Карин Мёллинг - Вирусы: Скорее друзья, чем враги

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

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

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

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

Профаг (ДНК-) – промежуточная ДНК в жизненном цикле ДНК-фагов, которые интегрируются в ДНК бактерии-хозяина.

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

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

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

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

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

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

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

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

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