загрузка...
Патологічна фізіологія / Оториноларингологія / Організація системи охорони здоров'я / Онкологія / Неврологія і нейрохірургія / Спадкові, генні хвороби / Шкірні та венеричні хвороби / Історія медицини / Інфекційні захворювання / Імунологія та алергологія / Гематологія / Валеологія / Інтенсивна терапія, анестезіологія та реанімація, перша допомога / Гігієна і санепідконтроль / Кардіологія / Ветеринарія / Вірусологія / Внутрішні хвороби / Акушерство і гінекологія
« Попередня Наступна »

Розкриття секрету життя - значення для медицини та онкології

У біології проблема сутності життя і її походження завжди стояла під номером один.

Головною ознакою життя або живого на рівні клітини є еe поділ, тобто мітоз.

Процес мітозу, видимий в мікроскоп, при якому одна клітина ділиться на дві, - «дивовижне явище в біології». Ще дивніше при цьому уявлялося виникнення двох хромосом там, де раніше була тільки одна.

Це було найбільшим секретом біології: «як подвоюється це, що має першорядне значення, тільце?»

Хромосома складається з трeх речовин: ДНК, білка і РНК. Нуклеїнові кислоти і білки складаються з гігантських молекул, кожна з яких має основний кістяк і бічні групи. У білках містяться елементи двадцяти ти-пов, в нуклеїнових кислотах - чотирьох типів і при тому інших.

28.II.1953 Г.Ф. Крик увійшов до кембриджський «Ігл паб» і сказав: «Ми розкрили секрет життя». Вони дійсно виявили «щось подібне». І це було те, за що пізніше він і ще двоє сподвижників, в 1962 р. отримали Нобелівську премію.

Вони створили модель просторової структури молекули ДНК і цим зробили прорив, який, зокрема, дозволив розгадати загадку: як подвоюються хромосоми перед поділом клітини на дві. Ця таємниця або секрет десятиліттями не давала спокою вченим.

Модель молекули - це її копія, але набагато більше за розмірами, ніж існуюча в клітинах. Через занадто малого розміру ми не бачимо реальну молекулу. Модель молекули дозволяє нам зрозуміти її будову аж до розташування в просторі окремих атомів, а то й еe функції в клітині.

Виявилося, що хромосома подвоюється за рахунок реплікації, тобто подвоєння. Молекула ДНК - це спіраль з двох ланцюгів. Кожна ланцюг складається з нуклеотидів: аденіну (А), тиміну (Т), гуаніну (Г) і цитозину (Ц). Два ланцюги з'єднуються між собою парами цих підстав за принципом «ключ - замок»: А-Т; Г-Ц.

Механізм реплікації, тобто подвоєння молекули ДНК: два ланцюги розходяться. Кожна ланцюг з нуклеотидів служить матрицею або шаблоном для добудовування до неї доповнює еe ланцюга з нуклеотидів. Коли цей процес закон чітся, у нас буде вже не одна, а дві пари ланцюгів, тобто дві молекули ДНК.

Одна молекула - для однієї хромосоми, інша - для іншої, тобто по одній для кожної з двох дочірніх клітин. Для поділу клітини на дві дочірні, якраз і потрібно подвоєння хромосоми. Але тільки тепер стає ясно, що це відбувається після подвоєння молекули ДНК. У цьому і полягає розкриття секрету життя.

У 60-х рр.. ХХ в. припущення Д. Уотсона і Ф. Кріка про механізм реплікації, тобто подвоєння ДНК, було підтверджено. Крім того, було показано, що цей процес здійснюється за участю спеціального ферменту - ДНК-полімерази.

Приблизно в той же час було зроблено ще одне відкриття - відкриття генетичного коду. Гени містять у собі інформацію про план будови клітини та її функціонування, що передається дочірнім клітинам. Передається інформація про лінійної структурі кожного білка в клітині.

Білки, як і ДНК, представляють собою довгі ланцюжки з амінокислот. Амінокислот - 20. Було не ясно, яким чином «мова» ДНК, що складається з чотирьохбуквеної алфавіту: А, Т, Г, Ц перекладається на «мову» білків, де ис-користується 20 «букв», перша буква - назва амінокислоти.

Було показано, що поєднання з трьох нуклеотидів ДНК, кожне з яких, називається кодоном, чітко відповідає одній з 20 амінокислот. І, та-ким образам, «текст» на ДНК однозначно переводиться в білок.

Схема синтезу білка з копії гена, тобто іРНК в рибосоме: ген - іРНК-білки.

Всі властивості клітини у вигляді «інструкцій» закладені у відповідному гені або генах, а створюються через їх продукт - білки. Зміни в гені: дефект його структури або зміна його експресії дадуть зміни в його білках - зміни в структурі білка, відсутність білка, надлишок нормального білка. А це викличе зміни у властивостях клітини.

У чому користь розкриття секрету життя?

Між розмноженням клітини і реплікацією ДНК мається принципова відмінність.

Перший процес - це поділ клітини на дві. Це клітинний рівень. Другий процес - це створення молекулою точної своєї копії. Це молекулярний рівень. Поділ клітини на дві дочірні не відбулося б, якщо не було б реплікації молекули ДНК.

Звідси: реплікація ДНК - це молекулярна причина, а розподіл клітини - еe слідство.

'Таким образам, до розкриття секрету життя кожна властивість клітини як живого тільки описували, а тепер - пояснюють, тобто знають його молекулярну причину.

Клітка стала предметом вивчення біології, а молекулярні причини властивостей клітини, - предметом молекулярної біології. Вона виникла з моменту розкриття секрету життя.

Знаючи молекулярну причину кожної властивості клітини, можна на неї впливати. Це дало можливість учeнь керувати живим; управляти - це, значить, вміти змінювати властивості живого.

Приклад

На відміну від нормальної клітини, ракова клітина - безсмертна за рахунок відновлення в ній після кожного поділу довжини теломер.

Причина цієї властивості - молекулярна: в ракової клітці включений ген теломерази, а вона відновлює довжину теломер.

Мета: позбавити ракові клітини властивості безсмертя, тобто зробити її смертної. Тут ген і його фермент - теломераза будуть цілями або мішенями для дії.

Для припинення функції гена можна в ракову клітку ввести антисмислового РНК до іРНК, тобто до копії гена. Вона за принципом комплементарності пар основ з'єднається з іРНК, і тоді синтезу теломерази вже не буде.
трусы женские хлопок


Щоб блокувати теломеразу, можна за її тривимірної структурі синтезувати молекулу ліки, комплементарную до активних ділянкам ферменту теломерази. Його ввести в ракову клітку, воно з'єднається з теломеразой

за принципом - «ключ-замок», і теломераза буде блокована. У результаті в ракової клітці теломери вже не будуть добудовуватися перед поділом, і клітина загине через апоптоз.

Але ці засоби блокування гена теломерази не завжди можуть бути ефективними. Нещодавно зроблено відкриття - «малі интерферирующие РНК», введення яких в організм специфічно «вимикає» конкретний ген шляхом руйнування його копії - іРНК (див. розділ 8.1.).

Ось це і означає - управляти живим, в даному випадку, ракової клітиною, впливаючи на молекулярні причини її властивостей.

Відкриття того, що кожне властивість клітини в нормі, а значить, і при хворобі, створюється молекулярної причиною, привело до відкриття молекулярної медицини.

Тепер ми знаємо, що гени і їх білки кожної властивості ракової клітини - це мітки або маркери для еe діагностики. Вони ж - мети або мішені для ліків, вибірково знищують ракові клітини.

Точно також знаходять гени-маркери і білки-маркери для властивостей збудників різних інфекцій - бактерій, вірусів та ін

На прикладі з властивістю безсмертя ракової клітини ми дали три способу знищення носія цієї властивості, тобто ракової клітини.

По-перше, через зв'язування копій гена-маркера цієї властивості - іРНК. По-друге, за допомогою ліків, що зв'язує білок-маркер, тобто теломеразу, яка создаeт властивості безсмертя ракової клітини.

По-третє, "виключення" гена властивості безсмертя ракової клітини шляхом руйнування його копій іРНК за допомогою интерферирующей РНК.

Створення ліків по генам-маркерами і білкам-маркерами дозволяє, діючи тільки на них, вибірково знищувати їх носіїв, не даючи побічних ефектів. Це і є молекулярна або генна медицина.

У найближчі роки ХХI-го століття ця медицина повинна замінити існуючу, яку тепер вже називають, - «старої». Адже при «старій» медицині ліки створюють методом «проб і помилок», тому вони часто і викликають-

вають у пацієнтів важкі побічні ефекти. У цьому сенсі в скрутному становищі перебуває сьогодні стандартна хіміотерапія раку.

Основні причини цього: 1) ракова клітина - це еукаріот серед нормальних клітин організму людини, теж - еукаріотів; 2) відставання науки до останніх років про джерела канцерогенезу і його молекулярних причинах.

Ліки стандартної хіміотерапії самі по собі не можуть розрізняти ракову клітину серед нормальних клітин і спрямовані на знищення занадто швидко діляться клітини, до яких відносили кожну клітину раку.

Нещодавно з'ясовано, що канцерогенез з двох джерел: 1) з нормальної клітини тканини, що стала перш стовбурової клітиною, або 2) зі стовбурної клітини тканини.

Виявилося також, що у складі клітин раку клітини неоднакові:

- основну масу клітин складають неракові клітки: вони швидко діляться і після виконання функцій тканини самі гинуть через апоптоз; саме ці клітини - мішені для ліків стандартної хіміотерапії;

- значно меншу частину складають ракові клітини: це ракові стовбурові клітини, які асиметричним поділом копіюють себе і генерують неракові клітини у складі клітин раку.

При цьому, ракові стовбурові клітини діляться рідко і повільно. Це причина того, що ліки стандартної хіміотерапії виявляються неефективними проти ракових стовбурових клітин (JE Trosko et al., 2005).

До цих пір в клінічній практиці переважають пацієнти з симптомами раку і вкрай рідко зустрічаються пацієнти, у яких рак - «ін ситу», тобто на місці.

Починати лікування раку при його симптомах - це вже дуже пізно. Адже ракові клітини починають поширюватися по організму при розмірі раку в тканини будь-якого органу всього лише 2 мм в діаметрі, тобто з початком у вузлику ангіогенезу і лімфангіогенеза.

Тепер же, коли настала ера молекулярної медицини, пацієнта почнуть лікувати ещe до того, як з'являться перші симптоми хвороби, в тому числі і

раку: у самому його початку - на рівні першої ракової клітини і еe перших нащадків, і навіть до його початку - на рівні передракових клітин.

Визначивши ген-маркер хвороби, можна визначити, який саме білок еe викликає, а значить, треба і створити ліки проти цього білка або його гена

- от і « чарівна куля », про чeм так мріяв П. Ерліх. На цьому і буде будуватися фармакологія майбутнього.

Нові ліки і засоби на основі генів-маркерів і білків-маркерів конкретної хвороби стануть прицільно атакувати тільки дефектні клітини, знищуючи їх, і не пошкоджуючи при цьому здорові клітини. Звідси - не буде побічних ефектів від ліків у пацієнта.

Ракова стовбурова клітина виникає з нормальної клітини або стовбурової клітини тканини через дерепрессии в ній генів фетальних білків і одночасно репресії генів-супресорів метилированием CpG-динуклеотидів промотора цих генів або мутацій в генах. При цьому вона стає більш живучою, ніж нормальна клітина цього ж типу.

Ракова клітина несе в собі ряд вивертів, що роблять її невразливою і здатною до самостійного існування в організмі пацієнта. Тобто ця дефектна клітина не просто клітка, а цілий одноклітинний організм.

«Один у полі не воїн», - говорить прислів'я. Але ракова стовбурова клітина-організм - «одна у полі воїн», так як легко обходить всі захисні механізми організму пацієнта.


Вона в організмі, але жівeт окремо від нього, паразитуючи на ньому. В організмі пацієнта ця клітина-організм зайнята лише однією справою - копіюванням себе і руйнуванням тканин і органів свого носія аж до його смерті й гине сама лише після його смерті.

З того, що причиною будь-якої хвороби є гени та їх продукти - білки в клітині, випливають стану пацієнта, знання яких важливо для лікаря будь-якого профілю.

1. Передхвороба.

Будь-яка хвороба починається з патології клітини або клітин. Зміни в тому чи іншому гені або генах клітини - НЕ діагностика хвороби, а лише встановлення ймовірної схильності до неї.

При таких змінах в статевій клітині вживають термін - схильність до хвороби, а в соматичній клітині, частіше кажуть - передхвороба.

При предболезни такий ген ще не проявляє себе, так як у клітці ще немає синтезу продукту гена - білків. При виникненні в нормальній клітині таких змін в генах, - це передракова клітина.

«Ремонт» такого гена або генів, або заміна його в клітці на нормальний ген, "виключення" генів властивостей ракової клітини ліквідують передхвороба.

2. Хвороба.

Коли в клітці під контролем гена або генів вже є синтез його продукту - білків, то це ознака того, що ген вже почав руйнівну роботу в клітці, що веде до хвороби.

Тут зміни в гені або генах - першопричина хвороби клітини, а зміни властивостей клітини викликаються продуктом гена, тобто його білками. Ці властивості формують потім симптоми конкретної хвороби.

Ген-причина в клітці - це ген-маркер, а його білок - білок-маркер. Інгібування гена-причини і його продуктів - білків в клітині, може зупинити хворобу.

3. Рання діагностика хвороби.

До цих пір багато хвороби і серед них важкі, в тому числі - рак, діагностуються на етапі їх симптомів. Лікування багатьох хвороб на такому етапі вкрай важко в сенсі лікування або навіть неможливо.

  Тепер діагностика будь-якої хвороби, в тому числі, самої небезпечної хвороби - рак, стане можливою в досімптомном періоді.

  «До початку». Це буде здійснюватися шляхом виявлення в клітці або клітинах у пацієнта гена-маркера конкретної хвороби. Відносно раку - це буде діагностика передраковій клітини або клітин.

  «З самого початку». Це буде здійснюватися виявленням в клітці або клітинах не тільки гена-маркера, але і білка-маркера для конкретної хвороби. Відносно раку, це буде виявленням в організмі пацієнта першої ракової клітини і її близьких нащадків.

  Матеріалами для цих досліджень можуть бути: зразки тканини фонового процесу відповідного органу - біопсія, а також кров та інші біологічні рідини від пацієнта.

  При будь-якої локалізації раку у пацієнта в крові за счeт мозаїчності капілярів вузлика раку можуть бути виявлені як самі ракові клітини, так і їх маркери: у плазмі крові - гени-маркери, а в сироватці крові - білки-маркери з ракових стовбурових клітин.

  У плазмі крові можуть бути гени-маркери з передракових клітин, а також гени-маркери - з ракових клітин, але розрізнити їх практично неможливо.

  Теоретично знайти ці відмінності можна за допомогою МС-ПЛР та ПЛР-ММК і білкових мікрочіпів.

  Якщо в плазмі крові від пацієнта будуть виявлені гени-маркери, характерні для ракової клітини, а в сироватці цього ж зразка крові отсутст-вуют відповідні білки-маркери, то це могло б вказувати на присутність передракових клітин.

  Виявлення в плазмі крові від пацієнта генів-маркерів з ракової клітини, можна було б позначати як I рівень ранньої діагностики раку, так як порушення в генах - це першопричина перетворення нормальної клітини в ракову клітку. Тоді виявлення білків-маркерів з ракових клітин в сироватці крові від пацієнта - це II рівень ранньої діагностики раку, так як білок-маркер - це продукт гена.

  4. Лікування хвороби.

  Для цього в якості мішеней для ліків і засобів будуть використовуватися - гени-маркери і білки-маркери клітин при кожної хвороби.

  Це нові ліки і засоби, які будуть прицільно діяти лише на дефектні клітини, а для раку - це ракові стовбурові клітини, не зачіпаючи при цьому нормальні стовбурові клітини. Тобто ці ліки і засоби будуть вибагливі і індивідуальні для конкретного пацієнта (А.І. Арчаков, 2000).

  5. Критерії лікування від хвороби і контроль.

  Гени-маркери і білки-маркери дозволять виявити дефектні клітини при будь-якій хворобі тоді, коли ніякими іншими методами їх ще не можна виявити в організмі пацієнта.

  Вони дозволять виявити рак у пацієнта при розмірі вузлика з ракових клітин в тканини діаметром в 2 мм (А.С. Білохвостов, 2000).

  Кількість чи титр генів-маркерів і білків-маркерів у крові з дефектних клітин конкретної хвороби або з ракових стовбурових клітин дозволить здійснювати стеження за процесом лікування хвороби і результатом лікування пацієнта.

  Якщо титр маркерів в процесі лікування не зменшується, тактику лікування потрібно міняти. Повна відсутність маркерів через два-три тижні після вікон-чания лікування - ознака вилікування пацієнта від хвороби.

  Дуже зручно буде вести такий контроль за допомогою биочипов: ДНК-чіпи для генів-маркерів, а білкові чіпи - для білків-маркерів дефектних клітин конкретної хвороби і ракових стовбурових клітин раку. 
« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
 Інформація, релевантна "Розкриття секрету життя - значення для медицини та онкології"
  1. Г
      + + + Габітус (лат. habitus - зовнішність, зовнішність), зовнішній вигляд тварини в момент дослідження. Визначається сукупністю зовнішніх ознак, що характеризують статура, вгодованість, положення тіла, темперамент і конституцію. Розрізняють статура (будова кістяка і ступінь розвитку мускулатури): сильне, середнє, слабке. Вгодованість може бути гарною, задовільною,
  2. С
      + + + Сабур (тур. sabur), висушений сік листя рослини алое (Aloe arborescens) сімейства лілійних; проносний засіб. Темно-бурі шматки або порошок. Добре розчинний у гарячій воді, спирті, розчинах лугів. Діючі початку - антрагликозиди (алоин). У малих дозах діє як гіркота, покращуючи апетит і посилюючи травлення, желчегонно. Місцево чинить слабку подразнюючу,
  3. В
      + + + Вагіна штучна (лат. vagina - піхва), прилад для отримання сперми від виробників сільськогосподарських тварин. Метод застосування В. і. заснований на використанні подразників статевого члена, замінюють природні подразники піхви самки, для нормального прояви рефлексу еякуляції. Такими подразниками в В. і. служать певна температура (40-42 {{?}} C) її стінок,
  4. М
      + + + Магнезія біла, те ж, що магнію карбонат основний. + + + Магнезія палена, те ж, що магнію окис. магнію карбонат основний (Magnesii subcarbonas; ФГ), магнезія біла, в'яжучий і антацидний засіб. Білий легкий порошок без запаху. Практично не розчиняється у воді, що не містить вуглекислоти, розчинний у розведених мінеральних кислотах. Застосовують зовнішньо як присипку, всередину -
  5. П
      + + + Падевий токсикоз бджіл незаразна хвороба, що виникає при харчуванні бджіл (падевим медом і супроводжується загибеллю дорослих бджіл, личинок, а в зимовий час і бджолиних сімей. Токсичність падевого меду залежить від наявності в ньому неперетравних вуглеводів, алкалоїдів, глікозидів, сапонінів, дубильних речовин, мінеральних солей і токсинів, що виділяються бактеріями і грибами. Потрапляючи в середню
  6. Р
      + + + Рабдовіруси (Rhabdoviridae), пестівіруси, сімейства вірусів, що містять однонитчатим несегментірованной РНК лінійної форми; молекулярна маса 3,5-4,6 X 106 дальтон. Віріони пулевідной форми, їх діаметр близько 70 нм, довжиною від 140 до 230 нм, мають мембраноподобная оболонкою, формуються в цитоплазмі брунькуванням з клітинних мембран. Вірус чутливий до дії жірорастворітелей,
  7.  ОРИГІНАЛЬНІ студентський реферат
      На наступній сторінці Вам представлений зразок титульного аркуша студентського реферату. При оформленні досить поставити назву навчального закладу, де Ви навчаєтесь, вписати свої ініціали, курс і факультет. Подальше оформлення згідно із запропонованими Вам рефератах. Так виглядає титульний лист реферату студента Московського міського педагогічного університету. Вибрані з сотень захищених
  8.  Профілактика захворювань і роль педагогів у зміцненні здоров'я школярів
      У сучасному суспільстві складність досягнення основних цілей охорони здоров'я обумовлена ??процесами перебудови технологій у промисловості та сільському господарстві, автоматизацією і інтенсифікацією праці, застосуванням нових джерел енергії, хімічних речовин, що відбивається на зміні патології населення, виникненні важких захворювань. Все це ставить перед охороною здоров'я та медичної
  9.  Деякі проблеми сучасної медицини
      Під впливом науково-технічного прогресу, соціально-економічних змін та успіхів М. відбулися істотні зміни в стані здоров'я населення, зменшилися показники смертності. Інфекційні та паразитарні хвороби, що мали масове поширення і були раніше головною причиною смертності, на початку 70-х років займали в її структурі всього 1-3%. В економічно розвинених країнах
  10.  Лікарська допомога в історико-антропологічної ретроспективі
      Головна мета будь-якого навчального посібника - це засвоєння учнями якогось набору позитивного матеріалу, без якого неможливе розуміння предмета даної науки. Але існує ще більш важлива мета - викликати у студента інтерес до історії фармації, бажання самому покопатися в джерелах, погортати праці видатних представників науки. Найпрекрасніша мрія викладачів, поки ще погано реалізована на
загрузка...

© medbib.in.ua - Медична Бібліотека
загрузка...