Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα DNA. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων
Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα DNA. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων

Κυριακή 8 Ιουνίου 2014

Το χαμένο ζεύγος χρωμοσωμάτων

Όπως έχουμε δει στο παρελθόν, η σχέση του ανθρώπου με τους άλλους μεγάλους πιθήκους, είναι εξαιρετικά δύσκολο να αμφισβητηθεί και όταν γίνεται, δεν μπορεί να στηριχθεί σε δεδομένα, αλλά σε προσωπικές αντιλήψεις των αμφισβητιών. Οι ομοιότητες, ανατομικές, φυσιολογικές, γονιδιακές είναι εντυπωσιακές. Ίσως όμως πιο εντυπωσιακή είναι η διαφορά που υπάρχει στον αριθμό των χρωμοσωμάτων (ή χρωματοσωμάτων). Υπάρχει όμως όντως διαφορά;

Τα χρωμοσώματα αποτελούν συγκεκριμένες δομές του γενετικού υλικού και βρίσκονται σε κάθε σωματικό κύτταρο ενός οργανισμού, σε ζεύγη. Το ένα είναι πατρικής προέλευσης και το άλλο μητρικής και περιέχουν τα γονίδια, την κωδικοποιημένη πληροφορία δηλαδή, της ύπαρξης. Αποτελούνται από δύο χρωματίδες που ενώνονται μεταξύ με το κεντρομερίδιο, προσδίδοντας στο χρωμόσωμα το χαρακτηριστικό σχήμα, σαν Χ. Στα άκρα των χρωματίδων, συναντάμε τα τελομερή. Μια πολύ πετυχημένη αναλογία για τα τελομερή είναι πως τα τελομερή είναι για την χρωματίδη, ότι το πλαστικό στην άκρη των κορδονιών για τα κορδόνια των παπουτσιών.

Τα τελομερή έχουν ως ρόλο την προστασία των χρωμοσωμάτων από την αποδόμηση και την ένωση με άλλα χρωμοσώματα. Επειδή δεν είναι εύκολη η αντιγραφή τους κατά τον κυτταρικό κύκλο, μετά το πέρας κάθε ενός, τα τελομερή "κονταίνουν" και μεταξύ άλλων, πιθανολογείται πως αυτό είναι το αίτιο της γήρανσης. Ούτε όμως και  προστασία από την συνένωση έχει 100% επιτυχία.

Ας δούμε τώρα τον αριθμό των χρωμοσωμάτων στα διάφορα γένη των πρωτευόντων. Ο άνθρωπος έχει σε κάθε σωματικό κύτταρο 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων - 22 αυτοσωμικά και ένα ζεύγος φυλετικών, τα γνωστά Χ και Υ που καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό το φύλο. Οι χιμπατζήδες και οι γορίλες,  οι πιο στενοί συγγενείς του ανθρώπου, έχουν 24 ζεύγη. Τι απέγινε το χρωμόσωμα που λείπει; Χάθηκε;

Η αλήθεια είναι πως κάτι τέτοιο δεν μπορεί να γίνει. Αυτό που συνέβη στην πραγματικότητα, ήταν η ένωση δύο χρωμοσωμάτων μεταξύ τους. Πιο συγκεκριμένα, το "διπλό" ανθρώπινο χρωμόσωμα, είναι το χρωμόσωμα 2, όπως ορίζεται η αρίθμηση από τον καρυότυπο.Τα τελομερή όπως είδαμε, βρίσκονται στα άκρα των χρωμοσωμάτων. Στο ανθρώπινο χρωμόσωμα 2 τελομερή υπάρχουν τόσο στα άκρα όσο και στο εσωτερικό, γεγονός που αποδεικνύει την ένωση.

Η ένωση χρωμοσωμάτων δεν είναι κάτι εξαιρετικά σπάνιο. Είναι εντυπωσιακό πως τα φέρει ένας αρκετά μεγάλος αριθμός υγειών ενηλίκων χωρίς προβλήματα. Αν ο άνθρωπος και οι άλλοι πίθηκοι είχαν κοινό πρόγονο, θα ήταν λογικό η ένωση των χρωμοσωμάτων να είχε συμβεί στους προγόνους. Οι τεχνικές ανάγνωσης του γονιδιώματος που αναπτύχθηκαν τα τελευταία χρόνια βοήθησαν στον έλεγχο αυτής της υπόθεσης. Βρέθηκε πως στο ανθρώπινο χρωμόσωμα 2, υπάρχουν τα σημάδια που δείχνουν πως συνέβη η ένωση, με την ύπαρξη των τελομερών στο μέσον του χρωμοσώματος. Το 2005 ελέγχθηκε η υπόθεση ξανά όταν μια ομάδα επιστημόνων ολοκλήρωσε την χαρτογράφηση του γονιδιώματος των χιμπατζήδων και ήταν πια εύκολο να γίνει λεπτομερής σύγκριση με το ανθρώπινο γονιδίωμα. Επετεύχθη έτσι η ταύτιση του χρωμοσώματος 2 του ανθρώπου με 2 ξεχωριστά χρωμοσώματα του χιμπατζή.

Στο discovermagazine.com υπάρχει αναλυτικά η διαδικασία δημιουργίας του χρωμοσώματος 2, ενώ στο παρακάτω βίντεο, ο Ken Miller το αναλύσει μέσα σε λίγα λεπτά.




Κυριακή 10 Μαρτίου 2013

Γιατί γερνάμε και γιατί πεθαίνουμε. Η ενδιαφέρουσα επιστημονική εξήγηση

Μπορεί οι επιστήμονες να κατάφεραν να αντιστρέψουν τη διαδικασία γήρανσης σε θηλαστικό (Harvard) και σε βλαστικά κύτταρα (Buck Institute), ωστόσο, ακόμα δεν είμαστε σε θέση να νικήσουμε το αναπόφευκτο, δηλαδή το θάνατο (δυστυχώς ή ευτυχώς το αφήνουμε σε εσάς να αποφασίσετε).

The Science of Aging


Πάντως, προτού θέσετε υπαρξιακά και φιλοσοφικά ερωτήματα στον εαυτό σας και στις παρέες σας, μπορείτε να παρακολουθήσετε το παρακάτω video της ομάδας AsaspSCIENCE, η οποία εξηγεί με πολύ εντυπωσιακό τρόπο για ποιο λόγο γερνάμε και γιατί πεθαίνουμε:

 




Κυριακή 17 Φεβρουαρίου 2013

Ολοκληρώθηκε η χαρτογράφηση του γονιδιώματος των Bonobo!

Ολοκληρώθηκε η χαρτογράφηση του γονιδιώματος των Bonobo (Pan paniscus), ενός από τα δύο είδη χιμπατζήδων (το άλλο είναι ο κοινός χιμπατζής - Pan troglodytes), ένα έργο στο οποίο συμμετείχαν επιστήμονες από όλο τον κόσμο και διοργανώθηκε από το Ινστιτουτο Max Planck για την εξελικτική ανθρωπολογία. Οι χιμπατζήδες γενικά είναι οι πιο κοντινοί συγγενείς του ανθρώπου ( σε βαθμό που μπορεί να τεθεί το θέμα αν ανήκουμε στο ίδιο ή σε άλλο γένος ). Οι Bonobo συγκεκριμένα είναι γνωστοί για την ειρηνική, παιχνιδιάρικη και σεξουαλική τους συμπεριφορά που έρχεται σε αντίθεση με την πιο επιθετική συμπεριφορά των κοινών χιμπατζήδων.

Η μελέτη του γονιδιώματος θα βοηθήσει στην κατανόηση της συμπεριφοράς τους, καθώς και θα αναδείξει με ακρίβεια την εξελικτική σχέση μεταξύ των μεγάλων πιθήκων. Η μελέτη έγινε σε έναν θηλυκό Bonobo του ζωολογικού κήπου της Λειψίας. Η σύγκριση των γονιδιωμάτων δείχνει πως τα δύο είδη χιμπατζήδων είναι όμοια μεταξύ τους κατά 99.6% και όμοια με το γονιδίωμα του ανθρώπου κατά 98.7% περίπου, με τους Bonobo να είναι πιο κοντά με τον άνθρωπο σε σχέση με τον κοινό χιμπατζή.

Για περισσότερες πληροφορίες : Bonobo genome completed (Max Planck Institut)


Πέμπτη 24 Ιανουαρίου 2013

Ερευνητές αποθήκευσαν όλα τα σονέτα του Shakespeare και αρχεία MP3 σε ακολουθία DNA! Υπόσχονται 2.2PB σε 1 γραμμάριο DNA!

Το περασμένο καλοκαίρι μάθαμε για τα επιτεύγματα ερευνητών των Stanford University και Harvard, με τους πρώτους να μετατρέπουν το DNA ζωντανών οργανισμών σε μονάδες αποθήκευσης ψηφιακών δεδομένων και τους δεύτερους να αποθηκεύουν βιβλίο 53.000 λέξεων, εικόνες και πρόγραμμα JavaScript σε ακολουθίες DNA.


Τέτοια κατορθώματα δε θα μπορούσαν να περάσουν απαρατήρητα από άλλα ερευνητικά ιδρύματα και τώρα έρχεται η σειρά του EMBL-European Bioinformatics Institute να ανακοινώσει στο επιστημονικό περιοδικό Nature ότι κατάφεραν να αποθηκεύσουν-κωδικοποιήσουν όλα τα σονέτα του Shakespeare (αρχείο .txt), απόσπασμα της ομιλίας “I Have A Dream” του Martin Luther King (αρχείο .MP3), φωτογραφία του EMBL-EBI (αρχείο .jpeg), τη δημοσίευση των Watson-Crick (αρχείο .PDF) και ένα αρχείο που περιγράφει την κωδικοποίηση, σε βάσεις DNA.


Για να επιτευχθεί η κωδικοποίηση έπρεπε να μεταφραστούν τα ψηφιακά δεδομένα από το δυαδικό (binary) σύστημα σε ένα τριαδικό σύστημα, το οποίο εμπνεύστηκαν οι ερευνητές με γνώμονα τον αριθμό των αζωτούχων βάσεων (A, T, G, C) που απαιτούνται για το σχηματισμό ενός DNA κωδικόνιου (π.χ. ATG, TAG).


Μάλιστα, αποφάσισαν να θεωρήσουν τη μία από τις 4 αζωτούχες βάσεις αμελητέα έτσι ώστε να αποφευχθούν τα συχνά λάθη μετάφρασης που προκύπτουν όταν μία από τις βάσεις επαναλαμβάνεται συνεχώς σε μια ακολουθία DNA.

Δηλαδή, σε μια ακολουθία αυτής της μορφής “ATGGACTTACCACCCCCCCCCTAG” αν θεωρήσουμε αμελητέα τη βάση γουανίνη (G), τότε θα μπορούσαμε να γράψουμε το κομμάτι όπου επαναλαμβάνεται η κυτοσίνη (C) ως εξής “CCGCGCGCC”, χωρίς να αλλάζει το νόημα που κρύβει.
Στη συνέχεια, η ακολουθία χωρίζεται σε τριάδες όπως αναφέραμε προηγουμένως, με τη καθεμια από αυτές να έχει συγκεκριμένη “ταυτότητα” και θέση στο τελικό “αρχείο DNA”.

Με αυτόν τον τρόπο, οι ερευνητές ισχυρίζονται ότι μπορούν να αποθηκεύσουν 2.2PB (1PB = 1000TB = 1.000.000GB) σε 1 γραμμάριο DNA! Για να εντυπωσιαστείτε ακόμα περισσότερο, να σημειώσουμε ότι ένας τέτοιος “βιολογικός σκληρός δίσκος” μπορεί να διατηρήσει την πληροφορία για 5-10 χιλιάδες χρόνια αν καταψυχθεί, ωστόσο, οι ερευνητές φιλοδοξούν ότι μέσα στα επόμενα χρόνια θα καταφέρουν να κατασκευάσουν πιο “οικονομικά μοντέλα” με διάρκεια ζωής περίπου 50 χρόνια.

techgear.gr