кодон специфичен для одной Aк; они собираются на рибосоме с мРНК как матрице для синтеза белка; кодирование белка приводит к образованию белков; некодирующая РНК (нкРНК) выполняет регуляторные функции.

все виды транспозируемых элементов, также «прыгающие» гены.

нелитический, или умеренный фаг, интегрирует свою ДНК в ДНК бактерии-хозяина в качестве ДНК-профага; может индуцироваться стрессом и становиться литическим в силу потери супрессора, что обеспечивает репликацию потомства и разрушение (лизис) клетки.

млекопитающее, которое откладывает яйца и не является живородящим. Нос у этого животного похож на утиный клюв, а хвост – на хвост бобра. Эндемичный вид для восточного побережья Австралии, находится на грани вымирания.

чаще всего это вирусы бактерий, имеющих двухцепочечную ДНК; могут иметь шипы; способны интегрироваться, подобно ДНК-профагу, в геном хозяина (ограниченный или лизогенный цикл) или приобрести эписомальный характер, покинув ДНК хозяина и осуществив лизис бактерий (литический цикл) в целях репликации вируса/фага, разновидности вируса; очень широко распространенный вид вируса в океанах, почве, воздухе и т.д.

фермент, содержащий структуру РНКазы Н, разрезает двухцепочечную РНК для процессинга сайленсерной РНК (малая интерферирующая РНК).

гигантский вирус, крупный икосаэдрический вирус морских водорослей (фико), имеющий двухцепочечную ДНК. Характеризуется выраженным генетическим разнообразием, может быть литическим и лизогенным. Вирус  может уничтожать цветущие водоросли, как в библейской притче о «красном приливе», влияя на геохимические циклические процессы и погодные паттерны. Патогенность для человека не установлена.

 – фекальная передача, трансплантация фекалий от одного человека другому в качестве терапии инфекции, индуцированной .

комплекс клеточной ДНК с белками, в частности гистонами, вокруг которых происходит закручивание ДНК; могут изменяться под действием эпигенетических модификаций (в частности, метилирования ДНК и ацетилирования гистона).

генетический материал (геном) эукариотов, который распределяется на линейных ДНК-молекулах с ассоциированными белками, и все вместе это называется хромосомами. У человека 22 общие хромосомы, каждая из которых представлена в двух копиях, и еще две специфические хромосомы, определяемые полом (женские – XX, мужские – XY), – в общей сложности 46 хромосом.

 14 млрд лет назад – Большой взрыв; 4,54,0 млрд лет назад – формирование Земли, массивные метеоритные бомбардировки Земли космическими объектами и столкновение с гигантским объектом, что привело к образованию Луны; 4 млрд лет назад – формирование первых биомолекул; 580 млн лет назад – образование многоклеточных организмов; 540 млн лет назад – Кембрийский взрыв, характеризовавшийся появлением огромного разнообразия форм жизни; 380 млн лет назад – появление первых позвоночных; 23065 млн лет назад – динозавры; 65 млн лет назад – падение астероида на территории Юкатанского полуострова (современная Мексика), после чего произошло массовое вымирание динозавров; 3,2 млн лет назад – появление австралопитека (Люси) в Африке; 200 000 лет назад – появление ; 200 000–40 000 лет назад – неандертальцы.

помогает «увидеть» эффекты мутации, эпи- и парамутации у кукурузы, мышей агути и мышей с белыми хвостами, полоски на тюльпанах, растения в крапинку, полоску и с кольцевой пятнистостью, в веретеновидности клубней картофеля, а также окраске зебр, леопардов и, я полагаю, также декоративных карпов кои. Характер распределения окраски обусловлен взаимовлиянием главным образом двух основных типов клеток, химических соединений, или «морфогенов», активатора и ингибитора; при этом имеют значение такие факторы, как геометрия и частота. В 1952 г. знаменитый английский математик Алан Тьюринг описал это явление при помощи двух дифференциальных уравнений. «Механизм Тьюринга» относится к системе активации–диффузии или к системе «активатор–ингибитор». Вероятно, в ряде случаев в роли активатора выступает вирус, а ингибитора – сайленсерная siРНК, обусловливающая появление белых пятен на петуниях.

поток информации внутри клетки, по определению Ф. Крика, «от ДНК к РНК и к белкам»; передача информации от ДНК к РНК называется транскрипцией. Важная роль, которую РНК играет в качестве биомолекулы, дает основание предположить, что в процессе эволюции сначала сформировался механизм движения информации в обратном направлении: от РНК к белкам и от РНК к ДНК, тогда так называемая «обратная» транскрипция действительно является реальной (оригинальной).

 – вирус герпеса, вызывающий три заболевания: мононуклеоз – доброкачественную ангину («болезнь поцелуев») в странах Запада, лимфому Буркитта (ЛБ) в Африке и назофарингеальную саркому в Китае в зависимости от последовательности вируса и кофакторов.

элитный контроллер; люди, обладающие естественной резистентностью к ВИЧ-нагрузке или способностью ее контролировать.

 – в эукариотических генах экзоны составляют белок-кодирующую последовательность, прерываемую интронами, которые не кодируют белки. Вирусные и большинство прокариотических генов состоят только из экзонов.

морская экспедиция, проводившаяся Европейской организацией по молекулярной биологии (EMBO) с 2009 по 2013 г. во всех океанах, во время которой было собрано 35 000 образцов планктона с 200 станций; описано 40 млн генов, по большей части неизвестных; в верхних слоях океана обнаружено 5000 популяций вируса, см., май 2015 г.

(ретро)вирус в геноме, происходящий из вирусных инфекций зародышевых клеток. Такие вирусы, как правило, не формируют частицы и «вертикально» передаются следующим поколениям. Процесс эндогенизации может наблюдаться в реальном времени в популяции австралийских коал.

временные изменения ДНК/хроматина, не сопровождающиеся мутацией; генетическая информация, не подчиняющаяся законам Менделя, химическая модификация, являющаяся результатом присоединения метиловых групп к ДНК (в основном на CpG-сайтах) или ацетилирования белков-гистонов, вызванного активностью регуляторной ДНК и активацией РНК-зависимых ДНК-метилтрансфераз, метиляторов, что часто обусловливает инактивацию промоторов. Такая информация, как правило, не передается по наследству; цвет как видимый индикатор эпигенетических изменений был впервые выявлен у кукурузы. Эпигенетические изменения могут привести к развитию рака, поэтому требуются новые диагностические методы, в частности бисульфитная конверсия, которая предусматривает превращение неметилированных С в геноме в Т, что выявляется при секвенировании.

негенетическая модификация ДНК/хроматина, которая возникает в результате мутации, не подчиняющейся законам Менделя, и обусловлена факторами среды (речь идет о присоединении метиловых групп к нуклеотидам ДНК или модификациях ДНК-ассоциированных белков путем ацетилирования), равно как и прочими факторами; а также упаковка ДНК, нормальная для одного поколения, обусловленная средовыми факторами; эти изменения исчезают при оплодотворении, но в ряде случаев также могут передаваться двум последующим поколениям через зародышевые клетки, главным образом в силу стресса, возникающего во время беременности, в частности голода.

эмбриональные стволовые клетки, которые под действием биомолекулярных стимуляторов могут развиться в одну из 200 специфических (дифференцированных) клеток организма человека. Во многих случаях их запрещено использовать в исследовательских целях. При комбинаторном использовании четырех факторов транскрипции можно вернуть дифференцированные взрослые клетки в эмбриональное состояние (см. iPS-клетки).

здоровое состояние микробиома кишечника.

все организмы, чьи клетки содержат ядра, – растения, водоросли, грибы/дрожжи, животные и млекопитающие, включая человека, в отличие от прокариотов, которые не имеют ядер, в частности бактерий.