Связанные понятия
Предсказа́ние фу́нкции белка ́ — определение биологической роли белка и значения в контексте клетки. Предсказание функций проводится для плохо изученных белков или для гипотетических белков, предсказанных на основе данных геномных последовательностей. Источником информации для предсказания могут служить гомология нуклеотидных последовательностей, профили экспрессии генов, доменная структура белков, интеллектуальный анализ текстов публикаций, филогенетические и фенотипические профили, белок-белковые...
Белковая инженерия (англ. Protein engineering) — раздел биотехнологии, который занимается разработкой полезных или ценных белков. Это относительно новая дисциплина, которая направлена на исследование фолдинга белков и принципов модификации и создания белков.
Глобула — состояние (набор конформаций) полимерной цепи, в котором флуктуации концентрации звеньев малы: их радиус корреляции значительно меньше размера макромолекулы. Концентрация звеньев в глобулярном состоянии значительно выше, чем в полимерном клубке, причём эта концентрация постоянна во всём объёме глобулы, кроме тонкого слоя на поверхности (например, межфазной границы полимер/растворитель), называемого опушкой глобулы.
Предсказа́ние структу́ры белка ́ (англ. protein structure prediction) — направление молекулярного моделирования, предсказание по аминокислотной последовательности трёхмерной структуры белка (вторичной, третичной или четвертичной). Существенно отличается от проблемы дизайна белка (англ. protein design). Предсказание структуры белка — одна из самых важных целей биоинформатики и теоретической химии. Оно применяется в медицине (например, в фармацевтике) и биотехнологии (например, при создании новых ферментов...
Молекулярная машина — отдельная молекула или молекулярный комплекс, которая способна осуществлять квазимеханические движения, направленные на совершение полезной работы. Такой термин обычно применяется к молекулам, которые в той или иной мере имитируют работу макромашин. Название широко распространено в нанотехнологии, в которой с целью создания наноассемблера был предложен целый ряд сложных молекулярных машин. В общем случае молекулярные машины можно разделить на две большие категории: искусственные...
Самосборка (англ. self-assembly) — процесс образования упорядоченной надмолекулярной структуры или среды, в котором в практически неизменном виде принимают участие только компоненты (элементы) исходной структуры, аддитивно составляющие или «собирающие», как части целого, результирующую сложную структуру.
Сайт рестрикции (участок узнавания) — короткая последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК, которая распознаётся ферментом эндонуклеазой рестрикции-модификации (рестриктазой). Рестриктаза связывается с молекулой ДНК в точке расположения сайта рестрикции и перерезает цепочку нуклеотидов внутри сайта или в непосредственной близости от него.
Интеракто́м (англ. Interactome) — термин молекулярной биологии, обозначающий полный набор взаимодействий между молекулами в отдельной клетке. Интерактом включает как непосредственные физические контакты между белками (белок-белковые взаимодействия), так и непрямые взаимодействия генов (например, эпистаз).
Синтетический морфогенез (англ. synthetic morphogenesis) — контролируемое развитие органов, систем и частей тела организмов посредством активации специфических молекулярных механизмов, включая создание программируемых тканей и органов, синтетических биоматериалов и программируемого живого вещества, а также de novo инженерии сложных морфогенных систем.
Пиросеквени́рование — это метод секвенирования ДНК (определение последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК), основанный на принципе «секвенирование путём синтеза». При включении нуклеотида происходит детекция высвобождающихся пирофосфатов. Технология была разработана Полом Ниреном (швед. Pål Nyrén) и его студентом Мустафой Ронаги англ. Mostafa Ronaghi) в Королевском технологическом институте (Стокгольм) в 1996 году.
Предсказание генов — это определение кодирующих и регулирующих последовательностей ДНК в геноме: белковых генов и генов функциональной РНК, промоторов, энхансеров и прочее.
Криоэлектронная микроскопия (крио-ЭМ) или электронная криомикроскопия — это форма просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ, англ. ТЭМ), в которой образец исследуется при криогенных температурах (обычно в жидком азоте). КриоЭМ набирает популярность в структурной биологии, так как позволяет наблюдать за образцами, которые не были окрашены или каким-либо образом зафиксированы, показывая их в их родной среде. Это контрастирует с рентгеновской кристаллографией, которая требует кристаллизации образца...
Двугибридный анализ — молекулярно-биологический метод для исследования белок-белковых и ДНК-белковых взаимодействий.
Мир полиароматических углеводородов — гипотетический этап химической эволюции, когда полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), которые, возможно, были в изобилии в первичном бульоне ранней Земли, привели к синтезу молекул РНК, что создало предпосылки для мира РНК и возникновению жизни.
Лакто́зный репре́ссор (англ. Lac repressor) — ДНК-связывающий белок, который ингибирует экспрессию генов, кодирующих белки лактозного оперона. Кодируется геном lacI. Белки лактозного оперона участвуют в метаболизме лактозы в клетках бактерий. Эти гены подавляются, когда лактоза недоступна клеткам, гарантируя, что бактериальная клетка не будет тратить энергию на синтез белков, метаболизирующих лактозу, в условиях её отсутствия. Когда лактоза становится доступной, она преобразуется в аллолактозу, которая...
Третичная структура (или трёхмерная структура) — пространственное строение (включая конформацию) всей молекулы белка или другой макромолекулы, состоящей из единственной цепи.
Доставка генов (англ. gene delivery) — процесс доставки целевых генов в ядро клетки-мишени.
Брэйнбоу – это метод нейровизуализации, в основе которого лежит использование флуоресцентных белков. Будучи внедрённым в геном животного, зелёный флуоресцентный белок и его генетически модифицированные варианты окрашивают нервные клетки в разные цвета (в общей сложности до 100 разных оттенков), что позволяет значительно более точно локализовать архитектуру нейронных связей отдельных клеток. Данный метод позволяет картографировать одновременно до 100 нервных клеток.
Гено́мная библиоте́ка представляет собой набор ДНК всего генома одного организма. Эта ДНК хранится в популяции идентичных векторов, каждый из которых содержит различные вставки ДНК.
Предсказа́ние втори́чной структу́ры РНК — метод определения вторичной структуры нуклеиновой кислоты по последовательности её нуклеотидов. Вторичную структуру можно предсказывать для единичной последовательности или анализировать множественное выравнивание семейства родственных РНК.
Флюорофор — фрагмент молекулы, придающий ей флуоресцентные свойства. Аналог хромофора.
Центральная догма молекулярной биологии — обобщающее наблюдаемое в природе правило реализации генетической информации: информация передаётся от нуклеиновых кислот к белку, но не в обратном направлении.
В биохимии и молекулярной биологии фо́лдингом белка (укладкой белка, от англ. folding) называют процесс спонтанного сворачивания полипептидной цепи в уникальную нативную пространственную структуру (так называемая третичная структура).
Подробнее: Фолдинг белка
Метод Сэнгера — метод секвенирования (определения последовательности нуклеотидов) ДНК, также известен как метод обрыва цепи. Впервые этот метод секвенирования был предложен Фредериком Сэнгером в 1977 году, за что он был удостоен Нобелевской премии по химии в 1980 году. Данный метод был наиболее распространенным на протяжении 40 лет.
Самовоспроизведение — способность живого организма, его органа, ткани, клетки или клеточного органоида или включения к образованию себе подобного. В более широком смысле любое поведение динамической системы, которое дает идентичную копию этой динамической системы. Самовоспроизведение у живых организмов происходит за счет размножения.
Молекулярное моделирование (ММ) — собирательное название методов исследования структуры и свойств молекул вычислительными методами с последующей визуализацией результатов, обеспечивающие их трехмерное представления при заданных в расчете условиях.
Космиды (Cosmides) — плазмиды, содержащие фрагмент ДНК фага лямбда включая cos-участок. Вместе с системами упаковки в фаговые частицы in vitro используются как векторные молекулы для клонирования генов и при построении геномных библиотек. Космиды были впервые сконструированы Коллинсом и Брюнингом в 1978 году. Их название происходит от сокращения двух терминов: cos-участок (сам термин в свою очередь происходит от англ. cohesive ends — липкие концы) и плазмида.
Петлевая изотермическая амплификация (Loop mediated isothermal amplification, LAMP) — техника амплификации ДНК в одной пробирке. Метод LAMP позволяет проводить молекулярную диагностику существенно дешевле и быстрее, по сравнению с ПЦР. При диагностике РНК-вирусов метод LAMP позволяет проводить обратную транскрипцию и амплификацию в одной пробирке, без переноса жидкости.
Ро-фактор действует на РНК-субстрате. Ключевая функция ро-фактора заключается в его геликазной активности, энергия для которой обеспечивается с помощью РНК-зависимого АТФ-гидролиза. Первичным сайтом связывания ро-фактора является расширенный одноцепочечный регион (~ 70 нуклеотидов, иногда 80-100 нуклеотидов), богатый цитозином и бедными в гуанином, называемый ро-утилизационным сайтом (rut), синтезируемым в РНК, выше фактической последовательности терминатора. Были выявлены несколько связывающих последовательностей...
Нанопоровое секвенирование — семейство высокоэффективных методов определения последовательности молекул ДНК или РНК с использованием белковых или твердотельных пор диаметром в несколько нанометров.
Ионное полупроводниковое секвенирование (англ. Ion Semiconductor Sequencing) является методом определения последовательности ДНК, основанным на обнаружении ионов водорода, которые выделяются во время полимеризации ДНК. Это метод «секвенирования при синтезе», в ходе которого комплементарная цепь строится на основе последовательности матричной цепи.
В связи с накоплением огромного количества информации о последовательностях генов, в настоящее время, для выявления функций генов, часто используют методы обратной генетики. Исследователи манипулируют последовательностями генов, изменяя или выключая тот или иной ген, и анализируют, к каким изменениям это приводит. Это путь обратной генетики: от гена к признаку/фенотипу. Прямая и обратная генетика – не взаимоисключающие подходы, а дополняющие друг друга в изучении функции гена.
Подробнее: Обратная генетика
Я́дерный ма́трикс , или я́дерный скеле́т (англ. nuclear matrix) — скелетная структура клеточного ядра, поддерживающая форму и некоторые особенности морфологии ядра. В состав ядерного матрикса входят ядерная ламина, остаточное ядрышко и так называемый диффузный матрикс — сеть филаментов и гранул, соединяющих ядерную ламину с остаточным ядрышком.
Биокомпьютер (также биологический компьютер, молекулярный компьютер) — компьютер, который функционирует как живой организм или содержит биологические компоненты. Создание биокомпьютеров основывается на направлении молекулярных вычислений. В качестве вычислительных элементов используются белки и нуклеиновые кислоты, реагирующие друг с другом.
Мир РНК — гипотетический этап возникновения жизни на Земле, когда как функцию хранения генетической информации, так и катализ химических реакций выполняли ансамбли молекул рибонуклеиновых кислот. Впоследствии из их ассоциаций возникла современная ДНК-РНК-белковая жизнь, обособленная мембраной от внешней среды. Идея мира РНК была впервые высказана Карлом Вёзе в 1968 году, позже развита Лесли Орджелом и окончательно сформулирована Уолтером Гильбертом в 1986 году.
Четвертичная структура — способ укладки в пространстве отдельных полипептидных цепей, обладающих одинаковой (или разной) первичной, вторичной или третичной структурой, и формирование единого в структурном и функциональном отношениях макромолекулярного образования. Специфичность четвертичной структуры белков проявляется в определенной конформационной автономии полипептидных фрагментов, входящих в состав макромолекулы белка. Вклад гидрофобных взаимодействий в стабилизацию третичной и четвертичной структуры...
Гены «домашнего хозяйства » (англ. housekeeping genes) — это гены, необходимые для поддержания важнейших жизненных функций организма, которые экспрессируются практически во всех тканях и клетках на относительно постоянном уровне. Гены домашнего хозяйства функционируют повсеместно, на всех стадиях жизненного цикла организма.
Секвенирование спаренных концов — один из методов секвенирования ДНК нового поколения, основанный на получении и секвенировании библиотеки спаренных концевых фрагментов (англ. paired-end tags, PET), в которой короткие 5’- и 3’- концевые участки фрагментов ДНК/кДНК соединены друг с другом.
Цитоскеле́т прокарио́т — совокупное название для всех структурных филаментов прокариот. В прошлом считалось, что у прокариот цитоскелета нет, однако с начала 1990-х стали накапливаться данные о наличии у прокариот разнообразных филаментов. У прокариот не только имеются аналоги ключевых белков цитоскелета эукариот, но и белки, не имеющие аналогов у эукариот. Элементы цитоскелета играют важные роли в делении клеток, защите, поддержании формы и определении полярности у различных прокариот.
Вектор (в генетике) — молекула нуклеиновой кислоты, чаще всего ДНК, используемая в генетической инженерии для передачи генетического материала внутрь клетки, в том числе в клетку живого многоклеточного организма in vivo.
Искусственный геном — направление в биологических исследованиях, связанное с генетической модификацией существующих организмов с целью создания организмов с новыми свойствами. В отличие от генной инженерии, искусственный геном состоит из генов, синтезированных химическим путём.
Гликобиология — новая научная дисциплина, основанная на фундаментальных исследованиях в области биохимии и молекулярной биологии. Гликобиология изучает строение, биологический синтез и биологическую роль гликанов. Гликаны являются неотъемлемой частью всего живого и встречаются в природе повсюду.(1)(2)В биологии выделяют 4 основных группы макромолекул: ДНК, белки, жиры и гликаны, то есть углеводы. Гликаны(3) имеют особые свойства, они отличаются очень большим молекулярным разнообразием, они могут...
Вирусный эукариогенез — гипотеза происхождения эукариотического клеточного ядра в результате эндосимбиоза крупных ДНК-содержащих вирусов и метаногенных прокариот (архей). На основе вируса сформировалось ядро эукариотического типа, которое затем включило в свой геном гены хозяина и, в конечном итоге, перехватило управление клеткой. Гипотеза была предложена Филиппом Беллом в 2001 году и получила дополнительную поддержку при исследовании механизмов синтеза белка у крупных ДНК-содержащих вирусов, таких...
Хромосо́мные террито́рии — отдельные и почти не перекрывающиеся области, которые занимают хромосомы в ядре во время интерфазы клеточного цикла. Хромосомные территории имеют сферическую форму с диаметром от одного до нескольких микрометров. Считается, что территориальная организация хромосом характерна для всех эукариот, хотя есть и исключения, например, дрожжи Saccharomyces cerevisiae.
Это статья о свойствах и структуре макромолекул. Для видов см. полимеры.Макромоле́кула — молекула с высокой молекулярной массой, структура которой представляет собой многократные повторения звеньев, образованных (в действительности или мысленно) из молекул малой молекулярной массы. Число атомов, входящих в состав макромолекул, может быть очень большим (сотни тысяч и миллионы).
Подробнее: Макромолекула
Генная конверсия представляет собой процесс, посредством которого одна последовательность ДНК заменяется гомологичной последовательностью, так что последовательности становятся идентичными. Конверсия гена может быть либо аллельной, что означает, что один аллель гена заменяет другой аллель того же гена, либо неаллельной/эктопической, при которой одна паралогичная ДНК-последовательность преобразует другую.Паралогичными называют такие последовательности, которые присутствуют в одном и том же геноме...
Синаптоне́мный ко́мплекс (СК) — белковый комплекс, формирующийся между гомологичными хромосомами (двумя парами сестринских хроматид) в ходе мейоза. Синаптонемный комплекс предположительно является связующим звеном между хромосомами во время спаривания (синапсиса).
Ксенобиология (от др.-греч. ξενος — «чужой, гость», сокращенно КБ) — подраздел синтетической биологии, изучающий создание и управление биологическими устройствами и системами. КБ описывает форму биологии, которая (пока) не знакома науке и не встречается в природе. На практике это обозначает новые биологические и биохимические системы, которые отличаются от канонической системы ДНК-РНК-20 аминокислот (см. классическую центральную догму в молекулярной биологии). Например, вместо ДНК или РНК, КБ исследует...