Днк под микроскопом: Как выглядит ДНК человека: фото под микроскопом

Содержание

Как выглядит ДНК человека: фото под микроскопом

Как выглядит ДНК человека: фото под микроскопом

string(4) «BLOG»
#Генетика

30 Мая 2019

Время чтения: 3 Минуты


Как выглядит ДНК? Общеизвестное представление дезоксирибонуклеиновой кислоты, как двух нитей закрученных в спираль, известно с 1953 года. НО, были открыты и другие формы этой молекулы:

  1. А-форма — считается, что это исключительно лабораторная форма, поскольку она образуется только при недостатке влаги. В отличии от классической В-формы, хромосома немного изогнута.

  2. Б-форма – классическое изображение хромосомы и двойной спирали ДНК внутри неё.

  3. Z-форма – самая необычная из всех форма. Если все прочие формы имеют спираль ДНК закрученную вправо, то в этой форме она закручена влево. И сама спираль больше зигзагообразная, чем спиральная.


Фото ДНК и ее структуры


Как выглядит молекула ДНК? Открытие молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты было совершено швейцарским биологом Фридрихом Мишером в 1869 году. На тот момент об этой молекуле не было известно ничего: ни ее строение, ни биологические функции.


То, что дезоксирибонуклеиновая кислота является носителем информации о развитии и работе всего организма стало известно только в 1944. В 1953 году ученые использовали рентгеновские лучи для облучения молекулы и по данным, составленным по отраженным молекулой лучам, составили первую схему ее строения.


ДНК под микроскопом


Под обычным микроскопом ДНК не рассмотреть: они подходят для изучения клеток, вирусов, состава крови и т.д. А электронным микроскопам нашего времени не хватает чувствительности, что бы показать детали строения нитей дезоксирибонуклеиновой кислоты. Так же современные цифровые микроскопы просвечивают образец потоком электронов, и этот поток слишком силен, он может повредить цепочки молекулы наследственности или вовсе их разорвать. Но это ограничение будет преодолено уже в ближайшее время, что позволит более детально изучить строение молекулы наследственности и ее взаимодействие с РНК.


Как впервые сфотографировали ДНК


Первую фотографию ДНК человека смогли сделать лишь в 2012 году. Современные сверхмощные цифровые микроскопы позволяют сделать снимок столь небольшого объекта, но имеют и заметные недостатки – из-за сильного облучения электронами нити дезоксирибонуклеиновой кислоты разрушаются, и получить более детальную картинку пока не представляется возможным. Но в общих деталях на снимках уже хорошо видно, как выглядит цепь ДНК.


Фотография дезоксирибонуклеиновой кислоты и нанотехнологии


Первые попытки сделать фото ДНК не оказались напрасными, и дали толчок развитию новой методике изучения структуры цепочки наследственности. На основе первой «положки» для фотографирования ДНК был изобретен наносенсор. А ученные из Иллинойса изобрели наноконденсатор, через который можно пропускать молекулу ДНК и определять ее структуру.


Факты из истории


 В истории изучения дезоксирибонуклеиновой кислоты если несколько интересных фактов, некоторые из которых могут в бедующем раскрыть весь генетический потенциал человека, и в корне изменить нашу жизнь:

  •  В генах человека заложена способность к самоизлечению и самоомоложению. Что будет, когда наука откроет эти механизмы?

  •  Пока наука имеет представление о том, как работает 3% всей структуры молекулы наследственности и в них уже входит почти все о здоровье, питании и наследственных болезнях.

  •  С изучением дезоксирибонуклеиновой кислоты ученые пришли к выводу, что потенциально человек может жить до тысячи лет.

  •  В штате Мэриленд, США, булл проведен интересный ряд анализов. Один из тестов на биологическое родство показал, что у некой американки все её три дочери ей не родные. Женщина была беременна четвертым ребенком, но, когда он родился, тест показал, что и этот ребенок женщине не родной! Как такое может быть? Может слухи о телегонии и мифичны, но этот случай показал, что женщину могут одновременно оплодотворить двое мужчин, что и привело к таким странным результатам тестов.

Поделиться:

ДНК-тест может решить 10 главных задач здоровья.
Интересно? Проконсультируем бесплатно!





Я ознакомлен с Политикой в отношении обработки персональных данных клиентов MyGenetics, даю согласие на сбор, обработку и хранение моих персональных данных согласно форме.

Смотрите также


07/11/2020

ГМО: наши друзья или зло?

В наши дни три страшные буквы «ГМО» стали синонимом чего-то ужасного, а надпись «Без ГМО» считается гарантом качества. Но так ли это в действительности?


14/11/2018

Генетика поможет предсказать предрасположенность к алкоголизму

Причины алкоголизма многогранны. Часто он носит семейный характер, так же как и психические заболевания: маниакально-депрессивный психоз, депрессия, шизофрения. Но большую роль в этом может играть и генетика.


27/02/2020

«Лишний вес – признак того, что в организме есть поломка»

Ведущий врач-диетолог Нур-Султана Сания Ислямова уже 2 года сотрудничает с MyGenetics. Мы поговорили с ней, чтобы узнать, как генетические тесты помогают ей делать жизнь людей лучше каждый день.


03/07/2021

ПЦР диагностика: что это такое

Что такое «ПЦР», насколько эта методика эффективна и стоит ли доверять её результатам? Где, и в каких случая она применяется? Поговорим о тестах, ставших повседневными, и о тестах не столь известных. А так же, что показывает ПЦР, далее в этой статье.



Предыдущая

Следующая







какие инструменты помогают трансформировать жизнь — T&P

Все мы не раз видели эту картину: тонкая игла под микроскопом входит в полупрозрачную живую клетку, чтобы перенести туда ДНК. Но какие приборы нужны для того, чтобы сделать это? «Теории и практики» составили список самых интересных устройств, с помощью которых генетики проводят искусственное оплодотворение, создают генномодифицированные растения и определяют родство.

Электронный микроскоп: возможность видеть молекулы

Электронный микроскоп отличается от привычного нам оптического почти так же сильно, как компьютер отличается от печатной машинки. В этом приборе не используется свет: иначе говоря, мы никогда не сможем увидеть ДНК под ним в полном смысле этого слова. Размеры и форму объектов можно определить благодаря потоку электронов, которыми «обстреливают» молекулярные структуры. Частицы ударяются о свою мишень, отскакивают в разные стороны, и по траектории их полета ученые могут составить изображение того, что находится под электронным микроскопом.

Мы пока неспособны сфотографировать отдельную молекулу ДНК — знаменитую двойную спираль с двумя палочками сахаро-фосфатных стержней и миниатюрными перемычками — нуклеотидами. Для наблюдения за таким хрупким объектом наши электронные микроскопы слишком грубы, и потоки частиц неизменно успевают разбить структуру раньше, чем будет составлено ее изображение. Однако в начале 2012 года группе ученых из Генуи удалось запечатлеть «веревочку» ДНК, составленную из шести молекул, обернутых вокруг еще одной, седьмой. Для этого им пришлось создать абсолютно новую подложку с микроскопическими опорами, на которых ДНК была натянута, как телеграфный провод на столбах.

Микропипетка: перенос ДНК

Современные микропипетки — это высокоточные инструменты, способные дозировать крошечные объемы жидкости: от 1 до 1000 микролитров. Их можно найти в любой лаборатории или исследовательском центре, где проводится ПЦР-диагностика или другие генетические исследования.

Внешне микропипетки одновременно напоминают шприцы и шариковые ручки. В отличие от обыкновенной пипетки с мягким резиновым колпачком, микропипетка обладает крошечным тонким поршнем. Специалист просто нажимает на него большим пальцем, как на кнопку, поршень входит в узкий стеклянный капилляр, вытесняя из него воздух или жидкость. У микропипеток часто есть цветовая маркировка, чтобы можно было различить устройства разного объема. Также встречаются микропипетки с несколькими капиллярами — так называемыми «многоканальными модулями». Такие устройства позволяют забирать одинаковый объем жидкости сразу из нескольких пробирок или контейнеров.

Микроманипулятор: искусственное оплодотворение

Микроманипулятор — это прибор, позволяющий осуществлять тонкие и точные движения микроинструментов. С его помощью можно удалить или перенести клеточное ядро, сделать инъекцию в цитоплазму и др. Без приборов, руками эти действия выполнить невозможно: слишком мало давление, которое можно приложить к крошечному клочку материи. Вот почему все нужно делать с помощью джойстика и механизма, снижающего силу движения человеческих пальцев.

Микроманипулятор состоит из системы штативов с винтами, которые зажимают микроинструменты и обеспечивают их движение во всех направлениях. Также для работы необходима влажная масляная камера. Слой масла нужен, чтобы удержать клетку на месте и предохранить ее от высыхания.

Именно с помощью микроманипулятора специалисты проводят искусственное оплодотворение. Также прибор незаменим в генетических исследованиях: все инъекции растворов, в том числе, внесение в одиночную клетку новой ДНК in vitro, осуществляются с использованием микроманипулятора.

Биолистическая пушка: трансформация растений

Биолистическая пушка — один из самых распространенных инструментов генной инженерии растений (особенно однодольных: пшеницы, ячменя, кукурузы и др. ). Она стреляет частицами вольфрама, на которые перед работой напыляют ДНК. Специалисты наносят эти «генетические пули» на целлофановую подложку и помещают в пушку. Под «стволом», на расстоянии 10-15 см, устанавливают чашку с растительной тканью, или каллусом — клетками, которые позже можно будет культивировать. После этого происходит выстрел. Вакуумный насос резко уменьшает давление в «стволе», и пушка на огромной скорости выбрасывает вольфрамовые частички. Они разрывают стенки клеток, без труда входят в цитоплазму и ядра клеток и доставляют туда ДНК. Из-за силы бомбардировки ткань по центру чашки, как правило, погибает. Однако по периметру клетки остаются живы и хорошо протрансформированы. Их и культивируют в дальнейшем, чтобы получить трансгенный сорт растения.

Электропоратор: трансформация животных

Электропоратор — еще один прибор для трансформации клеток живых существ: от бактерий и дрожжей до млекопитающих, а также растений. Перед работой раствор с живыми клетками и дополнительными молекулами ДНК помещают в пластиковые кюветы с алюминиевыми электродами. Затем электропоратор с помощью электрического поля создает в мембранах клеток крошечные поры, сквозь которые генетические конструкции проникают в цитоплазму. После завершения процесса поры закрываются, и клетки остаются целы и невредимы.

Сегодня электропорация считается самым простым и эффективным методом введения молекул ДНК в клетки. До недавнего времени он, впрочем, использовался не так часто из-за отсутствия серийного производства электропораторов.

Амплификатор: ПЦР

Амплификатор можно найти практически в любом медицинском центре, где проводятся генетические исследования. Он и позволяет проводить полимеразную цепную реакцию (ПЦР), после которой специалисты уже с помощью другого прибора находят, идентифицируют и подсчитывают различные фрагменты ДНК. Амплификаторы применяются при проведении клинических анализов и судмедэкспертизы, в ходе научных исследований, а также для экологического и санитарного контроля.

Метод ПЦР (полимеразной цепной реакции) основан на поиске и многократном копировании определенных участков ДНК, которые соответствуют заданным критериям. Для этого используется особый фермент — полимераза. Весь процесс протекает in vitro.

В ходе ПЦР специалисты нагревают и охлаждают пробирки с образцами, полимеразой и праймерами — короткими фрагментами нуклеиновой кислоты, комплементарными ДНК- или РНК-мишени. Мишенями всегда являются одиночные нити ДНК, к которым в определенном месте должен присоединиться праймер.

Процесс начинается с того, что температуру в пробирках повышают до 94-98°С. В этот момент водородные связи в двойных спиралях распадаются, и все одиночные цепочки оказываются сами по себе. Затем пробирки начинают охлаждать, чтобы праймеры с помощью новых водородных связей могли связаться со своими мишенями и образовать молекулы. Ну, а после этого, на финальной стадии, в дело вступает фермент, который на основе получившихся структур синтезирует множество дочерних ДНК — точных копий родительской молекулы. Они и нужны специалистам, чтобы провести анализ.

Анализатор нуклеиновых кислот: диагностика и судмедэкспертиза

Анализатор нуклеиновых кислот, или АНК, — второй необходимый для ПЦР-диагностики прибор. Когда реакция завершается, в это устройство переносят «переживший» полимеразную цепную реакцию образец. Ученые с помощью АНК подсчитывают, сколько искомых молекул возникло в пробирке, а также оценивают их качества.

Сегодня существуют анализаторы нуклеиновых кислот, которые работают в режиме реального времени. При наличии такого прибора амплификатор специалистам не нужен: весь процесс, от стадии нагревания пробирок до подсчета молекул прибор выполняет сам.

Секвенатор: исследования генома

Секвенирование — это процесс определения последовательности нуклеотидов в молекулах ДНК. Именно оно позволяет нам читать геномы и исследовать их. Правда, сегодня не существует ни одного метода, который работал бы для всей молекулы целиком. Чтобы определить, как расположены нуклеотиды в ниточке ДНК, специалистам всегда приходится сначала разделить ее на множество небольших участков. Затем ученые проводят ПЦР: нагревают и охлаждают эти «генетические кусочки» в пробирках с праймерами и ферментом. В результате появляется множество копий искомого участка ДНК. Секвенатор может прочитать каждую из них.

Узнать больше

Микроскопы для ДНК | Nikon

Отобразить:

Nikon ECLIPSE Ni

Прямой микроскоп

Быстрый просмотр