Простейшие это организмы: ПРОСТЕЙШИЕ — это… Что такое ПРОСТЕЙШИЕ?

ПРОСТЕЙШИЕ — это… Что такое ПРОСТЕЙШИЕ?

Простейшие — Leishmania donovani в клет …   Википедия

ПРОСТЕЙШИЕ — (Protozoa), подцарство животных. Одноклеточные эукариотные организмы. У большинства ядро одно, есть многоядерные формы. Компоненты клеточного ядра типичны для эукариот, размеры и форма ядер разнообразны. В прогрессивной эволюции нек рых групп П.… …   Биологический энциклопедический словарь

ПРОСТЕЙШИЕ — ПРОСТЕЙШИЕ, животные полцарства простейших (Protozoa), включающего одноклеточные организмы, распространенные повсеместно в морской и пресной воде. Среди простейших есть свободно живущие организмы и ПАРАЗИТЫ. Эти микроскопические животные способны …   Научно-технический энциклопедический словарь

простейшие — одноклеточные организмы, относящиеся книзшему порядку животных Protozoa; имеют дифференцированное ядро, вакуоли и различные включения. (Источник: «Микробиология: словарь терминов», Фирсов Н.Н., М: Дрофа, 2006 г.) Простейшие многочисленная и… …   Словарь микробиологии

ПРОСТЕЙШИЕ — ПРОСТЕЙШИЕ, одноклеточные животные. Организм простейших состоит из одной клетки или колонии клеток. Размеры от 2 4 мкм до 1 см. Размножение половое и бесполое. Свободноживущие (радиолярии, солнечники) и паразитические (лямблии, трипаносомы,… …   Современная энциклопедия

ПРОСТЕЙШИЕ — подцарство одноклеточных животных. Организм простейших состоит из одной клетки или колонии клеток. Размеры от 2 4 мкм до 1 см. Размножение половое и бесполое. Свободноживущие и паразитические формы. Длительное время всех простейших объединяли в… …   Большой Энциклопедический словарь

ПРОСТЕЙШИЕ — ПРОСТЕЙШИЕ, их, ед. ее, его, ср. Тип одноклеточных животных, состоящих из одной клетки или колонии клеток. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

простейшие

— одноклеточные животные, протозоа. корненожки:амебы. раковинные амебы. фораминиферы. саркодовые:лучевик, радиолярия. солнечник. бабезия. глобигерины. акантарии. жгутиковые, флагеллаты: трипаносома. эвглена. лейшмания. трихомонада. споровики:… …   Идеографический словарь русского языка

простейшие — — [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN protozoa …   Справочник технического переводчика

Простейшие — ПРОСТЕЙШИЕ, одноклеточные животные. Организм простейших состоит из одной клетки или колонии клеток. Размеры от 2 4 мкм до 1 см. Размножение половое и бесполое. Свободноживущие (радиолярии, солнечники) и паразитические (лямблии, трипаносомы,… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

ПРОСТЕЙШИЕ — это… Что такое ПРОСТЕЙШИЕ?

Простейшие — Leishmania donovani в клет …   Википедия

ПРОСТЕЙШИЕ — (Protozoa), подцарство животных. Одноклеточные эукариотные организмы. У большинства ядро одно, есть многоядерные формы. Компоненты клеточного ядра типичны для эукариот, размеры и форма ядер разнообразны. В прогрессивной эволюции нек рых групп П.… …   Биологический энциклопедический словарь

ПРОСТЕЙШИЕ — ПРОСТЕЙШИЕ, животные полцарства простейших (Protozoa), включающего одноклеточные организмы, распространенные повсеместно в морской и пресной воде. Среди простейших есть свободно живущие организмы и ПАРАЗИТЫ. Эти микроскопические животные способны …   Научно-технический энциклопедический словарь

простейшие — одноклеточные организмы, относящиеся книзшему порядку животных Protozoa; имеют дифференцированное ядро, вакуоли и различные включения. (Источник: «Микробиология: словарь терминов», Фирсов Н.Н., М: Дрофа, 2006 г.) Простейшие многочисленная и… …   Словарь микробиологии

ПРОСТЕЙШИЕ — ПРОСТЕЙШИЕ, одноклеточные животные. Организм простейших состоит из одной клетки или колонии клеток. Размеры от 2 4 мкм до 1 см. Размножение половое и бесполое. Свободноживущие (радиолярии, солнечники) и паразитические (лямблии, трипаносомы,… …   Современная энциклопедия

ПРОСТЕЙШИЕ — подцарство одноклеточных животных. Организм простейших состоит из одной клетки или колонии клеток. Размеры от 2 4 мкм до 1 см. Размножение половое и бесполое. Свободноживущие и паразитические формы. Длительное время всех простейших объединяли в… …   Большой Энциклопедический словарь

простейшие — одноклеточные животные, протозоа. корненожки:амебы. раковинные амебы. фораминиферы. саркодовые:лучевик, радиолярия. солнечник. бабезия. глобигерины. акантарии. жгутиковые, флагеллаты: трипаносома. эвглена. лейшмания. трихомонада. споровики:… …   Идеографический словарь русского языка

простейшие — — [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN protozoa …   Справочник технического переводчика

Простейшие — ПРОСТЕЙШИЕ, одноклеточные животные. Организм простейших состоит из одной клетки или колонии клеток. Размеры от 2 4 мкм до 1 см. Размножение половое и бесполое. Свободноживущие (радиолярии, солнечники) и паразитические (лямблии, трипаносомы,… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

ПРОСТЕЙШИЕ — (Protozoa), таксономическая группа микроскопических, в принципе одноклеточных, но иногда объединенных в многоклеточные колонии организмов. Примерно 30 000 описанных видов. Все простейшие эукариоты, т.е. их генетический материал, ДНК, находится… …   Энциклопедия Кольера

Определение простейшие одноклеточные организмы общее значение и понятие. Что это такое простейшие одноклеточные организмы

Во-первых, прежде чем приступить к определению значения термина простейшие, необходимо выяснить его этимологическое происхождение. И в этом смысле мы можем сказать, что это слово происходит от греческого, из суммы двух дифференцированных элементов:

Приставка «прото», которая эквивалентна «первой».
— Существительное «зоопарк», которое является синонимом «животное».

Простейшие представляют собой одноклеточные организмы или состоят из группы клеток, которые идентичны друг другу. Когда концепция написана с начальной заглавной буквой ( Protozoa ), это относится к таксону, который образуют эти живые существа.

Обычным явлением является то, что простейшие, которые также могут быть названы простейшими, представляют собой одноклеточные организмы эукариотического типа, которые развиваются в воде, хотя есть также многие, которые существуют во влажной среде. Простейшие размножаются половым, бесполым или даже путем обмена генетическим материалом.

Следовательно, можно найти простейших, очень отличающихся друг от друга. На самом деле ученые обнаружили около 30 000 различных простейших . Некоторые измеряют около миллиметра, а другие едва достигают десяти микрометров, факт, который показывает несоответствие размеров в

наборе .

В дополнение ко всему вышесказанному, стоит знать другие данные, относящиеся к простейшим, которые представляют относительный интерес, такие как эти:
— Есть более 50 000 различных видов.
-Они имеют размер, который может варьироваться от 2 до 70 микрометров.
-Они очень распространены как паразиты у животных или растений.
Ваше дыхание осуществляется через клеточную мембрану и частицы воды.
-Система экскреции, которая у них есть, работает через так называемые фекальные вакуоли.
— Простейшие могут быть воспроизведены, в зависимости от обстоятельств, тремя различными методами: споруляция, которая происходит, когда материнская клетка делится на споры; почкание, которое идентифицируется, потому что происходит рост почки; и разделение на две части, состоящее из деления на две части.

Есть несколько простейших, которые могут самостоятельно перемещаться через органеллу, называемую

жгутиком . Это позволяет им, например, искать бактерии, водоросли и грибы для своей пищи.

Наиболее распространенная классификация различает четыре типа простейших. Жгутиковые простейшие — это те, которые имеют вышеупомянутые жгутики . Силиконовые простейшие, с другой стороны, покрыты ресничками.

Протозоо Sporozoos характеризуются тем, что они являются паразитами и имеют очень сниженную подвижность. Наконец, простейшие ризоподы мобилизуются через приложения, называемые псевдоподами.

Тем не менее, мы должны также упомянуть амебоиды, спорозоа, цилиофоры или цидоспоридии.

Плазмодии, метамонады, опалины и амебы являются одними из организмов, входящих в состав простейших, обнаруженных голландцем

Антоном ван Левенгуком в 1674 году .

Среди наиболее известных или значимых простейших следующие:
-Trichomonas, которые вызывают патологии в кишечнике или влагалище, например.
-Tripanosoma gambiensis, который отвечает за сонную болезнь.

Чем отличаются бактерии от простейших

Бактерии и Царство простейших  — это наиболее древние, а также самые примитивные организмы, населяющие Землю. Число тех и других намного превышает количество иных представителей биосферы, а их изучение позволит предотвратить целый ряд заболеваний, а также манипулировать процессами, важными для представителей пищевой промышленности и агробизнеса.

Бактерии – это организмы, первыми появившиеся на нашей планете. Большинство бактерий – одноклеточные образования. Исключением являются нитчатые цианобактерии и актиномицеты. В состав самой обыкновенной одноклеточной бактерии входит элементарный нуклеоид, синтезаторы белка – рибосомы и цитоплазматическая мембрана, ограничивающая внутреннее содержимое клетки. Характерной особенностью бактерий является отсутствие ядра, поэтому они причисляются к Надцарству прокариотнов или безъядерных.

Необыкновенно интересно изучать многообразие форм этих организмов. Есть бактерии, которые имеют сферическую форму. Это – кокки. Есть бактерии завитые, закрученные в спиральки. Например, вибрионы холеры или спирохеты. Существует множество палочкообразных, звездчатых, тетраэдрических разновидностей этих безъядерных организмов. Размножение бактерий проходит чаще всего вегетативным способом – перетяжкой или почкованием. В определенных условиях бактерии могут стать участниками полового размножения. В этом случае происходит обмен генетическим материалом. Процесс  именуется рекомбинацией.

Строение бактериальной клетки

Жизненную энергию бактерии могут получать в результате 3-х процессов – при брожении, при дыхании и в процессе фотосинтеза.

Простейшие – это первые организмы, клетки которых сформировали ядро в результате эволюции. Есть организмы одноклеточные. Есть те, которые живут колониями и действуют как единый, сплоченный организм.

Простейшие являются первыми гетеротропными организмами. Они не способны сами вырабатывать необходимые им питательные вещества, поэтому вынуждены «охотиться» на других простейших или на бактерий. Единственным исключением является эвглена зеленая, которая способна сама продуцировать органические вещества, используя солнечный свет и углекислый газ.

В состав организма типичного простейшего существа входит, окруженная оболочкой, цитоплазма. В нем находится ядро, пищевая и выделительная вакуоль, простейший рот, хлоропласт, один или множество жгутиков. У некоторых видов есть псевдоподы, которыми микроскопические организмы буквально обволакивают потенциальную добычу, а лишь затем поглощают ее.

Строение простейших (инфузория туфелька)

Размножение может быть половым, бесполым, а также смешанным, в зависимости от условий, в которые попал данный организм.

Выводы TheDifference.ru

1. Главное отличие – это наличие или отсутствие ядра. Бактерии – безъядерные организмы. Простейшие – первые, кто сформировал в своем клетке-теле элементарное ядро.
2. При размножении у бактерий предусмотрен обмен генетической информацией, но это происходит в результате рекомбинации генного материала. У простейших процесс усовершенствован – клетки сливаются, в результате чего образуются гаметы, имеющие обогащенный набор хромосом.
3. По способу питания бактерии являются автотрофами. Они самостоятельно вырабатывают необходимые им питательные вещества. Простейшие, за редким исключением, вынуждены охотиться за источниками жизненной энергии, ведь они являются классическим гетеротрофами.
4. Бактерии намного меньше простейших. Их можно рассмотреть лишь под мощным очень мощным оптическим или под электронным микроскопом. Простейшие в разы больше. Самые крупные – амебы, инфузории, радиолярии – хорошо видны при увеличении обычного недорогого микроскопа.

Простейшие [Одноклеточные] — животное, описание, характеристика, строение, питание, дыхание, размножение, где обитает, виды, фото, вики — WikiWhat

История открытия

Как известно, в 1675 г. т. е. более трёхсот лет назад, А. Левенгук открыл «анималькулов» (зверушек), которых впоследствии назвали инфузориями. С 1820 г. установилось название Protozoa, что в перево­де с греческого означает «простейшие животные». Зоолог К. Зибольд посчитал их особым типом животного царства и выделил два класса: инфузорий и корненожек. Он же определил, что простота их органи­зации соответствует одной клетке. С тех пор одноклеточность про­стейших стала общепризнанной, а название «одноклеточные» и «про­стейшие» стали синонимами.

По уровню организации все живые организмы классифицируются на две группы. Привычное для нас деление на одноклеточных и мно­гоклеточных потребовало уточнения, после того как при изучении строения организмов был применён электронный микроскоп и появи­лись новые методы исследования. Возникли вопросы об основных различиях, определяющих уровни развития, а также о планах строе­ния. Поэтому необходимо рассмотреть организацию простейших — парафилетической группы, объединяющей представителей органического мира, относимых ранее к растениям, животным и грибам, но имеющих свои специфиче­ские особенности.

Происхождение

Самозарождение

Природа простейших долгое время оставалась предметом спора. Одни учёные рассматривали их как живых молекул, или простые ком­плексы таких молекул, которые способны самозарождаться, т. е. воз­никать сами по себе. Этих воззрений придерживались немногие учение, тем более что блестящие опыты Л. Спаланцани в XVIII в. Л. Пастера в XIX в. опровергли идею самозарождения.

Целлюляризация

Другие учёные считали простейших весьма сложно организованными существами, которых можно структурно сравнить с высокоорганизованными жи­вотными. Основание для этого они видели в том, что в организме мно­гоклеточных есть структуры, не имеющие разделения на клетки, на­пример синцитии. Исходя из подобных воззрений, зоолог Й. Хаджи в 50-60-е годы XX в. выдвинул даже теорию происхождения многокле­точных животных путём целлюляризации. Обнаружив сходство инфу­зорий с самыми примитивными ресничными червями, так называемы­ми бескишечными, Хаджи предположил, что при обособлении частей тела инфузории, содержащих органоиды, и образовании между ними перегородок возникает многоклеточный организм. Следовательно, по своей природе инфузория сравнима с целым организмом низших мно­гоклеточных. Однако после электронно-микроскопических исследова­ний было доказано, что теория целлюляризации опирается только на внешние аналогии и конвергентные сходства.

Клеточная теория Т. Шванна

С позиций клеточной теории, разработанной М. Шлейденом и Т. Шванном, простейшие представляют собой одноклеточные орга­низмы. По мнению современных учёных, придерживающихся этих воззрений, простейшие — это клетки, которые функционально являются организмами. Однако функции не могут существовать отдельно от определённых структур. Таким образом, современное определение простейших как микроскопических одноклеточных животных, пред­ставляющих собой физиологически самостоятельные организмы, не соответствует нынешнему уровню знаний. Удовлетворительное опре­деление простейших может быть дано после ответов на следующие вопросы: являются ли простейшие только одноклеточными организ­мами? Всегда ли их размеры микроскопически малы? Являются ли они исключительно животными? Являются ли они организмами толь­ко в физиологическом отношении?

Размеры простейших варьируют в той же степени, что и размеры многоклеточных. В среднем они колеблются от 5 до 250 мкм. Наибо­лее мелки внутриклеточные паразиты, например лейшмании (1-4 мкм). Но уже инфузория-туфелька значительно крупнее — 150-250 мкм, амёба протей — 600 мкм, а современные глубоководные радиолярии име­ют диаметр тела 2,5 см. В современную систему простейших входят миксомицеты — настоящие гиганты среди протистов. Длина плазмодия одного из них доходит до 1,2 м. Короче говоря, различия в размерах простейших равняются 10⁶.

Раньше считалось, что все про­стейшие — микроскопические существа. Сегодня среди них обнаружены и макроскопичес­кие виды. Размеры простейших колеблются от 1 мк (1 мк = 10^-3 мм) до 5 см и более, но в среднем от 5 до 250 мк. Самые мелкие среди них — внут­риклеточные паразиты, например некоторые споровики и жгутико­носцы. Самые крупные предста­вители — колониальные радио­лярии, размеры которых могут достигать 25 см.

Подцарство Одно­клеточные (Простейшие) объединяет животных, тело которых состоит из одной клетки. Она выполняет функции самостоятельного организма. Клетка простейшего состоит из цитоплазмы, органоидов, одного или нескольких ядер. В ней происходят обмен ве­ществ с внешней средой, процессы размножения в развития.

Многие одноклеточные обладают специальными органоидами (движения, питания, выделения), возникшими как результат приспособления к среде обитания.

Клетка — это самовоспроизводящееся образование, отделённое от своего окружения плазматической мембраной, способ­ствующей регуляции обмена между внутренней и внешней средой.

Среда обитания

Простейшие животные — процветающая и разнообраз­ная группа (около 70 000 видов) — обитатели водоёмов и влажной почвы. Преимущественно они входят в состав зоопланктона — совокупность мельчайших животных, обитающих в морских и пресноводных водоёмах. На суше они встречаются тоже в водной среде — в почвенной капельной воде, а также в жидкой среде внутри много­клеточных животных и растений. Хотя почвенные про­стейшие животные могут существенно влиять на коли­чество бактерий, все же их значение несравненно меньше, чем у простейших в пресных и морских водоёмах.

Жизнедеятельность

см. Питание простейших

Многие простейшие животные так же мелки и просто устроены, как и некоторые клетки крупных животных. Но они отличаются от них тем, что способны жить само­стоятельно. Одноклеточные животные представляют собой слаженный организм, осуществляющий питание, дыхание, выделение, размножение, рост, развитие и обмен веществ. У него в протоплазме существует как бы разделение труда: каждая из её обособленных, более мелких образований выполняет свою особую задачу.

Например, ядро регулирует жизнедеятельность всего одно­клеточного организма и воспроизводит само себя, благодаря чему образуются новые дочерние организмы; в пищеварительной вакуоли происходит переваривание пищи; сократительная ваку­оль удаляет избыток воды и растворенные в ней вредные для организма вещества.

При неблагоприятных условиях многие простейшие перестают питаться, теряют органы движения, покрываются толстой оболочкой и образуют цисту. При наступлении благоприятных условий однокле­точные принимают прежний облик.

Классификация

Согласно названию Protozoa, в это подцарство должны входить только животные. Но в современной системе простейших содержатся зелёные жгутиконосцы (ботаники считают их водорослями), миксомицеты и плазмодиофориды (по мнению микологов, это грибы) и т. д. В связи с этим древние простейшие скорее всего могут рассматривать­ся в качестве исходной группы, давшей начало и грибам, и растениям, и животным. Поэтому в настоящее время должно считаться признанным выделение особого царства протистов и противопоставление его царствам растений и животных. Выделение царства протистов при­надлежит знаменитому зоологу и эволюционисту Э. Геккелю (1866). Protozoa же могут быть выделены в системе протистов в качестве подцарства.

Одноклеточные прошли длительный путь эволюции, в ходе которой возникло их огромное разнообразие. В зависимости от сложности строения и спо­собов передвижения выделяют несколько типов простейших. Материал с сайта http://wikiwhat.ru

Значение и роль

Со времён Линнея и до наших дней простейшие привлекают вни­мание учёных по разным причинам. Возникла даже специальная наука — протозоология.

Модель клетки

Простейшие представляют особый уровень развития живого мира поэтому их изучение имеет общебиологическое значение. В настоящее время простейшие исполь­зуются как модель эукариотной клетки для исследований в области молекулярной биологии, генетики, радиобиологии и других наук.

Роль в биосфере

Простейшие играют важную роль в биосфере, являясь необхо­димым звеном в круговороте веществ и потоке энергии. Простейшие животные — очень важные потребители бактерий и одноклеточных водорослей, а также животных, в основном одноклеточных. По объёму потребляемого ор­ганического вещества они занимают третье место вслед за бактериями и грибами. Они образуют начальные звенья в сетях питания после растительных организмов — первич­ных продуцентов органических веществ.

Возбудители заболеваний

Одноклеточные являются возбудителями заболеваний человека и домашних жи­вотных.

Вопросы к этой статье:

• Расскажите о разнообразии простейших.

• Кто из представителей про­стейших имеет наиболее сложное строение?

• Каково значение простейших в природе и жизни человека?

• В чём заключается средооб­разующая роль простейших?

Простейшие (одноклеточные организмы) | Микробиология. Реферат, доклад, сообщение, кратко, презентация, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Царство животных организмов явля­ется одним из самых крупных подразделений органического мира. Животные возникли около 1-1,5 млрд лет назад в морской среде в форме клеток, напомина­ющих микроскопических бесхлорофильных амебоидных жгутиконосцев.

Большой интерес представляют эукариоти­ческие организмы, обладающие признаками животных и находящиеся на клеточном уров­не организации, — простейшие (рис. 95).

Простейшие — это одноклеточные организмы. Подцарство простей­ших — разнообразная и процветающая группа животных, состоящая пример­но из 70 тыс. современных видов. Традиционно изучение животных начина­ют с простейших, являющих собой исходный этап в эволюции жизни.

Тело простейших морфологически представлено одной клеткой, а функционально соответствует це­лому организму. Среди них есть организмы, которые на свету питаются как растения, а в темноте — как животные (например, эвглена зелёная). Именно в этой группе организмов проходит «граница» меж­ду растительным и животным миром.

Рис. 95. Простейшие: а — амёба; б — инфузория туфелька; в — эвглена зелёная

Как и прокариоты, простейшие легко приспосабливаются к самым экстремальным условиям изменяющейся среды, а потому присутству­ют во всех частях биосферы. Они могут переходить в состояние покоя, если условия становятся неблагоприятными для жизни, и делаются активными, если обстановка улучшается. Делятся простейшие очень интенсивно, приблизительно раз в 3 часа. Материал с сайта http://doklad-referat.ru

Размер самых маленьких из них — 2-4 мкм (1 мкм = 0,001 мм), наиболее круп­ных — до 1000 мкм (1 мм). Лишь ископаемые раковинные корненожки (нуммулиты) достигали нескольких сантиметров. Поэтому изучают простейших с помощью оптического микроскопа, увеличивающего изображение объекта в 2,5-3 тыс. раз. Многие структуры можно увидеть лишь с помощью электронного микроскопа, увеличивающего изображение в 200-300 тыс. раз, что позволяет рассмотреть даже крупные молекулы клеток живых организмов.

Роль одноклеточных животных зависит от места обитания, особеннос­тей биологии, питания и численности.

На этой странице материал по темам:

• Картинки одноклеточных животных

• Краткое содержание одноклеточные организмы

• Устройства и функционирования одноклеточных организмов

• Презентация на тему одноклеточные животные

• Доклад какие простейшие вызывают болезни у птиц

Вопросы по этому материалу:

• Дайте характеристику типа Простейшие.

• Охарактеризуйте простейших с точки зрения их строения и функциони­рования.

• Назовите представителей типа Простейшие.

Паразитические простейшие

☰

Простейшие — это одноклеточные организмы, имеющие ядра. Другими словами, простейшие — это одноклеточные эукариоты. Представителями простейших являются амебы, эвглены, инфузории, а также множество других организмов. Среди простейших немало паразитов, то есть организмов, питающихся за счет других живых организмов, при этом паразиты вредят своему хозяину, часто доводят его до гибели, но не умерщвляют его непосредственно. Представителями паразитических простейших являются дизентерийная амеба, малярийные плазмодии, представители трипаносом, лейшманий, лямблий, кокцидий, микроспоридий и др. Они являются паразитами животных и человека.

Одним из самых широко распространенных и опасных заболеваний, вызываемых паразитическими простейшими, является малярия. Ее вызывают некоторые виды плазмодиев. Таких плазмодиев называют малярийными плазмодиями. Они паразитируют в клетках многоклеточных организмов, в том числе человека, который заражается ими при укусе определенного вида комара. Вид комара, который является переносчиком малярийного плазмодия, называют малярийным комаром.

Попав в кровь человека, плазмодий достигает печени, где увеличивается в размерах и размножается. Клетки плазмодия возвращаются в кровь и поражают эритроциты, в которых питаются и размножаются. Когда малярийные плазмодии выходят из эритроцитов, то их отходы жизнедеятельности попадают в кровяное русло и отравляют организм человека. У больного в это время поднимается высокая температура.

Если больного человека снова укусит малярийный комар, то теперь уже плазмодий попадет в тело комара. Здесь паразит размножается половым способом. Дальше комар может заразить другого человека.

Другим распространенным паразитическим простейшим является дизентерийная амеба. В отличие от амебы обыкновенной, у дизентерийной более короткие и толстые ложноножки. Живет и питается она в толстом кишечнике и до поры до времени безвредна. Но когда дизентерийные амебы начинают внедряться в стенку кишечника и разрушать эритроциты крови, то начинается заболевание амебная дизентерия (амебиаз). При этом кишечник воспаляется. С током крови паразиты попадают в печень и усугубляют заболевание. Человек заражается дизентерийной амебой с помощью их цист, которые попадают в желудочно-кишечный тракт с пищей.

Паразитический простейший, относящийся к трипаносомам, вызывает у человека сонную болезнь. Данное заболевание встречается в Африке и переносит его муха цеце. Трипаносома паразитирует в крови и спинномозговой жидкости. У человека поднимается температура, возникают головные боли и др. Если во время не начать лечение, то через некоторое время нарушается сон и умственная активность.

Многие виды лейшманий могут вызывать у человека кожный лейшманиоз. При этом на коже образуется язва. Лейшманиозом человек заражается при укусах москитов, которые являются переносчиками паразитического простейшего.

Мы построили простейшую ячейку в мире, но не знаем, как это работает.

Идея была смелой, радикальной и даже опасной. Можно ли построить с нуля живой организм, который был бы меньше, проще, больше голых костей, чем все живое сейчас? Можем ли мы упростить саму природу и, может быть, взглянуть на необработанный механизм — секретную формулу природы — для сущности жизни?

Мы — ты и я — забиты рабочими частями. В клетке человека более 20000 генов, у плодовых мушек — 13000, у дрожжевых клеток — 6000.Но если мы поищем самых простых существ на планете, мы найдем крошечную бактерию, которая счастливо живет в пищеварительном тракте коров и коз: Mycoplasma mycoides .

Он строится по очень скромной схеме — всего 525 генов. Это одна из самых простых форм жизни, которую мы когда-либо видели.

The Big Dare

Итак, — предложил Крейг Вентер восемь лет назад, почему бы не сделать следующий шаг и не попытаться создать что-то еще более простое? Новая форма жизни с еще меньшим количеством частей? Вентер, пожалуй, самый хитрый и знаменитый предприниматель в области биологии (известный тем, что подтолкнул великую расу к созданию человеческого генома).Он собрал отличную команду клеточных биологов и спросил: «Если мы задумаемся, сможем ли мы лишить жизни настолько голого, что мы создадим живое, воспроизводящееся существо, скажем, всего лишь с 500 генами?» Или 400? Или 300? Как пела Чабби Чекер (несколько лет назад, танцуя в подвешенном состоянии): «Как низко ты можешь идти?»

В прошлом месяце мы получили ответ.

24 марта Вентер и его команда ученых открыли искусственную клетку, урезанную до 473 гена — звучите в трубку! Самое простое существо на свете. Они называют это JCVI-syn3.0 (Это институт Дж. Крейга Вентера, третья попытка). Это не Боттичелли красиво.

Все представленные фотографии сделаны Томом Диринком и Марком Эллисманом из Национального центра исследований изображений и микроскопии Калифорнийского университета в Сан-Диего

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Вообще-то скучно. «Он не делает ничего волшебного, кроме как жить, есть и самовоспроизводиться», — говорит Вентер. Но опять же, восклицает он, это «первый дизайнерский организм в истории».

Большой шок

Но это также — и никто этого не ожидал — глубоко загадочный. Почти досадно. Люди, построившие эту камеру, знают, что она живая. Он воспроизводится в лабораторной посуде каждые три часа. Да, у него 473 гена, и почти каждый считается важным. «Вы не можете жить без всех, кроме одного или двух генов в этом геноме», — говорит Вентер.

Вот как они создали эту штуку: они начали с бактерии из кишечника козла, скопировали ее химический состав, загрузили ее, а затем, один за другим, они изучили каждый ген и удалили его.Если бактерия погибла, ее вернули обратно — это было необходимо. Если не было, то пошло.

Но теперь, глядя на 473 выживших, как ни странно, команда Вентера понятия не имеет, почему именно этих генов? Почему , а — те, которые нужны для жизни? (Во всяком случае, ради жизни этого существа.) Что именно они делают? И ответ … они не знают.

«Это очень скромный набор экспериментов, — говорит Вентер.

Это , сколько они не знают, это действительно шокирует.

Из 473 генов 324, или 68 процентов, явно используются для домашнего хозяйства. Они производят белки, защищают ДНК, восстанавливают клеточную мембрану. Обычная штука.

Примерно 32 процента всех генов, или 149 генов, не имеют известной функции. «Мы не знаем, что они дают и почему они необходимы для жизни», — сказал Вентер Ире Флатоу в программе PRI’s Science Friday.

Некоторые из «Неизвестных» — около 70 — кажутся структурно знакомыми. Ген может выглядеть, скажем, так, как будто он что-то переносит в клетку или из клетки, но «мы не знаем, что он на самом деле транспортирует», — говорит Вентер.Его команда может повозиться с окружающей средой в камере, чтобы увидеть, нужны ли еще транспортеры. Есть способы проб и ошибок выяснить, что делают некоторые из этих генов.

Но затем идут все неизвестные — черные дыры.

79 загадок

В этой группе 79 генов, которых никто раньше не видел. «Мы не знаем, что они делают, — говорит Вентер. «Это, вероятно, самый важный вывод, — сказал он Science Friday, — и это расстраивает, это унизительно…»

Когда они начали этот проект, команда Вентера вообразила, что спустя годы и годы, потраченные на сравнение геномов человека, геномов мышей, геномов плодовых мух, геномы дрожжей и геномы растений, биология имела рабочий сценарий того, что производит жизнь.Они думали, что знают основные части — или большинство из них. Но правда в том, что они этого не сделали.

«Научное сообщество в основном страдает от заблуждения, будто мы знаем всю биологию», — говорит Вентер. «Мы действительно похожи на пришельцев с другой планеты, пытающихся … понять, что делают эти части».

Еще более унизительно то, что эти «неизвестные» гены делали то, что они делают, в течение миллионов лет (или, как говорят биологи, они были «законсервированы» эволюцией) по какой-то важной причине.

Так как же мы могли их не узнать? Как может простейшая форма жизни быть неизвестной на треть?

В сущности жизни мы упустили кое-что, — думает Вентер.

Возможно, говорит он, жизнь не строится из независимых частей, как что-то в механическом цехе. Может быть, вы не сможете взять кучу хорошо известных генов, соединить их вместе, каждый делает свое дело, а затем, когда вы закрутите последний винт, внезапно — ШАЗАААМ! — возникнет новое существо. Вместо того, чтобы сосредотачиваться на генах, возможно, нам следует рассмотреть всю операционную систему — не гены, а «геном», как функционирующее целое.

Жизнь не может быть машинной. Мы можем быть оркестровыми.

Гены шепчутся. Они усиливаются. Они включают и выключают другие гены и делают их громче, тише и даже тише. Они вызывают каскадные эффекты, отправляя ноты через систему, которые возвращаются, создавая петли внутри петель. Живое существо может быть постоянно меняющейся мелодией, управляемой ее постоянно меняющимися частями.

Слишком долго, думает Вентер, биологи концентрировались на генах того и другого. «Мы не можем просто смотреть на функцию гена», — говорит он.Что могут делать эти 79 таинственных генов — по крайней мере, некоторые из них — так это то, что они могут соединять части вместе, чтобы они соответствовали друг другу, складывались и напевали себя.

Как они это делают, нам может потребоваться время, чтобы понять. Может, надолго. Жизнь, кажется, мрачно (богато?) Сложна.

Нет такой вещи, как «простой» организм

Возможно, самое тщательное исследование отдельного организма привело к созданию бета-кода для основных подпрограмм жизни и показало, что даже самые простые существа сложнее ученых подозревается.

Анализ объединил информацию о регуляции генов, продукции белка и клеточной структуре Mycoplasma pneumoniae , одного из простейших самоподдерживающихся микробов.

Это гораздо ближе к «плану», чем простое считывание генома, и раскрывает процессы, «которые гораздо более тонкие и сложные, чем считалось ранее возможными в бактериях», — написали биологи из Университета Аризоны Говард Охман и Рахул Рагхаван в комментариях, сопровождающих результаты, которые были опубликованы в прошлый четверг в журнале Science.

M. pneumoniae содержит только одну пятую часть генов, чем E. coli , традиционная одноклеточная модель организма. Это делает его идеальной мишенью для системных биологов, которые хотят понять, как функционируют клетки. Для них сканирование генома — лишь первый шаг. Они не объясняют, когда и почему гены включаются и выключаются, или как разные гены взаимодействуют в разное время, или как клеточные «машины» используют белки, произведенные с помощью генных инструкций.

В новых исследованиях немецкие и испанские исследователи задокументировали почти каждый белок, используемый M.Пневмония . Они изучили известные функции каждого из его генов и сделали записи активности генов. Они задокументировали все химические реакции внутри M. pneumoniae и составили карту его физической структуры. Затем они все это сложили.

Получилась картина удивительной сложности. M. pneumoniae требуется всего восемь «переключателей» генов для контроля своей молекулярной активности, по сравнению с 50 в E. coli — число настолько низкое, что подразумевает другие, пока неизвестные регуляторные процессы.Группы генов, которые, как считалось, работали в унисон, действовали только время от времени. В других случаях они работали изолированно или в неожиданных конфигурациях.

Результаты также показали, что топография хромосом — фактическое трехмерное расположение действующего генома, а не его линейные лабораторные показания — играет важную роль в определении того, как взаимодействуют гены.

Короче говоря, в скромном, предположительно простом M. pneumoniae происходило много всего, и многое из этого выходит за рамки того, что сейчас известно о функциях клеток.

В конце концов, тщательный аналитический подход, использованный для изучения M. pneumoniae , может быть применен к другим микробам. Полученные данные также могут быть использованы биологами-синтетиками, пытающимися синтезировать микробную жизнь. Но пока они показывают, сколько работы еще предстоит сделать, прежде чем будут поняты основные жизненные процессы.

«Линейное отображение функциональных генов редко учитывает, как клетка на самом деле выполняет эти процессы», — писали Охман и Рагхаван. «Не существует такой вещи, как« простая »бактерия.»

Изображение: из Science *, трехмерная реконструкция (слева) клетки * M. pneumoniae ; карта (справа) взаимодействий между рибосомой, производящей аминокислоты, и клеточными белками.

См. Также:

Цитаты: «Протеомная организация в уменьшенной геном бактерии». Себастьян Кюнер, Вераван Норт, Мэтью Дж. Беттс, Алехандра Лео-Масиас, Клэр Батисс, Микаэла Роде, Такуджи Ямада, Тобиас Майер , Самуэль Бадер, Педро Бельтран-Альварес, Даниэль Кастаньо-Диез, Вей-Хуа Чен, Дэмиен Девос, Марк Гуэль, Томас Норамбуэна, Инес Раке, Владимир Рыбин, Александр Шмидт, Ева Юс, Руеди Эберсольд, Ричард Херманн, Беттина Бёсттчер С.Франгакис, Роберт Б. Рассел, Луис Серрано, Пер Борк, Анн-Клод Гэвин. Наука *, Vol. 326, выпуск 5957, 27 ноября 2009 г. *

«Сложность транскриптома в уменьшенной геномом бактерии». Авторы: Марк Гуэль, Вера ван Норт, Ева Юс, Вей-Хуа Чен, Жюстин Ли-Белл, Константинос Михалодимитракис, Такуджи Ямада, Маниможиян Арумугам, Тобиас Дёркс, Себастьян Кюнер, Микаэла Роде, Микита Суяма, Сабин Шайма, Сабин Шайма Пер Борк и Луис Серрано. Наука *, Vol. 326, выпуск 5957, ноябрь.27, 2009. *

«Влияние уменьшения генома на бактериальный метаболизм и его регуляцию». Авторы: Ева Юс, Тобиас Майер, Константинос Михалодимитракис, Вера ван Норт, Такуджи Ямада, Вей-Хуа Чен, Джудит А.Х. Водке, Марк Гуэль, Сира Мартинес, Ронан Буржуа, Себастьян Кюнер, Ольга В. Летунина, Эмануэле В. Летунич Роде, Ричард Херрманн, Рикардо Гутьеррес-Гальего, Роберт Б. Рассел, Анн-Клод Гэвин, Пер Борк и Луис Серрано. Наука *, Vol. 326, выпуск 5957, ноябрь.27, 2009. *

«Изучение функционального ландшафта бактериальных клеток». Авторы Говард Охман и Рахул Рагхаван. Наука *, Vol. 326, выпуск 5957, 27 ноября 2009 г. *

Лента Брэндона Кейма в Twitter и репортажи; Wired Science в Твиттере. Брэндон в настоящее время работает над книгой об экосистемах и поворотных моментах на планете.

Самый простой живой организм, когда-либо имеющий 437 генов, был создан в лаборатории

Если у синтетической биологии есть рок-звезда, то это Крейг Вентер, и он вернулся с новым хитом.Вентер и его команда говорят, что они создали один из простейших организмов, теоретически возможных, используя комбинацию методов генной инженерии, лабораторного синтеза ДНК и проб и ошибок.

Работа, опубликованная в четверг в журнале Science , описывает самовоспроизводящуюся бактерию, изобретенную Вентером и его командой, которая содержит всего 437 генов, «геном меньше, чем у любой автономно реплицирующейся клетки, встречающейся в природе», говорится в статье. . Работа проливает свет на функции отдельных генов, необходимых для жизни, а также показывает нам, насколько мало мы на самом деле знаем о конкретных функциях генов.

«Мы давно заинтересованы в упрощении геномного программного обеспечения бактериальной клетки путем исключения генов, которые не являются необходимыми для роста клеток в идеальных условиях в лаборатории», — написал Вентер в статье. «Это способствует достижению понимания молекулярной и биологической функции каждого гена, необходимого для жизни».

Исследование, опубликованное Национальным центром биотехнологической информации в 1995 году, показало, что геном, кодирующий самую основную форму жизни, будет состоять примерно из 256 генов.Вентер сказал во время телефонной конференции с репортерами, что «все отключились — на треть». Команда утверждает, что 149 генов имеют неизвестные функции, но, тем не менее, необходимы для роста и размножения организма. Для сравнения, кишечная палочка и другие хорошо изученные гены содержат примерно 5000 генов.

«Теперь мы знаем, в конечном итоге, что 32 процента генов, необходимых для жизни в этом простейшем из всех организмов, имеют неизвестную функцию», — сказал Вентер. «Если мы не понимаем функции трети этих генов — вы знаете, что мы также глубоко вовлечены в анализ человеческого генома с примерно 20 000 с лишним генов, функции большинства из которых у нас неизвестны.Так что я думаю, что эти результаты очень унизительны в этом отношении ».

Итак, что все это означает? Вентер говорит, что его команда и другие теперь будут работать над определением назначения некоторых генов с неизвестными функциями, и Дэниел Гибсон, исследователь сотрудник Института Дж. Крейга Вентера сказал, что эта работа в конечном итоге приведет к созданию синтетической жизни с конкретными целями, такими как производство дешевого биотоплива и создание новых лекарств.

«Наше долгосрочное видение заключалось в разработке и создании «синтетические организмы по запросу», где вы можете добавить определенные функции и предсказать, каким будет результат », — сказал Гибсон.

Возможно, вы помните Вентера как одного из руководителей проекта «Геном человека» или первого ученого, который когда-либо перенес синтетический геном в живую клетку и заставил ее продолжать функционировать (первая синтетическая жизнь, как утверждают многие). Он также дружит с Илоном Маском, с которым он небрежно говорит о печати синтетической жизни на Марсе, чтобы терраформировать планету, и он является соучредителем Human Longevity, целью которого является увеличение продолжительности жизни человека с помощью генетики.

Эти новые открытия делают его более диковинные утверждения чуть более достижимыми, но важно признать, насколько кропотливой и медленной была эта работа.Вентер говорит, что он работал над проектом в течение 20 лет, и что, по сути, организм, который он назвал JCBI Syn 3.0, стал результатом очень сложных проб и ошибок.

Сначала команда пыталась смоделировать жизнь, используя только компьютерное программное обеспечение, но обнаружила, что когда они фактически приступили к синтезу организма, это не сработало.

«Все наши разработки провалились», — сказал он.

Итак, команда взяла свою изначальную синтетическую жизнь, названную SYN 1.0, и начала выделять и добавлять гены по мере необходимости.Команда обнаружила, что она регулярно выбивала ген, который считала «несущественным», только чтобы обнаружить, что, когда они выбили аналогичный ген, бактерия не могла выжить. Вентер сравнил его с самолетом Боинг 747: вы можете снять один двигатель, и он все еще будет летать, но если вы отключите оба, самолет разбивается.

«Это то, что происходило снова и снова, когда у нас было то, что казалось несущественным компонентом, пока мы не удалим его аналог», — сказал он.

Были включены только гены, которые необходимы бактерии для выживания, а не те, которые необходимы для ее процветания, например, специфические гены роста.Вентер отметил, что, хотя это «минимальный» бактериальный геном, это не обязательно минимум , потому что могут существовать другие типы жизни, и пара генов, связанных с ростом, была сохранена, потому что он «должен был расти в достаточный темп, чтобы стать хорошей экспериментальной моделью ».

«Типичный эксперимент длился три месяца, поэтому на это исследование, вероятно, потребовалось бы еще пять лет, если бы мы не настаивали на быстром росте», — сказал он.

Мы все еще находимся на заре синтетической биологии, и можно только догадываться, когда действительно синтетическая жизнь будет использоваться в прикладном смысле, а не в смысле «давай узнаем больше об основах жизни», но все чаще Впечатляющие подвиги совершаются каждые полгода.Вентер создал первую искусственную жизнь в 2010 году; в 2014 году Флойд Ромесберг из Исследовательского института Скриппса создал синтетическую жизнь, используя пары оснований ДНК, которые не встречаются в природе; и инструменты генетического редактирования, такие как CRISPR-Cas9, используются в больших и малых лабораториях для фундаментального изменения ДНК.

Эти данные свидетельствуют о том, что определение «жизни» активно меняется по мере того, как мы манипулируем ее кодом. Поэтому неудивительно, что в своей статье Вентер регулярно называет «геном» «частью программного обеспечения».«

« Мы рассматриваем жизнь как управляемую программным обеспечением ДНК, — сказал Вентер. — И мы показываем, что, пытаясь понять это программное обеспечение, мы сможем лучше понять жизнь ».

Ученые создают самый простой организм в истории Известный

Два десятилетия спустя в выпуске журнала Science за эту неделю группа Вентера опубликовала один из возможных ответов. В их исследовательском отчете описывается новый организм, который они собрали, используя всего 473 гена. Это дает ему наименьший из известных живых существ геном, способный воспроизводиться самостоятельно.(Для сравнения, у каждого человека около 20 000 генов).

«Вы не можете жить без всех, кроме одного или двух генов в этом геноме», — говорит Вентер.

Маленькая клетка знаменует собой один постепенный шаг в более крупной, двуединой схеме: понять, какие гены необходимы для жизни, и, в конечном итоге, разработать то, что могло бы быть процессом массового производства — армии клеток, которые могли бы выплюнуть практически любую молекулу. это желательно.

Сделать упрощенную бактерию, которую ученые называют JCVI — syn3.На данный момент они начали с бактерии, которая и так очень проста — Mycoplasma mycoides . В естественном состоянии M. mycoides является паразитом, обнаруженным у крупного рогатого скота и коз. Затем ученые создали небольшой бактериальный рай — материал, на котором бактерии могли бы жить, и который обеспечил бы им всю пищу, которую они когда-либо хотели. Затем они начали выбрасывать гены.

(Вы когда-нибудь слышали о японском организаторе Мари Кондо, которая дает советы о том, как убрать беспорядок в домах, беря каждый предмет в нем и спрашивая, стоит ли его хранить? Эти биологи применили тот же подход к M.mycoides геном.)

Если ген можно было удалить без нарушения способности клетки жить, расти и воспроизводиться, это считалось несущественным. Это пошло. Они выбросили кучу генов, участвующих в транспортировке и метаболизме различных видов пищи, поскольку в клетке, с которой они работали, было много сахара, чтобы поддерживать ее работу. Они сохранили почти все гены, ответственные за чтение генетического материала и создание новых. Они также сохранили несколько, которые позволили бы клетке воспроизводиться достаточно быстро, чтобы они могли наблюдать этот рост в лаборатории.И они добавили определенную ДНК, которая могла служить «водяным знаком», указывая на лабораторию, которая ее собрала — Институт Дж. Крейга Вентера.

Основываясь на оценках, которые биологи делали на протяжении десятилетий, команда Вентера пришла к выводу, что модифицированной бактерии потребуется всего около 250 генов, чтобы выжить. Но, по словам Вентера, для этого потребовалось гораздо больше генов.

Например, исследователям также пришлось оставить 149 генов, которые, по-видимому, необходимы для выживания клетки, хотя они не знают, что на самом деле делает этот генетический материал.«Многие из этих генов, вероятно, кодируют универсальные белки, функции которых еще предстоит охарактеризовать», — сообщают ученые. Они говорят, что есть версии этих генов у множества разных организмов.

«Примечательно, что в их минимальном геноме все еще так много генов, о которых мы ничего не знаем, кроме того, что они необходимы», — говорит Шотсу Дрю Энди, биоинженер из Стэнфордского университета, не участвовавший в этом исследовании. «Только когда вы пытаетесь что-то построить, вы обнаруживаете, что действительно требуется», — говорит он.

У многих организмов, включая человека, есть наборы генов с неизвестными функциями. Это, по словам Вентера, следующий шаг: выяснить, что, черт возьми, на самом деле делают все эти важные гены.

«Если мы не можем понять, что происходит в клетке с менее чем 500 генами, представьте, насколько сложно будет понять наши 20 000 генов в геноме человека», — говорит Вентер. «Итак, для понимания всей жизни важно понимать основные компоненты».

У группы также есть долгосрочная цель: разработать специальные ячейки, которые могли бы массово производить химические вещества, которые сейчас трудно производить.

«Наше долгосрочное видение заключалось в разработке и создании синтетических организмов по запросу», — говорит Дэн Гибсон, синтетический биолог из Института Вентера и автор статьи. «Мы считаем, что эти клетки станут очень полезным шасси для многих промышленных применений, от медицины до биохимии, биотоплива, питания и сельского хозяйства», — говорит он.

Он и его коллеги рассматривают свою «минимальную ячейку» как полезную отправную точку. Вентер описывает камеру как нечто вроде рамы автомобиля.

«Вначале, например, Rolls Royce или Bugati, они делали раму автомобиля с двигателем и поставляли ее множеству производителей кузовов, которые стилизовали и создавали автомобили, отличающиеся друг от друга, но все они были основаны на такое же шасси », — говорит он.

Точно так же, говорит он, минимальные клетки различных видов могут служить отправной точкой для инженерных клеток, которые переваривают или производят определенные химические вещества. «Это базовый компонент, к которому мы можем что-то добавлять», — говорит Вентер, подобно гену глубоководного существа, который позволяет клетке есть углекислый газ и выплевывать метан — топливо.

«Вы можете сконструировать клетки и выбрать желаемый тип метаболизма», — говорит Вентер. «Если у вас есть кассета этих генов, которую вы можете просто подключить, это позволит дизайну развиваться намного быстрее», — говорит он.

Поскольку в клетках не было бы лишних генов, как объясняют исследователи, их было бы легче спроектировать. И организация генов по их функциям была бы полезной.

Такой вид генной инженерии можно считать разумным дизайном для целей массового производства — всего, от фармацевтических химикатов до топлива, поэтому подобная работа Института Вентера на протяжении многих лет частично финансировалась Университетом США. .S. Министерство энергетики и Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США. (Большая часть финансирования этих ученых поступает от предприятий Вентера, пожертвований некоммерческого института и коммерческой компании, которую он основал под названием Synthetic Genomics, Inc.)

Synthetic Genomics, Inc. уже подала заявку на патент на процесс создания этого минимального генома.

Джордж Черч, еще один пионер в области геномики и профессор генетики в Гарвардской медицинской школе, говорит, что процесс, описанный командой Вентера в исследовании на этой неделе, еще далек от этих приложений.

«Я думаю, что главная причина, по которой его следует праздновать, заключается в том, что это достижение 20-летней цели», — говорит Черч. Создать минимальный бактериальный геном непросто, и это вносит вклад в фундаментальную науку. «Это плод любви в довольно необычном научном проекте в течение 20 лет», — говорит он.

Тем не менее, это достижение еще далеко от революционных изменений в генетических манипуляциях, говорит Черч, отмечая, что ученые манипулировали геномами раньше и создавали минимальные геномы в прошлом.Они также поместили новую ДНК в существующие организмы, используя такие методы, как CRISPR. Этот метод, например, позволил ученым отредактировать части генома свиньи, чтобы из него можно было создавать органы, которые человеческое тело не отвергло бы во время трансплантации.

Метод, описанный в опубликованном в четверг исследовании — для конструирования всего генома и размещения его в клетке — «не доказал свою эффективность ни в одном организме, кроме Mycoplasma mycoides», — говорит Чёрч. «Это даже не работает с Mycoplasma genitalium , я проверял в последний раз.»Это очень близкий родственник M. mycoides.

И чтобы добраться до точки, когда люди могут создавать целые геномы для производства химикатов или биотоплива, необходимо показать, что весь процесс является быстрым, экономичным и широко применимым, добавляет Черч.

А пока, говорит он, давайте не будем забывать, что вся эта область вызывает некоторые хитрые «а что, если». Например, что, если искусственно созданный организм случайно вылез из лаборатории?

«Большинство организмов, которыми мы манипулируем в лаборатории, настолько слабы, что не выжили бы вне лаборатории, — говорит Черч, — так что с точки зрения безопасности это, вероятно, решенная проблема для этих очень слабых штаммов.«

Но, по его словам, «все, что имеет шанс — даже небольшой шанс — распространения в дикой природе, должно быть чем-то, с чем мы должны быть очень осторожны [с], и иметь механизмы, чтобы ограничить это и / или обратить его вспять».

Авторское право 2016 NPR. Чтобы узнать больше, посетите http://www.npr.org/.

Выписка:

Чтобы смоделировать простейший микроб в мире, вам понадобится 128 компьютеров

Что новаторское компьютерное моделирование говорит нам о будущем биотехнологии.

Mycoplasma genitalium имеет один из самых маленьких геномов среди свободноживущих организмов в мире, насчитывающий всего 525 генов. Это часть размера даже другой бактерии, такой как E. coli , у которой 4288 генов. Миниатюрный геном M. genitalium сделал его первой мишенью для исследователей Стэнфордского университета и Института Крейга Вентера, которые хотели смоделировать организм с помощью программного обеспечения.

Биоинженеры во главе с Маркусом Ковертом из Стэнфорда преуспели в моделировании бактерии и опубликовали свою работу на прошлой неделе в журнале Cell .Что удивительно, так это то, сколько лошадиных сил им потребовалось, чтобы частично смоделировать этот простой организм. Кластеру из 128 компьютеров, работающему от 9 до 10 часов, потребовалось фактически сгенерировать данные о 25 категориях молекул, которые участвуют в процессах жизненного цикла клетки.

Это имеет прямое отношение к одному из главных вопросов о технологиях на ближайшие 50 лет: насколько успешными будут биотехнологии? С одной стороны, мы добились огромных успехов в описании молекулярных процессов, питающих жизнь.Я говорю не только о геномике, но и о целом ряде других молекул и взаимодействий (см .: протеомика, метаболомика, эпигеномика, транскриптомика). Новая работа является свидетельством того, как далеко мы продвинулись. Теперь мы можем моделировать наиболее известные взаимодействия внутри клетки: как код ее ДНК становится белками, как эти белки взаимодействуют и как клетка использует энергию.

С другой стороны, глубина и широта клеточной сложности оказались почти невероятными, и ими трудно управлять даже с учетом закона Мура.Для модели M. genitalium требовалось 28 подсистем для индивидуального моделирования и интеграции, и многие критики этой работы жаловались в Твиттере, что это лишь малая часть того, что в конечном итоге потребуется для того, чтобы симуляция считалась реалистичной.

«Прямо сейчас запуск моделирования одной клетки для деления только за один раз занимает около 10 часов и генерирует половину гигабайта данных», — сказал New York Times ведущий ученый Коверт. «Я нахожу этот факт совершенно захватывающим, потому что я не знаю, чтобы кто-нибудь когда-либо спрашивал, сколько данных на самом деле хранит живое существо.«

Одна клетка. Одно деление. Половина гига данных. А теперь представьте, что миллионы бактерий могут поместиться на булавочной головке, и что многие из них на порядок сложнее, чем M. genitalium . Или задумайтесь. идея о том, что человеческое тело состоит из 10 триллионов (больших, сложных) человеческих клеток, плюс около 90 или 100 триллионов бактериальных клеток. Это около 100 000 000 000 000 клеток в целом. Для этого потребуется много компьютеров, чтобы смоделировать, а? Если это было возможно, то есть

Я не думаю, что этот уровень биологической сложности делает его непроницаемым для человеческой инженерии.Ясно, что это не так. Но кажется, что очень трудно манипулировать живыми системами или оптимизировать их, не вызывая серьезных непредвиденных последствий. Мы можем смоделировать только одну из простейших клеток в мире за годы исследований, но мы с легкостью меняем триллионы триллионов клеток.

Амеба — самый простой живой организм?

Стандартное лабораторное оборудование для микробиологии

В микробиологических лабораториях есть много важного оборудования для выполнения работы.На этом уроке вы узнаете, какие типы оборудования используются и для чего они предназначены.

грамположительные бактерии: определение и примеры

Этот урок позитивно наполнен информацией о грамположительных бактериях! Во-первых, вы узнаете, почему этих парней вообще называют грамположительными.Затем вы узнаете о нескольких примерах некоторых известных грамположительных бактерий.

Аэробный бактериальный метаболизм: определение и процесс

Дыхание — это процесс преобразования питательных веществ в полезную энергию.В бактериальном мире существует несколько различных механизмов. В этом уроке мы рассмотрим роль кислорода в аэробном дыхании бактерий.

Пятно по Граму: теория и методика

В этом уроке мы сосредоточимся на отдельных этапах процедуры окрашивания по Граму.В этом втором из двух уроков, посвященных окрашиванию по Граму, мы рассмотрим теорию и методику того, как каждый шаг вносит свой вклад в процесс в целом.

Теория зародышей болезни: определение и Луи Пастер

В этом уроке мы рассмотрим один из самых влиятельных экспериментов в области микробиологии.Мы узнаем, как Луи Пастер опроверг теорию спонтанного зарождения, которая помогла создать микробную теорию болезни.

Основные маршруты и сайты приема лекарств

Как препараты вводятся в организм и куда? Если они вводятся, куда их следует вводить? В этом уроке мы рассмотрим основные маршруты и сайты, которые мы используем для введения лекарств в медицине.

Структуры увеального тракта

Виноград, синие цвета, коричневые цвета, зеленые цвета и черные цвета — все это странная, но верная часть этого урока для определенной части вашего глаза, называемой увеальным трактом.Что это такое? Взглянем!

Предотвращение болезней: нормальная человеческая флора

Этот урок даст вам общее представление о том, что такое человеческая флора.Вы узнаете о различных местоположениях флоры, таких как кишечник, и о том, что такое мутуалистические, комменсальные и условно-патогенные микробы.

Что такое автоклав? — Определение и использование

Узнайте, что такое автоклав и как он используется.Мы рассмотрим различные способы использования автоклавов. Есть небольшая викторина, которая поможет вам проверить свои знания на этом уроке.

Патогенез: определение и пример

В этом уроке мы узнаем о патогенезе.Мы рассмотрим эти этапы и рассмотрим пример прохождения процесса патогенеза.

Что такое биохимия? — Определение, история и темы

Биохимия позволяет нам понять, как химические процессы, такие как дыхание, производят жизненные функции во всех живых организмах.Узнайте об определении, истории и подтемах биохимии и проверьте свои знания по этому предмету с помощью короткой викторины.

Серология: тесты, методы и цели

В этом уроке вы узнаете о серологии и различных используемых тестах.У вас также будет возможность изучить различные методы, используемые для выполнения этих тестов, и их цели в мире судебной медицины.

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Организм — индивидуальное живое существо. Живое существо узнать легко, но не так-то просто определить его. Очевидно, что животные и растения — это организмы.Организмы — это биотическая или живая часть окружающей среды. Скалы и солнечный свет — это неживая среда.

У организмов обычно есть пять основных потребностей для продолжения своего метаболизма. Им нужен воздух, вода, питательные вещества (еда), энергия и место для жизни. Однако не все живые существа нуждаются во всем этом одновременно. Многие организмы вообще не нуждаются в доступе к воздуху.

Надо немного подумать о вирусах. Нет единого мнения о том, следует ли считать их живыми.Они состоят из белка и нуклеиновой кислоты и эволюционируют, что является действительно важным фактом. Однако они существуют в двух совершенно разных фазах. Одна фаза неактивна, а не активна. Другой находится внутри живой клетки другого организма. Тогда вирус очень активно размножается. Рассмотрим параллель с компьютерной программой. При использовании он активен; когда его нет, он полностью неактивен. Это все равно программа.

Другой пример из биологии — спора, которая представляет собой фазу распространения бактерий, грибов или некоторых растений.Они не действуют, пока не попадут в нужную ситуацию. У них есть все рабочие части, чтобы построить целостный организм, но на данный момент он выключен.

Некоторые организмы состоят из миллионов клеток. Это многоклеточные организмы. Многие можно увидеть без микроскопа.

Большинство организмов настолько малы, что их невозможно увидеть невооруженным глазом. Чтобы их увидеть, вам понадобится микроскоп. Их называют микроорганизмами. Организмы могут состоять всего из одной клетки. Их называют одноклеточных организмов или одноклеточных организмов .Примеры включают бактерии и простейшие, такие как Amoeba и Paramecium .

Проект «Древо жизни» работает над взаимоотношениями между живыми существами. Выявление LUCA (последнего универсального общего предка) — одна из его основных целей. LUCA, по оценкам, жил около 3,8 миллиарда лет назад (когда-то в палеоархейскую эпоху). ^{[1] [2]}

Универсальный общий предок как минимум в 10 ²⁸⁶⁰ раз более вероятен, чем наличие нескольких предков. ^[3]

Модель с одним общим предком, но допускающая некоторый обмен генами между видами была … 10 ³⁴⁸⁹ раз более вероятной, чем лучшая модель нескольких предков … ^[3]

Идея пришла от Чарльза Дарвин О происхождении видов , «Следовательно … вероятно, все органические существа, которые когда-либо жили на этой земле, произошли от какой-то одной изначальной формы …»

1. ↑ Дулиттл, В.Ф. (2000), «Искоренение древа жизни» (PDF), Scientific American , 282 (6): 90–95, DOI: 10.1038 / scientificamerican0200-90, PMID 10710791, заархивировано из оригинала (PDF) 31.01.2011, получено 06.06.2013.
2. ↑ Glansdorff, N .; Сюй, Y; Лабедан, Б. (2008), «Последний универсальный общий предок: возникновение, конституция и генетическое наследие неуловимого предшественника», Biology Direct , 3 : 29, DOI: 10.1186 / 1745-6150-3-29, PMC 2478661, PMID 18613974.
3. ↑ ^{3,0 3,1} Хесман Сэй, Т. (2010). «Вся современная жизнь на Земле произошла от общего предка».Новости открытия.

.