Entschlüsselung der Code des LebensWenn die Historiker im Rückblick auf diese Wende des Jahrtausends, werden sie zur Kenntnis, dass die wichtigsten wissenschaftlichen Durchbruch des Zeitalters der Charakterisierung im letzten Detail der genetischen Anweisungen, die ein Homo sapiens Form wurde. Das Human-Genom Projectwhich zielt darauf ab, jedes Gen Karte und buchstabieren Buchstabe für Buchstabe die wörtliche Faden des Lebens beeinflussen DNAwill fast jedem Zweig der Biologie. Die vollständige DNA-Sequenzierung von immer mehr Organismen, darunter Homo sapienss, werden viele wichtige Fragen, wie zum Beispiel, wie Organismen entwickelt zu beantworten, ob synthetische Leben je möglich sein wird, und wie man ein breites Spektrum von Erkrankungen zu behandeln.Das Human-Genom-Projekt ist Erzeugen einer beispiellosen Menge von Daten in der Biologie. Eine einfache Liste der Einheiten der DNA, Basen genannt, aus denen sich das Genom des Homo sapiens wäre 200 Telefon articleseven ohne Anmerkungen beschreiben, was die DNA-Sequenzen nicht füllen. Eine Arbeitsgruppe Entwurf von 90 Prozent des Gesamtumsatzes der Homo sapiens DNA-Sequenz wurde in der Hand bis zum Frühjahr 2000, und die vollständige Sequenz wird in 2003 erwartet. Aber das ist nur ein Skelett, das viele Schichten der Anmerkungen zu Sinn geben erfordern wird. Die Auszahlung aus dem Nachschlagewerk wird kommen, aus dem Verständnis der Proteine von den Genen kodiert. Proteine machen nicht nur die strukturellen Großteil der Homo sapiens Körper, sondern auch die Enzyme, durchführen, biochemische Reaktionen des Lebens. Sie bestehen aus Einheiten zusammengesetzt genannten Aminosäuren in einer langen Kette verknüpft; jede Saite Falten in einer Weise, dass die Funktion eines Proteins bestimmt. Die Reihenfolge der Aminosäuren wird durch die DNA-Basensequenz des Gens festgelegt, dass ein bestimmtes Protein kodiert, durch Vermittler namens RNA-Gene, die aktiv machen RNA werden als "zum Ausdruck gebracht." Das Human-Genom-Projekt soll nicht nur für alle Proteine innerhalb eines Homo sapiens hergestellt, sondern auch zu verstehen, wie die Gene kodieren für Proteine, die die Aufklärung zum Ausdruck gebracht werden, wie die DNA-Sequenzen dieser Gene Stack gegen vergleichbare Gene von anderen Arten, wie Gene unterschiedlich innerhalb unserer Spezies und wie DNA-Sequenzen zu übersetzen in beobachtbare Merkmale. Ebenen von Informationen auf dem DNA-Sequenz gebaut wird das Wissen in der DNA eingebettet offenbaren. Diese Daten werden in der Biologie für Kraftstoff mindestens das nächste Jahrhundert. In einem Kreislauf, je mehr wir lernen, desto mehr werden wir in der Lage zu extrapolieren, die Hypothese und verstehen. Bis zum Jahr 2050 wir glauben, dass die Genomik der Lage sein, die folgenden wichtigen Fragen zu beantworten:
• Werden die dreidimensionalen Strukturen von Proteinen werden aus ihrer Aminosäuresequenz vorhersehbar? Die sechs Milliarden Basen des Homo sapiens Genom werden gedacht, um etwa 100.000 Proteine kodieren. Obwohl die Sequenz der Aminosäuren in einem Protein kann in einem einfachen Schritt aus der DNA-Sequenz eines Gens übersetzt werden, können wir derzeit keine erläutern die Form eines Proteins aus rein theoretischen Gründen und zur Festlegung Strukturen experimentell kann sehr mühsam. Still, ein Protein-Struktur ist relativ konstant gehalten conservedor gesamten evolutionmuch mehr als die Aminosäure-Sequenz. Viele verschiedene Aminosäure-Sequenzen können dazu führen, dass Proteine ähnliche Formen, so dass wir die Strukturen der verschiedenen Proteine durch die Untersuchung einer repräsentativen Teilmenge von Proteinen im Detail zu schließen. Vor kurzem eine internationale Gruppe von Strukturbiologen haben ein Protein Structure-Initiative begonnen, um ihre Arbeit zu koordinieren. Strukturelle Biologie "lösen" die Formen der Proteine entweder durch sehr reine Kristalle von einem bestimmten Protein und dann Beschuss der Kristalle mit Röntgenstrahlen, oder durch Aussetzen eines bestimmten Proteins für die nukleare Magnetresonanz (NMR)-Analyse. Beide Verfahren sind zeitaufwendig und teuer. Das Konsortium beabsichtigt, die meisten Informationen aus jedem neuen Struktur, indem das vorhandene Wissen über die entsprechenden Strukturen der Gruppe Proteine in Familien, die am ehesten den gleichen architektonischen Besonderheiten Aktien zu erhalten. Dann werden die Mitglieder des Konsortiums wollen Vertreter jeder Familie zur Prüfung Ziel durch sorgfältige körperliche Techniken. Da der Katalog der Strukturen gelöst schwillt und Wissenschaftler entwickeln raffinierte Systeme für die Gruppierung der Strukturen in ein Kompendium der Grundformen, Biochemiker wird zunehmend in der Lage, Computer benutzen, um die Strukturen der neu discoveredor sogar ganz inventedproteins Modell. Strukturbiologen Projekt, das insgesamt rund 1.000 basisches Protein-Faltung Motive vorhanden sind; aktuellen Modelle zeigen, dass die Lösung nur 3.000 bis 5.000 ausgewählte Strukturen, über den bereits bekannt ist, könnte es den Forschern, Strukturen neuer Proteine routinemäßig abzuleiten. Mit Strukturbiologen Lösung mehr als 1.000 Proteinstrukturen jedes Jahr und ihre Fortschritte zu beschleunigen, sollten sie in der Lage, komplette Inventar nicht lange nach dem Homo sapiens sich Genom sequenziert ist. • Werden synthetische Lebewesen produziert werden? Die Strukturmaßnahmen Biologen Arbeit der Gruppe von Proteinen in Kategorien für die praktische Ziel, Strukturen effizient zu lösen, die Tatsache, dass Proteine sind so zugänglich für die Einstufung hallt mit biologischen Sinne. Es spiegelt wider, wie das Leben auf der Erde entwickelt und öffnet die Tür zu Fragen von zentraler Bedeutung für das Verständnis des Phänomens des Lebens. Gibt es eine Reihe von Proteinen, die für alle Organismen? Was sind die biochemischen Prozesse des Lebens benötigt? Bereits haben mehrere vollständig sequenzierten Genome availablemostly von bacteriascientists begonnen, Vorräte von Genen zwischen diesen Organismen konserviert zu nehmen, durch die große Frage, was das Leben ausmacht, zumindest auf der Ebene einer einzelnen Zelle geführt. Wenn in ein paar Jahren können Forscher erwarten, dass eine ordentliche Verzeichnis des Gens productsRNA sammeln sowie für das Leben proteinsrequired, können sie auch in der Lage, einen neuen Organismus von Grund auf neu Bespannen von DNA-Basen zusammen in eine erfundene Genom machen Codierung für erfunden Produkte. Wenn diese erfunden Genom einer Zelle um sich das Handwerk und die Zelle zuverlässig wiedergibt, würde die Ausübung beweisen, dass wir die grundlegenden Mechanismen des Lebens entziffert hatte. Ein solches Experiment würde auch die Sicherheit zu erhöhen, ethischen und theologischen Fragen, die nicht vernachlässigt werden. Menschliche Genom ist in 23 Paare von Chromosomen, die im Kern jeder Zelle im Körper liegen, enthalten. Jedes Chromosom besteht aus einem DNA-Doppelhelix, dass rund spoollike Proteine namens Histone gewickelt ist. Die DNA-Histon-Komplexe werden dann gewickelt und doppelt gewickelten die Chromosomen Ausbeute. Das ultimative Ziel des Human-Genom-Projekts ist es, die Proteine, die von der DNA codiert sind, zu verstehen. Wenn ein Gen "auf," die Zelle einen Prozess namens Transkription des Gens in einem einzigen DNA-Molekül als Kopie Boten-RNA (mRNA), die den Kern zu verbinden Blätter mit einer Reihe von großen Protein-Strukturen genannt Ribosomen. Die Ribosomen dann übersetzt der mRNA in die Kette von Aminosäuren, aus denen die kodierten Proteins. Die neue proteinhere ein Rezeptor für die Zelle membranegoes durch mehrere Falten Schritte in einer Sequenz bestimmt, dass die Forscher sind erst am Anfang zu verstehen. • Werden wir in der Lage sein, ein Computer-Modell einer Zelle, dass alle Komponenten enthält, bauen, identifiziert alle die biochemischen Interaktionen und macht genaue Vorhersagen über die Folgen jeder Anreiz für die Zelle gegeben? In den letzten 50 Jahren, ein einzelnes Gen oder ein einzelnes Protein oft dominiert eines Biologen Forschung. In den nächsten 50 Jahren werden Forscher Umstellung auf das Studium integrierten Funktionen bei vielen Genen, die im Netz von Interaktionen zwischen Gen-Wege und Einflüsse von außen beeinflussen, wie das System. Natürlich haben Biologen lange suchte, wie die Bestandteile einer Zelle interagieren zu beschreiben: wie sich die Moleküle genannte Transkriptionsfaktoren binden an bestimmte DNA-Brocken zu Kontrolle der Genexpression, zum Beispiel, oder wie Insulin bindet an seinen Rezeptor auf der Oberfläche einer Muskelzelle und löst eine Kaskade von Reaktionen in der Zelle, steigert letztlich die Zahl der Glucose-Transporter in der Zellmembran. Aber das Genom-Projekt werden ähnliche Analysen für die Tausenden von Genen und Zellbestandteile Funke zu einer Zeit. Innerhalb der nächsten halben Jahrhundert, mit all Gene identifiziert und alle möglichen zellulären Interaktionen und gerastert, Pharmakologen Entwicklung eines Arzneimittels oder Toxikologen versuchen vorherzusagen, ob ein Stoff giftig ist wohl, Computermodelle von Zellen verwandeln, um ihre Fragen zu beantworten. • Werden die Angaben darüber, wie Gene zu bestimmen, die Entwicklung von Säugetieren deutlich geworden? Die Möglichkeit, eine einzelne Zelle Modell wird beeindruckend, aber zu verstehen, voll und ganz die Lebensformen sind wir am meisten vertraut, werden wir deutlich zu zusätzlichen Ebenen der Komplexität zu betrachten. Wir müssen, wie Gene und ihre Produkte im Ort verhalten und timethat zu prüfen ist, in verschiedenen Teilen des Körpers und in einem Körper, Veränderungen über die Lebensspanne. Developmental Biologen haben damit begonnen, zu überwachen, wie Pools von Genprodukten als Gewebe zu entwickeln, in dem Versuch, Produkte, die Phasen der Entwicklung zu definieren finden variieren. Jetzt Wissenschaftler entwickelt haben, sogenannte Arrays, die Ausdruck Umfrage Tausende von Genprodukten in einer Zeit, Charting, welche ein-oder auszuschalten und welche Schwankungen in der Intensität des Ausdrucks. Techniken wie diese zeigen viele gute Kandidaten für Gene, die unmittelbare Entwicklung und Einrichtung Tier, das dem Körperbau. Wie in der Vergangenheit, organismslike Modell der Fruchtfliege Drosophila,dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans und die mousewill bleiben die zentralen Arbeitstiere in der Entwicklungsbiologie. Mit der Genomsequenz des C. elegans und Drosophila's abgeschlossen ist, die vollständige Sequenz des Homo sapiens auf dem Weg bis 2003 und die Maus ist wahrscheinlich, innerhalb von vier bis fünf Jahren wird Sequenz Vergleiche immer mehr üblich und gründliche und Biologen gibt viele Hinweise, wo sie nach der treibenden Kräfte, dass die Mode ein ganzes Tier zu suchen. Viele weitere komplette Genome repräsentieren verschiedene Branchen der evolutionären Baum wird als die Kosten für die Sequenzierung sinkt abgeleitet werden. Bisher Entwicklungsbiologen bemüht haben, um Signale, die allgemein bei der Einrichtung eines Tieres Body Plan wichtig finden, die Anordnung der Gliedmaßen und Organen. Im Laufe der Zeit werden sie auch zu beschreiben, die variationsin Gensequenz und vielleicht auch in Gen regulationthat erzeugen die auffallende Vielfalt der Formen zwischen den verschiedenen Arten. Durch den Vergleich Arten werden wir lernen, wie die genetische Schaltkreisen wurden geändert, um verschiedene Programme durchzuführen, so dass fast gleichwertige Netzwerke von Genen, die Mode, zum Beispiel kleinen pelzigen Beinen bei Mäusen und Arme mit opponirbar Ziffern in Homo sapienss. • Wird das Verständnis der Homo sapiens Genom transformieren präventiven, diagnostischen und therapeutischen Medizin? Die Molekularbiologie hat lange das Versprechen der Umgestaltung der Medizin von einer Angelegenheit von glücklichen Zufällen zu einer rationalen Ausübung in einem grundlegenden Verständnis der Mechanismen des Lebens begründet hielt. Die Ergebnisse haben damit begonnen, die medizinische Praxis zu infiltrieren, Genomik ist der Fortschritt zu beschleunigen. Innerhalb von 50 Jahren erwarten wir umfassende Genomik-Gesundheitsfürsorge für die die Norm in der Baum des Lebens zeigt die aktuelle Ansicht der Beziehungen zwischen allen Lebewesen, einschließlich Homo sapienss. Sobald die DNA-Sequenz des Homo sapiens Genom bekannt ist, werden die Wissenschaftler in der Lage, Informationen zu erhalten, die durch Anstrengungen zur Folge produziert die Genome anderer Arten zu vergleichen, Gewinnung von besseren Verständnis, wie Leben auf der Erde entwickelt. Im nächsten Jahrzehnt wird routinemäßig Gentests vorherzusagen individuelle Anfälligkeit für Krankheiten. Eine Absicht des Human-Genom-Projekts ist es, gemeinsame genetische Variationen zu identifizieren. Sobald eine Liste der Varianten kompiliert wird, kann epidemiologischen Studien herauszuarbeiten, wie bestimmte Varianten mit Risiko für die Erkrankung korreliert. Wenn das Genom ist völlig offen für uns, diese Studien die Rolle von Genen, die schwach gegen Krankheiten wirken auf ihre eigenen, sondern zeigen, dass auch mit anderen Gene und Umwelteinflüsse wie Ernährung, Infektionen und pränatalen Exposition auf die Gesundheit beeinflussen zu interagieren. Von 2010 bis 2020 sollten auch die Gentherapie zu einer gemeinsamen Behandlung, zumindest für eine kleine Reihe von Bedingungen. Innerhalb von 20 Jahren werden neuartige Medikamente zur Verfügung, die von einem detaillierten Verständnis der molekularen verbreiteten Krankheiten wie Diabetes und hoher Blutdruck abzuleiten. Die Medikamente werden Moleküle Ziel logisch und daher ohne nennenswerte Nebenwirkungen stark. Drogen, wie sie für Krebs wird routinemäßig wahrscheinliche Reaktion eines Patienten abgestimmt werden, wie von molekularen Fingerabdruck vorhergesagt. Diagnosen von vielen Bedingungen wird viel gründlicher und spezifischer als sie jetzt sind. Zum Beispiel, ein Patient, der erfährt, dass er einen hohen Cholesterinspiegel auch wissen, welche Gene verantwortlich sind, welche Auswirkungen die hohen Cholesterinspiegel ist wahrscheinlich zu haben, und was Ernährung und pharmakologischen Maßnahmen am besten für ihn arbeiten. Bis 2050 werden viele potenzielle Krankheiten auf molekularer Ebene geheilt werden, bevor sie entstehen, wenn große Ungleichheiten weltweit Zugang zu diesen Entwicklungen wird auch weiterhin zu Spannungen rühren. Wenn Menschen krank werden, Gen-Therapien und medikamentöse Therapien nach Hause in den einzelnen Genen, wie sie in den einzelnen Menschen gibt, was für eine präzise, individuelle Behandlung. Die durchschnittliche Lebensdauer wird von 90 bis 95 Jahren erreichen, und ein detailliertes Verständnis des Homo sapiens Aging-Gene werden die Bemühungen erweitern, um die maximale Länge des Homo sapiens Leben beflügeln. • Werden wir genau rekonstruieren die Geschichte der Populationen von Homo sapiens? Trotz allem, was wie große Vielfalt in unserer Art zu sein scheint, Studien aus den vergangenen zehn Jahren zeigen, dass die Spezies Homo sapiens mehr homogen ist, als viele andere, als eine Gruppe, wir präsentieren eine geringere Variation als Schimpansen tun. Unter Homo sapienss tendieren die gleiche genetische Variationen gefunden werden, um in allen Bevölkerungsgruppen, und nur ein kleiner Bruchteil der gesamten Variation (zwischen 10 und 15 Prozent) können die Unterschiede zwischen den Gruppen bezogen werden. Dies hat einige Biologen Bevölkerung zu dem Schluss, dass nicht so lange her, der Homo sapiens Arten führte, wurde von einer kleinen Gruppe zusammen, etwa 10.000 Personen, und dass Populationen von Homo sapiens über die Erde verteilt erst vor kurzem. Die meisten genetischen Variation vordatiert dieser Zeit. Mit Techniken zur Analyse von DNA-Streitkräfte haben Populationsgenetiker in den letzten 20 Jahren in der Lage, anthropologischen Fragen mit bisher unerreichter Klarheit Adresse. Demografischen Ereignisse wie Migration, Bevölkerung Engpässe und Erweiterungen ändern Gen-Frequenzen, so dass eine detaillierte und umfassende Bericht über die Ereignisse in der Geschichte des Homo sapiens. Genetische Daten sind der Ansicht, dass moderne Homo sapienss entstand vor relativ kurzer Zeit, vor etwa 100.000 bis 200.000 Jahren, verstärkt Bis zum Jahr 2050, dann werden wir viel mehr als wir jetzt über die Populationen von Homo sapiens weiß, aber eine Frage bleibt: Wie viel kann erkannt werden? Die Menschen haben genug gepaart mit aufzugeben, die wahrscheinlich nicht ein Stammbaum die eindeutige Lösung der Bilanzierung von allen Homo sapiens Geschichte sein wird. In der Tat, die Geschichte der Populationen von Homo sapiens wird nicht wie ein Baum entstehen, sondern als ein Gitter, wo Linien treffen sich oft und nach der Trennung Abständen mischen. Dennoch gibt es in 50 Jahren werden wir wissen, wie viel Unklarheit bleibt in unserer Geschichte rekonstruiert. • Werden wir in der Lage, die wichtigsten Schritte in der Evolution des Lebens auf der Erde zu rekonstruieren? Molekulare Sequenzen sind unverzichtbare Werkzeuge für die Erstellung von Taxonomien seit den 1960er Jahren. Zu einem großen Teil haben, DNA-Sequenzen bereits ausgesetzt den Rekord von 3,5 Milliarden Jahren der Evolution, Sortieren Lebewesen in drei domainsArchaea (einzellige Organismen antiken Ursprungs), Bakterien und Eukaryonten (Organismen, deren Zellen einen Zellkern) und Ermittlung der Verzweigung von Hunderten von Königreichen und Spaltungen. Ein Aspekt der Vererbung hat die Hoffnung auf die Zuordnung aller Lebewesen auf Zweigniederlassungen in einem einzigen Baum des Lebens kompliziert. In vielen Fällen schlagen verschiedene Gene unterschiedliche Familiengeschichten für den gleichen Organismen; diese spiegelt die Tatsache wider, dass die DNA nicht immer in der einfachen Art und Weise vererbt werden, Eltern auf die Nachkommen, mit einer mehr oder weniger vorhersehbar Mutationsrate Kennzeichnung im Laufe der Zeit. Gene manchmal Hop über große evolutionäre Lücke. Beispiele hierfür sind die Mitochondrien und Chloroplasten, den Energie erzeugenden Organellen von Tieren und Pflanzen, die beide enthalten ihre eigenen genetischen Material und stieg von Bakterien, die offenbar verschluckt wurden ganze von eukaryotischen Zellen. Diese Art der "lateralen Gentransfer" gewesen zu sein scheint häufig genug in der Geschichte des Lebens, so dass die Gegenüberstellung Genen zwischen den Arten nicht ein einziges, universelles Stammbaum bringen wird. Wie bei Homo sapiens Linien, eine passendere Analogie, die für die Geschichte des Lebens wird ein Netz oder ein Gitter, in denen Linien getrennt voneinander abweichen und sich wieder, sondern als ein Baum, in denen sich Zweigstellen nie vereinen. In 50 Jahren werden wir in vielen Details über die Geschichte von Leben zu füllen, auch wenn wir vielleicht nicht ganz verstehen, wie die erste sich selbst reproduzierenden Organismus entstanden. Wir werden lernen, wann und wie, zum Beispiel, verschiedene Linien erfunden, angenommen oder angepasst Gene zu erwerben, um neue Gruppen von biochemischen Reaktionen oder verschiedene Baupläne. Die Gen-basierten Perspektive des Lebens müssen ergriffen so tief unter Wissenschaftlern, dass die Grundeinheit sie der Auffassung sind, sehr wahrscheinlich nicht mehr ein Organismus oder eine Art, sondern ein Gen. Sie werden Tabelle, welche Gene zusammen gereist, wie lange in der Genome. Die Wissenschaftler werden sich auch mit der Frage, dass die Menschen seit den Tagen von Charles Darwin verfolgt hat: Was macht uns Homo sapiens? Was zeichnet uns als eine Art? Zweifellos werden viele andere Fragen in den nächsten 50 Jahren sowie entstehen. Wie in jedem fruchtbaren wissenschaftlichen Bereich, werden die Daten neue Hypothesen Kraftstoff. Paradoxerweise, wie es umso wichtiger, Genomik kann sich nicht einmal ein gemeinsames Konzept in 50 Jahren, wie sie strahlt in vielen anderen Bereichen und schließlich wird als Teil der Infrastruktur aller Biomedizin aufgenommen. • Wie werden Einzelpersonen, Familien und der Gesellschaft eine Antwort auf diese Explosion in Kenntnis unseres genetischen Erbes? Diese soziale Frage im Gegensatz zu den vorangegangenen wissenschaftlichen, technischen und medizinischen diejenigen nicht, nicht überliefert ist eine Ja-oder Nein zu beantworten. Genetische Informationen und Technologie leisten, große Chancen zur Verbesserung der Gesundheit und Leiden zu lindern. Aber jeder leistungsfähige Technologie geht einher mit Risiken, und je stärker die Technik, desto größer die Risiken. Im Fall von Genetik, Menschen krank wird heute Verwendung genetischer Argumente zu versuchen, bigotten Ansichten über die verschiedenen Rassen und ethnischen Gruppen zu rechtfertigen. Als Technologie zur DNA-Analyse wird immer weit verbreitet, Versicherer und Arbeitgeber haben die Informationen verwendet, um Arbeitnehmern den Zugang zu Gesundheitsversorgung und Beschäftigung zu verweigern. Wie werden wir die Auseinandersetzung mit der Explosion der genetischen Information, bleibt eine offene Frage. Schließlich wird antitechnology Bewegungen von allen Offenbarungen der genetischen Wissenschaft beruhigt werden? Obwohl wir so viele Fragen, auf die wir behaupten, wird die Antwort ja aufgezählt werden, ist dies ein, wenn die Antwort wird wahrscheinlich nicht. Die Spannung zwischen den wissenschaftlichen Fortschritt und der Wunsch nach einer Rückkehr zu einem einfachen und "natürliche" Lifestyle wird wahrscheinlich zu intensivieren wie Genomik sickert in mehr und mehr unser tägliches Leben. Die Herausforderung wird es sein, ein gesundes Gleichgewicht aufrecht zu erhalten und Schulter gemeinsam die Verantwortung dafür, dass die Fortschritte, die aus der Genomik nicht in Ordnung sind, um krank zu verwenden. Ein Artikel eingereicht von Donis F. Disclaimer:Unsere Website ist nicht verantwortlich für den Inhalt dieses Artikels. Webarticles ist eine kostenlose Informationsquelle. Wichtig: Dieser Artikel "Hoffen auf das entschlüsselte Code of Life" wurde durch ein automatisches Software übersetzt. Wir fühlen uns leid für alle Rechtschreibfehler, die möglicherweise aufgetreten sind. Vielen Dank für Ihr Verständnis.
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