Что мешает создать с нуля органический объект, используя уже расшифрованную днк, сильно изменив ее?

344
2
0
14 августа
12:54
август
2015

Для общего понимания следует отметить следующее:

1. Органический объект на основе абсолютно новой кодирующей ДНК создать можно - достаточно провести искусственно реакцию транскрипции; полученная на основе абсолютно новой молекулы ДНК, молекула мРНК (матричной РНК) будет абсолютно новым органическим объектом. Ее можно копировать и даже создать на ее основе белок - транслировать (хотя существующие искусственные системы трансляции сильно не совершенны, и на выходе получится максимум "что-то", но зато абсолютно новое).

2. Другой ответчик, к сожалению, не имеет почти никакого понятия о молекулярной биологии. Информационная структура ДНК расшифрована уже лет 30 как, при чем ДЛЯ ВСЕХ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ ОНА ОДНА И ТА ЖЕ - см. "основная догма молекулярной биологии" wikipedia.org

генетические карты составляются не экспериментально, а с помощью полногеномного секвенирования - расшифровки последовательности всего генома организма, биоинформатического анализа, включающего поиск кодирующих последовательностей в тонне мусора, мобильных генетических элементов и регуляторных последовательностей; уже давным давно можно предсказать с высокой степенью вероятности структуру и функции приличного количества белков, судя только по соответствующей им последовательности ДНК.

Сложнее - проследить все возможные ферментативные каскады, за который отвечает конкретный белок в клетке, для этого, помимо старого-доброго нокаута ("выключаем ген, смотрим, что поменялось в фенотипе"), используется анализ всего транскриптома (всех синтезирующихся на данный момент белков), 3D-моделирования, биохимические анализы, методы контролируемого мутагенеза и прочие. Однако с ростом числа фигурирующих в каскаде звеньев, число возможных взаимодействий увеличивается экспоненциально, что сильно увеличивает время исследования и перегружает вычислительные мощности. Но при небольшом количестве звеньев всю цепочку формирования признака от самой ДНК проследить вполне себе можно.

Только по одной этой причине запустить искусственный матричный синтез белка в том виде, в котором он присутствует в живых клетках (более 20 различных белковых факторов) - почти непосильная задача

3. Простейшую самовоспроизводящуюся систему теоретически можно создать на основе рибозимов - молекул РНК, обладающих каталитической активностью wikipedia.org

, но подобные системы будут очень сильно зависеть от внешних факторов, так как система не будет обособлена от внешней среды.

4. Для того, чтобы создать простейший живой организм - клетку, необходимо:

- создать систему воспроизведения информации (репликации ДНК или РНК, например)

- систему синтеза белка (см. выше, осуществляют подавляющую часть функций клетки, в том числе осуществляет воспроизведение и интерпретацию генетической информации на основе РНК и ДНК)

- обособить объект от внешней среды (например, липидной мембраной, которую необходимо обновлять и поддерживать, чем занимается в обычной клетке аппарат Гольджи и куча ферментов; можно, конечно пойти по пути вирусов и создать белковый капсид, однако система получится неактивной, так как постоянное обновление капсида и его перестройки для связи с внешней средой КРАЙНЕ энергозатратны)

- определиться с системой питания объекта (синтезирует все сложные молекулы сам из составляющих - нужны специализированные органеллы типа пластид или митохондрий для осуществления дыхания и синтеза АТФ; не синтезирует все сам, значит, УРА, мы забабахали вирус, который без аппарата других клеток жить не может и живым не считается)

С каждым добавлением нового звена возможности контроля со стороны создателя снижаются. Описанные системы - содержат не одну сотню звеньев по самым скромным оценкам.

Сейчас пытаются разобраться хотя бы с системой искусственной трансляции (синтеза белка на основе мРНК), при чем даже если разберутся по отдельности с каждой упомянутой системой, то огромной проблемой станет ее связать воедино и "запустить", наладив энергетические и ферментативные, а также регуляторные связи друг с другом. Очевидно, что подобное (давайте представим на секунду, что это осуществимо) будет возможно с участием известных белков, поэтому отправная точка вопроса (молекула ДНК) будет очень большой своей частью присутствовать в других организмах и, хоть формально, она и будет считаться "новой", но по сути будет походить на слепленный дебилом-школьником из большого числа работ реферат, не проходящий "антиплагиат".

4
0
август
2015

К сожалению, если "сложить вместе" нужные гены, ничего хорошего не получится.

Этому препятствуют, прежде всего, два момента:

1. В этом нет необходимости - генная инженерия вполне успешно применяется с середины прошлого столетия, причем за основу для получения нужных свойств достаточно взять наиболее близкий организм.

2. Не расшифрована и, вероятно, никогда не будет полностью расшифрована информационная структура ДНК, да универсальной для всех организмов структуры, скорее всего, и нет.

2а. Науке хорошо известны, например, последовательности нуклеотидов (кодоны), определяющие синтез аминокислот; во многих случаях известны локусы (участки хромосом, где располагаются конкретные гены), даже иногда целые генетические карты - как, например, у дрозофил с их восемью хромосомами. Но, в зависимости от расположения (хромосомы, в которой они находятся, положения в цепочке ДНК, сочетания в последовательности и т.д.) одни и те же кодоны будут формировать гены разных признаков.

Мало того, генетические карты составляются экспериментально: если при удалении из цепочки ДНК "предположительно гена" признак пропадает - значит, это и есть ген данного признака. Но и это не всегда верно. А вот того, как связан синтез конкретных аминокислот, например, с формой ушей, наука, кажется, не знает вовсе. А возможные "контекстные зависимости", которые невозможно воспроизвести, просто синтезировав ДНК, я уже описал.

-5
0
Если вы знаете ответ на этот вопрос и можете аргументированно его обосновать, не стесняйтесь высказаться
Ответить самому
Выбрать эксперта