Асцидия как модельный объект в экспериментальной биологии
Рассмотрение асцидии в качестве модельного объекта хордовых организмов. Экспериментальное исследование характера раннего развития асцидий. Секвенирование генома асцидии Ciona intestinalis. Определение вещества ванадия в клетках Ciona intestinalis.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.03.2019 |
| Размер файла | 17,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет»
АСЦИДИЯ КАК МОДЕЛЬНЫЙ ОБЪЕКТ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ БИОЛОГИИ
Мамедов Р.Ф., Болдин А.И., Казакова М.С.
Асцидия (Ciona intestinalis)- вид оболочников рода Ciona класса асцидий, имеется мягкая оболочка. Благодаря описаниям Карла Линнея, этот вид является модельным объектом хордовых организмов. Асцидии встречаются во всех морях и океанах, заселяют преимущественно каменистые участки морского дна, обильны на глубинах до 500 м, в тропиках их видовой состав наиболее разнообразный. Каковы же особенности этого модельного объекта?
Тело Ciona intestinalis мешкообразное и покрыто оболочкой, что является продуктом секреции эпидермальных клеток организма. Поэтому тело крепится за счёт пермананетной основы, находящейся на задней части тела. На противоположной части тела располагаются два отверстия: оральные и атриальный сифоны. Вода поступает в организм через оральный (ротовой) сифон и выходит через атриальный (клоакальный) сифон. Кроме полового размножения, у асцидии широко распространено и бесполое размножение. Развившаяся из оплодотворенного яйца, осевшая на дно и прошедшая метаморфоз, асцидия растет; затем в нижней части ее тела образуется вырост - почкородный столон (иногда их бывает несколько), в который врастают отростки всех внутренних органов.
Основной пищей для асцидий, кроме животных и растительных отходов, которые они извлекают из водяной взвеси, является планктон. Тело животных покрыто оболочкой (мантией), которая имеет кожистую или хрящевую консистенцию. Этой мантией асцидии и соприкасаются с различными поверхностями, поэтому питаются они пелагической пищей, ведь нужно много корма из мелких твердых частиц, необходимы также добавки колоний бактерий.
Содержание в лабораторных условиях требует определенного подхода: в природе, добывая себе пищу, они фильтруют тысячи литров воды в день; в неволе им обычно не хватает бактерий или микропланктона, чтобы выжить, поэтому требуется тщательный уход, так как большинство асцидий умирают от неправильного питания, в частности, из-за нехватки планктонной пищи. Не стоит забывать и о том, что им требуется активная фильтрация и плотный грунт в аквариуме.
С конца XIX столетия, когда экспериментально был показан характер раннего развития асцидий, они становятся объектом эмбриологических исследований. Этому также способствует легкость получения эмбрионального материала, ведь асцидии могут накапливать высокие уровни ванадия, и удобны для морфологической и экспериментальной работы, поскольку их зародыши и личинки отличаются сравнительно небольшим числом клеток, что позволяет прослеживать судьбу практически любого бластомера. В наши дни обнаружилось, что у асцидий сравнительно небольшой геном, а это существенно облегчает процедуру выделения ванадия из клеток, контролирующих процессы развития, что и доказал в 2002 году Джон Уирфрид. Актуальность исследования на данном объекте важна тем, что в воде ванадий в местах, где они обитают, так и не был найден, но нахождение этого минерального ресурса у самих асцидий вида Ciona intestinalis очень важно для промышленного хозяйства, поэтому не оставило равнодушным ученых со всего мира, особенно из Японии, где они выращивали асцидий на плантациях и добывали из них ванадий.
Ученые завершили секвенирование генома асцидии Ciona intestinalis. Это очень важно для того, чтобы понять, каким образом происходит развитие животных и чем отличается развитие позвоночных животных от беспозвоночных. Поиск в базе данных с программой BLAST показал, что было выявлено пять групп кДНК, кодирующих ванадий-подобные белки. Каждая группа кДНК разделяет идентичную нуклеотидную последовательность, затем эта последовательность каждой группы кодируется в независимый ванадийподобный белок. Путем сравнения данных кДНК и последовательности генома Ciona intestinalis, было обнаружено, что эти пять групп кДНК были закодированы пятью независимыми генами, и не было никаких других ванадий - подобных генов, что приблизило ученых к разгадке того, откуда же берутся ванадиевые вещества из клеток асцидий.
У асцидий в клетках крови был обнаружен как ванадий, так и не ванадий. Проведено было несколько исследований, с использованием микроаналитических методов для определения вещества ванадия в клетках Ciona intestinalis. Эти исследования были проведены со сканирующего электронного микроскопа (SEM). Наличие ванадия в плазме крови асцидии было обнаружено во время поглощения пищи. Как говорилось ранее, в Японии таких асцидий разводят на подводных плантациях, затем их собирают и сжигают, получая золу, в которой ванадий содержится в более высокой концентрации, чем в руде некоторых месторождений. Не стоит забывать о важности этого элемента: он оказывает профилактическое воздействие против раковых образований, что в скором времени поможет ученым и врачам решить проблему с этими заболеваниями, ведь одной из самых значительных проблем в лечении болезней, является нехватка моделей для исследования, что выявляет актуальность работы.
Список использованной литературы
асцидия секвенирование ванадий геном
1. Bielig H J., Jost E., Pfleger K., Rummel W and Seifen E (1961a) Aufname und Verteilung von Vanadin bei der Tunicate Phallusia mamillata (Cuvier) Hoppe-Seyler's Z Physiol Chem 325, 122-131.
2. Satoh, Nori (2003) «The ascidian tadpole larva: comparative molecular development and genomics.». Nature Reviews Genetics 4: 285-295.
3. Dehal, P; Satou Y, Campbell RK et al. «The draft genome of Ciona intestinalis: insights into chordate and vertebrate origins.». Science 298: 2157- 2166.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Строение, образ жизни и регенерация асцидий - донных животных, ведущих прикрепленный образ жизни. Одиночные и колониальные оболочники, ведущие сидячий образ жизни на дне морей и широко распространенные по всем морям земного шара. Строение личинки асцидии.
презентация [6,1 M], добавлен 15.10.2011Общая характеристика науки биологии. Этапы развития биологии. Открытие фундаментальных законов наследственности. Клеточная теория, законы наследственности, достижения биохимии, биофизики и молекулярной биологии. Вопрос о функциях живого вещества.
контрольная работа [28,1 K], добавлен 25.02.2012Экспериментальное исследование биоразнообразия зоопланктона (48 видов и вариететы), его плотности по сетным и осадочным пробам на трансграничных участках реки Припяти. Определение характера изменения численности мельчайших животных организмов в Соже.
курсовая работа [53,3 K], добавлен 14.02.2010Оценка возможных опасностей генно-модифицированных продуктов или организмов, мировые достижения. Исследование генома человека и клонирование. Роль интерферона в лечении вирусных инфекций. История генетики и первые опыты по клонированию живых организмов.
реферат [169,5 K], добавлен 15.08.2014Цитология как раздел биологии, наука о клетках, структурных единицах всех живых организмов, предмет и методы ее изучения, история становления и развития. Этапы исследований клетки как элементарной единицы живого организма. Роль клетки в эволюции живого.
контрольная работа [378,6 K], добавлен 13.08.2010Теоретические основы, предмет, объект и закономерности биологии. Сущность, анализ и доказательство аксиом теоретической биологии, обобщенных Б.М. Медниковым и характеризующих жизнь и отличающуюся от нее нежизнь. Особенности генетической теории развития.
реферат [47,8 K], добавлен 28.05.2010Сшивка фрагментов дезоксирибонуклеиновой кислоты по одноименным и разноименным "липким концам" и коннекторным методом. Организация генов про- и эукариот. Определение нуклеотидной последовательности (секвенирование) ДНК. Подходы к клонированию ДНК.
реферат [33,4 K], добавлен 01.12.2016Классификация и свойства генов, особенности структурных и регуляторных генов. Структурные единицы наследственности организмов. Особенности генома человека. Наследственный материал, заключенный в клетке человека. Уровни структурной организации хромосом.
презентация [564,6 K], добавлен 28.10.2014Значение для человека микроэлементов. Основные макроэлементы, содержащиеся в клетках. Бромистый калий как сильное болеутоляющее средство для нервной системы. Кислород как основной химический элемент в организме человека. Роль цинка в жизни клетки.
презентация [5,6 M], добавлен 28.11.2012Хранение и передача генетической информации у живых организмов. Способы изменения генома, генная инженерия. Риски для здоровья человека и окружающей среды, связанные с генетически модифицированными организмами (ГМО), возможные неблагоприятные эффекты.
курсовая работа [164,0 K], добавлен 27.04.2011Формирование геномики и протеомики как новых фундаментальных дисциплин в 1990-х гг. Установление матричного механизма белкового синтеза с передачей генетического кода от ДНК к белку. Методы решения задачи полного секвенирования генома микроорганизмов.
реферат [25,8 K], добавлен 16.11.2013Релятивистская космология. Достижения в основных направлениях современной химии. Предпосылки развития современной биологии. Молекулярная биология. Расшифровка генома человека. Атомная энергия в народном хозяйстве. Этапы развития жизни на Земле.
контрольная работа [262,2 K], добавлен 28.10.2008Строение костистых рыб, общая характеристика дыхательной и кровеносной систем. Подтипы, классы хордовых, особенности строения, характерные черты их организации. Концепции происхождения этого вида. Сравнение животных типа хордовых с другими вторичноротыми.
контрольная работа [3,2 M], добавлен 26.12.2009Структура дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Секвенирование как метод исследования нуклеиновых кислот. Определение нуклеотидовой последовательности модифицированным методом Максама и Гилберта. Новейшие методы определения последовательности ДНК.
курсовая работа [385,7 K], добавлен 10.03.2016Процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы, происходящий во всех живых клетках. Точки начала и конца транскрипции, основной фермент и вспомогательные факторы. Этапы обратной транскрипции, особенности транскрипции про- и эукариот.
презентация [2,3 M], добавлен 14.04.2014Общая характеристика группы хордовых животных. Скелет, кожа и сускулатура млекопитающих. Особенности дыхательной, кровеносной, пищеварительной и нервной систем. Органы чувств, тип развития рыб. Пороки сердечно-сосудистой системы класса позвоночных.
реферат [37,1 K], добавлен 14.01.2010Генетическая терминология, организация генома вирусов, понятие о лизогенном и литическом цикле. Особенности генома и жизненного цикла ретровирусов, геном бактерий. Современные представления о геноме человека: теоретические и практические аспекты.
презентация [125,3 K], добавлен 04.04.2011Определение нуклеотидной последовательности генома человека. Идентификация генов на основе физического, хромосомного и функционалного картирования, клонирования и секвенирования. Новая отрасль биологии - протеомика. Изучение структуры и функции белков.
лекция [39,8 K], добавлен 21.07.2009Амплификация как важный механизм увеличения объема генома. Роль горизонтального переноса генетического материала в эволюции генома. Значение сохранения дозового баланса генов в генотипе для формирования фенотипа. Взаимодействия между генами в генотипе.
реферат [18,7 K], добавлен 24.02.2010Основа организации и устойчивости биосферы, распределение и классификация живого вещества. Миграция живых организмов, постоянство их биомассы. Фотосинтез - основное звено биохимического круговорота в природе. Функции живого вещества в биосфере Земли.
реферат [23,7 K], добавлен 25.11.2010
