Что такое ДНК простыми словами

Развитие науки позволило нам понять, как именно работает живой организм, и что определяет его функционирование, почему мы похожи на своих родителей и какие наши особенности изначально заложены природой. Многие ответы на подобные вопросы заложены в ДНК.

Что такое ДНК?

За самой этой аббревиатурой скрывается довольно сложное для произношения название – ДезоксирибоНуклеиновая Кислота.

Изначально молекулу нуклеина открыл швейцарский биолог Фридрих Мишер в 1869 году.

Сперва она считалась простым хранилищем фосфора, ни о какой наследственной информации применительно к нуклеиновой кислоте речи не велось. Только в 1944 году состоялось повторное открытие миру ДНК, уже в качестве того самого носителя наследственной информации. Биологи изучали трансформацию бактерий и доказали, что основная роль в процессе отводится как раз дезоксирибонуклеиновой кислоте.

С точки зрения физики ДНК представляет собой сложную молекулу, которая содержит как наследственную информацию, так и является фактической инструкцией развития организма из одной универсальной клетки. Из нее появляется множество других, узкоспециализированных под определенные задачи. Фактически, ДНК молекулой в традиционно понимании и не является. Это двуспиральная структура со связанными водородными связями цепочками, которая размерами значительно больше и сложнее обычной молекулы. В основе таких цепочек лежат блоки нуклеидов, в которых и содержится та самая инструкция развития организма. ДНК говорит каждой клетке, какие белки и в каком количестве надо производить.

При этом у людей 99,9% ДНК совпадает. Все наши отличия формирует лишь та десятая часть процента нашего «биокода». Можно представить себе объем хранимой в ДНК информации, учитывая все разнообразие людей. Даже с бананом у нас совпадает 50% ДНК. Да и сам масштаб молекулы впечатляет – если ее раскрутить, то она растянется на 2 метра. А у лилий и саламандр длина молекул в десятки раз больше! Но природа с помощью механизмов изгибания поместила ДНК в крошечное ядро клетки.

Отличаются ли ДНК мужчины и женщины?

У большинства млекопитающих имеются по две половые хромосомы – у самок это две X, а у самцов X и Y. Разделение на два вида произошло более 100 миллионов лет назад. В Y-хромосоме значимым является ген SRY, который и запускает мужской тип развития организма. При оплодотворении яйцеклетка соединяется со сперматозоидом. От матери ребенок получает женскую Х-хромосому (одну из двух одинаковых), а от отца – либо Y, либо Х.

Конечная комбинация ХХ означает появление на свет девочки, а комбинация XY – даст жизнь мальчику. Так что не стоит винить матерей в том, что они рожают детей «не того» пола – решающую роль в этом играет организм отца.

Вполне логично, что новые знания побуждают ими воспользоваться. Если человек обнаружил тот самый «кирпичик», из которого построено его тело, то почему бы не попытаться осуществить перестройку или вообще сотворите нечто новое? Этим займется медицина будущего, а пока знания о ДНК позволяют решать менее масштабные задачи. Одной из них является анализ ДНК, позволяющий расшифровать часть ее информации. Еще в 2003 году ученые заявили, что выяснили местоположение всех генов, которые определяют наше развитие и жизнь.

Чем отличаются гены от ДНК?

Гены и ДНК принято отождествлять, но это разные понятия. Гены являются оформленной, с началом и концом, частью цепочки. Там закодированы белки и РНК (рибонуклеиновая кислота), одноцепочное «зеркало» ДНК. Внутри каждого гена присутствует характерная последовательность нуклеотидов. Гены, кодирующие строение и поведение белков, занимают лишь 2% всей ДНК. Еще 1% генов кодируют РНК. Около 80% всех генов обеспечивают вспомогательные функции, в том числе компактную упаковку ДНК. А вот за что отвечает пятая часть ДНК ученые пока еще не поняли.

Чем ген отличается от генома?

Весь наследственный материал организма, в котором насчитывается 3,1 миллиарда пар нуклеотидов, называется геномом.

Процесс построения из подходящих 20 аминокислот новых белков осуществляется движением рибосомы по РНК. Но имеющихся в ДНК четыре нуклеотидов для такого кодирования недостаточно. Природа нашла выход – она использует не сами нуклеотиды, а их последовательности из трех элементов – генетический код. Такой подход позволяет запрограммировать целых 64 аминокислоты. И хотя природе столько и не нужно, ученые уже задумались над потенциалом аминокислот.

Что нужно для анализа ДНК?

Анализ ДНК стал популярным не только в медицине, но и в криминалистике, позволяя доказать участие подозреваемого в преступлении. Сегодня же все чаще такое исследование упоминают на скандальных ток-шоу, где выясняют отцовство. Сравнение ДНК ребенка и его потенциального родителя практически на 100% дает ответ о возможном родстве. При этом для анализа не требуется сложный забор биоматериала. ДНК содержится практически во всех живых клетках: в слюне, крови, сперме, эпителии, ушной сере. Но чтобы получить достоверный результат, лучше сдавать для анализа кровь из вены непосредственно в лаборатории. Сам анализ проводится в несколько этапов и требует применения технологичного оборудования и специальных реактивов. Именно поэтому тест на ДНК проводят в крупных клиниках в больших городах, а вот забор биоматериала (кусочек ногтя, ватная палочка в пробирке, следы слюны) можно осуществить на месте, а потом отправить почтой. И хотя такой тест и не будет иметь юридической силы, результат окажется довольно точным.

В ходе чтения молекулы ее сперва выделяют, потом многократно копируют и нарезают на кусочки для анализа. Азотистые основания подкрашивают специальным светящимся красителем, который распознается при лазерном просвечивании. Методов анализа ДНК разработано уже несколько, они постоянно улучшаются за счет модернизации приборов и улучшения компьютерных программ. Это позволяет постепенно снижать стоимость такого анализа.

Наша ДНК – настоящий кладезь информации и, возможно, та самая волшебная палочка, которая позволит в будущем нам как минимум бороться с наследственными заболеваниями и, как максимум, модернизировать свое тело. И если бессмертие – спорный вопрос, которому природа противится, то в продлении нашей жизни и улучшении ее качества изучение ДНК может помочь.