Для понимания сути биотехнологических процессов, ниже приводится краткое толкование некоторых терминов, используемых в данном разделе:
Биоинформатика – использование прикладной математики, информатики, статистики и компьютерных наук для изучения биологических систем. Основные области научных исследований включают в себя выстраивание последовательностей, обнаружение генов, сборку генома, выстраивание структуры белка, предсказание белковой структуры, предсказание выражения гена и взаимодействия белок-белок.
Биотехнология – комплекс биологических методов, разработанных посредством фундаментальных исследований и применяемых в исследованиях и при разработке новых продуктов. Биотехнология подразумевает использование рекомбинантных ДНК, слияния клеток и новых методов биообработки.
Бипотентность – способность клетки развиться в 2 вида специализированных клеток. Например, эмбриональный гепатобласт при своём развитии дифференцируется в гепатоцит или в эпителий желчных протоков.
Бластоциста – преимплантационный эмбрион, состоящий из 30-150 клеток на 4-7 днях развития. Содержит внутреннюю клеточную массу, которая служит основным источником эмбриональных стволовых клеток.
Выражение гена – процесс, при котором содержащаяся в гене информация преобразуется в структуры и функции клетки.
Гемопоэтические стволовые клетки – плюрипотентные региональные стволовые клетки, дающие начало всем клеткам крови. Кроме костного мозга обнаружены в системном кровотоке и скелетных мышцах.
Ген – основополагающая физическая и функциональная единица наследственности. Ген представляет собой упорядоченную последовательность нуклеотидов, расположенных в определенном порядке на той или иной конкретной хромосоме, которая содержит код того или иного конкретного функционального продукта, такого как белок или молекула РНК.
Генная инженерия – технология удаления, изменения или добавления генов в молекулу ДНК с целью изменения содержащейся в ней информации. Изменяя эту информацию, генная инженерия меняет тип или количество белков, которые способен вырабатывать тот или иной организм, тем самым позволяя ему производить новые вещества или выполнять новые функции.
Генная терапия – экспериментальный медицинский прием, использующий ввод генов в клетки и ткани человека для лечения заболевания. Как правило, дефектный ген заменяется нормально функционирующим. В большинстве случаев нормальный ген доставляется в целевые ткани с помощью аденовируса, генетически измененного с целью его обезвреживания.
Генный сплайсинг – выделение гена из одного организма с последующим введением этого гена в другой организм с помощью методов биотехнологии.
Геном – весь генетический материал, содержащийся в хромосомах конкретного организма.
Дифференцировка – необратимое развитие изначально однородных эмбриональных клеток в специализированные, образующие ткани и органы.
ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) – генетический материал всех клеток и многих вирусов; молекула, которая содержит код генетической информации. ДНК представляет собой двухнитевую молекулу, образованную слабыми водородными связями между парами оснований нуклеотидов. Четыре нуклеотида в ДНК содержат следующие основания - аденин (A), гуанин (G), цитозин (C) и тимин (T). В природе пары оснований образуются только между A и T и между G и C; таким образом, последовательность оснований каждой отдельно взятой нити можно определить из последовательности оснований нити-партнера.
Зигота – клетка, образующаяся при слиянии мужской и женской половых клеток и дающая начало развития зародыша (эмбриона).
Иммортализация – продление времени жизни клетки и увеличения числа её делений без трансформации в опухоль, за счёт введения различных генетических конструкций.
Картирование генов – процедура определения мест расположения генов на отдельных хромосомах.
Клонирование – искусственное создание генетически идентичных исходным: ДНК, клеток, тканей, организмов.
Мезенхима – 4-й зародышевый листок, образующийся из мезодермы, дающий начало дерме, костям, хрящам и всей соединительной ткани организма.
Мезенхимальные стволовые клетки – плюрипотентные стволовые клетки, содержащиеся во всех мезенхимальных тканях (главным образом в костном мозге), способные к дифференцировке в различные типы мезенхимальных тканей, а так же в клетки других зародышевых слоёв.
Мезодерма – средний из 3-х зародышевых листков эмбриона. Из неё происходят: сердечно-сосудистая система, кровь, костный мозг, скелет, мышечные ткани, часть репродуктивной и выделительной системы.
Молекулярная самоорганизация – самоорганизация молекул без руководства или управления извне. В природе самоорганизация может происходить спонтанно, например, в клетках (самоорганизация липидной двухслойной мембраны) и других биологических системах, а также в системах искусственного происхождения. Множество биологических систем использует самоорганизацию для сборки различных молекул и структур. Имитация этих стратегий и создание новых молекул, способных к самоорганизации в надмолекулярные образования, служит одним из важных приемов в нанотехнологии.
Молекулярный механизм – собранное в одном месте дискретное число молекулярных компонентов, предназначенных для выполнения той или иной конкретной функции. Каждый молекулярный компонент совершает единственное действие, в то время как вся надмолекулярная структура выполняет более сложную функцию, возникающую вследствие "сотрудничества" различных молекулярных компонентов.
Мутация – любое наследственное изменение последовательности ДНК.
Наномедицина – быстроразвивающаяся область науки, в которой ученые разрабатывают различные наночастицы и наноустройства, едва достигающие в диаметре одной миллионной дюйма, для улучшения методов обнаружения рака, усиления иммунной реакции, "ремонта" поврежденных тканей и профилактики атеросклероза. В 2005 году Администрация США по контролю за продуктами питания и лекарствами одобрила наночастицу к применению в лекарстве "Таксол" для лечения запущенных форм рака молочной железы. Другая наночастица в настоящее время проходит тестирование на пациентах-сердечниках в США для поддержания сердечных артерий в открытом состоянии после пластической операции на сосудах.
Нанотехнология – системы для преобразования вещества, энергии и информации, которые основываются на компонентах нанометровых размеров с точно определенными молекулярными деталями. Также технологии получения или измерения деталей размером менее 100 нанометров.
Однонуклеотидные полиморфизмы – связи между генами и испытательными популяциями на вариации генетического кода, которые могут увеличить риск конкретного заболевания для данной особи или определить ее реакцию на лекарство.
Партеногенез – развитие эмбриона без оплодотворения яйцеклетки. Технология, применяемая при терапевтическом клонировании.
Перенос ядра соматической клетки – основная технология терапевтического клонирования, заключающаяся в переносе ядра соматической клетки в энуклеированную яйцеклетку. После чего яйцеклетка оплодотворяется или развивается партеногенетически в эмбрион, из которого получают эмбриональные стволовые клетки с геномом исходной соматической клетки.
Пере(ре)программирование ядра соматической клетки – изменение генетической программы ядра при его переносе в цитоплазму: яйцеклетки человека и/или другого млекопитающего или эмбриональной стволовой клетки. Перепрограммирование ядра и клетки без клонирования происходит при трансдифференцировке.
Плюри (мульти-)потентность – способность стволовой клетки дифференцироваться в несколько типов клеток различных органов.
Протеомика – использование таких технологий, как масс-спектрометрия, для обнаружения в крови белковых биомаркеров, которые могут служить первыми признаками заболевания, еще до появления симптомов.
ПЦР – см. Цепная реакция полимеразы.
Региональные (зрелые) стволовые клетки – взрослые соматические плюрипотентные стволовые клетки различных органов, способные к дифференцировке в клетки «своего» органа и трансдифференцировке.
Рекомбинация – процесс, посредством которого потомство получает комбинацию генов, отличных от комбинации генов любого из родителей.
Репродуктивное клонирование – клонирование с целью создания нового организма, генетически идентичного исходному.
Самообновление стволовой клетки – способность стволовой клетки поддерживать себя в недифференцированном (незрелом, «стволовом») состоянии, за счёт микроокружения и влияния специфических ростовых факторов.
Соматические клетки – все клетки организма, кроме половых (мужских и женских).
Сплайсинг – см. Генный сплайсинг.
Стволовая клетка – недифференцированная клетка, способная к самообновлению и дифференцировке в специализированные клетки.
Стволовые клетки костного мозга – гемопоэтические и стромальные стволовые клетки.
Стромальные клетки костного мозга – плюрипотентные стволовые клетки взрослого организма, образующие строму костного мозга (поддерживающую гемопоэз), имеющие мезенхимальное происхождение.
Терапевтическое клонирование – клонирование с целью получения клонов специализированных клеток, использующихся в клеточной терапии. Используется технологии фертилизации in vitro, переноса ядра соматической клетки, партеногенеза.
Тотипотентность – неограниченная способность дифференцировки: во все типы клеток, тканей и органов, эмбрион, эмбриональные оболочки. Важнейшее свойство эмбриональных стволовых клеток.
Трансдифференцировка – способность взрослой региональной стволовой клетки дифференцироваться в клетки другого органа и/или другого зародышевого листка.
Трансгенный организм (трансгеноз) – введение в геном и экспрессия экзогенного генетического материала.
Трансфекция – введение в клетки генетической конструкции (ген + вектор).
Унипотентнотность – способность дифференцироваться только в один тип клеток. Например, базальные клетки эпидермиса.
Хромосомы – самовоспроизводящаяся генетическая структура клеток, содержащая клеточные ДНК. У человека насчитывается 23 пары хромосом.
Цепная реакция полимеразы – технология копирования и усиления взаимодополняющих нитей целевой молекулы ДНК. Это лабораторный метод, который позволяет значительно усилить или создать миллионы копий последовательностей ДНК, которые в противном случае невозможно было бы обнаружить или изучить.
Экспрессия гена – см. Выражение гена.
Экстракорпоральное оплодотворение (фертилизация in vitro) – репродуктивная технология, заключающаяся в оплодотворении in vitro (вне организма). Технологии и материал ЭКО (яйцеклетки) используется при терапевтическом клонировании и получении эмбриональных стволовых клеток.
Эктодерма – самый верхний (удалённый) из примитивных зародышевых листков эмбриона. Из него происходят: кожа, нервная система и сетчатка глаза.
Эмбриональные (зародышевые) стволовые клетки – самые примитивные стволовые клетки, возникающие при развитии эмбриона, способные развиться во все клетки взрослого организма и к эмбриогенезу (т.е. обладающие тотипотентностью).
Эндодерма – зародышевый внутренний листок развивающегося эмбриона. Даёт начало дыхательной системе, желудочно-кишечному тракту, печени, поджелудочной железе, мочевому пузырю.
Биотехнологии>Глоссарий>
