Справочник Биотехнолог

Задание

Вы — биотехнолог крупной фармацевтической компании. Вам и вашим коллегам поступил новый заказ: необходимо разработать новое лекарственное средство от определённой формы рака — меланомы.

Основная задача: воссоздать геном нужного белка, с помощью которого можно обнаружить больную клетку, и разработать антитела.

Вам нужно провести исследование клеток и придумать, как правильно их выращивать, чтобы разработать действенное лекарство. Но и это не всё: попробуйте провести испытания препарата, чтобы определить условия, при которых он может дойти до пациентов.

Надевайте халат и вперёд!

Часть 1. Воссоздание ДНК-цепочки

Ну что, начнём? Сначала придётся поработать с геномом!

Геном — это совокупность наследственного материала, заключённого в клетке организма. Геном содержит биологическую информацию, необходимую для построения и поддержания организма.

Нуклеотидная последовательность, или генетическая последовательность — порядок следования нуклеотидных остатков в нуклеиновых кислотах. Без неё не расшифровать информацию о геноме!

А делают это с помощью секвенирования, то есть определения последовательности нуклеотидов во фрагменте ДНК. Кстати, геном человека смогли секвенировать не так давно — только в 2003 году, хотя опыты с отдельными организмами, фрагментами ДНК и генами шли уже много лет.

ДНК за­пи­сы­ва­ет­ся в ви­де по­сле­до­ва­тель­но­стей букв, обо­зна­чаю­щих вхо­дя­щие в нук­лео­ти­ды азо­ти­стые ос­но­ва­ния: A – аде­нин, G – гуа­нин, C – ци­то­зин, T – ти­мин. В РНК вме­сто ти­ми­на при­сут­ст­ву­ет ура­цил (U).

Как пройти это задание?

В молекуле ДНК две комплементарные цепочки собираются вместе в спираль, дополняя друг друга. Это значит, что у каждого азотистого основания будет всего одна подходящая пара.

В левой части экрана вы можете проверить свои знания и определить, где какая пара. Справа на экране вам необходимо достроить нуклеотидные цепочки. Именно они позволят встроить в геном клеток-продуцентов информацию о нужном белке, с помощью которого потом вы сделаете антитела.

Соедините аденин с тимином, а гуанин с цитозином, чтобы воссоздать нуклеотидную последовательность.

Кстати, на данном этапе биотехнолог редко работает один. Обычно ему помогают генетики, другие узкопрофильные специалисты.

Часть 2. Состав клетки

Мы не будем проверять ваши знания о клетках, ведь вы все наверняка уже получили пятёрки по биологии. Получили ведь, правда?

Тем не менее вам нужно определить, о каких органоидах идёт речь в описании, и выбрать их на изображении. На картинке кликабельны лишь определённые зоны, они будут подсвечиваться при наведении мышкой.

Попробуйте, у вас точно получится!

А вот следующее задание немного посложнее, но только на первый взгляд. Вам нужно определить, на что влияет электропорация: ядро, мембрану или рибосомы?

Электропорация — это обработка мембраны клетки электрическим полем, после которой в ней образуются крохотные поры. Обычно мембрана надёжно защищает клетку от внешнего воздействия, и такой способ необходим биотехнологам, чтобы внести внутрь клетки набор нуклеотидов. С их помощью клетка создаст нужный белок!

Часть 3. Культивирование клеток

Время обеда!

Дело в том, что клеткам тоже нужна еда: всевозможные вещества и элементы, без которых она не сможет расти сама и создавать белки для антител. Ваша задача — определить, о чём идёт речь в описании, и выбрать подходящий вариант.

Попробуйте свои силы, не подглядывайте в ответы ниже!

Не подглядываете?

Молодцы!

Ответы:

1. Минеральные вещества и химические элементы, которые способствуют росту организма и нормальному функционированию клеток — это микро- и макроэлементы.

2. Строительные кирпичики для любого белка, являются ценнейшими элементами в любом организме — аминокислоты, конечно же!

3. Простой углевод, универсальный источник энергии — глюкоза.

4. Особые органические соединения, которые поддерживают здоровую жизнедеятельность клеток — витамины. Да, представьте себе, они нужны не только подросткам и детям, но и крохотным единичным клеточкам!

5. Жироподобные вещества, которые снабжают энергией клеточные процессы и формируют клеточные мембраны — липиды. Кстати, человеческий организм тоже не может без жиров.

Двигаемся дальше!

Часть 4. Очистка белка

Итак, мы уже поняли, что клеточная культура, которую мы растим в больших пробирках и банках, «выращивает» белок. Много белка! Это особые молекулы белка, которые сумеют прицепиться к раковым клеткам, таким образом обнаружив их для иммунной системы человека.

В случае с антителами этот белок выводится из клеток-продуцентов наружу, а не сохраняется внутри.

После того, как культура вырастет и произведёт нужное количество белка, его необходимо очистить. Для начала при помощи фильтров отделяют клетки, и остается раствор культуральной жидкости, в котором содержится целевой белок и множество примесей. И как раз от этих примесей необходимо очистить наш белок.

Как пройти это задание?

Нажмите «Зарядить частицы с помощью раствора». Таким образом вы как бы добавляете к культуральной жидкости с белком сорбент, который «склеивает» вместе примеси с противоположным зарядом, после чего его можно убрать из раствора.

Чтобы убрать все лишние примеси и ненужные молекулы, меняйте заряд и пропускайте раствор через сорбент.

Подсказка: когда клетки заряжены положительно, удалите примеси с отрицательным зарядом — и наоборот. И так до тех пор, пока в растворе не останутся полезные белки.

К сожалению, учёные не могут придумать лекарство от всех видов рака сразу. Каждое заболевание требует особого подхода и длительных исследований. Это очень сложный и кропотливый процесс. Но именно биотехнологии приближают человечество к миру без болезней.

Часть 5. Исследование деградации вещества

Ура, тестирование!

Чтобы пройти это задание, нажимайте по очереди кнопки «Тестировать» и внимательно читайте описание результатов.

Затем убедитесь, что в отчёте всё верно, и переходите к финалу.

Ура, вы справились!

Конечно, в этой профпробе мы показали работу биотехнолога лишь в общих чертах, ведь порой на создание одного лекарства уходят годы, а задач там — целая куча! А может, вы будете работать не над лекарственными препаратами, а особыми удобрениями для защиты арбузов от вредителей? Или над новыми питательными батончиками для космонавтов? А может, над современной косметикой?

Вариантов очень много, и все они перед вами! Дерзайте!