Транскрипционные факторы — белки, отвечающие за перенос генетической информации, — у человека и других представителей животного мира имеют значительные отличия. К такому выводу пришли канадские учёные. В ходе исследования они обнаружили уникальные гены, которые могут отвечать за особенности человеческой физиологии и анатомии, прежде всего иммунной системы и мозга. По их мнению, это открытие приблизит специалистов к разгадке тайны появления нашего вида.
Исследователи из Donnelly Centre Университета Торонто (Канада) утверждают, что гены людей и других живых существ имеют больше различий, чем считалось ранее. Десятки генов уникальны только для человека, и они могут помочь объяснить появление нашего вида. Об этом сообщается в статье, вышедшей в журнале Nature Genetics.
Ранее считалось, что белки — транскрипционные факторы, отвечающие за перенос генетической информации, — выглядят у различных организмов одинаково. Однако исследование канадских учёных показало, что между ними могут быть различия в определённых последовательностях органических соединений — в специфических фрагментах кода ДНК, которые называются мотивами.
Генетика. 10 Интересных Фактов.
«Даже между близкородственными видами имеется значительная часть транскрипционных факторов, которые могут привести к образованию новых последовательностей. Это означает, что они, регулируя различные гены, могут выполнять новые, ещё не изученные функции, что может иметь большое значение с точки зрения межвидовых различий», — говорит один из авторов работы Сэм Ламберт.
По его мнению, даже у людей и шимпанзе, чьи геномы идентичны на 99%, есть десятки белков, которые распознают различные для каждого вида фрагменты кода ДНК. Всё это влияет на процесс передачи наследственной информации для сотен разных генов.
«Мы полагаем, что данными различиями, наблюдаемыми на молекулярном уровне, могут быть обусловлены некоторые различия между шимпанзе и людьми», — поясняет Ламберт.
Напомним, что кодом ДНК, или генетическим кодом, называют совокупность правил, согласно которым в живых клетках последовательность нуклеотидов (ген и мРНК) переводится в последовательность аминокислот (белок). Генетический код всех живых организмов Земли един (имеются лишь незначительные вариации).
Открытый вопрос
Учёные разработали компьютерную программу, способную сравнивать транскрипционные факторы у различных видов по составу аминокислот и таким образом различать похожие белки.
Полученные результаты противоречат данным более ранних работ, в которых утверждалось, что почти все транскрипционные факторы человека и, например, мух из рода дрозофил связывают одни и те же фрагменты кода ДНК.
Также по теме
Дальний родственник из миоцена: учёные обнаружили ранее неизвестный вид древних обезьян
Американские учёные выявили новый вид обезьян, обитавший на Земле 22 млн лет назад. Открытие было сделано благодаря обнаруженным в.
Константин Северинов. Генетические тесты — фейк? Или лучший способ узнать о себе правду?
«До сих пор сохранилось представление о том, что транскрипционные факторы людей и плодовых мух связывают почти идентичные структурные элементы (мотивы). И хотя известно множество примеров, где эти белки обладают функциональной консервативностью, данная гипотеза ещё далека от признания», — говорит руководитель лаборатории, в которой было проведено исследование, профессор кафедры молекулярной генетики Университета Торонто Тимоти Хьюз.
Для канадских учёных остаётся открытым вопрос, за какие функции отвечают уникальные для человека гены. В изучаемых ими белках могут быть сокрыты особенности физиологии и анатомии человека — нашей иммунной системы и мозга, которые являются наиболее сложными среди животных. Также исследователи не исключают, что эти гены могут отвечать за анатомические различия между полами.
«В области генетики человека молекулярная основа полового диморфизма почти никем не исследуется. Но ведь речь идёт о различиях, которые видны людям друг в друге и привлекают их внимание. У меня есть соблазн посвятить работе над данной темой оставшуюся половину своей карьеры, если только я смогу разобраться, как мне этого добиться», — говорит профессор Хьюз.
«Кирпичик в здании науки»
Однако российские коллеги канадских учёных не столь оптимистичны в оценках проведенного исследования.
«Работа канадцев важна для понимания определённых регуляционных процессов, для более глубокого понимания живых систем и их эволюции. Но говорить о том, что они приблизились к пониманию природы человека, пока рано. Это лишь кирпичик в здании науки», — сообщил в беседе с RT академик РАН ректор РНИМУ им. Н.И. Пирогова Сергей Лукьянов.
Ясно, что в ходе эволюции некоторые гены претерпели изменения и не могут оставаться идентичными тем, которые были сотни миллионов лет назад, утверждает академик.
«Очевидно, что кошка с собакой разные. Но, например, иммунная система людей практически ничем не отличается от той, что есть у других животных. А вот мозг — совсем другое дело, большие полушария у нас более развиты. В результате эволюции у всех видов появились какие-то особенности. Но, с точки зрения генетики, человек — абсолютно обычный организм», — заключил Лукьянов.
Источник: russian.rt.com
ГДЗ по биологии 10 класс Беляев | Страница 174
Генетически обусловленными формами поведения я считаю инстинкты и безусловные рефлексы, которые могут наследоваться и быть врожденными. Они не приобретаются с опытом и их нельзя натренировать, так как осуществляются они строго по генетической программе. Например, забота о потомстве у кошки или собаки, сосательный и глотательный рефлекс у человека, витье гнезда у птиц и т.д.
№ 2. Какими экспериментами можно доказать генетическую обусловленность поведенческих реакций?
Генетическую обусловленность поведенческих реакций можно доказать при помощи естественного отбора, чтобы попытаться вывести линии организмов, контрастные по изучаемому признаку. Также можно понаблюдать за поведением родителей в строго установленных условиях обитания, за их реакцией на тот или иной фактор, а потом за поведением их потомства. Если поведенческие реакции будут аналогичны, значит, они обусловлены генетикой.
Еще можно воспользоваться анализом близнецов (сравнение поведения однояйцевых и разнояйцевых при разных условиях окружающей среды), генетическими манипуляциями (связь генов и поведения).
Стр. 174
Работа с текстом
№ 3. Прочитайте следующий текст.
Инфекционное заболевание пчел, так называемая личиночная гниль, может очень быстро привести к гибели всего улья. Ученые обнаружили, что устойчивость к этому заболеванию обусловлена особенностями поведения насекомых. Пчелы из семей, устойчивых к заболеванию, находят ячейки с больными личинками, распечатывают их и выбрасывают погибших личинок из улья.
Оказалось, что эти особенности поведения пчел определяются всего двумя генами и наследуются по схеме обычного дигибридного скрещивания. Способность обнаруживать и распечатывать ячейки с погибшими личинками определяется рецессивным геном а, а выбрасывать мертвых личинок – рецессивным геном b. Таким образом, пчелы с генотипом ааВ – только распечатывают дефектные ячейки, но не выбрасывают личинок. Пчелы с генотипом А – bb не могут найти такие ячейки, но если экспериментатор сам их найдет и распечатает, то пчелы тут же выбросят мертвых личинок. Только пчелы с генотипом aabb способны выполнить оба действия, и такие пчелиные семьи устойчивы к заболеванию.
По результатам чтения заполните таблицу (сначала целиком первый столбец, потом второй и т. д.):
| Инфекционное заболевание – личиночная гниль |
| Пчелы распечатывают ячейки |
| Выбрасывают погибших личинок из улья |
| Наследование по схеме дигибридного скрещивания |
№ 4. Прочитайте заключение к главе 7. Выделите главную мысль и выразите ее в одном предложении.
Генотип – это целостная система, но даже различные аллельные гены способны влиять на развитие одного признака, тем самым подавляя или немного изменяя его проявление.
№ 5. Напишите собственное заключение к данной главе.
Важнейшие закономерности наследственности были выявлены чешским исследователем Грегором Менделем. Именно он установил, что признаки организмов определяются в большей степени отдельными наследственными факторами. Однако, позже ученые доказали, что взаимодействие генов не может ограничиваться только аллельными взаимоотношениями.
На генотип организма могут влиять также неаллельные гены, подавляя или изменяя проявление какого-то признака. Более того, эти влияния могут быть настолько сильными, что реально наблюдаемые расщепления могут отклоняться от теорий Г. Менделя. Несмотря на это, законы этого исследователя остаются базовыми и необходимы для сельскохозяйственной промышленности.
Источник: www.euroki.org
Психогенетика человека и генетика поведения животных
В этом разделе пойдет речь о том, как исследуется роль генотипа в формировании высших психических функций человека. Этот краткий очерк необходим, по нашему мнению, для того, чтобы можно было увидеть — изменчивость даже интеллекта человека имеет генетический компонент. Между интеллектом человека и мыслительными способностями животных существуют большие различия, но существуют и черты сходства. И при анализе генетических основ интеллекта человека также можно найти не только черты различия, но и черты сходства с закономерностями наследования поведения животных.
Трудности, успехи и достижения генетики поведения животных, особенно в части исследования способности к обучению и других сложных проявлений их психики, разделяла в течение всего XX в. и генетика поведения человека — направление, которое, по мнению авторитетных специалистов, правильнее называть психогенетикой.
Индивидуальные особенности в проявлении любых признаков, в частности признаков, связанных с функцией ЦНС, складываются из двух главных компонентов: особенностей генотипа индивида и тех влияний, которые оказывают на него внешние условия на всех этапах онтогенеза.
О возможности передачи особенностей поведения от родителей к потомкам человеку было известно давно, причем не только из наблюдений за сельскохозяйственными и домашними животными, но и на основании «собственного опыта». Люди видели, что семейное сходство между родителями, детьми, внуками, братьями и другими родственниками обнаруживается не только во внешности и физических данных, но и в характере, темпераменте, привычках и пристрастиях, особенностях мимики и движений, в склонности к некоторым психическим заболеваниям.
Каково же соотношение влияний среды и наследственности в формировании личности человека? Что понимать под «влиянием сре- довых условий», когда речь идет о таких сложных психологических признаках, как, например, темперамент? Как можно изучать эти сложные феномены?
На эти и на ряд других вопросов отвечает возникшее в начале XX в. и активно развивающееся в последние десятилетия направление, получившее в русской литературе название «психогенетика». Это научное направление, которое, как и генетика поведения, развивается на базе психологии, психофизиологии, генетики и биологии развития [1] .
В наши задачи не входит изложение основ психогенетики, мы ограничимся лишь упоминанием ее нескольких положений, которые важны в связи с проблемой генетических основ когнитивной деятельности животных.
Использование методов анализа родословных, близнецового метода и др. генетических методов позволяет определять вклад генетического и средового компонентов в изменчивость признаков, связанных с характеристикой интеллекта человека. Практически не существует достаточно общепризнанного определения понятия «интеллект».
К характеристикам интеллекта некоторые исследователи относят лишь такие «компоненты высшего уровня», как способность к решению принципиально новых задач (т.е. тех, для которых нет готового решения), способность к формированию понятий и оперированию ими (см. 1.4). Другие толкуют это понятие расширительно и относят к показателям интеллекта восприятие, внимание, скорость реакции и др. Как и в генетике поведения, для психогенетики важное значение имеет выбор признака для анализа. Поскольку интеллект, по мнению большинства исследователей, предполагает наличие некоторой совокупности когнитивных способностей, для его измерения требуется использование комплексных оценок.
Основной методический подход при исследовании роли генотипа и среды в формировании когнитивных функций человека традиционно состоит в предъявлении испытуемым (с разной степенью родства) наборов тестов (или «вопросников»). Однако любая тестовая оценка отражает только результат некоторого процесса решения данной задачи, а пути ее решения (и психологические механизмы) могут быть совсем разными. Поиск тестов, которые возможно более точно описывали бы интеллектуальные показатели человека,— это одна из сложных проблем психологической диагностики и, как следствие, психогенетики.
Комплексные оценки когнитивных функций человека дают некий набор показателей, интерпретация которых в большой степени зависит от теоретической платформы исследователей. Часть ученых постулирует существование так называемого «общего интеллекта» (обшей латентной переменной, или фактора, который определяет показатели большинства тестов). Другие полагают, что интеллект есть сумма так называемых первичных умственных способностей — пространственной, перцептивной, вербатьной, мнемической, способности к беглой речи и логическому рассуждению. Принято считать, что последние, в свою очередь, находятся в корреляции с «общим интеллектом».
Генетические влияния отвечают примерно за 50% изменчивости признаков, характеризующих когнитивные способности (от 40 до 80% различий между людьми по когнитивным способностям объясняется различиями, связанными с генетической изменчивостью).
Приведем только один пример из этой области (табл. 9.1), который показывает, что величины коэффициентов корреляции между показателями ряда психологических тестов на «интеллект» у людей с разной степенью родства сильно различаются. Горизонтальные линии в столбце «Коэффициенты корреляции» располагаются под величинами этих индексов, полученных в разных исследованиях.
Таким образом, длина такой линии характеризует разброс данных, полученных в разных работах для определенной категории родственников. Как мы видим, степень сходства в показателях этих тестов наиболее высока у монозиготных близнецов даже в случаях, когда они росли врозь. Она значительно выше, чем у всех других групп родственников. Из этой сводки также видно, что общность (или различия) средовых условий (выросшие врозь — выросшие вместе) также влияет на эти показатели не только у близнецов, но и у сибсов.
- 9.1. Корреляции когнитивных характеристик испытуемых с разной степенью родства и сходства условий среды
- (из Равич-Щербо и др., 1999; по Р1отт, БеГпе5, 1980).
Коэффициенты р ре л я ц и и
0.00 0,10 0,20 0.30 0.40 0.50 0.60 0,70 0,80 0.90
Одна из задач психогенетики (как и в генетике поведения) — анализ средовой «составляющей» общей изменчивости признаков, по которым судят о степени развития интеллекта человека. Показано, например, что общесемейная среда, т.е. параметры среды, одинаковые для членов каждой семьи, но варьирующие между семьями, объясняет 10— 40% межиндивидуальной изменчивости по признаку «общий интеллект».
Истинные психогенетические исследования показывают, в какой степени и с помощью каких психофизиологических механизмов генетически детерминированные особенности личности и/или интеллектуальные способности человека (например, особенности темперамента, степень развития специальных способностей, вербальный интеллект и др.) могут быть ответственными за стиль поведения и деятельности.
В то же время сложные аспекты личности, определяющие, например. этичность или неэтичность поступков, асоциальность поведения и т.п., нельзя напрямую связывать с генотипическими особенностями данного индивида и даже с генетически детерминированными особенностями влияния на него определенных средовых факторов. Эти аспекты личности связаны с существованием человека в социуме и с действием на него негенетических социальных факторов.
Генетические, а тем более расовые или этнические особенности психики и поведения разных групп людей должны трактоваться с особенно большой осторожностью.
Генетическая психофизиология как раздел психогенетики занимается проблемами генетической обусловленности особенностей реакций нервной системы человека на внешние (или внутренние) стимулы. Речь идет об исследовании большого числа показателей работы вегетативной нервной системы, ЭКГ, ЭЭГ, кожно-гальванической реакции и др.
Многие характеристики суммарной ЭЭГ, а также вызванных потенциалов в ответ на разные внешние раздражения показывают значительную долю генетической изменчивости. Показано, например, что амплитуда потенциала лобно-теменных отделов мозга, вызванного выполнением простого действия — нажатия пальцем на кнопку, имеет разную «структуру» изменчивости в зависимости от того, происходит это нажатие само по себе или как отражение прогностической деятельности. Иными словами, «вклад» генетической компоненты в изменчивость амплитуды этого потенциала оказывается существенно выше в случае «осознаваемости» этого действия.
Приведенный материал демонстрирует, с одной стороны, методологическое сходство проблем, которые стоят перед психогенетикой человека и генетикой поведения животных, а с другой — показывает, что генетические основы интеллекта (когнитивных способностей) — будь это человек или экспериментальное животное — базируются на широкой биологической основе, изучение которой может дать человеку более глубокие знания о своей природе.
Современная генетика поведения и нейрогенетика, вооруженные молекулярно-биологическими методами, позволяют реально выявлять участие определенных генетических элементов в ассоциативном обучении и когнитивных процессах.
В настоящее время существуют данные о молекулярно-генетических механизмах только относительно простых проявлений психики животных — ассоциативном и пространственном обучении. Однако есть экспериментальные свидетельства того, что и более сложные явления психики животных, например способность к экстраполяции, также находятся под контролем генотипа. Более детальное исследование этой проблемы — дело будущего.
- 1. Какими методами исследуют роль генотипа в формировании поведения?
- 2. Существуют ли мутации, влияющие на строение и/или биохимию мозга?
- 3. С какими различиями в строении мозга могут быть связаны различия в ассоциативном обучении и обучении пространственным навыкам?
- [1] В 1999 г. увидел свет учебник «Психогенетика» (Равич-Щербо и др., 1999),который представляет собой не только ценнейшее учебное пособие, но и современную сводку по генетическим исследованиям психики человека. В книге даныосновные сведения по общей генетике, методам психогенетики, подходам к оценкеотносительной роли генотипа и среды в изменчивости психологических признаков, по генетической психофизиологии и возрастным аспектам психогенетики.
Источник: ozlib.com