ДНК: розшифровка, історія, склад, значення

Зовсім недавно в мікробіології і генетики стався суттєвий прорив, що вплинув на науку. Майже повністю раскодировали структуру ДНК. Розшифровка інформації аналізувалася, розроблялися та впроваджувалися нові методи раскодировки молекули, а знання стали ефективно застосовувати на практиці. У статті наводиться загальна інформація про ДНК.

Історія

Нуклеїнові кислоти почали вивчати в дев'ятнадцятому столітті. Фрідріх Мішер в 1868 році вперше виділив із клітин нуклєїн, який пізніше отримав назву дезоксирибонуклеїнової кислоти — ДНК. Однак у той час до відкриття поставилися досить скептично і молекулі не надавалося особливого значення. Лише в середині двадцятого століття завдяки дослідів на мишах О. Евері і Ф. Гріффіта стався корінний переворот. При вивченні трансформації бактерій з'ясувалося, що за цей процес відповідала молекула ДНК. Пізніше Р. Франклін випадково використовувала рентгенівське випромінювання для дослідження структури кристалів, завдяки чому вдалося зробити фотографію ДНК. На підставі цього в 1953 році був сформульований принцип самореплікації, а також відтворення життя на Землі.

ДНК — склад

ДНК складається з дезоксирибонуклеинових і рибонуклеїнових кислот. Біополімери складаються, у свою чергу, з мономерів, або нуклеотидів, містять три компоненти, міцно з'єднаних між собою хімічними зв'язками. Нуклеотиди ДНК містять приєднаний до молекулі пятиуглеродний цукор з азотистої основи (аденіну, гуаніна, цитозина, тиміну) з одного боку і залишку фосфорної кислоти — з іншого. Вони з'єднані у довгі ланцюги. У структуру ДНК входять дві нитки, які сполучені водневими зв'язками. Вони отримали назву подвійної спіралі. Така структура є тільки в молекулі ДНК. В нею проти однієї підстави азоту в одного ланцюга лежить певну підставу в інший. Такі пари називаються комплементарними, тобто такі, що доповнюють один одного.

Геном людини

Величезна кількість інформації міститься всього в одній молекулі ДНК. Формула її представляє собою рядок із заголовних букв назви пептидів. Це генетичний код, тобто послідовність нуклеотидів, притаманна певній людині. Геном людей був відкритий в 2001 році. Але повну картину представили світу лише в 2007 році. Проект, який розпочався в 1990 році, порушував соціальні, етичні і навіть моральні аспекти життя людини. До 2003 року код був розшифрований на 9999%. Тому і сьогодні ще є неповна ясність процесу. Але вчені вважають цю частку відсотка несуттєвим мінусом.

Значення відкриття

За спадковість відповідає ДНК. Розшифровка дає можливість вивчення життя і розвитку будь-якого земного організму, і втручання лікарів сьогодні може трохи змінити закладені в молекулі процеси. При наявності коду ДНК розшифровка його дозволить лікарю визначити різні хвороби, які можуть виникнути у людини, прогнозувати їх перебіг і підбирати лікарські засоби. І донині ще не відбулося повного розуміння того, що значить розкодування молекули. Завдяки цьому, наприклад, стало відомо, що неандертальці вміли розмовляти і не хворіли на шизофренію та синдромом Дауна. Молекули ДНК у людей фактично однакові. Заміна азотистих основ у них може привести до мутацій і хвороб. Хоча іноді спостерігається лише схильність до них, і якщо людина не буде схильний до шкідливих звичок, він зможе уникнути їх появи. Медики знають вже п'ять тисяч захворювань (багато з яких призводять до інвалідності), які передаються за допомогою ДНК. Розшифровка молекули дозволить попередити людей про схильності. Тоді людина буде вживати профілактичні заходи, щоб хвороба не розвивалася. Так як генотип людини з віком не змінюється, достатньо один раз здати аналізи. Технології сьогодні допомагають виявити здібності людини аж до обчислення оптимальних фізичних навантажень, ефективного нарощування м'язів і швидкого скидання зайвих кілограмів. Вивчення ДНК розвиває рівень мікробіології, яка займається вірусами, грибами і бактеріями, що викликають інфекції у людини. Завдяки цьому такі галузі, як биофармацевтика, харчове, косметичне виробництво, екологічний моніторинг і інші отримують новий поштовх для свого розвитку.