Пресс-релизы // » Добавить пресс-релиз

Ученые ЛЭТИ построили “Таблицу Менделеева” для систематизации элементов генетического кода

Многие объекты в мире поддаются систематизации. Наиболее известным примером является периодическая система химических элементов, закономерности для которой установил русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев. Подобные случаи систематизации являются крайне важными. Например, Таблица Менделеева может использоваться, чтобы изучить происхождение химических элементов или прогнозировать поведение ранее неизвестных веществ, обладающих полезными свойствами для человека.
Одним из научных объектов, который нуждается сегодня в систематизации элементов, является генетический код. В 1960-ые годы была предложена общепринятая таблица элементов генетического кода, отражающая экспериментально установленные соответствия кодирующих триплетов и аминокислот. Однако бурное развитие исследований в области генетики с применением технологий расшифровки генов и последующей обработки больших баз данных позволило значительно уточнить наши представления о генетическом коде.
Стало понятно, что тогдашняя систематизация существенно устарела и не объясняет многие свойства генетического кода. Кроме того, принципы построения общепринятой таблицы сложились исторически и не имеют строгого математического обоснования. Поэтому существует необходимость поиска природных принципов для систематизации генетического кода.
«Мы разработали и теоретически обосновали расположение триплетов (единиц ДНК, состоящих из трех нуклеотидов) и кодируемых ими аминокислот в виде Канонической таблицы генетического кода. Название «каноническая» таблица получила в связи с расположением в ней блоков триплетов в последовательности: цитозин (C), гуанин (G), урацил (U), аденин (A), которая называется канонической. Мы сопоставили Каноническую таблицу генетического кода с Периодической системой химических элементов и отметили их сходство: наличие начального элемента, последовательное заполнение вакансий связей в пределах блоков триплетов. Но есть и различия, например, число триплетов, в отличие от химических элементов ограничено», – рассказывает ведущий научный сотрудник Инжинирингового центра микротехнологии и диагностики (ИЦ ЦМИД) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Владимир Александрович Карасев.
В прошлом для составления своей таблицы Дмитрий Иванович Менделеев использовал обнаруженную им фундаментальную природную закономерность связей между элементами: им был сформулирован периодический закон – свойства химических элементов находятся в периодической зависимости от веса атомов. Поэтому для построения теоретически обоснованной таблицы генетического кода ученым ЛЭТИ требовалось найти аналогичный природный фундаментальный принцип для систематизации.
В ходе поиска закономерностей специалисты обратили внимание, что неразветвленная цепь любого белка, которая закодирована триплетах, может быть представлена в виде цепного графа – особой математической модели, позволяющей отразить структуру белкового фрагмента. Причем по ряду критериев был определен минимальный фрагмент белка, пригодный для систематизации, который состоит из пяти аминокислот. Ученые ЛЭТИ назвали его пентафрагментом. Математически его структурная форма может быть представлена в виде цепного графа.
Затем, уже работая с графами, ученые ЛЭТИ с помощью математического анализа выяснили, что общее число структурных форм графа ограничено и всего их существует 64. Кроме того, все модели по ключевым параметрам можно разделить на четыре блока по 16 вариантов. При этом каждый цепной граф соответствует структурной форме пентофрагмента белка. Используя эти соответствия, на основе системы из 64 цепных графов была построена система из 64 триплетов. Затем ученые добавили каждому триплету связанные с ними аминокислоты – так получилась Каноническая таблица генетического кода, состоящая из 64 ячеек. Результаты работы опубликованы в научном журнале Biosystems.
«Полученная таблица позволила наглядно представить в генетическом коде элементы симметрии и антисимметрии и их преобразования друг в друга, а также циклическую периодичность триплетов внутри строк столбцов и блоков таблицы в целом. Наша разработка может служить основой при построении алгоритмов прогнозирования пространственных структур белков с известной последовательностью аминокислот, а также для конструирования новых белков с заранее заданными полезными свойствами. Например, это могут быть новые ферменты, лекарственные средства, средства защиты растений от сорняков (гербициды) и от вредных насекомых (инсектициды) и даже технические электронные устройства молекулярного размера», – рассказывает Владимир Александрович Карасев.
Разработка таблицы проводилась в рамках выполнения научного раздела ИЦ ЦМИД “Принципы топологического кодирования цепных полимеров”, являющегося частью бионического направления. Исследования проводятся под руководством директора ИЦ ЦМИД проф. Виктора Викторовича Лучинина. Ключевой целью направления является использование биологических закономерностей для создания принципиально новых технических устройств молекулярного размера

Контактное лицо: Дарья Бодак
Компания: СПбГЭТУ "ЛЭТИ"
Добавлен: 18:08, 30.09.2022 Количество просмотров: 487
Страна: Россия


85 лет в Абакане готовят педагогов, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:48, 21.07.2026, Россия611
Уже 85 лет в республиканской столице готовят педагогов. В июле 1941 года первыми выпускниками Абаканского учительского института стали 79 педагогов, а в победном 1945 – 104 человека.


ХГУ открывает общежитие повышенной комфортности, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:24, 21.07.2026, Россия127
После капитального ремонта, в преддверии нового учебного года, в Хакасском госуниверситете распахнет двери студенческое общежитие №6. Оно находится в самом центре города на улице Щетинкина, рядом с Администрацией Абакана, Правительством Хакасии, тремя театрами и двумя колледжами вуза.


Молодые ученые АГАУ специально для «Всероссийского Дня поля-2026» изготовили «Медовую карту Алтайского края», ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 22:21, 21.07.2026, Россия200
Одним из главных аттракторов внимания посетителей тематической экспозиции «Дом мёда и оздоровительной продукции» на «Всероссийском Дне поля-2026» стала «Медовая карта Алтайского края».


ХГУ на третьем месте медиарейтинга Минобрнауки России в мессенджере Макс, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:39, 17.07.2026, Россия495
Минобрнауки России опубликовал рейтинг медийной активности вузов РФ за июнь 2026 года. В нём представлены и ранжированы 233 высших учебных заведения страны, входящих в систему министерства. По итогам июня по национальному мессенджеру Макс Хакасский госуниверситет вошёл в число лучших.


Кадры для беспилотников: в ТГУ готовят инженеров, ТГУ, 22:19, 17.07.2026, Россия160
В Тольяттинском государственном университете расширяют возможности для абитуриентов.


В ХГУ вручили дипломы врачам, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:18, 17.07.2026, Россия130
В медицинском институте Хакасского государственного университета им. Н.Ф. Катанова состоялась торжественная церемония вручения дипломов выпускникам специальности «Лечебное дело». Это уже 15 выпуск молодых врачей.


«Золотая молодёжь» Хакасского госуниверситета прославляет регион, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 21:53, 17.07.2026, Россия131
Работодатели могут найти успешного сотрудника выпускников Хакасского госуниверситета. Фото и краткий рассказ о почти 60 отличниках и студенческих лидерах размещены на страницах электронного сборника «Золотая молодежь – 2026». В нём перечислены достижения выпускников в научно-исследовательской, учебной, общественной и культурно-творческой деятельности.


В Приемной комиссии Алтайского ГАУ отмечают повышенный интерес абитуриентов к обучению в магистратуре, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 22:10, 14.07.2026, Россия379
В Приемную комиссию Алтайского государственного аграрного университета подал документ 170-ый абитуриент, желающий продолжить обучение в магистратуре вуза.


Более 13 тысяч заявлений от абитуриентов поступило в ХГУ, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:04, 14.07.2026, Россия448
Из них – свыше 8500 на бюджет, остальные на платный приём. В понедельник, 13 июля, в Хакасском госуниверситете завершился важный этап приёмной кампании – подача документов для поступления на бесплатные места бакалавриата от абитуриентов, имеющих среднее профессиональное образование, а также сдающих экзамены профессиональной или творческой направленностей.


Финансовая грамотность становится миссией для студентов ХГУ, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:03, 14.07.2026, Россия365
На красноярской земле проведена очередная смена всероссийского форума ТИМ «Бирюса». В этом году он – юбилейный. Ему исполнилось 20 лет. На главной молодёжной площадке работала делегация студентов института менеджмента, экономики и агротехнологий Хакасского госуниверситета.


На тематической площадке Алтайского ГАУ в рамках форума «Родные-любимые» молодые семьи познакомились с модными трендами в рукоделии, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 21:29, 14.07.2026, Россия172
В Центральной парке Барнаула по инициативе «Движения Первых» Алтайского края прошел Форум молодых семей и семейных сообществ «Родные-Любимые», участие в котором принял Алтайский государственный аграрный университет.


В Алтайском ГАУ вручили дипломы о высшем образовании лучшим выпускникам, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 17:03, 12.07.2026, Россия315
В Алтайском государственном аграрном университете состоялось торжественное вручение дипломов о высшем образовании выпускникам.


В МГППУ прошел мастер-класс по применению VR-технологий для развития саморегуляции с участием представителей МВД, Московский государственный психолого-педагогический университет, 16:56, 12.07.2026, Россия299
Мастер-класс направлен на ознакомление участников с возможностями использования виртуальной реальности как инструмента формирования и отработки навыков саморегуляции в профессиональной деятельности сотрудников полиции.


Алтайский ГАУ поднялся на 7 позиций в «Национальном рейтинге университетов» от «Интерфакс», ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 16:25, 12.07.2026, Россия193
Группа «Интерфакс» представила XVII ежегодный Национальный рейтинг университетов (НРУ) 2026 года, в котором Алтайский государственный аграрный университет вновь продемонстрировал положительную динамику.


Членами сборной России стали 11 спортсменов ХГУ, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 16:14, 12.07.2026, Россия178
Самые известные из них Фёдор Жибинов, Леонид Чебодаев и Артём Попов. Всего в Хакасском госуниверситете культивируется более 30 видов спорта. В вузе обучаются два мастера спорта международного класса, 13 мастеров спорта России и 35 кандидатов в мастера спорта.


  © 2003-2026 inthepress.ru