Кто открыл нуклеиновые кислоты: Как открыли строительный материал жизни | Культура и стиль жизни в Германии и Европе | DW

Содержание

Как открыли строительный материал жизни | Культура и стиль жизни в Германии и Европе | DW

В 1869 году в лаборатории Фридриха Мишера (Friedrich Miescher), расположенной в бывшем замке герцогов Вюртембергских в Тюбингене, было темно и холодно. Это малоприятное обстоятельство позволило молодому ученому сделать одно из важнейших научных открытий нового времени - выделить молекулу ДНК, как ее называют сегодня.

ДНК, то есть дезоксирибонуклеиновая кислота, находится в клетках всех живых организмов и отвечает за хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы. ДНК часто называют "строительным материалом" жизни, поскольку в ней хранится генетический код, являющийся основой наследственности. То, что именно ДНК является носителем генетической информации, было доказано значительно позже, в середине 20-го века. Но открыта ДНК была именно тогда, в 1869 году, в стенах старинного немецкого замка.

В стенах средневекового замка

Была бы температура воздуха на рабочем месте Фридриха Мишера всего на пару градусов выше, чувствительная молекула распалась бы, и одна из самых крупных научных революций произошла бы не в это время и не в этом месте. Поэтому можно назвать счастливым стечением обстоятельств тот факт, что Фридрих Мишер проводил свои исследования в бывшей кухне замка Хоэнтюбинген, в которой было холодно как в холодильнике.

Фот 1879 года и современная выставка в бывшей лаборатории

Сейчас в замке расположен музей Тюбингского университета, а недавно была открыта для посетителей и бывшая лаборатория, в которой работал ученый. Этот раздел музея носит название "Лаборатория в замке Тюбингена. Колыбель биохимии" (Schlosslabor Tübingen. Wiege der Biochemie).

Среди экспонатов здесь можно увидеть, например, пробирку, подписанную собственноручно ученым, в которую он в 1871 году всыпал препарат ДНК. Надпись на пробирке с розоватым порошком гласит: "Нуклеин из спермы лосося". Именно так -"нуклеин" - назвал Фридрих Мишер открытое им вещество, воспользовавшись латинским словом Nuсleus, что означает "ядро". Позднее, когда Мишер определил, что это вещество обладает кислотными свойствами, оно получило название нуклеиновая кислота.

Фридрих Мишер

Из медиков - в биохимики

Фридрих Мишер родился в Базеле, в Швейцарии. Он был отпрыском известной семьи, в которой были ученые и врачи. Пойдя по стопам отца и дяди, Фридрих Мишер изучал медицину.

В 1867 году, в возрасте 23-х лет, он закончил университет в Базеле. Но практикующим врачом он не стал, а обратился к научным исследованиям. Особенно его интересовали процессы, происходящие в клетках живых существ. И лаборатория в замке Тюбингена представлялась ему самым подходящим местом для исследований на эту тему.

Эта основанная в 1818 году лаборатория была одной из первых биохимических лабораторий в мире. Важную роль в ее истории сыграл химик Феликс Хоппе-Зейлер (Felix Hoppe-Seyler), который считается основателем биохимии и молекулярной биологии. Он изучал биохимию крови, в частности, гемоглобин, и дал этому белку, который окрашивает кровь в красный цвет, его название. Под началом Хоппе-Зейлера работало примерно сорок молодых ученых, среди которых был и Фридрих Мишер.

Всего лишь осадок на дне пробирки

Мишер исследовал белые кровяные тельца, лейкоциты. Он договорился с врачами в городской больнице о том, чтобы они позволили ему забирать оставшиеся после операций, пропитанные кровью и гноем бинты. Ученый хотел исследовать протеины лейкоцитов, содержащихся в гное, и их функции, но ему никак не удавалось выделить отдельные протеины. Зато в процессе своих опытов он заметил белый осадок, который оставался на дне пробирок. Состав этого вещества не был похож ни на одно известное к тому времени химическое соединение. После нескольких недель кропотливой работы в ледяном холоде лаборатории Мишер пришел к выводу, что открыл новую субстанцию.

О значении нового вещества научный мир долгое время не догадывался. Коллеги Фридриха Мишера считали, что одна единственная субстанция не может отвечать за передачу наследственной информации у различных живых существ. Лишь в 1944 году американский медик Освальд Эвери доказал, что ДНК представляет собой носитель генетической информации.

Оригинальная пробирка с надписью "нуклеин"

Для будущих поколений

При помощи ДНК можно точно определить личность человека, поскольку рисунок дезоксирибонуклеиновой кислоты, представляющей собой двойную спираль, уникален. Метод генетической дактилоскопии, который еще называется ДНК-дактилоскопия, используется во всем мире в криминалистике при проведении судебно-медицинских экспертиз для расследования различных преступлений, а также, например, для установления родства. ДНК используется для исследования генетических причин заболеваний, что имеет значение и для профилактики болезней. Все это было бы невозможно, если бы Фридрих Мишер не мерз в 1869 году в своей лаборатории.

Смотрите также:

  • Средневековые замки в Германии

    Замки счет любят

    В Германии насчитывается более 25 тысяч дворцов, замков и крепостей, служивших резиденциями знатных семей, а также носивших военно-стратегические функции. Многие дошли до наших дней лишь в виде романтических руин. Некоторые остались в собственности потомков древних немецких родов, другие стали музеями, отелями, турбазами.

  • Средневековые замки в Германии

    Золотая двадцатка

    О красоте замков, как о вкусах, спорить сложно, поэтому любые попытки составить объективный рейтинг самых красивых или известных из них заранее обречены на протесты знатоков или тех, кто бывал в каких-то других местах. Однако из фаворитов, регулярно появляющихся в различных немецких списках, вполне можно составить золотую двадцатку таких средневековых достопримечательностей Германии.

  • Средневековые замки в Германии

    Эльц

    Замок Эльц (Burg Eltz) спрятался от всего мира в тихом лесу в нескольких километрах от Мозеля. Его изображение украшало купюру в 500 немецких марок образца 1960 года. Много столетий им владеют представители одного и того же знатного рода - уже в 33-м поколении. Возведенный, как предполагают специалисты, в XII веке, впервые он упоминается в дарственной грамоте императора Фридриха Барбароссы.

  • Средневековые замки в Германии

    Пфальцграфенштайн

    Замок Пфальцграфенштайн (Burg Pfalzgrafenstein) XIV века находится на 546 рейнском километре около города Кауба. Считается одним из самых необычных и живописных замков Германии. Был построен среди реки специально для размещения в нем таможенного поста, взимавшего сборы с купцов и капитанов за провоз товаров вплоть до 1876 года. Гарнизон замка насчитывал от 20 до 54 человек.

  • Средневековые замки в Германии

    Марксбург

    Замок Марксбург (Burg Marksburg) - один из самых живописных замков долины Среднего Рейна. Расположенный на 160-метровом скалистом выступе, из всех замков этой части реки он сохранился наилучшим образом. Начало постройки датируется первой половиной XIII века. В 1990-х годах японцы хотели перевезти замок на остров Мияко, но сделка не состоялась и они ограничились возведением его копии.

  • Средневековые замки в Германии

    Имперский замок в Кохеме

    В Средние века этот замок, расположенный в стратегически важном месте над рекой Мозель, использовался для сбора таможенных пошлин - главным образом, за перевозку вина. Прямо из замка движение по реке можно было перекрывать с помощью специальной цепи. Имперский замок в Кохеме (Reichsburg Cochem) был сильно разрушен в XVII веке и восстановлен на частные средства в эпоху немецкого романтизма.

  • Средневековые замки в Германии

    Кайзербург

    Нюрнбергская крепость с расположенным на ее территории Императорским замком Кайзербург (Nürnberger Burg) на протяжении столетий была местом, в котором вершилась немецкая история. Особую роль в Священной Римской империи этот город начал играть уже в середине XI века. Кайзербург считался одной из важнейших императорских резиденций.

  • Средневековые замки в Германии

    Зацвай

    Его нынешние владельцы первыми в Германии устроили в своем замке исторический рыцарский турнир. Было это более 30 лет назад. История замка Зацвай (Burg Satzvey), расположенного на равнине и когда-то со всех сторон окруженного водой, начинается в XII веке. Находится он под Кельном в регионе Айфель. Особой популярностью здесь также пользуются традиционные рождественский и пасхальный базары.

  • Средневековые замки в Германии

    Крибштайн

    Расположенный всего в 60 километрах от Дрездена, замок Крибштайн (Burg Kriebstein) считается самым красивым рыцарским замком Саксонии. Он уже неоднократно становился местом съемки сказочных фильмов. Его история насчитывает уже более шести веков. Сохранил свой готический характер, хотя некоторые его части перестраивались и расширялись. Первое письменное упоминание датировано 4 октября 1384 года.

  • Средневековые замки в Германии

    Замок Вернигероде

    Замок Вернигероде (Burg Wernigerode) впервые упоминается в хрониках XII столетия. Его возвели на пути, который германские императоры проделывали к местам охоты в лесах Гарца. В 1979 году замок и город превратили в съемочную площадку под открытым небом. Режиссер Марк Захаров приехал сюда в ГДР экранизировать пьесу Григория Горина "Тот самый Мюнхгаузен" с Олегом Янковским в главной роли.

  • Средневековые замки в Германии

    Замок Бургхаузен

    Бывшая резиденция немецкого знатного рода Виттельсбахов. Замок Бургхаузен (Burg Burghausen) расположен в одноименном баварском городе. Растянувшийся более чем на километр на узком вытянутом хребте, он внесен в Книгу рекордов Гиннесса как самый длинный замок мира. Первое упоминание об укреплении в Бургхаузене датируется 1025 годом. Разрушен в наполеоновские времена и восстановлен в 1896 году.

  • Средневековые замки в Германии

    Лауэнштайн

    Этот самый северный замок Баварии расположен под городом Людвигсштадтом. Старейшие части замка Лауэнштайн (Burg Lauenstein) относятся к XII веку. Нынешнее главное крыло замка было возведено в ренессансном стиле в середине XVI века. В 1944 году здесь некоторое время под арестом содержался немецкий адмирал Вильгельм Канарис, повешенный позже по решению специального суда "третьего рейха".

  • Средневековые замки в Германии

    Траусниц

    Герцогская резиденция в баварском городе Ландсхуте. Замок Траусниц (Burg Trausnitz) был заложен в 1204 году на холме около реки Изар после расширения владений рода Виттельсбахов в Нижней Баварии. Во времена правления Фридриха II Штауфена замок стал одним из главных центров власти Священной Римской империи. Гостями замка были легендарные миннезингеры Тангейзер и Вальтер фон дер Фогельвейде.

  • Средневековые замки в Германии

    Гогенцоллерн

    Этот замок около Штутгарта считается родовым гнездом одноименной швабской династии, представители которой возвысились еще во времена Средневековья. В XV-XVI веках они стали правителями Бранденбурга и Пруссии, а в 1871 году заняли трон германских кайзеров. Замковая крепость была возведена, предположительно, в XI веке. Первое упоминание замка Гогенцоллерн (Burg Hohenzollern) датировано 1267 годом.

  • Средневековые замки в Германии

    Альтена

    Замок Альтена (Burg Altena) находится в долине реки Лене - притока Рура. Был возведен в XII веке представителями династии графов Берга. В последние столетия в замке размещались гарнизон, дом инвалидов, криминальный суд, приют для бедняков, тюрьма, больница, а в 1912 году именно здесь была основана первая в Германии молодежная турбаза (Jugendherberge) - специальная гостиница для школьных групп.

  • Средневековые замки в Германии

    Хамбахский замок

    Этот замок в земле Рейнланд-Пфальц считается колыбелью немецкой демократии. В 1832 году Хамбахский замок (Hambacher Schloss) стал местом проведения крупного народного праздника, 30 тысяч участников которого впервые в Германии выступили за политические свободы, национальное единство и гражданские права. Нынешний облик замок приобрел в середине XIX века в эпоху романтизма.

  • Средневековые замки в Германии

    Браунфельс

    Замок Браунфельс (Schloss Braunfels) расположен в нескольких километрах от реки Лан между городами Вайльбург и Вецлар. До сих пор остается во владении потомков древнего графского и княжеского рода. Первое письменное упоминание датировано 1246 годом. Замок был существенно расширен в XV-XVII веках. В середине XIX века произведена реконструкция в неоготическом стиле.

  • Средневековые замки в Германии

    Райнштайн

    Возведенный на скалистом утесе над Рейном, этот замок XIII века считается одним из главных символов рейнской романтики и входит в список Всемирного наследия. Замок Райнштайн (Burg Rheinstein) был сильно разрушен в XVIII веке. Позже перешел во владение прусского принца Фридриха Вильгельма и был восстановлен в стиле историзма. В 1975 году замок купил оперный певец Герман Хехер.

  • Средневековые замки в Германии

    Фюрстенберг

    Еще один объект Всемирного наследия ЮНЕСКО на Среднем Рейне - руины замка Фюрстенберг (Burg Fürstenberg) в районе Майнц-Бинген. Был возведен в 1219 году для охраны земель Кельнского архиепископства в этом регионе. Разрушен в 1689 году французами во время войны за Пфальцское наследство и после этого не подвергался восстановлению. Подобные планы в XIX веке разрабатывались, но они остались на бумаге.

  • Средневековые замки в Германии

    Гейдельбергский замок

    В XIX веке эти самые знаменитые средневековые руины Германии вполне осознанно не стали восстанавливать, чтобы не повредить ореол романтичности. До разрушения во время войны за Пфальцское наследство здесь находилась резиденция курфюрстов Пфальца. Первое письменное упоминание Гейдельбергского замка (Heidelberger Schloss) датировано 1225 годом.

  • Средневековые замки в Германии

    Кведлинбургский замок

    Кведлинбургский замок (Schloss Quedlinburg) принадлежал Генриху Птицелову - первому германскому королю из Саксонской династии. Согласно легенде, в 919 году именно у этой скалы тогдашнему герцогу Саксонии предложили корону Восточно-Франкского королевства - государства, предшествовавшего Священной Римской империи и современной Германии. Основателем империи стал сын короля Генриха - Оттон I Великий.

  • Средневековые замки в Германии

    Вартбург

    Замок Вартбург (Wartburg) - последний в нашей двадцатке средневековых немецких замков, но далеко не последний по своему значению. Заложенный 1073 году, он входит в список Всемирного наследия ЮНЕСКО. В 1521 - 1522 годах здесь под именем "Юнкер Йорг" скрывался реформатор и основатель немецкого протестантизма Мартин Лютер. Именно в Вартбурге он перевел на немецкий язык Новый Завет.

    Автор: Максим Нелюбин


Карта сайта

Страница не найдена. Возможно, карта сайта Вам поможет.

  • Главная
  • Университет
    • Об университете
    • Структура
    • Нормативные документы и процедуры
    • Лечебная деятельность
    • Международное сотрудничество
    • Пресс-центр
      • Новости
      • Анонсы
      • События
      • Объявления и поздравления
      • Online конференции
      • Фотоальбом
        • Студенты военной кафедры ГрГМУ приняли присягу
        • День освобождения Гродно-2021
        • Ремонтные и отделочные работы
        • Итоговая практика по военной подготовке
        • День Независимости-2021
        • Студенты военной кафедры ГрГМУ: итоговая практика-2021
        • Выпускной лечебного факультета-2021
        • Выпускной медико-психологического и медико-диагностического факультетов-2021
        • Выпускной педиатрического факультета-2021
        • Выпускной факультета иностранных учащихся-2021
        • Вручение дипломов выпускникам-2021
        • Митинг-реквием, посвященный 80-й годовщине начала Великой Отечественной войны
        • Акция "Память", приуроченная к 80-летию начала Великой Отечественной войны
        • Республиканский легкоатлетический студенческий забег «На старт, молодежь!»
        • Актуальные вопросы гигиены питания
        • Торжественное мероприятие к Дню медицинских работников-2021
        • Совет университета
        • Выездное заседание Республиканского совета ректоров
        • Церемония вручения медалей и аттестатов особого образца выпускникам 2021 года
        • Предупреждение деструктивных проявлений в студенческой среде и влияния агрессивного информационного контента сети интернет
        • Онлайн-выставка «Помнить, чтобы не повторить»
        • Областная межвузовская конференция «Подвиг народа бессмертен»
        • Финал первого Республиканского интеллектуального турнира ScienceQuiz
        • Конференция «Актуальные вопросы коморбидности заболеваний в амбулаторной практике: от профилактики до лечения»
        • День семьи-2021
        • Диалоговая площадка с председателем Гродненского областного Совета депутатов
        • Праздничные городские мероприятия к Дню Победы
        • Областной этап конкурса "Королева студенчества-2021"
        • Праздничный концерт к 9 мая 2021
        • IV Республиканский гражданско-патриотический марафон «Вместе – за сильную и процветающую Беларусь!»
        • Университетский кубок КВН-2021
        • Музыкальная планета студенчества (завершение Дней ФИУ-2021)
        • Молодёжный круглый стол "Мы разные, но мы вместе"
        • Дни ФИУ-2021. Интеллектуальная игра "Что?Где?Когда?"
        • Неделя донорства в ГрГМУ
        • Творческая гостиная. Дни ФИУ-2021
        • Открытие XVIII студенческого фестиваля национальных культур
        • Передвижная мультимедийная выставка "Партизаны Беларуси"
        • Республиканский субботник-2021
        • Семинар "Человек внутри себя"
        • Международный конкурс "Здоровый образ жизни глазами разных поколений"
        • Вручение нагрудного знака "Жена пограничника"
        • Встреча с представителями медуниверситета г. Люблина
        • Королева Студенчества ГрГМУ - 2021
        • День открытых дверей-2021
        • Управление личными финансами (встреча с представителями «БПС-Сбербанк»)
        • Весенний "Мелотрек"
        • Праздничный концерт к 8 Марта
        • Диалоговая площадка с председателем Гродненского облисполкома
        • Расширенное заседание совета университета
        • Гродно - Молодежная столица Республики Беларусь-2021
        • Торжественное собрание, приуроченное к Дню защитника Отечества
        • Вручение свидетельства действительного члена Белорусской торгово-промышленной палаты
        • Новогодний ScienceQuiz
        • Финал IV Турнира трех вузов ScienseQuiz
        • Областной этап конкурса "Студент года-2020"
        • Семинар дистанционного обучения для сотрудников университетов из Беларуси «Обеспечение качества медицинского образования и образования в области общественного здоровья и здравоохранения»
        • Студент года - 2020
        • День Знаний - 2020
        • Церемония награждения лауреатов Премии Правительства в области качества
        • Военная присяга
        • Выпускной лечебного факультета-2020
        • Выпускной медико-психологического факультета-2020
        • Выпускной педиатрического факультета-2020
        • Выпускной факультета иностранных учащихся-2020
        • Распределение - 2020
        • Стоп коронавирус!
        • Навстречу весне - 2020
        • Профориентация - 18-я Международная специализированная выставка "Образование и карьера"
        • Спартакиада среди сотрудников "Здоровье-2020"
        • Конференция «Актуальные проблемы медицины»
        • Открытие общежития №4
        • Встреча Президента Беларуси со студентами и преподавателями медвузов
        • Новогодний утренник в ГрГМУ
        • XIX Республиканская студенческая конференция «Язык. Общество. Медицина»
        • Alma mater – любовь с первого курса
        • Актуальные вопросы коморбидности сердечно-сосудистых и костно-мышечных заболеваний в амбулаторной практике
        • Областной этап "Студент года-2019"
        • Финал Science Qiuz
        • Конференция "Актуальные проблемы психологии личности и социального взаимодействия"
        • Посвящение в студенты ФИУ
        • День Матери
        • День открытых дверей - 2019
        • Визит в Азербайджанский медицинский университет
        • Семинар-тренинг с международным участием «Современные аспекты сестринского образования»
        • Осенний легкоатлетический кросс - 2019
        • 40 лет педиатрическому факультету
        • День Знаний - 2019
        • Посвящение в первокурсники
        • Акция к Всемирному дню предотвращения суицида
        • Турслет-2019
        • Договор о создании филиала кафедры общей хирургии на базе Брестской областной больницы
        • День Независимости
        • Конференция "Современные технологии диагностики, терапии и реабилитации в пульмонологии"
        • Выпускной медико-диагностического, педиатрического факультетов и факультета иностранных учащихся - 2019
        • Выпускной медико-психологического факультета - 2019
        • Выпускной лечебного факультета - 2019
        • В добрый путь, выпускники!
        • Распределение по профилям субординатуры
        • Государственные экзамены
        • Интеллектуальная игра «Что? Где? Когда?»
        • Мистер и Мисс факультета иностранных учащихся-2019
        • День Победы
        • IV Республиканская студенческая военно-научная конференция «Этих дней не смолкнет слава»
        • Республиканский гражданско-патриотический марафон "Вместе - за сильную и процветающую Беларусь!"
        • Литературно-художественный марафон «На хвалях спадчыны маёй»
        • День открытых дверей-2019
        • Их имена останутся в наших сердцах
        • Областной этап конкурса "Королева Весна - 2019"
        • Королева Весна ГрГМУ - 2019
        • Профориентация «Абитуриент – 2019» (г. Барановичи)
        • Мероприятие «Карьера начинается с образования!» (г. Лида)
        • Итоговое распределение выпускников - 2019
        • "Навстречу весне - 2019"
        • Торжественная церемония, посвященная Дню защитника Отечества
        • Торжественное собрание к Дню защитника Отечества - 2019
        • Мистер ГрГМУ - 2019
        • Предварительное распределение выпускников 2019 года
        • Митинг-реквием у памятника воинам-интернационалистам
        • Профориентация «Образование и карьера» (г.Минск)
        • Итоговая коллегия главного управления здравоохранения Гродненского областного исполнительного комитета
        • Спартакиада «Здоровье - 2019»
        • Итоговая научно-практическая конференция «Актуальные проблемы медицины».
        • Расширенное заседание Совета университета.
        • Научно-практическая конференция «Симуляционные технологии обучения в подготовке медицинских работников: актуальность, проблемные вопросы внедрения и перспективы»
        • Конкурс первокурсников «Аlma mater – любовь с первого курса»
        • XVI съезд хирургов Республики Беларусь
        • Итоговая практика
        • Конкурс «Студент года-2018»
        • Совет университета
        • 1-й съезд Евразийской Аритмологической Ассоциации (14.09.2018 г.)
        • 1-й съезд Евразийской Аритмологической Ассоциации (13.09.2018 г.)
        • День знаний
        • День независимости Республики Беларусь
        • Церемония награждения победителей конкурса на соискание Премии СНГ
        • День герба и флага Республики Беларусь
        • «Стань донором – подари возможность жить»
        • VIII Международный межвузовский фестиваль современного танца «Сделай шаг вперед»
        • Конкурс грации и артистического мастерства «Королева Весна ГрГМУ – 2018»
        • Окончательное распределение выпускников 2018 года
        • Митинг-реквием, приуроченный к 75-летию хатынской трагедии
        • Областное совещание «Итоги работы терапевтической и кардиологической служб Гродненской области за 2017 год и задачи на 2018 год»
        • Конкурсное шоу-представление «Мистер ГрГМУ-2018»
        • Предварительное распределение выпускников 2018 года
        • Итоговая научно-практическая конференция «Актуальные проблемы медицины»
        • II Съезд учёных Республики Беларусь
        • Круглый стол факультета иностранных учащихся
        • «Молодежь мира: самобытность, солидарность, сотрудничество»
        • Заседание выездной сессии Гродненского областного Совета депутатов
        • Областной этап республиканского конкурса «Студент года-2017»
        • Встреча с председателем РОО «Белая Русь» Александром Михайловичем Радьковым
        • Конференция «Актуальные вопросы инфекционной патологии», 27.10.2017
        • XIX Всемирный фестиваль студентов и молодежи
        • Республиканская научно-практическая конференция «II Гродненские аритмологические чтения»
        • Областная научно-практическая конференция «V Гродненские гастроэнтерологические чтения»
        • Праздник, посвящённый 889-летию города Гродно
        • Круглый стол на тему «Место и роль РОО «Белая Русь» в политической системе Республики Беларусь» (22.09.2017)
        • ГрГМУ и Университет медицины и фармации (г.Тыргу-Муреш, Румыния) подписали Соглашение о сотрудничестве
        • 1 сентября - День знаний
        • Итоговая практика на кафедре военной и экстремальной медицины
        • Квалификационный экзамен у врачей-интернов
        • Встреча с Комиссией по присуждению Премии Правительства Республики Беларусь
        • Научно-практическая конференция «Амбулаторная терапия и хирургия заболеваний ЛОР-органов и сопряженной патологии других органов и систем»
        • День государственного флага и герба
        • 9 мая
        • Республиканская научно-практическая конференция с международным участием «V белорусско-польская дерматологическая конференция: дерматология без границ»
        • «Стань донором – подари возможность жить»
        • «Круглый стол» Постоянной комиссии Совета Республики Беларусь Национального собрания Республики Беларусь по образованию, науке, культуре и социальному развитию
        • Весенний кубок КВН «Юмор–это наука»
        • Мисс ГрГМУ-2017
        • Распределение 2017 года
        • Общегородской профориентационный день для учащихся гимназий, лицеев и школ
        • Праздничный концерт, посвященный Дню 8 марта
        • Конкурсное шоу-представление «Мистер ГрГМУ–2017»
        • «Масленица-2017»
        • Торжественное собрание и паздничный концерт, посвященный Дню защитника Отечества
        • Лекция профессора, д.м.н. О.О. Руммо
        • Итоговая научно-практическая конференция «Актуальные проблемы медицины»
        • Меморандум о сотрудничестве между областной организацией Белорусского общества Красного Креста и региональной организацией Красного Креста китайской провинции Хэнань
        • Визит делегации МГЭУ им. А.Д. Сахарова БГУ в ГрГМУ
        • «Студент года-2016»
        • Визит Чрезвычайного и Полномочного Посла Королевства Швеция в Республике Беларусь господина Мартина Оберга в ГрГМУ
        • Конкурс первокурсников «Аlma mater – любовь с первого курса»
        • День матери в ГрГМУ
        • Итоговая практика-2016
        • День знаний
        • Визит китайской делегации в ГрГМУ
        • Визит иностранной делегации из Вроцлавского медицинского университета (Республика Польша)
        • Торжественное мероприятие, посвященное профессиональному празднику – Дню медицинского работника
        • Визит ректора ГрГМУ Виктора Александровича Снежицкого в Индию
        • Республиканская университетская суббота-2016
        • Республиканская акция «Беларусь против табака»
        • Встреча с поэтессой Яниной Бокий
        • 9 мая — День Победы
        • Митинг, посвященный Дню Государственного герба и Государственного флага Республики Беларусь
        • Областная межвузовская студенческая научно-практическая конференция «1941 год: трагедия, героизм, память»
        • «Цветы Великой Победы»
        • Концерт народного ансамбля польской песни и танца «Хабры»
        • Суботнiк ў Мураванцы
        • «Мисс ГрГМУ-2016»
        • Визит академика РАМН, профессора Разумова Александра Николаевича в УО «ГрГМУ»
        • Визит иностранной делегации из Медицинского совета Мальдивской Республики
        • «Кубок ректора Гродненского государственного медицинского университета по дзюдо»
        • «Кубок Дружбы-2016» по мини-футболу среди мужских и женских команд медицинских учреждений образования Республики Беларусь
        • Распределение выпускников 2016 года
        • Визит Министра обороны Республики Беларусь на военную кафедру ГрГМУ
        • Визит Первого секретаря Посольства Израиля Анны Кейнан и директора Израильского культурного центра при Посольстве Израиля Рей Кейнан
        • Визит иностранной делегации из провинции Ганьсу Китайской Народной Республики в ГрГМУ
        • Состоялось открытие фотовыставки «По следам Библии»
        • «Кубок декана» медико-диагностического факультета по скалолазанию
        • Мистер ГрГМУ-2016
        • Приём Первого секретаря Посольства Израиля Анны Кейнан в ГрГМУ
        • Спартакиада «Здоровье» УО «ГрГМУ» среди сотрудников 2015-2016 учебного года
        • Визит Посла Республики Индия в УО «ГрГМУ»
        • Торжественное собрание и концерт, посвященный Дню защитника Отечества
        • Митинг-реквием, посвященный Дню памяти воинов-интернационалистов
        • Итоговое заседание коллегии главного управления идеологической работы, культуры и по делам молодежи Гродненского облисполкома
        • Итоговая научно-практическая конференция Гродненского государственного медицинского университета
        • Новогодний концерт
        • Открытие профессорского консультативного центра
        • Концерт-акция «Молодёжь против СПИДа»
        • «Студент года-2015»
        • Открытые лекции профессора, академика НАН Беларуси Островского Юрия Петровича
        • «Аlma mater – любовь с первого курса»
        • Открытая лекция Регионального директора ВОЗ госпожи Жужанны Якаб
        • «Открытый Кубок по велоориентированию РЦФВиС»
        • Совместное заседание Советов университетов г. Гродно
        • Встреча с Министром здравоохранения Республики Беларусь В.И. Жарко
        • День города
        • Дебаты «Врач - выбор жизни»
        • День города
        • Праздничный концерт «Для вас, первокурсники!»
        • Акция «Наш год – наш выбор»
        • День знаний
        • Открытое зачисление абитуриентов в УО «Гродненский государственный медицинский университет»
        • Принятие военной присяги студентами ГрГМУ
        • День Независимости Республики Беларусь
        • Вручение дипломов выпускникам 2015 года
        • Республиканская олимпиада студентов по педиатрии
        • Открытие памятного знака в честь погибших защитников
        • 9 мая
        • «Вторая белорусско-польская дерматологическая конференция: дерматология без границ»
        • Мистер университет
        • Мисс универитет
        • КВН
        • Гродненский государственный медицинский университет
        • Чествование наших ветеранов
        • 1 Мая
        • Cовместный субботник
      • Наши издания
      • Медицинский календарь
      • Университет в СМИ
      • Видео-презентации
    • Общественные объединения
    • Комиссия по противодействию коррупции
    • Образовательная деятельность
  • Абитуриентам
  • Студентам
  • Выпускникам
  • Слайдер
  • Последние обновления
  • Баннеры
  • Иностранному гражданину
  • Научная деятельность
  • Поиск

Урок "Нуклеиновые кислоты" – УчМет

Сообщение плана изучения нового материала

План

1.Открытие ДНК

2.Локализация ДНК в клетке

3.Строение молекулы ДНК

4.Строение РНК

5.Практическое применение знаний о ДНК.

6.Закрепление знаний и умений

Слушают и записывают в тетрадь план изучения нового материала

  1. Открытие ДНК

Просмотр фрагмента в/фильма «Секреты ДНК»

Вопрос : «Кто впервые открыл структуру ДНК?»

  1. Локализация ДНК в клетке Демонстрация таблицы «Строение клетки»

Вопрос классу: «Можете ли вы назвать органоиды клетки, в которых находится ДНК?

  1. Строение ДНК демонстрация модели ДНК -вопрос классу: «В чем особенность структуры молекулы ДНК?» Объяснение строения молекулы ДНК -высокомолекулярное соединение; -полимер; -мономером ДНК являются нуклеотиды; -нуклеотид- это соединение, состоящее из остатков азотистого основания, углевода дезоксирибозы и фосфата; -четыре нуклеотида соединяясь между собой образуют цепочку ДНК – таблица «Строение ДНК» Демонстрация моделей нуклеотидов и их сравнение; В чем их сходство и отличие? -название нуклеотиды получили от азотистых оснований: аденин –А; цитозин –Ц; гуанин – Г; тимин –Т -молекула ДНК –двуцепочечная, одна цепочка около другой удерживается водородными связями, образующимися между азотистыми основаниями. Просмотр фрагмента в/фильма «Секреты ДНК» Вопрос классу: «Какая закономерность существует в образовании водородных связей между азотистыми основаниями?» -объяснение с записью схемы строения ДНК: Т-Ц-Г-А-Т-Г-Ц-А-Г-Т-Ц-А-Г А-Г-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-Ц-А-Г-Т-Ц -Т всегда располагается напротив А, -Ц всегда располагается напротив Г . закономерность такого расположения называют принципом комплементарности. (количество нуклеотидов А=Т, а количество нуклеотидов Ц=Г –правило Э.Чаргаффа).

Узнают при просмотре в/фильма о ученых, открывших структуру ДНК и записывают фамилии ученых в тетрадь.

Рассматривают клетку и называют органоиды, где локализована ДНК (ядро, митохондрии, хлоропласты), запись в тетрадь.

Отвечают на вопрос

Записывают в тетрадь характеристику ДНК.

Сравнивают нуклеотиды, находят сходство и отличия.

Записывают название нуклеотидов в тетрадь

Отвечают на вопрос, после просмотра фрагмента в/ф.

Записывают схему двойной цепочки ДНК

Репликация или удвоение ДНК.

ДНК не только хранит наследственную информацию, но и передает её. Клетки постоянно делятся и вновь возникшие дочерние клетки являются копией материнской клетки. –Проблемный вопрос: Каким образом происходит равномерное распределение наследственной информации?

Объяснение механизма репликации ДНК по принципу комплементарности

Обсуждают проблемный вопрос

Слушают и записывают в тетрадь схему репликации ДНК.

Первичное закрепление знаний о структуре и функции ДНК.

1)Игра – соревнование: «Кто быстрее». Условие: необходимо достроит вторую цепочку ДНК. Каждый ряд – команда, получает лист с фрагментом одной цепи ДНК, который передается по цепочке.

1 команда: цепочка № 1 Т-Ц-Г-Т-А-Ц-А-Г-А-Г-Т-Ц

цепочка № 2 ?

2 команда: цепочка № 1 А-Г-Ц-А-Т-Г-Т-Ц-Т-Ц-А-Г

цепочка № 2 ?

3, 4, 5,6 команды получают аналогичные задания.

На выполнение дается 1 минута

- Подведение итогов соревнования .

2)Вопрос: Что вы узнали на уроке о ДНК?

Каждый из вас должен сказать одно предложение о ДНК, связанное со строением или функцией.

(условие: не повторяться).

3)Обобщение знаний о ДНК в форме стихотворения (называю имя и фамилию ученика, который накануне урока получил задание выучить стих)

Каждый уч-ся команды указывает один из нуклеотидов второй цепочки ДНК

Уч-ся сами проверяют правильность написания второй цепи ДНК

Уч-ся рассказывают всё, что узнали на уроке о строение, функции ДНК.

Ученик читает стих о строении ДНК:

ДНК – она двойная

И строеньем не простая.

Мономер- нуклеотид,

Из трех штучек состоит

За азотным основаньем

Как в строю – вот красота.

Углевод дезоксирибоза,

Фосфорная кислота.

Есть четыре основанья,

Мы запомним их названья:

Цитозин + гуанин,

А тимин + аденин.

4.Строение РНК

Проблемная ситуация: Информация о последовательности аминокислот в молекуле белка хранится в ДНК ядра клетки, а сборку производят рибосомы, расположенные в цитоплазме. Молекула ДНК из-за своей громадной молекулярной массы не способны покинуть ядро. Каким образом план сборки молекулы белка передается на рибосомы? Какая структура клетки осуществляет связь между ДНК и рибосомами?

О РНК нам расскажет (называю имя и фамилию уч-ся, который получил опережающее задание)

- В чем сходство и различие ДНК и РНК ? Используя таблицу «Нуклеиновые кислоты» сравните нуклеиновые кислоты.

Участвуют в решении проблемной ситуации.

Уч-ся рассказывает о РНК, особенностях строения, о видах РНК.

-Сравнивают РНК и ДНК

  1. Практическое применение знаний о ДНК. Заочная экскурсия в лабораторию генетической экспертизы

Просмотр фрагмента в/фильма «Секреты ДНК»

Вопросы к в/фильму на каждой парте.

Вопросы к в/фильму:

-Клетки, каких тканей используют для теста ДНК?

-Как проводят анализ ДНК?

-Для чего делают тест ДНК?

-Люди, какой профессии работают в лабораториях генетической экспертизы?

Смотрят в/фильм.

Отвечают на вопросы

  1. Первичное закрепление знаний – карточки с заданиями 1 и 2 варианты. Выполнение 5 минут.

Вариант № 1

Задание №1 Укажите последовательность нуклеотидов второй цепочки ДНК, если первая цепочка имеет следующую последовательность нуклеотидов: А-Г-Т-Ц-А-Г-Т-А-Ц-Ц-Г-Т-Г-Ц-Т

Задание № 2 Найдите ошибки в структуре молекулы ДНК

А-Ц-Т-Г-А-Ц-Г-А-Т-Ц-Т-Г

Т-Г-Ц-Ц-Т-Г-Ц-Т-А-Т-А-Ц

Задание № 3 Тест

1.Мономером ДНК является:

а)нуклеотид; б)аминокислота; в)глюкоза; г)глицерин.

2.В состав ДНК НЕ входит: а)дезоксирибоза; б)аденин; в)урацил; г)фосфат.

3.Модель структуры ДНК открыли в 1953 г.:

а)И.П. Павлов и И.М. Сеченов; б)Ф. Крик и Д. Уотсон; в)Ч.Дарвин и Ж. Ламарк.

4.Функции ДНК в клетке: а)является одним из источников энергии; б)принимает непосредственное участие в синтезе белков; в)участвует в синтезе углеводов и липидов; г)обеспечивает хранение и передачу наследственной информации.

5.Нуклеотиду Ц комплементарен нуклеотид: а)А; б)Г; в)Т; г)У.

*Задание № 4 Решите задачу, используя правило Э. Чаргаффа.

В молекуле ДНК адениновых нуклеотидов насчитывается 20% от общего числа нуклеотидов. Определите количество в % Т, Ц, Г нуклеотидов.

Выполняют задания

7.Домашнее задание п.22 вопросы 11,12 стр 112;

Используя интернет ресурсы, найдите ответ на вопрос: «Почему результат теста ДНК подтверждающий отцовство равен 99,9%, а не 100%?

Записывают д/з

8.Итог урока:

-Какие новые знания вы сегодня получили на уроке?

-Чему вы научились?

-Что на уроке было интересное, познавательное?

-Какие вопросы урока вызвали у вас затруднение?

-Что вы узнали о профессии генетика эксперта?

(выставление оценок, их комментирование).

Участвуют в подведении итога урока

Нуклеиновые кислоты – онлайн-тренажер для подготовки к ЕНТ, итоговой аттестации и ВОУД

Нуклеиновые кислоты – это природные высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в живых организмах. В природе существуют нуклеиновые кислоты двух типов: ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота), различающиеся по составу, строению и функциям. Они впервые были обнаружены в 1869 году швейцарским биохимиком Ф. Мишером в ядрах клеток крови (отсюда их название: nucleus – ядро). В 1889 году Альтман ввел термин «нуклеиновая кислота». В 1951 г. Э. Чаргафф доказал, что в составе молекулы ДНК имеются 4 нуклеотида, два нуклеотида – аденин и гуанин (2 бензольных кольца) – относятся к пуриновым основаниям, тимин и цитозин (1 бензольное кольцо) – к пиримидиновым. Э. Чаргафф также выявил, что по геометрическим размерам и образованию химической связи аденину может подойти только тимин (А=Т), а гуанину – цитозин (Г=Ц).

М. Уилкинс, английский биофизик, в 1950 г. получил рентгенограмму кристаллических волокон ДНК.

Р. Франклин был одним из первых ученых, который получил рентгенограмму молекулы ДНК. Он определил расположение сахаро-фосфатных остатков на внешней, а азотистых оснований – на внутренней стороне цепи, и доказал, что на один виток спирали приходится 10 нуклеотидов.

В 1953 г. американский биохимик Дж. Уотсон и английский генетик Ф. Крик, используя рентгеноструктурную методику, открыли структуру молекулы ДНК и доказали, что она представляет собой двухцепочную полинуклеотидную спираль. Азотистые основания цепей, оставаясь внутри, образуют водородные соединения. Углеводородные и фосфатные группы остаются на внешней стороне. Азотистые основания каждой цепи соединяются ковалентной связью по принципу комплементарности.

Молекулы ДНК являются полимерами, мономерами которых являются нуклеотиды.

Нуклеотид ДНК = остаток фосфорной кислоты + сахар-дезоксирибоза + остаток азотистого основания

(пуринового: аденина, гуанина или пиримидинового: тимина, цитозина).

ДНК – гигантские молекулы, длина которых у человека достигает 8 см.

ДНК осуществляет хранение и передачу наследственной информации.

ДНК содержится в ядре, митохондриях и хлоропластах.

Построение молекулы ДНК осуществляется согласно принципу комплементарности.

Комплементарность – это взаимное дополнение азотистых оснований в молекуле ДНК. В отличие от ДНК, РНК образована не двумя, а одной полинуклеотидной цепочкой. РНК находится в ядре, рибосомах, цитоплазме, митохондриях и хлоропластах.

Существует три основных класса нуклеиновых кислот: информационная (матричная) РНК – иРНК (мРНК), транспортная РНК тРНК, рибосомальная РНК – рРНК.

нуклеиновые кислоты - это... Что такое нуклеиновые кислоты?

(полинуклеотиды), высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновой кислоты — дезоксирибоза или рибоза, различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновую (РНК) кислоты. Последовательность нуклеотидов в нуклеиновых кислотах определяет их первичную структуру. Нуклеиновые кислоты присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению и передаче генетической информации, участвуют в механизмах, при помощи которых она реализуется в процессе синтеза клеточных белков. В организме находятся в свободном состоянии и в комплексе с белками (нуклеопротеиды).

НУКЛЕИ́НОВЫЕ КИСЛО́ТЫ (полинуклеотиды), высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной (генетической) информации в живых организмах из поколения в поколение. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновой кислоты — дезоксирибоза или рибоза, различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновую (РНК) кислоты. Последовательность нуклеотидов в нуклеиновых кислотах определяет их первичную структуру.
История открытия. Происхождение названий
В 1868 швейцарский биохимик И. Ф. Мишер (см. МИШЕР Иоганн Фридрих)впервые выделил из клеток гноя (лейкоцитов) вещество, названное им нуклеином (от лат. «нукс» — ядро ореха, а окончание «ин» означало, что оно содержит азот, подобно белкам, или протеинам). В 1879 немецкий химик К. А. Коссель (см. КОССЕЛЬ)открыл в нуклеине соединение желтого цвета, которое оказалось гуанином (см. ГУАНИН), ранее выделенным из перуанского гуано — помета птиц, ценного азотного удобрения. Впоследствии он же выделил тимин (см. ТИМИН)из клеток вилочковой железы, или тимуса, быка (отсюда название), цитозин (см. ЦИТОЗИН)(от греч. cytos — клетка) и аденин (см. АДЕНИН) (от греч. aden — железа). Русский химик Ф. Левен установил, что, кроме тетрады аденин, гуанин, тимин и цитозин, нуклеин содержит еще и фосфорную кислоту и сахар дезоксирибозу. Термин «нуклеиновые кислоты» был предложен в 1889: нуклеиновыми они были названы потому, что впервые были открыты в ядрах клеток, а кислотами — из-за наличия в их составе остатков фосфорной кислоты. Позже было показано, что нуклеиновые кислоты построены из большого числа нуклеотидов (от нескольких десятков до сотен миллионов). В состав каждого нуклеотида входит азотистое основание, углевод (пентоза) и фосфорная кислота.
Химическая структура. Нуклеотиды и фосфатные связи
В зависимости от химической структуры углеводного компонента нуклеиновые кислоты делят на два типа: дезоксирибонуклеиновые и рибонуклеиновые; первые содержат дезоксирибозу, а вторые — рибозу. Азотистые основания являются производными двух типов соединений — пуринов и пиримидинов. Основаниями они называются потому, что обладают основными (щелочными) свойствами, хотя и слабыми. В составе ДНК встречаются два пуриновых (см. ПУРИНОВЫЕ ОСНОВАНИЯ)— аденин (А) и гуанин (G) и два пиримидиновых (см. ПИРИМИДИНОВЫЕ ОСНОВАНИЯ) — цитозин (С) и тимин (Т) основания. В составе РНК вместо тимина обычно встречается урацил (U). Согласно правилам международной номенклатуры эти основания записываются начальными буквами их названий на английском языке, хотя в русскоязычной литературе часто используются начальные буквы русских названий; соответственно А, Г, Ц, Т и У.
В молекулах нуклеиновых кислот нуклеотиды связаны между собой фосфодиэфирными связями (фосфатными «мостиками»), образующимися между остатками сахаров соседних нуклеотидов. Таким образом, цепи нуклеиновых кислот выглядят как остов из монотонно чередующихся фосфатных и пептозных групп, а основания можно рассматривать как присоединенные к нему боковые группы. Фосфатные остатки остова при физиологических значениях рН заряжены отрицательно. Пуриновые и пиримидиновые основания плохо растворимы в воде, то есть гидрофобны. О свойствах отдельных типов нуклеиновых кислот и их роли в процессах жизнедеятельности смотри в статьях Дезоксирибонуклеиновые кислоты (см. ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ)и Рибонуклеиновые кислоты (см. РИБОНУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ).

как работают «лекарства для генов»

Мало кто знает, что на основе ДНК и РНК можно сделать лекарства, способные противостоять инфекции и даже исправлять мутации у людей с генетическими заболеваниями. О том, как работают разнообразные методы этой отрасли и какие проблемы в ней только предстоит разрешить, школьникам «Сириуса» рассказал Валентин Власов – доктор биологических наук, академик РАН и научный руководитель Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН.

Как заставить гены молчать

Нуклеотиды – «буквы» ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) и РНК (рибонуклеиновой кислоты), молекул, в которых хранится и передается генетическая информация. Хотя «букв» в этом своеобразном алфавите всего четыре (А, У, Г и Ц в ДНК и А, Т, Г и Ц в РНК), с их помощью можно записать осмысленный «текст» – гены (инструкцию по сборке белков, о которой ученикам недавно рассказывал другой гость, Денис Ребриков). Эта инструкция переписывается с двуцепочечной молекулы ДНК, которая находится в ядрах наших клеток, на одноцепочечную молекулу РНК, и уже с нее синтезируется белок.

Но нуклеотиды не просто служат для записи инструкций по сборке – из их цепочек можно делать лекарства, которые будут разрушать систему синтеза белка у вирусов или бактерий, привязываться к определенным молекулам или даже «чинить» мутации в генах. Лекарства на основе нуклеотидов действуют по относительно легко объяснимому принципу и обычно очень специфичны: на каждую конкретную последовательность можно «натравить» свою цепочку нуклеотидов. Это работает потому, что каждый из четырех типов «букв» может образовать пару с другим. В ДНК две цепи держатся вместе, так как в каждой из них напротив стоят определенные буквы, тянущие друг к другу «руки» химических связей.

Если сделать цепочку нуклеотидов, соответствующую последовательности РНК, которая будет создана с нужного (а точнее – ненужного) гена, то наше лекарство, используя все те же связи между парными буквами, сыграет роль «второй цепи», сделает молекулу похожей на ДНК и заблокирует эту последовательность. С нее не произведется белок, и вред «неправильного» гена будет нейтрализован. Такие цепочки называют антисенс-РНК (или антисмысловыми РНК), так как они лишают записанный в определенном гене «текст» его «смысла» . При этом по теории вероятности произвольно выбранная последовательность из всего 20 нуклеотидов у человека встретится лишь один раз на весь геном, так что риск ошибки очень невелик.

Множество разных лекарств на основе нуклеиновых кислот легко одновременно делать на заводе: из одних и тех же типов нуклеотидов строится огромное количество последовательностей. Работать такие лекарства могут по-разному: менять структуру гена, действовать на одну из стадий синтеза белка, на активирование РНК перед этим синтезом и так далее.

Ирония судьбы и нуклеиновый Уроборос

Первая научная публикация на эту тему появилась в 1967 году, а Валентин Власов стал одним из ее соавторов. Вскоре биологи получили письмо из США: некий студент по имени Джон Саммертон поздравлял коллег и сетовал, что самому ему также приходила эта идея, но вот финансирование получить не удалось. Три десятка лет спустя он откроет морфолино – одну из молекул, при помощи которой можно блокировать синтез определенных белков, – и станет главой крупнейшей компании по производству противовирусных лекарств на основе цепочек нуклеотидов (один из примеров – препарат от вируса Эбола).

Некоторые рибонуклеиновые кислоты не просто блокируют РНК, чтобы с нее не мог производиться белок, а разрезают ее – то есть выполняют работу, которую обычно делают ферменты (белки, которые катализируют реакции). Теоретически такие молекулы могли стать основой будущей жизни, катализируя воспроизводство самих себя во времена, когда еще не было ни белков, ни ДНК. Такие многофункциональные рибонуклеиновые кислоты назвали рибозимами – от «рибонуклеиновая кислота» (РНК), и «энзим» (фермент). За открытие рибозимов Сидни Олтмен и Томас Чек получили Нобелевскую премию по химии.

В 1998 году биологи открыли еще один интересный эффект, который назвали РНК-интерференцией. Наша клетка «привыкла» видеть РНК в виде одной цепи. Появление двуцепочечной часто означает вторжение геномных паразитов – вирусов, у которых можно встретить такую причудливую конструкцию. Поэтому такая РНК вызывает немало подозрений, и клетки научились заставлять «молчать» гены, которым она соответствует. Введя в клетку специально подобранную двуцепочечную РНК, можно добиться блокировки определенного гена.

«Генетические ножницы» и путеводные аптамеры

В начале 90-х годов ученые развили технологию, при помощи которой можно получать аптамеры – цепочки нуклеотидов, удивительно точно распознающие определенную «мишень». Такой мишенью может стать белок, который нужно блокировать или просто обнаружить. Чтобы создать аптамеры, достаточно насинтезировать много случайных последовательностей нуклеотидов, а потом предоставить этим цепочкам возможность связаться с мишенью – клюнуть на молекулярную «удочку». Затем молекулы, которые избежали этой участи, отмываются специальным раствором. Этот процесс можно повторить несколько раз. После такого искусственного отбора остаются только те молекулы, которые хорошо привязываются к нужной мишени. Это и есть аптамеры. Их можно размножить при помощи специальной реакции, которая называется ПЦР, и использовать в медицине. К примеру, уже сейчас существуют аптамеры, которые связываются с белками на поверхности клеток рака простаты. Ученые присоединили их к лекарственной молекуле, и теперь она сама может находить свою цель.

Еще один знаменитый многообещающий метод, CRISPR/Cas9, ученые подсмотрели у бактерий. У нас в организме есть множество разновидностей иммунных клеток, а бактериальные организмы одноклеточны. Несмотря на это, у них есть собственный иммунитет, позволяющий защищаться от вирусов. Бактерии вносят кусочки ДНК своих врагов в специальную «картотеку», которую хранят в своем геноме. Если тот же вирус появляется в клетке снова и хочет синтезировать белок за ее счет, специальные белки Cas будут узнать его РНК и разрезать ее. Если же в такую «картотеку» вставить нужную нам последовательность, систему CRISPR/Cas9 можно использовать для редактирования генов. Эту систему часто сравнивают с волшебными генетическими ножницами – место разреза можно выбрать довольно точно, так что ее перспективы в редактировании человеческого генома более чем заманчивы. Более того, метод уже применили для излечения генетических заболеваний у первых пациентов.

Бдительный иммунитет и светлое будущее

Однажды в экспериментах с мышами, больными энцефалитом, Валентин Власов и его коллеги обнаружили, что иммунный ответ возник не только у мышей, которым ввели специфические для вируса энцефалита последовательности, но и у группы контроля, которой просто вводили случайные цепочки нуклеотидов. Ученые решили, что эксперимент не удался, но позднее другие биологи оказались упорнее и сообразительнее и выяснили, чем вызван этот странный эффект.

«Природа тоже умная и широко использует этот принцип – олигонуклеотиды действуют слишком хорошо, а не просто прилипают. Мы ожидали, что наш олигонуклеотид свяжется и будет мешать синтезу белка. Оказалось, что в клетке есть фермент рибонуклеаза H, который атакует такие комплексы и разрезает их. То есть, можно не просто блокировать мишень, а уничтожить ее», – рассказал академик.

Так была открыта «нелюбовь» организма к чужим нуклеиновым кислотам. Ученые установили, что наш иммунитет умеет отличать их от «родных» по некоторым признакам. Например, в наших генах на последовательностях Г-Ц висит специальная метка – метильная группа. У бактерий ее нет, поэтому последовательность без метки наша клетка принимает за бактериальную и начинает «воевать» против нее.

Несмотря на такое разнообразие потенциальных лекарств на основе нуклеиновых кислот, до реального применения дошли лишь несколько. Активно внедрять эту группу лекарств в клиническую практику мешают ее недостатки: такие молекулы могут быть беззащитны перед ферментами организма, которые будут стремиться их разрезать, да и клеточная оболочка тоже очень привередливо относится ко всевозможным непрошеным гостям, тем более если они большого размера и тоже заряжены отрицательно, как и она сама (а значит, будут от нее отталкиваться). К тому же, организм большой, и во все клетки сразу лекарство не доставить. Напротив – чаще всего оно требуется только в клетках определенного типа. Поэтому ученые подбирают нуклеиновым кислотам носители (например, золотые наночастицы), химически модифицируют их, привязывают к ним молекулы, которые сыграют роль «системы самонаведения». Решить эти задачи предстоит сегодняшним школьникам – и, возможно, вскоре они увидят широкое применение этой отрасли в медицине.

Онлайн урок: Нуклеиновые кислоты. АТФ. Витамины по предмету Биология 9 класс

Нуклеотидный состав ДНК в 1905 г. впервые количественно проанализировал американский биолог Эрвин Чаргафф.

Он обнаружил, что в молекуле ДНК число пуриновых оснований всегда равно числу пиримидиновых.

Молекулярное количество аденина равно количеству тимина, а количество гуанина равно цитозину- это правило Чаргаффа или принцип комплементарности (дополнительности).

Согласно принципу комплементарности можно восстановить недостающую цепь ДНК.

  

 

Задача:

Первая цепочка ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов:

А- Г- Ц- Т- Т- Ц- Г- Г- А- Г

достойте вторую цепочку ДНК, используя принцип комлементарности.

Решение:

Мы видим, что первый нуклеотид в первой цепи ДНК- аденин (А), смотрим правило комплементарности:

  

значит, аденину (А) соответствует тимин (Т).

Далее второй нуклеотид в первой цепи гуанин (Г). Опять обращаемся к принципу комплементарности, гуанин (Г) соответствует цитозину (Ц).

И таким образом, мы можем достроить всю вторую цепь ДНК.

Первая цепь ДНК: А- Г- Ц- Т- Т- Ц- Г- Г- А- Г

Вторая цепь ДНК: Т- Ц- Г- А- А- Г- Ц- Ц- Т- Ц

 

Кроме достраивания цепей ДНК в ЕГЭ присутствуют задачи на определение количества (%) нуклеотидов в гене и определение длины гена.

Для решения таких задач тоже используют правило Чаргаффа: молекулярное количество аденина равно количеству тимина, а количество гуанина равно цитозину.

Нуклеотиды расположены на расстоянии друг от друга 0,34 нм и молекулярная масса одного нуклеотида равна 345. Эти величины постоянные, они также используются для решения задач по ДНК.

 

Примеры задач:

Задача

В молекуле ДНК доля тиминовых нуклеотидов составляет 15% от общего количества нуклеотидов.

Определите количество других видов нуклеотидов в данной молекуле ДНК.

Решение:

1. По правилу Чаргаффа количество Тимина (Т) в ДНК равно аденину (А), следовательно, если доля Т = 15%, значит, и А будет = 15%.

2. В сумме А Т = 30% 

3. Всего всех нуклеотидов ДНК = 100%, из них на долю А Т приходится 30%

4. 100% - 30% = 70%, то есть 70% приходится на гуанин (Г) и цитозин (Ц)

5. Количество Ц Г , следовательно, 70% : 2 = 35% (35% = Г; 35% = Ц)

Ответ: А = (15%), Т = (15%), Г = (35%), Ц = (35%)

 

Задача

Участок цепи ДНК содержит 1500 нуклеотидов. В одной из цепей содержится 150 нуклеотидов А, 200 нуклеотидов Т, 250 нуклеотидов Г и 150 нуклеотидов Ц. Сколько нуклеотидов каждого вида будет во второй цепи ДНК?

Решение:

По правилу Чаргаффа в ДНК количество гуанина (Г) равно цитозину (Ц), количество тимина (Т) равно аденину (А). Если А в первой цепочке 150 нуклеотидов, значит и Т во второй цепи будет тоже 150, следовательно, получается:

1-я цепь:          2-я цепь:

А = 150             Т = 150

Т = 200             А = 200

Г = 250             Ц = 250

Ц =1 50             Г = 150

Ответ: Во второй цепи ДНК: Т=150; А=200; Ц=250; Г=150

 

Задача

В молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниловых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего количества нуклеотидов этой ДНК. Сколько каждого нуклеотида содержится в этой молекуле ДНК? Какова длина этой молекулы ДНК?

Решение:

1) Исходя из принципа комплементарности (А + Т) + (Г+ Ц) = 100%

Тогда количество цитидиловых нуклеотидов равно: Г = Ц = 880, или 22%, то есть Г = 22% и Ц = 22%

2) На долю (Т + А) приходится: 100% - (22% + 22%) = 56%- количество Т и А

3) Необходимо посчитать количество нуклеотидов, исходя из процентных данных. Составляем пропорцию:

880 = 22%

Х = 56%

Х = (880*56) : 22 = 2400 нуклеотидов, приходится в сумме на А+Т

Так как А = Т, то 2400 : 2=1120 нуклеотидов, то есть 1120 = А и 1120 нуклеотидов Т

3)  Всего в этой молекуле ДНК содержится (880 х 2) + (1120 х 2) = 4000 нуклеотидов.

4) Для определения длины ДНК узнаем, сколько нуклеотидов содержится в одной цепи:

4000 : 2 = 2000

Мы знаем, что нуклеотиды расположены на расстоянии друг от друга 0,34 нм и вычисляем длину ДНК в одной цепи:

0,34 нм х 2000 нуклеотидов= 680 нм.

Ответ: в молекуле ДНК Г = Ц = 880 и А = Т = 1120 нуклеотидов; длина этой молекулы 680 нм.

 

Синтез ДНК

Каждая молекула ДНК способна к самоудвоению, в основе которого лежит тот же принцип комлементарности (дополнительности). Этот принцип поможет понять, как строится новая молекула ДНК в новой клетке.

Перед каждым делением клетки (в интерфазе) происходит образование новой молекулы ДНК под действием фермента дезоксирибонуклеазы.

Фермент разрывает двойную цепь ДНК и спираль раскручивается.

Каждая отдельная цепь собирает новую молекулу ДНК по принципу комплементарности, в результате образуется две молекулы ДНК.

Этот процесс называется редупликация ДНК- копирование молекулы ДНК.

Открытие ДНК: Фридрих Мишер и первые годы исследований нуклеиновых кислот

  • Altmann R (1889) Ueber Nucleinsäuren. Arch. f. Анатомия и. Physiol: 524–536

  • Anon (1970) Феликс Хоппе-Сейлер (1825–1895), химик-физиолог. J Am Med Assoc 211: 493–494

    Статья Google Scholar

  • Эйвери О.Т., Маклауд К.М., Маккарти М. (1944) Исследования химической природы вещества, вызывающего трансформацию пневмококковых типов.Индукция трансформации фракцией дезоксирибонуклеиновой кислоты, выделенной из пневмококка III типа. J Exp Med 79: 137–158

    Статья CAS Google Scholar

  • Бейкер Дж. Р. (1957) Теория клеток: повторение, история и критика. Q J Microsc Sci 93: 157–190

    Google Scholar

  • Chargaff E (1951) Структура и функция нуклеиновой кислоты как компонента клетки.Fed Proc 10: 654–659

    PubMed CAS Google Scholar

  • Chargaff E, Vischer E, Doniger R, Green C, Misani F (1949) Состав дезоксипентозной нуклеиновой кислоты тимуса и селезенки. J Biol Chem 177: 405–416

    PubMed CAS Google Scholar

  • Dahm R (2004) Молекула из замковой кухни. Макс Планк Res 2004: 50–55

    Google Scholar

  • Dahm R (2005) Фридрих Мишер и открытие ДНК.Dev Biol 278: 274–288

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  • Дэвис К. (2002) Взлом генома: внутри гонки за разблокировку ДНК человека. Издательство Университета Джона Хопкинса, Балтимор

    Google Scholar

  • Finger S (1994) Теории функции мозга - эпоха корковой локализации. Истоки нейробиологии, 1-е изд. Oxford University Press, Нью-Йорк, стр. 32–50

    Google Scholar

  • Fruton JS (1992) Биобиблиография по истории биохимических наук с 1800 г., 2-е изд.Американское философское общество, Филадельфия

    Google Scholar

  • Fruton JS (1999) Белки, ферменты, гены. Издательство Йельского университета, Нью-Хейвен

    Google Scholar

  • Геринг В.Дж. (1998) Мастер-контроль генов в развитии и эволюции: история гомеобокса. Издательство Йельского университета, Нью-Хейвен, стр. 1–5

    Google Scholar

  • Haeckel E (1866) Generelle Morphologie der Organismen.Reimer, Берлин

    Google Scholar

  • Харрис Х. (1999) Рождение клетки. Издательство Йельского университета, Нью-Хейвен, США

    Google Scholar

  • Hershey AD, Chase M (1952) Независимые функции вирусных белков и нуклеиновой кислоты в росте бактериофага. J Gen Physiol 36: 39–56

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  • His W (1897a) Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F.Мишер. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher, vol 1. FCW Vogel, Leipzig, pp 33–138

  • His W (1897b) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher, vol. FCW Vogel, Leipzig

  • His W (1897c) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher, vol 2. FCW Vogel, Leipzig

  • His W (1897d) Einleitung. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher, vol 1.FCW Vogel, Leipzig, pp 1–4

  • His W (1897e) F. Miescher. In: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher, vol 1. FCW Vogel, Leipzig, pp 5 –32

  • Hoppe-Seyler F (1865) Руководство по физиологическим и патологическим химическим исследованиям Analyze für Aerzte und Studierende, 2-е изд. Август Хиршвальд, Берлин

    Google Scholar

  • Hoppe-Seyler F (1871) Ueber die chemische Zusammensetzung des Eiters.Medicinisch-chemische Untersuchungen 4: 486–501

    Google Scholar

  • Кирнан Дж. А. (2001) Гистологические и гистохимические методы - теория и практика. Арнольд, Лондон

    Google Scholar

  • Клозе A (2007) Виктор фон Брунс и бесплодный Verbandswatte. Ausstellungskatalog des Stadtmuseums, Tübinger Kataloge 77: 36–47

    Google Scholar

  • Kossel A (1891) Ueber die chemische Zusammensetzung der Zelle.Архив Дюбуа-Реймона / Arch Anat Physiol Physiol Abt: 181–186

  • Kossel A (1910) Химический состав ядра клетки; Нобелевская лекция, 12 декабря 1910 г. Нобелевские лекции по физиологии и медицине 1901–1921 гг.

  • Коссель А. (1913) Beziehungen der Chemie zur Physiologie. В: Meyer Ev (ed) Die Kultur der Gegenwart, ihre Entwicklung und ihre Ziele: Chemie. Teubner, Leipzig, pp 376–412

    Google Scholar

  • Kühne W (1868) Lehrbuch der Physiologischen Chemie.W. Engelmann, Leipzig, pp 49–50

    Google Scholar

  • Lagerkvist U (1998) Пионеры ДНК и их наследие. Издательство Йельского университета, Нью-Хейвен

    Google Scholar

  • Leydig F (1857) Lehrbuch der Histologie des Menschen und der Thiere. Франкфурт-на-Майне

  • Lister J (1867) Об антисептических принципах хирургической практики. Ланцет 2: 353–356, 668–669

    Статья Google Scholar

  • Miescher F (1869a) Letter I; Вильгельму Хису; Тюбинген, 26 февраля 1869 г.В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel, Leipzig, pp 33–38

  • Miescher Letter F (1869b) ; родителям Мишера; Тюбинген, 21 августа 1869 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel, Leipzig, p 39

  • 1869c) Буква V; Вильгельму Хису; Лейпциг, 20 декабря 1869 г.В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel, Leipzig, pp. 39–41

  • XVI

    Miescher Letter F (1869d) ; родителям Мишера; Лейпциг, 30 ноября 1869 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel, Leipzig, pp 58–59

  • F (1869e) Письмо XVII; родителям Мишера; Лейпциг, 19 февраля 1870 г.В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, том 1. Ф. К. В. Фогель, Лейпциг, стр. 59

  • Miescher Frungengliche (1870). В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - A. Arbeiten von F. Miescher, vol 2. FCW Vogel, Leipzig, pp 32–34

  • Miescher F (1871a) Die Kerngebilde im Dotter des Hühnereies.Хоппе-Зейлер medicinisch-chemischen Untersuchungen 4: 502–509

    Google Scholar

  • Miescher F (1871b) Письмо XXV; доктору Бёму в Вюрцбург; Базель, 23 сентября 1871 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel, Leipzig, pp 63–64

  • Miescher F (1871c) Ueber die chemische Zusammensetzung der Eiterzellen.Medicinisch-chemische Untersuchungen 4: 441–460

    Google Scholar

  • Miescher F (1872a) Letter VII; Феликсу Хоппе-Зейлеру; Лейпциг, март (?) 1870 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel, Leipzig, pp 44–46

  • Miescher F (1872b) Letter XXVI; Феликсу Хоппе-Зейлеру; Базель, лето 1872 года.В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel, Leipzig, pp 64–68

  • Miescher Letter F (1872c) ; Феликсу Хоппе-Зейлеру; Evolena, 20 июля 1872 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel, Leipzig, pp 68–69

  • F (1872d) Письмо XXVIII; докторуБем; Базель, 2 мая 1872 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel, Leipzig, pp 70–73

  • Miescher F (1873) Письмо XXXIII; Вильгельму Хису; Базель, 31 июля 1873 года. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel, Leipzig, pp 75

  • Miescher F (1874a) Das Protamin - Eine neue organische Basis aus den Samenfäden des Rheinlachses.Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft VII: 376

    Артикул Google Scholar

  • Miescher F (1874b) Die Spermatozoen einiger Wirbeltiere. Ein Beitrag zur Histochemie. Verhandlungen der naturforschenden Gesellschaft в Базеле VI: 138–208

    Google Scholar

  • Miescher F (1874c) Письмо XXXV; Вильгельму Хису; Базель, 16 января 1874 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F.Miescher, vol 1. F. C. W. Vogel, Leipzig, pp. 76–77

  • Miescher F (1877) Ueber das Ei. Vortrag, gehalten in der naturforschenden Gesellschaft den 7. февраля 1877 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher, vol 2. FCW Vogel, Leipzig, pp 108–115

  • 1881) Ueber das Leben des Rheinlachses im Süsswasser. Archiv für Anatomie und Physiologie, Anatomische Abteilung: 193–218

  • Miescher F (1885) Bemerkungen zur Lehre von den Athembewegungen.Archiv für Anatomie und Physiologie, Physiologische Abteilung: 355–380

  • Miescher F (1888) Der Athemschieber - Ein neuer Apparat zur künstlichen Respiration und seine Controlle am lebenden Thiere. Centralblatt für Physiologie 14: 342

    Google Scholar

  • Miescher F (1890) Biologische Studien über das Leben des Rheinlachses im Süsswasser. Vortrag, gehalten vor der naturforschenden Gesellschaft в Базеле, ден 19.Февраль 1890 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher, vol 2. F. C. W. Vogel, Leipzig, pp 304–324

  • Miescher F (1891) Letter LXIX; Вильгельму Хису; Базель, 2 марта 1891 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel, Leipzig, pp 108–109

  • Miescher F (1892a) Письмо LXXIV; Вильгельму Хису; Базель, 13 октября 1892 г.В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel, Leipzig, pp 112–116

  • Miescher Letter F (188). ; Вильгельму Хису; Базель, 17 декабря 1892 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel, Leipzig, pp 116–117

  • Miescher F (1892c) Physiologische Fragmente über den Rheinlachs, vorgetragen in der medic.Section der schweizerischen naturf. Gesellschaft в Базеле 6 сентября 1892 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher, vol 2. FCW Vogel, Leipzig, pp 325–327

  • Miescher F (1893) Letter LXXVIII ; Вильгельму Хису; Базель, 13 октября 1893 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel, Leipzig, pp 122–123

  • Miescher F (1895) Письмо XXXVIII; Вильгельму Хису; Базель, 1 декабря 1895 г.В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel, Leipzig, pp 79–80

  • Miescher F (1897) Physiologie des Höhenklimas. В: Jaquet A, His W, et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher, vol 2. FCW Vogel, Leipzig, pp 502–528

  • Miescher F (1897b) Statistische und Biologische Beitrnäge. Leben des Rheinlachses im Süsswasser.В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher, vol 2. FCW Vogel, Leipzig, pp 116–191

  • Noyer-Weidner M, Schaffner W (1995) Felix Hoppe-Seyler (1825) –1895), пионер биохимии и молекулярной биологии. Биол Хем Хоппе Сейлер 376: 447–448

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  • Олби Р. (1969) Клеточная химия во времена Мишера. Med Hist 13: 377–382

    PubMed CAS Google Scholar

  • Olby RC (1994) Путь к двойной спирали: открытие ДНК.Dover Publications, Mineola

    Google Scholar

  • Perutz M (1995) Hoppe-Seyler, Stokes и гемоглобин. Биол Хем Хоппе Сейлер 376: 449–450

    PubMed CAS Google Scholar

  • Plósz P (1871) Ueber das chemische Verhalten der Kerne der Vogel- und Schlangenblutkörperchen. Medicinisch-chemische Untersuchungen 4: 461–462

    Google Scholar

  • Portugal FH, Cohen JS (1977) Век ДНК.Массачусетский технологический институт, Кембридж, стр. 6–30

    Google Scholar

  • Sapp J (1990) Девять жизней Грегора Менделя. В: Le Grand HE (ред.) Экспериментальные исследования: исторические, философские и социальные исследования экспериментирования в науке (исследования по истории и философии науки). Kluwer, Dordrecht, стр. 137–166

    Google Scholar

  • Schadewaldt H (1975) Zur Geschichte des Wundverbands.Langenbecks Arch. Чир 339: 573–585

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  • Schmiedeberg O, Miescher F (1896) Physiologisch-chemische Untersuchungen über die Lachsmilch. Archiv für Experimentelle Pathologie und Pharmakologie 37: 100–155

    Статья Google Scholar

  • Shepherd GM (1991) Основы нейронной доктрины, 1-е изд. Oxford University Press, Нью-Йорк

    Google Scholar

  • Strecker A (1850) Über die künstliche Bildung der Milchsäure und einen neuen, dem Glycocoll homologen Körper.Liebigs Ann Chem 75: 27–45

    Google Scholar

  • Strecker A (1868) Ueber das Lecithin. Ann Chem Pharm 148: 77

    Статья Google Scholar

  • Ulshöfer K (1964) Hugo von Mohl und die Entstehung der genetischen Zelltheorie. Die Medizinische Welt 17: 981–985

    Google Scholar

  • Watson JD, Crick FH (1953a) Генетические последствия структуры дезоксирибонуклеиновой кислоты.Nature 171: 964–967

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  • Watson JD, Crick FHC (1953b) Структура нуклеиновой кислоты дезоксирибозы. Nature 171: 737–738

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  • Wolf G (2003a) Фридрих Мишер, человек, открывший ДНК. Chem Herit 21: 10–11, 37–41

    Google Scholar

  • Вольф G (2003b) Историческая справка: Фридрих Мишер, человек, открывший ДНК.Ядро LXXXII: 13–23

    Google Scholar

  • История ДНК - что такое ДНК и как она была обнаружена?

    Автор: Автор LunaDNA Writer. Последний раз редактировалось LunaPBC, сентябрь 2019 г.

    Наследственный материал человека, известный как дезоксирибонуклеиновая кислота или ДНК, представляет собой длинную молекулу, содержащую информацию, необходимую организмам для развития и воспроизводства. ДНК находится в каждой клетке тела и передается от родителей к ребенку.

    Хотя открытие ДНК произошло в 1869 году биохимиком швейцарского происхождения Фредрихом Мишером, потребовалось более 80 лет, чтобы полностью осознать ее важность. И даже сегодня, более чем через 150 лет после открытия, захватывающие исследования и технологии продолжают предлагать больше информации и лучший ответ на вопрос: почему ДНК так важна? Узнайте больше о ДНК, в том числе:

    • Что такое ДНК?
      ◦ Из чего сделана ДНК?
      ◦ Как работает ДНК?
    • Как была обнаружена ДНК?
      ◦ Кто открыл ДНК?
      ◦ Когда была обнаружена ДНК?
    • Будущее ДНК

    Что такое ДНК?

    ДНК - это самовоспроизводящийся материал, который есть в каждом живом организме.Проще говоря, это носитель всей генетической информации. Он содержит инструкции, необходимые для развития, роста, выживания и размножения организмов. Это одна длинная молекула, которая содержит наш генетический «код» или рецепт. Этот рецепт является отправной точкой для нашего развития, но взаимодействие ДНК с внешними влияниями, такими как наш образ жизни, окружающая среда и питание, в конечном итоге формирует человека.

    Хотя большая часть ДНК находится в ядре клетки, небольшое количество также можно найти в митохондриях, которые генерируют энергию, необходимую для правильного функционирования клеток.Возможно, наиболее увлекательной частью этого процесса является тот факт, что почти каждая клетка вашего тела имеет одинаковую ДНК.

    Из чего состоит ДНК?

    ДНК состоит из молекул, известных как нуклеотиды. Каждый нуклеотид содержит сахарную и фосфатную группы, а также азотистые основания. Эти азотные основания подразделяются на четыре типа, в том числе:

    • аденин (A)
    • цитозин (C)
    • гуанин (G)
    • тимин (T)

    Структура ДНК представляет собой двухцепочечную спираль, напоминающую витую лестницу.Сахар и фосфаты - это нуклеотидные нити, образующие длинные стороны. Азотные основания - это ступеньки. Каждая ступень на самом деле представляет собой два типа азотистых оснований, которые соединяются вместе, чтобы сформировать полную ступеньку и удерживать вместе длинные цепи нуклеотидов. Помните, что существует четыре типа азотистых оснований, и они сочетаются друг с другом: пары аденина с тимином и гуанин с цитозином.

    Человеческая ДНК уникальна тем, что состоит из почти 3 миллиардов пар оснований, и около 99 процентов из них одинаковы у каждого человека.Однако именно последовательность этих основ определяет, какая информация доступна как для построения, так и для поддержания любого организма.

    Думайте о ДНК как об отдельных буквах алфавита - буквы соединяются друг с другом в определенном порядке и образуют слова, предложения и истории. Та же идея верна и для ДНК - то, как азотистые основания упорядочены в последовательностях ДНК, формируют гены, которые сообщают вашим клеткам, как производить белки. Рибонуклеиновая кислота (РНК), другой тип нуклеиновой кислоты, образуется в процессе транскрипции (когда ДНК реплицируется).Функция РНК заключается в переводе генетической информации из ДНК в белки по мере ее считывания рибосомой.

    Как работает ДНК?

    ДНК - это рецепт для любого живого организма. Он содержит важную информацию, которая передается из поколения в поколение. Молекулы ДНК в ядре клетки плотно извиваются, образуя хромосомы, которые помогают сохранять ДНК в безопасности и на месте, а также хранить важную информацию в виде генов для определения генетической информации организма.

    ДНК

    работает, копируя себя в одноцепочечную молекулу, называемую РНК. Если ДНК является планом, вы можете думать о РНК как о переводчике инструкций, написанных в проекте. Во время этого процесса ДНК раскручивается, чтобы ее можно было воспроизвести. РНК похожа на ДНК, но имеет некоторые существенные молекулярные различия, которые отличают ее. РНК действует как посланник, несущий жизненно важную генетическую информацию в клетке от ДНК через рибосомы для создания белков, которые затем образуют все живые существа.

    Как была обнаружена ДНК?

    ДНК

    была обнаружена в 1869 году швейцарским исследователем Фридрихом Мишером, который первоначально пытался изучить состав лимфоидных клеток (лейкоцитов). Вместо этого он выделил новую молекулу, которую он назвал нуклеином (ДНК со связанными белками), из ядра клетки. Хотя Мишер был первым, кто определил ДНК как отдельную молекулу, несколько других исследователей и ученых внесли свой вклад в наше относительное понимание ДНК в том виде, в каком мы ее знаем сегодня.И только в начале 1940-х годов роль ДНК в генетической наследственности даже начали исследовать и понимать.

    Кто открыл ДНК?

    Полный ответ на вопрос, кто открыл ДНК, сложен, потому что, по правде говоря, многие люди внесли свой вклад в то, что мы о ней знаем. ДНК была впервые обнаружена Фридрихом Мишером, но исследователи и ученые продолжают излагать его работу по сей день, поскольку мы все еще узнаем больше о ее тайнах. Как оказалось, открытие Мишера было только началом.

    Заслуги, которые первыми идентифицировали ДНК, часто ошибочно приписывают Джеймсу Уотсону и Фрэнсису Крику, которые почти 100 лет спустя только что способствовали открытию Мишера своими революционными исследованиями. Уотсон и Крик внесли большой вклад в наше понимание ДНК с точки зрения генетической наследственности, но, как и Мишер, задолго до своей работы, другие также добились больших успехов и внесли свой вклад в эту область.

    • 1866 - До многих важных открытий и открытий Грегор Мендель, известный как «отец генетики», был первым, кто предположил, что характеристики передаются из поколения в поколение.Мендель ввел термины, которые мы все знаем сегодня, как рецессивные и доминирующие.
    • 1869 - Фридрих Мишер идентифицировал «нуклеин», выделив молекулу из ядра клетки, которая позже станет известна как ДНК.
    • 1881 - лауреат Нобелевской премии и немецкий биохимик Альбрехт Коссель, которому приписывают название ДНК, идентифицировал нуклеин как нуклеиновую кислоту. Он также выделил те пять азотистых оснований, которые теперь считаются основными строительными блоками ДНК и РНК: аденин (A), цитозин (C), гуанин (G) и тимин (T) (который заменен урацилом (U ) в РНК).
    • 1882 - Вскоре после открытия Косселя Вальтер Флемминг посвятил исследования и время цитологии, то есть изучению хромосом. Он открыл митоз в 1882 году, когда он был первым биологом, который провел полностью систематическое исследование деления хромосом. Его наблюдения о том, что хромосомы удваиваются, имеют важное значение для позже открытой теории наследования.
    • Начало 1900-х годов - Теодор Бовери и Уолтер Саттон независимо друг от друга работали над тем, что сейчас известно как хромосомная теория Бовери-Саттона или хромосомная теория наследования.Их открытия являются фундаментальными для нашего понимания того, как хромосомы несут генетический материал и передают его от одного поколения к другому.
    • 1902 - теории Менделя были наконец связаны с человеческим заболеванием сэром Арчибальдом Эдвардом Гарродом, который опубликовал первые результаты исследования рецессивного наследования у людей в 1902 году. Гаррод открыл дверь для нашего понимания генетических нарушений, возникающих в результате ошибок в химические пути в организме.
    • 1944 - Освальд Эйвери впервые обозначил ДНК как трансформирующий принцип, что по сути означает, что именно ДНК, а не белки, трансформируют свойства клеток.
    • 1944-1950 - Эрвин Чаргафф обнаружил, что ДНК отвечает за наследственность и что она варьируется между видами. Его открытия, известные как правила Чаргаффа, доказали, что единицы гуанина и цитозина, а также единицы аденина и тимина совпадают в двухцепочечной ДНК, и он также обнаружил, что ДНК различается у разных видов.
    • Конец 1940-х - Барбара МакКлинток открыла подвижность генов, бросив вызов практически всему, что когда-то считалось. Открытие ею «прыгающего гена» или идеи о том, что гены могут перемещаться по хромосоме, принесло ей Нобелевскую премию по физиологии.
    • 1951 - Работа Розлинд Франклин в области рентгеновской кристаллографии началась, когда она начала делать рентгеновские снимки ДНК. Ее изображения показали спиральную форму, что было подтверждено Уотсоном и Криком почти два года спустя. Ее находки были признаны посмертно.
    • 1953 - Уотсон и Крик опубликовали статью о двойной спиральной структуре ДНК, которая изгибается, образуя лестничную структуру, о которой мы думаем, когда представляем себе ДНК.

    Когда была обнаружена ДНК?

    То, что мы знаем о ДНК сегодня, во многом можно приписать Джеймсу Уотсону и Фрэнсису Крику, которые открыли структуру ДНК в 1953 году.Несмотря на то, что до и после их работы было сделано много важных и важных открытий, именно в этом году они открыли двойную спираль ДНК или спиралевидную переплетенную структуру, которая является фундаментальной для нашего нынешнего понимания ДНК в целом.

    Будущее ДНК

    Будущее ДНК имеет большой потенциал. По мере того, как исследователи и ученые продолжают продвигать то, что мы знаем о сложности ДНК и способах понимания, которые она кодирует, мы можем представить себе мир с менее управляемыми заболеваниями, с большей продолжительностью жизни и персонализированным взглядом на медицину, который особенно применим к отдельным людям. а не население в целом.

    данных ДНК уже позволяют диагностировать и лечить генетические заболевания. Наука также надеется, что медицина продвинется вперед и сможет использовать силу наших собственных клеток для борьбы с болезнями. Например, генная терапия предназначена для введения генетического материала в клетки для компенсации аномальных генов или для создания терапевтически полезного белка.

    Исследователи также продолжают использовать технологию секвенирования ДНК, чтобы узнать больше обо всем, от борьбы со вспышками инфекционных заболеваний до повышения безопасности питания.

    В конечном итоге, исследования ДНК ускорят разрушение шаблона универсального подхода к медицине. Каждое новое открытие в нашем понимании ДНК способствует дальнейшему продвижению идеи точной медицины - относительно нового подхода врачей к здравоохранению, основанного на использовании генетической и молекулярной информации для определения своего подхода к медицине. При точной или индивидуализированной медицине вмешательства учитывают уникальную биологию пациента и разрабатываются индивидуально для каждого пациента, а не основываются на прогнозируемой реакции для всех пациентов.Используя генетику и целостный взгляд на индивидуальную генетику, образ жизни и окружающую среду в каждом конкретном случае, врачи могут лучше не только прогнозировать точные стратегии профилактики, но и предлагать более эффективные варианты лечения.

    Мы далеко продвинулись в своем понимании ДНК 150 лет назад. Но все же есть чему поучиться. И с потенциалом того, что более глубокое понимание ДНК улучшит здоровье человека и качество жизни во всем мире, несомненно, исследования будут продолжены.Полное понимание ДНК всех живых существ однажды может способствовать решению таких проблем, как голод в мире, предотвращение болезней и борьба с изменением климата. Потенциал действительно безграничен и, мягко говоря, чрезвычайно увлекателен.

    Как сделать больше с вашей ДНК

    До недавнего времени источником выборки в традиционной модели исследования были люди. Сегодня разрыв между исследованиями и индивидуумом сокращается, и сообщество объединяется, чтобы предоставить данные о здоровье для поддержки масштабных исследований, развития науки и ускорения медицинских открытий в LunaDNA TM .

    Существует так много способов лечения и лечения болезней, которые близки к открытию, и ваши уникальные данные ДНК могут помочь революционизировать будущее медицины.

    Если вы хотите помочь исследователям лучше понять вас, вашу семью и семейный анамнез, примите участие в опросе LunaDNA по семейному анамнезу или поделитесь файлом данных ДНК . Чем больше людей соберутся вместе, чтобы поделиться данными о здоровье для общего блага, тем быстрее и эффективнее будут масштабироваться исследования и улучшится качество жизни для всех нас.

    Нажмите здесь, чтобы начать.

    Фридрих Мишер и первые годы исследований нуклеиновых кислот

    580 Hum Genet (2008) 122: 565–581

    123

    Miescher F (1869b) Letter IV; родителям Мишера; Tübingen, Au-

    ,

    , 21 августа 1869 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und

    Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wis-

    senschaftlichen Briefwechsel von F.Miescher, vol 1. F. C. W.

    Vogel, Leipzig, p 39

    Miescher F (1869c) Letter V; Вильгельму Хису; Лейпциг, 20 декабря

    1869. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiolog-

    ischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaft-

    lichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel

    Leipzig, pp 39–41

    Miescher F (1869d) Letter XVI; родителям Мишера; Лейпциг,

    30 ноября 1869 г.В: His W et al (eds) Die Histochemischen

    und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem

    wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW

    Vogel, Leipzig, pp. 1869e) Письмо XVII; родителям Мишера; Лейпциг, февраль -

    ruary 19 1870. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und

    Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wis-

    senschaftlichen Briefwechsel von F.Miescher, vol 1. F. C. W.

    Vogel, Leipzig, pp 59

    Miescher F (1870) Nachträgliche Bemerkungen. В: His W et al (eds)

    Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Fried-

    rich Miescher - A. Arbeiten von F. Miescher, vol 2. FCW Vo-

    gel, Leipzig, pp 32–34

    Miescher F (1871a) Die Kerngebilde im Dotter des Hühnereies. Hop-

    pe-Seyler’s medicinisch-chemischen Untersuchungen 4: 502–509

    Miescher F (1871b) Letter XXV; докторуБем в Вюрцбурге; Базель,

    , 23 сентября 1871 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen

    und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem

    wissenschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW

    , Leipzigel,

    pp 63–64

    Miescher F (1871c) Ueber die chemische Zusammensetzung der Eit-

    erzellen. Medicinisch-chemische Untersuchungen 4: 441–460

    Miescher F (1872a) Letter VII; Феликсу Хоппе-Зейлеру; Лейпциг,

    марта

    (?) 1870 г.В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physio-

    logischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissens-

    chaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel,

    Leipzig, pp 44–46

    Miescher F (1872b) Letter XXVI; Феликсу Хоппе-Зейлеру; Basel, Sum-

    mer 1872. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physi-

    ologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem

    wissenschaftlichen Briefwechsel von F.Miescher, vol 1. F. C. W.

    Vogel, Leipzig, pp 64–68

    Miescher F (1872c) Letter XXVII; Феликсу Хоппе-Зейлеру; Evolena,

    Juli 20 1872. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und

    Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wis-

    senschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW

    , pp 68–69

    Miescher F (1872d) Letter XXVIII; доктору Бёму; Базель, 2 мая

    1872.В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiolog-

    ischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaft-

    lichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel,

    Leipzig, pp 70–73

    Miescher F (1873) Письмо XXXIII; Вильгельму Хису; Базель, 31 июля,

    1873. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiolog-

    ischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaft-

    lichen Briefwechsel von F.Miescher, vol 1. F. C. W. Vogel,

    Leipzig, pp 75

    Miescher F (1874a) Das Protamin - Eine neue organische Basis aus den

    Samenfäden des Rheinlachses. Berichte der deutschen chemis-

    chen Gesellschaft VII: 376

    Miescher F (1874b) Die Spermatozoen einiger Wirbeltiere. Ein Bei-

    trag zur Histochemie. Verhandlungen der naturforschenden

    Gesellschaft in Basel VI: 138–208

    Miescher F (1874c) Letter XXXV; Вильгельму Хису; Базель,

    ,

    , 16 января 1874 г.В: His W et al (eds) Die Histochemischen und

    Physiologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wis-

    senschaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW

    Vogel, Leipzig4, pp. F (1877) Ueber das Ei. Vortrag, gehalten in der naturfors-

    chenden Gesellschaft den 7. февраля 1877 г. В: His W et al (eds)

    Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Fried-

    rich Miescher, vol 2.Ф. К. В. Фогель, Лейпциг, стр. 108–115

    Miescher F (1881) Ueber das Leben des Rheinlachses im Süsswasser.

    Archiv für Anatomie und Physiologie, Anatomische Abtei-

    легкое: 193–218

    Miescher F (1885) Bemerkungen zur Lehre von den Athembewegun-

    gen. Archiv für Anatomie und Physiologie, Physiologische Abtei-

    легкое: 355–380

    Miescher F (1888) Der Athemschieber - Ein neuer Apparat zur künst-

    лишайник Дыхание и контроль над потоком am lebenden Thiere.Cen-

    tralblatt für Physiologie 14: 342

    Miescher F (1890) Biologische Studien über das Leben des Rheinlach-

    ses im Süsswasser. Vortrag, gehalten vor der naturforschenden

    Gesellschaft in Basel den 19 февраля 1890 года. В: His W et al (eds)

    Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten von Fried-

    rich Miescher, vol 2. FCW Vogigel 304–324

    Miescher F (1891), письмо LXIX; Вильгельму Хису; Базель, 2 марта

    1891.В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physiolog-

    ischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissenschaft-

    lichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel,

    Leipzig, pp. 108–109

    Miescher F (1892a) Letter LXXIV; Вильгельму Хису; Базель,

    ,

    , 13 октября 1892 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physi-

    ologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissens-

    chaftlichen Briefwechsel von F.Miescher, vol 1. F. C. W. Vogel,

    Leipzig, pp 112–116

    Miescher F (1892b) Letter LXXV; Вильгельму Хису; Базель,

    ,

    , 17 декабря 1892 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physi-

    ologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissens-

    chaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel

    Leipzig, pp 116–117

    Miescher F (1892c) Physiologische Fragmente über den Rheinlachs,

    vorgetragen in der medic.Section der schweizerischen naturf.

    Gesellschaft в Базеле 6 сентября 1892 г. В: His W et al (eds) Die His-

    tochemischen und Physiologischen Arbeiten von Friedrich Mie-

    scher, vol 2. FCW Vogel, Leipzig, pp 325–327

    Miescher F (1893), письмо LXXVIII; Вильгельму Хису; Базель,

    ,

    , 13 октября 1893 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physi-

    ologischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissens-

    chaftlichen Briefwechsel von F.Miescher, vol 1. F. C. W. Vogel,

    Leipzig, pp 122–123

    Miescher F (1895) Letter XXXVIII; Вильгельму Хису; Базель,

    ,

    , 1-е число 1895 г. В: His W et al (eds) Die Histochemischen und Physio-

    logischen Arbeiten von Friedrich Miescher - Aus dem wissens-

    chaftlichen Briefwechsel von F. Miescher, vol 1. FCW Vogel,

    Leipzig, pp 79–80

    Miescher F (1897a) Bemerkungen zur Physiologie des Höhenklimas.

    В: Jaquet A, His W, et al (eds) Die Histochemischen und Physi-

    ologischen Arbeiten von Friedrich Miescher, vol 2.F. C. W. Vo-

    gel, Leipzig, pp 502–528

    Miescher F (1897b) Statistische und Biologische Beiträge zur Ken-

    ntniss vom Leben des Rheinlachses im Süsswasser. В: His W

    et al (eds) Die Histochemischen und Physiologischen Arbeiten

    von Friedrich Miescher, vol 2. FCW Vogel, Leipzig, pp

    116–191

    Noyer-Weidner M, SchaVner Hop (1995) -Сейлер (1825–

    1895), пионер биохимии и молекулярной биологии.Biol

    Chem Hoppe Seyler 376: 447–448

    Olby R (1969) Клеточная химия во времена Мишера. Med Hist 13: 377–382

    Olby RC (1994) Путь к двойной спирали: открытие ДНК.

    Dover Publications, Mineola

    Кто открыл нуклеиновую кислоту Так называлась биология класса 12 CBSE

    Подсказка: Наследственная информация, несущая макромолекулы, присутствующие в клетках живых организмов, называется нуклеиновой кислотой. Он считается основным элементом жизни и содержит закодированную информацию, которая передается от одного поколения к другому.РНК и ДНК - два важных типа нуклеиновых кислот.

    Полный ответ:
    Нуклеиновые кислоты описываются как биополимеры или большие биомолекулы и бывают двух типов: ДНК и РНК. Нуклеиновые кислоты состоят из нуклеотидов, которые представляют собой мономеры, состоящие из трех компонентов, а именно, 5-углеродного сахара, фосфатной группы и азотистого основания.
    Нуклеиновая кислота была открыта Дж. Фридрихом Мишером, швейцарским врачом и биологом. Он выделил нуклеиновую кислоту, которую он назвал нуклеином, из ядер белых кровяных телец.В 1869 году он выделил это вещество и назвал его нуклеином. Лимфоциты или гнойные клетки использовались Мишером для выделения из них нуклеина. Лимфоциты было трудно получить в достаточном количестве для изучения, поэтому он получил повязки с гноем из близлежащих больниц и извлек из них лимфоциты.
    Далее, чтобы выделить лимфоциты, он обработал полученный гной различными солевыми растворами. Затем клетки фильтровали и позволяли осесть на дне контейнера.Затем он изолировал ядра от цитоплазмы и подвергал очищенные ядра щелочной экстракции. После этого процесса происходило подкисление, что приводило к образованию осадка. Этот образовавшийся осадок Мишер назвал нуклеином. Он назвал вещество нуклеином, так как оно было извлечено из ядра.
    Он также обнаружил, что нуклеин содержит фосфор и азот, но не присутствует серы. Он также придерживался мнения, что нуклеиновые кислоты вовлечены в процесс наследственности в живом организме и что должны быть некоторые факторы, вызывающие вариации.

    Примечание: Дж. Фридрих Мишер своими экспериментами с лимфоцитами извлек ядра из цитоплазмы и назвал их нуклеином. Он назвал нуклеиновую кислоту нуклеином, поскольку они были выделены из ядер клетки. Открытие нуклеина или нуклеиновой кислоты сыграло значительную роль в идентификации нуклеиновых кислот как носителей наследственности.

    Нуклеиновая кислота - Открытие, значение и типы

    Нуклеиновая кислота - полимер нуклеотидов.

    Дискавери

    Немецкий химик. Фридрих Мишер. открыл Nucleic в 1869 году. Иле открыл ДНК всего через четыре года после публикации работы Мендерса. Мишер извлек белое вещество из ядер клеток человека и спермы рыб. Он назвал это вещество нуклеином , поскольку оно было связано с ядром. Нуклеин имел кислый характер. Итак, ядра]] назвали нуклеиновой кислотой.

    Исследования показали его значение в.последняя половина 20 в. РНК была впервые получена путем лабораторного синтеза в 1955 году. В 1965 году была определена нуклеотидная последовательность тРНК. В 1967 г. был осуществлен синтез биологически активной ДНК. Количество РНК варьируется от клетки к клетке. Но количество ДНК обычно постоянно для всех типичных клеток данного вида растений или животных.

    Значение

    Нуклеиновые кислоты Ibund в хромосомах живых клеток и

    , вирусы. Они играют центральную роль в хранении и воспроизведении наследственной информации и в выражении этой информации посредством синтеза белка.У большинства организмов нуклеиновые кислоты встречаются в сочетании с белками. Комбинированные вещества называются нуклеопротеидами. Молекулы нуклеиновой кислоты представляют собой сложные цепи различной длины. Двумя основными типами нуклеиновых кислот являются ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). ДНК передает наследственную информацию из поколения в поколение. РНК (рибонуклеиновая кислота) доставляет инструкции в места производства белка клетки (рибосомы).

    Химический состав

    П.А. Левен определил основную структуру нуклеиновой кислоты в 1920-х годах. Молекулы нуклеиновой кислоты состоят из повторяющихся звеньев, называемых нуклеотидами . Иль обнаружил, что нуклеотид содержит три основных компонента:

    (а) Фосфат (PO 4 группы)

    (b) Пять углеродных сахаров: рибоза и дезоксирибоза

    (c) Азотсодержащие основания. Базы бывают двух типов:

    • Пурины: Это аденин. А. и гуанин. G
    • Пиримидины: Это тимин.T и цитозин, C. РНК содержит урацил, U вместо T.

    Эрвин Чаргафф доказал, что количество аденина в ДНК всегда равно количеству тимина. Точно так же количество гуанина всегда равно количеству цитозина. Таким образом, всегда существует равная пропорция пурина (A + G) и пиримидина

    .

    (С + Т).

    Связь в нуклеиновой кислоте

    Основание азота присоединено к атому углерода номер 1 пентозного сахара в нуклеотиде. Фосфатная группа присоединена к 5-му углероду сахара.К 3 'атому углерода присоединена свободная гидроксильная (ОН) группа. 5'-фосфатная и 3 гидроксильные группы химически реагируют друг с другом. Между ними образуется ковалентная связь. Он связывает tv.o нуклеотиды. Эта реакция высвобождает молекулу воды. Это называется реакцией дегидратации . Он позволяет ДНК и РНК образовывать длинные цепи нуклеотидов. Фосфатная группа связана с двумя сахарами парой сложноэфирных (P-O-C) связей. Таким образом, связь между двумя нуклеотидами называется фосфодиэфирной связью . Двухэлементный полимер этой реакции все еще имеет свободную 5'-фосфатную группу на одном конце и свободную 3'-гидроксильную группу на другом. Таким образом, он может связываться с другими нуклеотидами. Этим способом. многие тысячи нуклеотидов соединяются вместе

    в длинных цепочках. Линейные цепи ДНК или РНК всегда имеют свободную 5'-фосфатную группу на одном конце и свободную 3'-гидроксильную группу на другом.

    Типы нуклеиновых кислот

    Есть два типа нуклеиновых кислот: ДНК и РНК

    ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота)

    Полимер нуклеиновой кислоты дезоксирибонуклеотидов называется ДНК. ДНК - это наследственный материал. Он присутствует в ядре. Небольшое количество ДНК также присутствует в митохондриях и хлоропластах. ДНК имеет следующие важные характеристики:

    I. Это генетический материал. Он кодирует последовательность аминокислот в белках и контролирует синтез белков.

    1. Он реплицируется до деления клетки.
    2. Это , присутствующее в ядре клеток кукурузы.
    3. Со временем он может измениться в связи с эволюционными) изменениями.

    Химический состав ДНК

    ДНК представляет собой полимер дезоксирибонуклеотидов. Он содержит четыре азотистых основания: Аденин. гуанин. thn mine и c> tosine. Урацил в нем отсутствует.

    Аналогичным образом он содержит дезоксирибозу. В дезоксирибозе не хватает одного атома кислорода при углеродном номере 2. ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей. ДНК содержит гены. Каждый ген контролирует определенные характеристики. ДНК состоит из четырех типов нуклеотидов:

    (i) d-аденозинмонофосфат (d-AMP).

    (ii) d-гуанозин-инонофосфат (d-GMP).

    (iii) d-цитидинмонофосфат (d-CMP).

    (iv) d-тимидинмонофосфат (d-TMP).

    Нуклеотиды связаны друг с другом фосфодиэфирными связями и образуют длинную цепь. Эта цепь называется полиноклеотидной цепью . Эта цепочка имеет определенную последовательность. Длина нуклеотидной цепи может быть разной. Эрвин Чаргафф предоставил данные о соотношении различных оснований в молекуле ДНК.Это показывает, что аденин и тимин имеют равное соотношение, а гуанин и цитозин имеют равное соотношение.

    Функция ДНК: Внедрение данного гена кодируется последовательностью нуклеотидов. Эти нуклеотидные последовательности определяют последовательности аминокислот в полипептидной цепи белка. Между генами ДНК высших организмов находятся длинные участки ДНК, называемые сателлитной ДНК . Спутниковая ДНК не кодирует белки. Иногда в гене встречается мусорная ДНК.В таком случае. кодирующие части называются экзонами , а некодирующие (нежелательные) части называются интронами. Нежелательная ДНК составляет 97% ДНК в геноме человека. Мало что известно о его назначении.

    Модель двойной спирали ДНК (модель Уотсона и Крика)


    ----------------------------

    ----------------------------

    В 1950-х годах было обнаружено, что ковалентные связи присутствуют в нуклеиновой кислоте.Ученые начали работу по открытию трехмерной структуры ДНК. Watson и Crick предложили модель ДНК:

    I. ДНК имеет спиралевидную форму. Он состоит из двух ниток с по .

    1. Спираль имеет одинаковую ширину 2 гайки
    2. Его азотистые основания находятся на расстоянии 0,34 мм друг от друга. На каждом витке спирали присутствует десять слоев пар оснований.
    3. Фосфатные группы присутствовали вне спирали.Но азотистые основания присутствуют внутри двойной спирали.
    4. Двойная спираль похожа на лестницу. Имеет жесткие ступеньки. Его лестница закручивается по спирали. Боковые тросы представляют собой эквивалент сахарно-фосфатного остова. Ступени представляют собой пары азотистых
      1. Рентгеновские данные
      2. Франклина показывают, что спираль делает один полный оборот через каждые 3,4 нм своей длины.
      3. Спаривание азотистых оснований является комплементарным. Аденин соединяется с тимином (7) и гуанин (C) с цитозином.Аденин и гуанин - более крупные основания. У них есть два кольцевидных строения. Они называются пуриновым основанием . С другой стороны. цитозин и тимин представляют собой пиримидинов и основания. У них одно кольцо. Таким образом, комбинация одного пурина и одного пиримидина сохраняет однородный диаметр ДНК.
      4. Обе цепи ДНК антипараллельны. Одна нить находится в направлении 5–3. Другая прядь состоит из 3-5 прядей.
      5. Спираль ДНК имеет две бороздки. Одна - большая канавка, другая - малая канавка.Обе эти канавки чередуются друг с другом.

    ГУАНИН (G) Cti ° SINE (C)

    Рис. Водородная связь между парами оснований

    РНК (рибонуклеиновая кислота)

    Полимеры рибонуклеотидов называются РНК. Молекула РНК имеет одну цепь. Иногда эта прядь может загибаться назад, чтобы придать характеристики двойной спирали. Азотистые основания образуют дополнительные пары. РНК имеет азотистое основание урацил вместо тимина.Цитозин (C) образует пару с гуанином (G), а урацил (1,1) образует пару с аденином (A). ДНК синтезирует РНК. Процесс синтеза РНК из ДНК называется транскрипцией.

    Типы РНК

    Существует три основных типа РНК. Это информационная РНК (мРНК), транспортная РНК (тРНК) и рибосомная РНК (рРНК). Все три типа РНК синтезируются из ДНК в ядре. После их синтеза они переносятся в цитоплазму. Все три РНК (мРНК.тРНК и рРНК) взаимодействуют друг с другом. Они синтезируют

    белков из генетического in (гена).

    (а) Информационная РНК (мРНК)

    мРНК приносит генетический. сообщение от ядра к рибосоме. рриРНК составляет около от 3 до 4% всей РНК в клетке. «Рибосомы присутствуют в цитоплазме для синтеза определенного белка. ДНК передает свою генетическую информацию на ниРНК.

    Сейчас. эта iii РНК содержит генетическую информацию для синтеза определенного белка. «Ibis мРНК. соединяется с рибосомой для синтеза белка. Int2 \ A состоят; однониточной переменной длины. Его размер зависит от размера гена (по ДНК) конкретного белка. Например. inRNA имеет 3.000 нуклеотидов для белка из 1.000 аминокислот.

    (б) Трансферная РНК (тРНК)

    tlINA считывает сообщение (код) на ml2NA и передает специфическую аминокислоту на рибосому.Имеет листообразную структуру C 10 \ CF. Он имеет коды. 1 эти аминокислоты связаны с образованием определенной пептидной цепи

    .

    icprotein. Я здесь H одна [РНК или каждая аминокислота. Таким образом, HI содержит тРН V. Это примерно от 10 до 20% всей РНК хилидара, т. Е. В РНК улитки. Его цепочка состоит из 75 1111C ICH idcs,

    C) Рибосомная РНК (1-12NA)

    рРНК Flie соединяется с рибосомными белками и образует рибосомы. Рибосома не содержит rR \ A и белка. I he r12N A idrins 50 ‘Hi рибосомы.Это большая часть. около 80 ‘т / о. йоты! РНК. Это действие; как машина для N ‘‘ тезиса о протеине.

    ДНК РНК
    ДНК состоит из двойной цепи iii ’ РНК состоит из одноцепочечной
    Эли пентозный сахар представляет собой деоксн рибозу Пентозный сахар - рибоза
    ‘файл азотными основаниями являетсяThnmine.Аденин-гуанин

    и цитозин.

    [азотистые основания известь, аденингуанин и цитозин
    ДНК - это кредитный материал РНК не является наследственным материалом. Он используется в синтезе белков.
    S. Присутствует в ядре Он присутствует в ядре и цитоплазме.
    Синтез ДНК называется репликацией, Синтез ДНК называется транскрипцией.

    Похожие статьи:

    Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

    До Ватсона и Крика в 1953 г. Пришел Фридрих Мишер в 1869 г.

    Abstract

    В 1869 г. молодой швейцарский биохимик Фридрих Мишер открыл молекулу, которую мы теперь называем ДНК, и разработал методы ее извлечения.В этой статье мы объясняем, почему его имя почти забыто, а его роль в истории генетики по большей части упускается из виду. Мы фокусируемся на роли национального соперничества и дисциплинарных войн за территорию в формировании исторической памяти и на том, как рассказываемая нами история формирует наше понимание науки. Мы подчеркиваем, что Мишера можно было так же правильно изобразить как человека, который понимал химическую природу хроматина (до того, как этот термин появился), и первым, кто предположил, как стереохимия может служить основой для передачи наследственной изменчивости.

    Если вы генетик, вам, вероятно, не нужно дважды думать, когда вас спросят, кто открыл молекулярную основу всех живых организмов. Вас учили, как и всех нас, что именно Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон раскрыли «секрет жизни» в 1953 году. Но ровно 150 лет назад, в 1869 году, 25-летний швейцарский биохимик открыл новое вещество в клетках, назвав его нуклеином. Именно это вещество сейчас известно как ДНК. Биохимик почти забыт.

    Его звали Фридрих Мишер, и если вы не слышали о нем, вы не одиноки. Несмотря на его отсутствие в популярных описаниях истории генетики, Мишер выделил нуклеин. Он также предположил, что это может служить материальной основой наследственности. В более поздние годы Мишер в частном порядке намекал, что наследование может быть (по крайней мере частично) реализовано чем-то вроде кода. Но когда его открытие упоминается, если вообще упоминается, мысли Мишера о возможной роли нуклеина в наследственности неизменно опускаются.Причина, по которой он был забыт для истории, также остается нераскрытой.

    Аура молекулы ДНК вместе с умением двух мужчин, наиболее связанных с открытием ее структуры, помогли сохранить историю происхождения молекулярной генетики, которая опускает первоначальное открытие этой молекулы в 19 веке. Эта история происхождения восходит к эксперименту Эйвери, МакКлеода и Маккарти 1944 года, через экспликацию структуры ДНК Уотсоном и Криком в 1953 году через эксперимент Мезельсона-Шталя 1958 года до выяснения генетического кода в последующем. десятилетие, и последовавший за ним золотой век молекулярной биологии.

    Однако, возвращаясь к 19 веку и Мишеру, мы можем проследить и другую историю. В этом рассказе понимание химической и физической организации нуклеина и связанных с ним белков, теперь называемых «хроматином», с самого начала шло рука об руку с концептуальной концепцией генетического значения этих молекул. Здесь мы показываем, как две взаимосвязанные проблемы постепенно разделялись из-за конкуренции между различными областями наук о жизни, включая цитологию, генетику и биохимию, запутывая ранние стадии молекулярного понимания наследственности.Эпизод Мишера проливает важный свет на то, как генетика превратилась в дисциплину, иллюстрируя зачастую извилистый путь, ведущий к признанию научных открытий. Это также является примером широкого круга факторов, как внутри науки, так и за ее пределами, которые влияют на судьбу научных идей. 1

    Контекст открытия Мишера: о восприятии «нуклеина»

    Иоганн Фридрих Мишер родился в 1844 году в Базеле, Швейцария. И его дядя, Вильгельм Хис, и его отец, Фридрих Мишер-старший, были известными врачами, преподававшими в Базельском университете.После завершения учебы в медицине Мишер присоединился к известной «Schlosslaboratorium» Феликса Хоппе-Зейлера в Тюбингене, Германия. Хоппе-Зейлер был известен своими работами по гемоглобину и считается отцом-основателем «физиологической химии», дисциплины, которая с годами трансформировалась в то, что мы теперь называем «биохимией». Его ученик, Мишер, был полон решимости изучить фундаментальные свойства всех живых организмов и решил работать над своей собственной темой: химическим составом ядра (His 1897a; Jaquet 1944).

    Условия работы были неоптимальными, что требовало творческих решений. Мишер извлек ядра из клеток гноя в использованных больничных повязках. Даже став профессором в Базеле, он работал при отрицательных температурах, при этом окна лабораторий оставались открытыми, чтобы избежать порчи материала, извлеченного из спермы лосося, полученной от выветрившихся рыбаков Базеля (Hughes, 1959).

    Из больничных повязок Мишер переваривал лимфоциты протеазами, встряхивал их над водно-эфирным раствором, промывал их теплым спиртом, обрабатывал их щелочным раствором и осаждал вещество, добавляя кислоту, которую он считал новаторской. по составу элементов.Мишер пришел к выводу, что это вещество находится в ядрах клеток, и определил, что обнаруженное им вещество не было белком; скорее, это было новое вещество, главным образом из-за высокой концентрации фосфора. Он пришел к выводу, что его изолят до сих пор был неизвестен, назвав это вещество нуклеином, поскольку оно могло быть осаждено только из ядер (Dahm 2005, 2008).

    Пройдет 2 года, прежде чем открытие Мишера будет опубликовано в 1871 году (Miescher 1871). При обмене опытом ранние ученые могут идентифицировать себя со своим наставником Хоппе-Зейлером, последний согласился опубликовать результаты в своем журнале Medicinisch-Chemische Untersuchungen , но только после того, как он попросил двух других студентов повторить и проверить их.Пал Плош и Николай Николаевич Любавин провели тщательные эксперименты, следуя протоколу Мишера, и обнаружили нуклеиноподобные вещества в казеине (Любавин) и крови (Plósz). Оба обрабатывали свои субстраты сначала протеазами, а затем выполнили экстракцию, получив вещество, которое не растворилось в кислотах, но растворилось в щелочах (Plósz 1871; Lubavin 1871). Хорошо осознавая значение этого слова для его собственных притязаний на приоритет, Мишер настоял на публикации примечания к его статье, объясняющей задержку.Стремясь публиковать эмпирические данные, а не мнения, Хоппе-Зейлер, тем не менее, отказался публиковать предположения Мишера о том, почему разные исследователи обнаружили (немного) разные химические составы нуклеина (His 1897b). Отказ, как мы увидим, будет способствовать росту недоверия к открытию Мишера.

    Как оказалось, настоящая причина задержки с 1869 по 1871 год заключалась в том, что Хоппе-Зейлер хотел избежать повторения скандала, который был ранее. За несколько лет до Мишера Отто Либрейх, еще один ученик Хоппе-Зейлера, утверждал, что выделил из ткани мозга новое вещество, которое он назвал «протагоном» (Liebreich 1865).И хотя Хоппе-Зейлер продолжал признавать открытие своего ученика, реальность этого вещества была поставлена ​​под сомнение британским хирургом и биохимиком немецкого происхождения Людвигом Тудичумом, что вызвало дебаты в Великобритании, которые заставили исследователей с подозрением относиться к так называемому «новому». вещества, особенно гоппе-сейлеровского происхождения (Fruton 1990). После того, как Хоппе-Зейлер и его ученики индивидуально осаждали нуклеин из различных веществ, Хоппе-Зейлер был готов к публикации; однако франко-прусская война еще больше задержала публикацию.

    После возможной публикации Мишер стал профессором Базеля в возрасте 28 лет в 1872 году. Он был неутомимым работником: ученик Мишера Фриц Сутер рассказывает, как его босс не появился на его собственной свадьбе, а был найден вместо этого в лаборатории. . В другом случае, когда в лаборатории закончилась стеклянная посуда для экспериментов, Мишер использовал свою собственную посуду Sèvre (Suter 1944). Но вскоре Мишер перешел от нуклеинов к другим темам, включая развитие яйцеклетки и сперматозоидов, дыхание и кровообращение, а также питание заключенных в Швейцарии (задача, которую он не особо воодушевлял).Он закончил свою карьеру, опубликовав лишь несколько научных работ, в том числе две статьи о таинственных обитателях ядер клеток (Miescher 1871, 1874).

    В последующие десятилетия разгорелись споры о том, действительно ли нуклеин является новым веществом или экспериментальным артефактом. Несоответствия, касающиеся химического состава нуклеина, послужили основным камнем преткновения для утверждения новизны. В своем неопубликованном комментарии Мишер утверждал, что репликация, выполненная Хоппе-Зейлером, на самом деле надежна: немного разные методы дали несколько разные результаты, но основные выводы совпадают с его собственными.Однако это мнение не разделялось его критиками. Хотя он утверждал, что для хорошей репликации используются протоколы, которые слегка изменены, чтобы избежать подобных предубеждений, другие рассматривали возникающие несоответствия как свидетельство отказа от нуклеина как подлинного вещества (Kingzett and Hake 1877; Kingzett 1878; Thudichum 1881). Такие споры распространены в науке: если эксперименты повторяются в точно таких же условиях, можно утверждать, что воспроизведение было подвержено тем же предубеждениям. И наоборот, если эксперименты повторяются в несколько иных условиях, можно утверждать, что это не было «настоящей» репликацией (Collins 1992).Многие критики Мишера были французами и британцами, и воспоминания о франко-прусской войне были еще свежи (Geppert and Gerwarth 2008). В такие времена недоверия репликация оказалась недостаточной для разрешения научных споров.

    Одновременно с дебатами о валидности нуклеина Мишер сделал второе открытие. Понимая, что нуклеин обычно обнаруживается в сочетании с другими веществами, он пришел к выводу, что такие так называемые «контаминанты» на самом деле являются белками. Мишер определил химический состав этих примесей и придумал недавно открытый протеин «Протамин».Определив, что нуклеин является кислотным, в 1871 году он придумал ассоциацию двух веществ, «нуклеин-кислотный протамин» [опубликовано в Miescher (1874)].

    Но срок Мишера не выдержал. Мишер был химиком, тогда как цитологи, которых он пренебрежительно называл «гильдией красильщиков», считали себя экспертами в том, что находится внутри клеток (His 1897a). Окрашивая клетки анилином, немецкий цитолог Вальтер Флемминг впоследствии идентифицировал структуру в ядре, которая абсорбировала базофильные красители через десять лет после открытия Мишера, и в 1882 году создал из нее хроматин (Flemming 1882).Термин хромосома был введен 6 годами позже, в 1888 году, коллегой Флемминга из Кильского университета Вильгельмом Готфридом фон Вальдейером для обозначения петель хроматина, которые он наблюдал (Waldeyer 1888). Хотя было известно, что они играют роль в делении клеток, точное значение этих сущностей для генетики оставалось неясным. Несмотря на то, что вполне могло быть последствия транснационального спора по поводу нуклеина, нуклеиновые кислоты протамина Мишера так и не были восприняты его коллегами.

    Это было время больших успехов в биологии. Уже в 1875 году братья Оскар и Ричард Хертвиг ​​пролили свет на оплодотворение, подтвердив претензию цитологии на роль королевы клеточных наук (Hertwig 1875). В 1881 году молодому ботанику Эдуарду Захариасу удалось показать путем окрашивания, что нуклеин, колокализованный с хроматином (Zacharias 1881). Захария использовал метод экстракции Мишера и сочетал его с окрашиванием. Когда он обрабатывал растительные клетки протеазами, он все еще мог окрашивать хроматин, но если он обрабатывал клетки сначала протеазами, а затем щелочью, которая растворяла нуклеин, окрашивание было бы невозможным (Zacharias 1881).Создавая и определяя хроматин в своей новаторской книге 1882 года, Zellsubstanz , Kern und Zelltheilung , Вальтер Флемминг писал: «Возможно, хроматин идентичен нуклеину, но если нет, то из работы Захариаса следует, что один несет в себе другой. ”

    Во второй половине 19 века наблюдался всплеск интереса исследователей к ядру. После публикации Чарльза Дарвина О происхождении видов в 1859 году (Darwin 1859) Эрнст Геккель еще в 1866 году предположил, что ядро ​​является домом для факторов, ответственных за передачу наследственных признаков (Haeckel 1866).Следуя вышеупомянутому введению Флеммингом терминов хроматин (Flemming 1882) и «митоз» (Flemming 1879), в конце 1880-х годов Теодор Бовери начал предполагать, что отдельные хромосомы на самом деле несут разные части наследственного набора, причем каждая хромосома представляет собой уникальный хранилище черт предыдущего поколения (Бовери 1888, 1892). Но предположение Геккеля было скорее теоретическим, чем эмпирическим, и работа Бовери появилась значительно позже. Тем временем Мишер убедился, что присутствие нуклеина делает ядро ​​однозначно отличным от цитоплазмы, даже предполагая в неопубликованном приложении к своей статье 1871 года, что ядра должны определяться присутствием нуклеина, а не морфологическими свойствами, поскольку нуклеин является вовлечены в их физиологическую функцию (Miescher 1870).Он прояснил эту связь в большей степени во второй публикации 1874 года, в которой он выразил свои собственные зарождающиеся идеи о наследственности, установив связь нуклеина и протамина. В своей статье Мишер заявил:

    Если мы хотим предположить, что отдельное вещество… является конкретной причиной оплодотворения, тогда нужно без сомнения рассматривать нуклеин. Нуклеин постоянно доказывал, что является основным компонентом (Miescher 1874).

    Термин «главный компонент» Мишер имел в виду тот факт, что нуклеин присутствует повсеместно в головках сперматозоидов (Miescher 1874).

    Как Мишер и пути разошлись ДНК

    Мишер был недоволен приемом нуклеина. Уже в 1872 году он написал своему наставнику Феликсу Хоппе-Зейлеру, что ему никогда не следовало публиковать статьи о нуклеине, тем самым раскрывая его «мафии» (His 1897a). Хотя впервые его коллеги-химики начали спорить о том, является ли нуклеин подлинным веществом, интерес «гильдии красильщиков» раздражал Мишера еще больше. Ведь даже со своими лучшими линзами они не могли обнаружить структуры, которые он описал, с помощью химического анализа.Заявление цитологов о том, что нет «ничего, кроме хроматина», раздражало его (His 1897a), не в последнюю очередь из-за того, что они даже не усвоили его терминологию, дифференцирующую нуклеин, протамин и нуклеиновый кислотный протамин. Таким образом, Мишер знал о цитологических открытиях, подтверждающих роль ядра в наследственности, но не взаимодействовал с цитологическим сообществом из-за его методологических склонностей, его презрения к микроскопу и того факта, что цитологи отказались принять его терминологию.

    Отношения между зарождающейся биологической химией и цитологией были сложными. Было неясно, какие методы в конечном итоге приведут к лучшему пониманию процессов жизни, равно как и неясно, можно ли и как их результаты интегрировать. Исторической иронией остается то, что именно цитологи оценили открытие нуклеина и исследовали его связь с хроматином, хотя и не в разговоре с самим Мишером, в то время как химики спорили о том, был ли нуклеин экспериментальным артефактом. 2

    «Гильдия красильщиков» была не единственной, кто огорчил Мишера за то, что он не придерживался своей терминологии. Немецкий патолог и гистолог Ричард Альтманн (1852–1900) в 1889 году утверждал, что нуклеин всегда должен относиться к смеси нуклеиновой кислоты и белка, а термин нуклеиновая кислота должен обозначать вещество, очищенное от всех белков. Эта номенклатура была полной противоположностью Мишера. Его нуклеин был принят за нуклеиновую кислоту Альтмана, тогда как его нуклеиновый кислотный протамин стал нуклеином Альтмана (Altmann 1889).Мишеру это не понравилось. Мишер написал в письме своему дяде Вильгельму Хису: «Мой нуклеин лосося, конечно, идентичен его нуклеиновой кислоте, и он самый чистый из всех» (His 1897a). В конце концов, именно Мишер одолжил Альтманну сперму лосося для его экспериментов.

    С точки зрения исследований нуклеиновых кислот первый нуклеин Мишера считался нечистой ДНК; примеси нужно было преодолеть, чтобы избежать путаницы. Поскольку эта история стала стандартной в 20 веке, имя Мишера и его открытие нуклеина сохранились, но только как сноска к объяснению ДНК последующими исследователями.Альтернативную формулировку, которая подчеркивает осознание Мишером того, что нуклеиново-кислотный протамин состоит из кислых нуклеиновых и белковых компонентов, стало труднее сформулировать после терминологической поправки Альтмана.

    Мы можем анахронично спросить: был ли Мишер хорошим исследователем хроматина или небрежным исследователем ДНК? Оба варианта, конечно, вводят в заблуждение, поскольку связь между тремя сущностями, которые мы различаем сегодня - ДНК, гистонами / протаминами и хроматином цитологов - была далеко не самоочевидной, когда Мишер впервые выделил нуклеин.Тем не менее, Мишер был первым, кто работал над разделением химических компонентов ядра. Он даже использовал свои идеи относительно связи протамина и нуклеина для разработки метода экстракции: Мишер использовал протамин для осаждения нуклеина в ряде зондов (His 1897b). Стоит отметить, что Мишер сделал это до того, как был назван хроматин; Поэтому объяснение того, что он открыл, требует использования терминологии, которая была разработана только после того, как было сделано его открытие.

    Различие между работой над нуклеином и хроматином отражает использование различных методологий, но также и дисциплинарных границ, где цитология, биохимия и, наконец, генетика борются за превосходство.В 1965 году, через 3 года после того, как Уотсон и Крик были удостоены Нобелевской премии, генетик Бентли Гласс утверждал, что «Мишер уважал своих коллег-химиков ... но растущий». армия цитологов и генетиков, которым нужно было больше всего поучиться у Мишера, обошла его стороной »(Glass 1965).

    В последующих отчетах по истории ДНК Мишер превратился в «конфузера», человека, чьи идеи, а не его методы, были признаны ошибочными.Теперь стало утверждаться, что ранняя работа Мишера по нуклеину привела последующих исследователей к бесплодным поискам метаболической связи между белками и нуклеиновыми кислотами (Olby 1974). Этот поворот в исторической памяти Мишера подчеркивает разрыв в теоретическом понимании роли нуклеина в наследственности, вызванный разработкой генетического кода, при этом скрывая преемственность методов (Levene and Bass 1931). Оригинальные протоколы Мишера, усовершенствованные с течением времени, использовались последующими исследователями.Ричард Альтман, например, использовал лишь небольшую модификацию протокола Мишера (Altmann 1889), что, по мнению Мишера [Miescher in His 1897a], «удачный улов». Хотя взгляды на нуклеин как на новое вещество (связано ли оно метаболически с белками и играет ли роль в наследственности) со временем менялись, методы экстракции сохранялись на протяжении всего XIX века.

    Конечно, нет единственной причины, по которой Miescher почти забыли. Хотя мы считаем, что дисциплинарные войны за сферы влияния в значительной степени объясняют последовавший прием Мишера, мы хотели бы указать на еще один фактор.Мысли Мишера относительно роли нуклеина в наследственности, возможно, не вошли в дискуссии его сверстников, но его методология выделения нуклеина пользовалась сильным постоянным успехом до тех пор, пока в начале 20-го века не был введен количественный анализ посредством гидролиза. Известные химики, такие как вышеупомянутый Ричард Альтманн и лауреат Нобелевской премии Альбрехт Коссель (который также был одним из учеников Хоппе-Зейлера), внесли лишь небольшие изменения в метод извлечения Мишера. В молекулярной биологии мы часто становимся свидетелями того, как изобретатели известных и широко используемых методов либо не известны, либо остаются непризнанными теми, кто использует эти методы ( e.грамм. , Фишер 2015). Одна из причин этого явления заключается в том, что успешные методы и контекст, в котором они были разработаны, становятся «черным ящиком» после их внедрения (Latour 1987). Здесь присутствует своего рода положительная обратная связь: успех этих методов затмевает их основателей, и, когда они отделены от их контекстуализированной истории, методы имеют более легкую траекторию. Таким образом, метод извлечения Blackboxing Miescher мог бы стать реальной стратегией, чтобы отделить его от транснациональных споров вокруг нуклеина и последовавших за этим дисциплинарных войн за сферы влияния.

    «Код» до кода

    В годы, прошедшие после первой публикации о нуклеине, была представлена ​​ключевая химическая идея, которую Мишер, химик в душе, быстро применил к своим предположениям о роли нуклеина в наследственности. Стереохимия берет свое начало в наблюдениях Луи Пастера оптических свойств органических соединений, сделанных в 1848 году, за несколько лет до открытия нуклеина Мишером. Но ключевые события были сделаны в 1874 году, когда Джозеф Ахилл Ле Бель во Франции и Якобус Хенрикус вант Хофф в Голландии независимо друг от друга предложили теории трехмерной структуры органических молекул.Ван'т Хофф определил понятие асимметричного углерода ( asymmetrisch koolstof-atoom ), идея, которая привлекла внимание Мишера. 3

    В 1892 году, всего за 3 года до своей смерти и через десять лет после смерти Чарльза Дарвина, Мишер в частном письме своему дяде, известному анатому Вильгельму Хису поднял новые предположения о роли макромолекул в наследственности. 4 Ссылаясь на «предварительную гипотезу», введенную Дарвином в 1868 году для объяснения того, как черты могут передаваться от одного поколения к другому, Мишер писал:

    Для меня ключ к проблеме полового размножения находится в область стереохимии.Геммули пангенезиса Дарвина эквивалентны множеству асимметричных атомов углерода в организованных веществах. Эти атомы углерода могут изменять свою стереохимию по малейшей причине или внешнему стимулу, из-за чего в их организации начинают происходить ошибки. Сексуальность - это средство исправления неизбежных стереохимических ошибок в структуре органических веществ. Левосторонние катушки восстанавливаются правыми катушками, и восстанавливается равновесие. В огромных молекулах соединений белка или в еще более сложных молекулах гемоглобина, и т. Д. ., множество асимметричных атомов углерода обеспечивают колоссальную стереоизомерию. Существует большое количество возможных асимметричных атомов углерода и, следовательно, стереоизомеров, поэтому все богатство и разнообразие наследственной передачи можно выразить одинаково хорошо, как и все слова и термины всех языков в 24–30 буквах алфавита. Поэтому совершенно излишне превращать яйцеклетку и сперматозоид в хранилище бесчисленных химических веществ, каждое из которых несет определенное наследственное качество (пангенезис де Фриза).Мои собственные исследования убедили меня в том, что протоплазма и ядро, далеко не состоящие из бесчисленных химических веществ, содержат довольно небольшое количество химических индивидов (соединений), которые, вероятно, имеют сложнейшую химическую структуру (His 1897a).

    Говоря современным языком, Мишер предполагал, что макромолекулы могут хранить наследственные вариации посредством стереохимии. Предположений Мишера недостаточно, чтобы сделать вывод о том, что у него была картина сопоставления отдельных, неперекрывающихся частей нуклеина с конкретными аминокислотами, как мы позже пришли к выводу, когда генетический код был выяснен.Мишер также не упомянул нуклеин в этом письме, имея в виду скорее свое исследование соединений ядра (которое, как он считал, почти полностью состоит из нуклеина и протамина). Тем не менее, с нашей точки зрения и используя нашу собственную терминологию, можно правдоподобно предположить, что, когда Мишер связал «колоссальное количество стереоизомерии», с одной стороны, с выражением «все богатство и разнообразие наследственной передачи» на во-вторых, он фактически предлагал рассматривать наследственность с точки зрения хранения и передачи информации, что информация касается различения альтернатив и что информация в одной области может быть закодирована с использованием другой.

    Частные мысли Мишера о роли стереохимии в наследственности никогда не были включены в опубликованные статьи, и историки биологии часто относились к ним пренебрежительно, по сути, как к незначительному примечанию (Olby 1969, 1974; Mirsky 1968). Такое построение, кажется, согласуется с тем, как некоторые представляли отношения между генетикой, цитологией и биохимией. Историк генетики Роберт Олби утверждал, что Мишер «возмущен введением цитологами новых уровней организации в открытый вызов биофизической программе сведения физиологии к молекулярному уровню» (Olby 1969), при этом критически важны «новые уровни организации». по классической генетике.Точно так же Эрнст Майр, ключевой архитектор современного синтеза в эволюции, глубоко озабоченный автономией биологии по отношению к наукам «нижнего уровня», утверждал, что «Мишер никогда не рассматривал [нуклеин] как носитель генетической информации». (Майр 1982). Майр считал, что для понимания того, как кажущаяся простая молекула, такая как ДНК, несет информацию, необходимую для управления развитием организма, требуется понимание «точной структуры ДНК», чего Мишер никогда не достиг (Mayr 1982).Очевидно, что выводы Майра ослабляются, если вспомнить предположения Мишера о стереохимическом кодировании наследственной изменчивости в 1892 году и степень, в которой такие предположения зависели от развития стереохимии, которое произошло между первоначальным открытием нуклеина Мишером и его более поздними неопубликованными предположениями. Более того, эти предположения, напоминающие генетическую информацию, указывают в том же общем направлении, в котором сам Майр и другие позже обнаружат автономию биологии.Оценка Олби также, возможно, слишком поспешна, если вспомнить, что нуклеин поддержали цитологи. Социальные историки науки в последующие годы будут утверждать, что метафора «информации» станет возможной в биологии только после того, как наступит «информационная эра», забота о Bell Labs и транзисторе, а также о первых компьютерах, разработанных IBM (Kay 1995, 2000). Как и Олби и Майр до них, они тоже переписали историческую память, оставив мало места для Мишера.

    Заключение

    Мишер умер от туберкулеза в 1895 году в возрасте 51 года.Последние 2 года жизни он не мог продолжать свою работу из-за ухудшения здоровья, пытался вылечиться от болезни в санатории в Давосе. Он был женат и имел троих детей, все из которых умерли в молодом возрасте, не оставив ему прямых потомков.

    История науки слишком часто выделяет ученых-суперзвезд, которые сделали блестящую карьеру, преодолевая большие препятствия и сопротивляясь новым идеям, что привело к общественному признанию, иногда сопровождаемому Нобелевской премией.История Мишера другая. В его случае не было немедленного признания или окончательного подтверждения, но его открытие оказалось фундаментальным для всей современной биологии. Извлечение историй, подобных его, из прошлого и включение их в историю генетики, помогает нам более реалистично изобразить научный процесс.

    В самом деле, вероятно, не имеет значения, запомнят ли Мишера как первооткрывателя ДНК или хроматина. Более уместны способы, которыми его рассказ как иллюстрирует, так и ставит под сомнение тезис о социальном конструировании науки и ее истории (Fleck 1935).То, что Мишер был почти полностью выписан из истории генетики, учит нас тому, что мы пришли к выводу, что история о молекулярном представлении наследственной информации началась более чем на полвека позже, чем это было на самом деле. Формирование исторической памяти соответствует формированию самой науки, часто потому, что история науки написана ее практиками и находится под их влиянием. Мишер был забыт во многих отношениях из-за той большой роли, которую сыграли дисциплинарные споры в формировании ландшафта биологии.Это хороший пример того, как социальные, а не чисто интеллектуальные факторы влияют на то, как наука практикуется и запоминается.

    Тем не менее, с помощью Фридриха Мишера и принятия его открытия мы можем лучше понять, как история генетики состоит из двух цепей: ДНК и хроматина; информация и физиология, переплетенные, переплетенные друг с другом, с 1869 года по настоящее время. Действительно, в стандартной истории генетики, окостеневшей во время расцвета ДНК и генетического кода, Мендель был изображен как отцовская фигура, а понимание клеточного цикла цитологией было отнесено на второй план, а хроматин снова стал актуальным для генетики. только спустя десятилетия.Но представление Мишера о стереоизомерах как о потенциально составляющих своего рода алфавит в неопубликованном письме своему дяде Вильгельму Хису аргументирует возможность размышления о хранении, передаче и кодировании информации задолго до того, как такие термины появились в более широкой культуре, в которой наука находится.

    Мишер, возможно, был вычеркнут из истории генетики из-за столкновений между дисциплинами, но он также придумал понятие наследственности, пугающе близкое к нашему, более чем за два поколения до рассвета «века информации».Таким образом, было очевидно, что можно было представить себе наследственный алфавит, основанный на стереохимии, задолго до того, как мир стал заполнен битами и байтами. Это, в свою очередь, могло действительно помочь вырастить метафору, которая со временем возьмет на себя биологию.

    Благодарности

    Это исследование было поддержано Израильским научным фондом, грант 1128/15, предоставленный О. и Э. и грант Австрийского научного фонда W 1228-G18 С.В.

    Сноски

    • Коммуникационный редактор: А.S. Wilkins

    • 1 Исторический эпизод, обсуждаемый в этом эссе, подробно проанализирован нами в Veigl et al. (готовится к печати).

    • 2 Связь между классической и молекулярной генетикой, а также возможность сведения первой ко второй стали стандартной темой в философии биологии. Влиятельной статьей по этой теме является книга Филпа Китчера «1953 и все это: рассказ о двух науках» (Китчер, 1984). Здесь мы хотим подчеркнуть, что история касается как дисциплин и методов, так и отношений между теориями.Мы также хотим отметить, что напряженность началась почти за столетие до того времени, когда Китчер решил сосредоточить свое внимание.

    • 3 Иоганн Вислиценус спонсировал перевод работы Вант Хоффа на немецкий язык в 1876 году, который вместе с нападками Германа Кольбе на нее в 1877 году привлек внимание к идеям Вант Хоффа [см. Riddell and Robinson (1974) и Drayer (2012)].

    • 4 Вильгельм Хис Старший (1831–1904) изобрел микротом и, среди прочего, открыл клетки нервного гребня.

    • Получено 17 декабря 2019 г.
    • Принято 25 марта 2020 г.
    • Авторские права © 2020 Американского общества генетиков
    .

    Author: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *