Интересное сообщение о днк
Обновлено: 28.04.2024
ДНК – что это такое простыми словами и как она устроена? Физически это макромолекула, которая не только хранит в себе наследственную информацию, но и является подробной инструкцией по развитию всего организма условно из одной универсальной клетки.
Если сравнить человека с компьютером, а все многообразие биологической жизни – с различными формами роботизированных компьютеров, ДНК в этом сравнении будет биологическим языком программирования. С той лишь разницей, что биологические виды устроены намного сложнее и совершеннее самых передовых компьютеров.
К примеру, все биологические виды обладают уникальной способностью деления и преобразования клетки. Фактически в ходе самовоспроизводства клетки биомасса не только материализуется сама из себя, но и физически преобразовывается под решение множества узкоспециализированных задач. А все многообразие живых видов, их форм, уникальных способностей исходит из деления одной универсальной клетки. Одно это уже уходит далеко за грань всех современных генетических достижений.
История открытия
Фактически открытие дезоксирибонуклеиновой кислоты произошло дважды. Первым открытие молекулы совершил Иоганн Фридрих Мишер в 1869 году. Будучи швейцарским биологом и физиологом, он из клеток, содержащихся в гное, смог выделить большую молекулу с высоким содержанием азота и фосфора. Свое открытие он назвал нуклеин, а позже – нуклеиновой кислотой, когда были открыты ее кислотные свойства.
Первоначально ученые считали, что основная функция нуклеиновой кислоты состоит в хранении фосфора. А предположения, что она может содержать в себе наследственную информацию, вызывали насмешки, поскольку структура молекулы казалась им слишком простой и однообразной для таких функций. Также считалось, что наличие дезоксирибонуклеиновой кислоты свойственно только животным клеткам, а в растениях содержится только РНК. Но в 1934–1935 годах советские ученые-биологи А. Н. Белозерский и А. Р. Кизель это наглядно опровергли и опубликовали результаты своих работ в советских и мировых научных журналах.
Повторное открытие ДНК уже в качестве носителя наследственной информации и не только было совершено в 1944 году. Группа исследователей, состоящая из Освальда Эвери, Колина Маклауда и Маклина Маккарти, проводила эксперименты с трансформацией бактерий и доказала, что основную роль в этом процессе играет дезоксирибонуклеиновая кислота.
Значение ДНК в медицине
Открытие ДНК в медицине, расшифровка этой кислоты – это события, значение которых трудно преувеличить. Большая часть современных прорывных технологий и исследований прямо или косвенно базируется на этом фундаментальном для науки открытии. Не знай мы про гены, не было бы многих современных методов лечения и диагностики, многих технических изобретений. По сути, не было бы и генетики как полноценной самостоятельной науки. Застопорилось бы изучение клетки и того, как она функционирует. А без этих знаний и множество открытий в этой области было бы невозможно.
На сегодняшний день знания о генах помогают многим людям:
- Узнать о заболевании намного раньше наступления первых симптомов. Лечение на сверхранней стадии всегда более успешно.
- Узнать свою генетику просто – для этого достаточно сделать ДНК-анализ. С помощью него вы можете понять, к каким заболеваниям у вас есть предрасположенность, или, например, как вам стоит питаться, какие витамины просто необходимо включить в рацион, а какие вещества, наоборот, нужно ограничить, и даже определить, каким видом спорта вам стоит заниматься
- Найти своих близких и родных. Узнать много подробностей о своем роде
- Благодаря открытию носителя наследственной информации у медицины появился шанс побороть наследственные заболевания, которые ранее казались неизлечимыми
- Вполне возможно, что именно благодаря этому открытию человечество решит задачу многих тысячелетий и найдет эликсир бессмертия или таблетку от всех болезней.
Молекула ДНК
ДНК-определение, поиск ее места в уже систематизированном знании не так прост. По существу, к молекулам ДНК отнесли условно, для удобства. Молекула ДНК – это структура, превосходящая размером обычные молекулы. И она имеет уникальную спиральную структуру. В то время как физики и химики считают молекулами электрически нейтральные частицы, состоящие из одного и более атомов, связанных ковалентными связями. Либо же, по результатам международного съезда химиков 1860 года, молекулой считается наименьшая частица вещества, обладающая всеми его химическими свойствами.
Структура ДНК
У всех на слуху, что дезоксирибонуклеиновая кислота имеет двуспиральную структуру. В интернете, в фильмах, в рекламе – всюду можно встретить ее многократно увеличенное изображение. Но что ответить, если попросят объяснить подробнее. Это уже более сложный вопрос. Давайте разберемся лучше, из чего эта структура состоит:
- Нуклеотиды – базовые структурные элементы.
- Две цепочки генов, закрученные в спираль.
- Каждая цепочка состоит из нуклеотидов, которые кодируют определенный ген.
- Связывают две цепочки воедино водородные связи.
В цепочках нуклеотидов присутствуют и совсем не изученные структуры, которые, на первый взгляд, никак не участвуют в физиологических процессах. Эти довольно обширные участки называют мусорными.
Состав ДНК
Если говорить о составе ДНК более подробно, то нуклеотиды – это базовый структурный элемент, кирпичики, из которых состоят обе цепи спирали. Нуклеотиды подразделяются на 4 разновидности: аденин, тимин, гуанин и цитозин. И всего четыре этих нуклеотида осуществляют запись всей наследственной информации и составляют все известные гены.
Закручиваются в спираль обе цепочки генов тоже не просто так. Из всех четырех различных нуклеотидов находиться напротив друг друга в разных цепочках они могут только двумя парами: аденин-тимин и гуанин-цитозин. В науке эти пары называются комплементарными.
Между парными нуклеотидами возникает крепкая водородная связь. При этом связь аденином и тимином немного слабее, чем между гуанином и цитозином. Но закручиваются цепочки в спираль по иным причинам:
Исследования показали, что скручивание помогает сократить длину цепочки генов в 5-6 раз. А во время суперспирализации (такое тоже бывает) длина цепочки может сократиться в целых 30 раз!
Помимо того, что пара цепочек генов закручена в спираль, существует и суперспирализация. За это явление отвечают гистоновые белки, которые имеют форму катушек для ниток. Уже закрученная двойная спираль наматывается на эти белки, как нитка. Что не оставляет сомнений в том, что спиральность как таковая специально служит тому, чтобы более компактно упаковать наследственную информацию в клетку.
Роль в клетке
Помимо того, что хромосома содержит в себе подробную инструкцию по функционированию клетки, она же путем активации актуальных моменту генов провоцирует клетку вырабатывать определенные белки с самыми различными свойствами. Например, в борьбе с опухолями активно участвует ген старости, который старит ее недоброкачественные клетки и не дает им бесконечно делиться.
Что такое нуклеотиды
Нуклеотиды – это четыре элемента, которые являются основой биоязыка программирования цепи ДНК, так же, как ноль и единица являются основой ассемблера (первого из языков программирования). Уникальная последовательность нуклеотидов в одной из двух цепочек ДНК является геном. Если хотя бы немного изменить эту последовательность, то ген уже будет поврежден или разрушен.
Синтез белка
Синтез белков – это ключевое таинство всей физиологии человека. Именно белки запускают и контролируют все процессы в организме на клеточном уровне. Если полностью изучить, какие гены и группы генов в каких случаях запускают синтез белков и сами эти белки, то наука научится полностью настраивать и перенастраивать весь человеческий организм.
На сегодняшний день нам известно, что, реагируя на различные раздражители, в двойной спирали дезоксирибонуклеиновой кислоты активируются гены или участки с генами. Информация с этих участков копируется на РНК (рибонуклеиновая кислота), и уже РНК переносит информацию из ядра клетки, в котором находятся хромосомы, в саму клетку. РНК выступает своего рода глашатаем, который читает указ всем работникам. Так РНК заставляет клетку вести себя тем либо иным образом и вырабатывать различные белки.
Что такое РНК
Если ДНК – это кабинет министров, которые всем управляют и принимают все решения, то РНК – это пресс-атташе. Она извещает всех о новых распоряжениях и указах и раздает инструкции на местах.
РНК – это рибонуклеиновая кислота, которая может копировать формы различных участков дезоксирибонуклеиновой кислоты и транспортировать их из ядра клетки в ее внутриклеточное пространство.
Расшифровка ДНК
ДНК-расшифровка стала возможна только благодаря открытию полимеразной цепной реакции, и происходит она следующим образом:
Проба, содержащая образцы дезоксирибонуклеиновой кислоты, быстро нагревается. Это необходимо, чтобы двойная спираль раскрутилась и распалась на две самостоятельные нити.
К интересующему исследователей участку цепи генов прилепляется полимераза. Эта процедура происходит при немного более низких температурах.
Полимераза активирует деление пойманного участка – так происходит синтез необходимых для изучения участков генов.
Участки пропитываются специальной краской, которая светится при воздействии направленного пучка лазера. Так получают картину гена, которую можно изучать и расшифровывать.
Таким образом, изучение ДНК стало доступным инструментом, который позволяет людям узнать о себе много нового и может помочь сохранить здоровье, избавиться от уже имеющихся заболеваний, похудеть, сохранить молодость и улучшить качество своей жизни!
ДНК человека: до Марса и обратно
Растение vs Человек
Удивительным живым созданием является один из типов многоклеточных животных, именующийся коловраткой. Своё название коловратки (лат. Rotifera) получили благодаря наличию так называемого коловращательного аппарата (ресничное образование на теле, использующееся для питания и движения). Но необычными существами их делает не это, а особый жизненный цикл — гетерогония (вид размножения, когда у животного два различных половых поколения чередуются между собой). У коловраток это чередование партеногенетического и полового размножения. Стандартным для человека – половым путём – коловратки размножаются только в неблагоприятных условиях (морозы, засуха), в благоприятные же периоды в популяции присутствуют только самки, производящие на свет также только самок.
При расследовании преступлений сразу в трёх странах Европы (Франция, Австрия и Германия) экспертами-криминалистами был обнаружен один и тот же образец ДНК. В Германии тест ДНК не используется в качестве доказательства, однако с помощью него допускается определять пол преступника. После проведённых анализов стало ясно, что преступник — женщина. В Австрии эксперты установили, что таинственная преступница, по всей видимости, родом из России или Восточной Европы.
Расследование набирало обороты, и в январе 2009 года за информацию о таинственной преступнице назначили награду в триста тысяч евро.
Переломным моментом в расследовании стало взятие пробы с мужского тела во Франции. Каково было удивление полицейских, когда и эта последовательность ДНК указала на женщину, причём на ту же самую!
Медицинский журнал Science & Medicine
Теперь рассмотрим 14 увлекательных и занимательных фактов о ДНК, с помощью которых, вы сможете узнать о своём существовании много нового, интересного и немного шокирующего:
1. Если иметь скорость печатания: шестьдесят слов в одну минуту, при этом уделять этому занятию по 56 часов в неделю, то на написание человеческого генома уйдёт 50 лет.
2. У Пиявковидных коловраток практически отсутствует половое разложение на протяжении 78 миллионов лет. Дело в том, что эти микроскопические существа добавляют в свои молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты аллели съеденных организмов.
Медицинский журнал Science & Medicine
3. Человек, перенёсший операцию по пересадке костного мозга, имеет большую вероятность содержать в себе ДНК донора.
4. Существует специальный ДНК тест на национальность, кроме того, что вы узнаете о своей национальности, так еще можно подробно изучить свое этническое происхождение, а возможно даже узнать свое генетическое дерево.
ДНК тест на национальность
5. Существует отдельный вид ос, которые не содержат яд – Браконоиды. В жале у них находится вирус, подавляющий именную систему жертвы. Исследователи доказали, что во всём мире не существует схожего вируса. Они определили возраст вируса – 100 миллионов лет, а также тот факт, что он находится в самой молекуле ДНК осы.
6. У близких родственников, доказали учёные, ДНК имеет 45-50% схожести друг с другом.
7. Дождевой червь – самый яркий представитель беспозвоночных, который имеет много общего в молекуле ДНК, чем кто любой другой из данной группы.
8. Существует ДНК, которая встречается только у американских аборигенов, а в Исландии есть четыре семьи, имеющие точно такую же структуру молекулы.
ДНК – Диск бессмертия
11. Известно, что ДНК человека состоит примерно на 7-9% из древнейших вирусов, которые когда-то инфицировали человечество.
12. Все имеющие сведения в цифровом виде на планете допустимо уместить всего в двух граммах ДНК.
13. Существовал преступник-врач, который сумел обмануть следствие. Он вжил себе в руку чужую кровь, чтобы при взятии у него кровь на анализ ДНК все обвинения были с него сняты.
14. Научные эксперты сумели зашифровать в молекулу ДНК бактерии одну из известных песен. Люди будущего смогут услышать “It’s A Small World After All” даже после масштабной ядерной катастрофы.
СХОЖИЕ СТАТЬИБОЛЬШЕ ОТ АВТОРА
Противозачаточные таблетки для мужчин – новая эра в контрацепции
Эффект плацебо
Печень – главная загадка нашего организма
Главный редактор медицинского журнала США: половина всех научных исследований – фальшивка
Клинические исследования: эксперименты на людях или спасение для людей?
Красная икра – 20 интересных фактов
Реклама
Холдинг SAFL GROUP
Австралийский католический университет советует посещать спортзал поздним вечером для максимального ускорения метаболизма и снижения показателей сахара в ночное время.
Роспотребнадзор заявляет: употребление табака повышает риск заражения коронавирусом. Вредная привычка не только упрощает вирусу задачу проникновения в организм, но и увеличивает шансы развития тяжелой формы COVID-19.
Врач-косметолог-дерматолог "СМ-Косметология", к.м.н. Екатерина Пащенко подчеркивает: важно подобрать средства, которые надежно защищали бы кожу от воздействия УФ лучей и при этом не вредили ей и организму в целом.
Российские ученые объяснили механизмы, с помощью которых катализаторы на основе органических соединений йода ускоряют химические процессы. Химики впервые экспериментально подтвердили высокую реакционную способность этих веществ в сложной многокомпонентной реакции, благодаря чему они могут стать заменой все еще широко используемым металлсодержащим катализаторам. Предложенные вещества будут особенно востребованы в фармацевтическом и промышленном производстве, нефтехимии и биотехнологиях, поскольку […]
Российские ученые совместно с коллегами из Нидерландов и Италии показали, что сообщества микробов, обитающих на поверхности листьев, чувствительны к транспортному загрязнению. С приближением к автотрассам растет активность микроорганизмов, снижается их видовое разнообразие и увеличивается доля условно-патогенных форм. Эти изменения связаны с повышенной концентрацией загрязняющих веществ (в основном цинка) и особенностями микроклиматических условий у дорог: низкой […]
Невероятные факты
ДНК является схемой нашего тела, и без нее нас бы не было. Это молекула, которая содержит генетическую инструкцию для развития и продолжает функционировать в каждом живом организме.
ДНК есть в каждой клетке нашего организма, сообщая ей какие белки производить. ДНК в наших клетках мы наследуем от родителей, благодаря чему у нас много схожих черт.
Она имеет форму двойной спирали, похожей на огромную спиральную лестницу, и каждая ступень на этой лестнице состоит из пары нуклеотидов. Когда ДНК копируется, иногда возникают ошибки, и эти ошибки известны как мутации.
Вот несколько интересных фактов о ДНК, которые помогут вам лучше понять себя.
Молекула ДНК
1. Бделлоидные коловратки – это микроскопические животные, которые на протяжении 80 миллионов лет оставались исключительно самками. Они размножаются, заимствуя ДНК других животных.
2. Если бы вам пришлось ежедневно по 8 часов печатать по одному слову в секунду, вам бы потребовалось 50 лет, чтобы напечатать геном человека.
3. Осы бракониды вместо яда вводят своим жертвам вирус, который подавляет иммунную систему и позволяет паразитической личинке осы расти внутри жертвы. Ученые обнаружили, что этот вирус не похож ни на один другой вирус на Земле. Ему больше 100 миллионов лет, и он, судя по всему, слился с ДНК осы.
4. Если вы вдруг перенесете трансплантацию костного мозга, в ДНК вашей крови будет присутствовать ДНК донора, что в прошлом приводило к ложным арестам.
5. У родных братьев и сестер 50 % общих генов, как и у родителей с детьми.
6. ДНК повреждается около 1 миллиона раз за день в каждой клетке нашего тела. К счастью, у нашего организма существует сложная система ее восстановления. Если бы этого не было, это бы приводило к раку или гибели клеток.
7. Если дело касается беспозвоночных, то дождевые черви являются нашими ближайшими родственниками. У нас больше общего ДНК, чем с тараканами и даже осьминогами.
8. Согласно ученым, у четырех семей в Исландии обнаружено ДНК, встречающееся только у коренных американцев. Свидетельства указывают на то, что викинги привезли коренную американку обратно в Европу около 1000 лет назад.
9. На международной космической станции есть жесткий диск, названный "диск бессмертия". Он содержит ДНК людей, таких как Лэнс Армстронг и Стивен Хокинг на случай всемирной катастрофы.
10. Брук Гринберг – девушка, которая всю жизнь выглядела, как ребенок, умерла в возрасте 20 лет. Ученые считают, что ее ДНК может стать ключом к биологическому бессмертию.
ДНК человека
11. Около 8 процентов нашей ДНК состоит из древних вирусов, которые когда-то инфицировали людей.
12. Согласно ДНК исследованию, полинезийцы посетили Чили в 1300-х годах и обогнали Колумба, ступив на землю Америки почти на 200 лет раньше.
13. Около 2 грамм ДНК могло бы вместить всю мировую информацию, хранимую в цифровом виде.
14. Ученые записали песню из диснеевского мультфильма ("It's A Small World After All") в ДНК бактерии, которая устойчива к радиоактивности, чтобы на случай ядерной катастрофы люди в будущем или другие формы жизни смогли ее найти.
15. Замбийского врача Джона Шнеебергера обвинили в сексуальном насилии. Он имплантировал себе трубку с кровью другого человека, и когда у него брали кровь на ДНК, он смог обмануть специалистов. В конце концов, его все же удалось задержать.
16. ДНК людей на 99,9 процентов одинаковы. Отличия составляют последние 0,1 процент.
17. Генетическое содержание яйцеклетки можно заменить ДНК мужчины и затем оплодотворить сперматозоидом. Таким образом, двое мужчин могу стать родителями ребенка.
18. ДНК во всех ваших клетках могут растянуться на 16 миллиардов километров, если ее раскрутить. Это примерно расстояние от Земли до Плутона и обратно.
19. Хотя существуют сайты, предлагающие генетические тесты по слюне, подтверждающие ваше происхождение, ученые предупреждают, что это своего рода "генетическая астрология", и ее не стоит воспринимать серьезно.
20. 50 процентов вашего ДНК сходно с ДНК банана.
21. Ученые определили, что период полураспада ДНК составляет 521 год, а через 1,5 миллиона лет даже ДНК, сохраненное в лучшем виде, нельзя будет прочесть.
22. Из-за разрушения ДНК маловероятно, что мы когда-нибудь сможем клонировать динозавров или других доисторических животных.
23. Немецкая полиция однажды взяла образцы ДНК во время ювелирного ограбления. Образцы указали на близнецов Хассана и Аббаса О. Оба отрицали причастность к преступлению, несмотря на то, что полиция знала о том, что один из них совершил преступление.
Они не смогли определить, кто же из них его совершил, так как ДНК было практически идентичным, а по закону Германии подозреваемых нельзя было держать неопределенный срок. Таким образом, у полиции не было другого выбора, как отпустить подозреваемых.
24. У всех людей неафриканского происхождения есть следы ДНК неандертальцев.
25. В ходе Проекта глубинного захоронения Хорнслета датского художника Кристиана фон Хорнслета в 2013 году в глубочайшее место океана была опущена капсула времени . Капсула содержала образцы крови, волос и ДНК животных. Целью проекта стало сохранение ДНК, чтобы в будущем можно было вернуть к жизни вымершие виды.
Что значит ДНК
Что значит ДНК
Она имеет форму двойной спирали, похожей на огромную спиральную лестницу, и каждая ступень на этой лестнице состоит из пары нуклеотидов. Когда ДНК копируется, иногда возникают ошибки, и эти ошибки известны как мутации.
Вот несколько интересных фактов о ДНК.
• Бделлоидные коловратки – это микроскопические животные, которые на протяжении 80 миллионов лет оставались исключительно самками. Они размножаются, заимствуя ДНК других животных.
• Если бы вам пришлось ежедневно по 8 часов печатать по одному слову в секунду, вам бы потребовалось 50 лет, чтобы напечатать геном человека.
• Осы бракониды вместо яда вводят своим жертвам вирус, который подавляет иммунную систему и позволяет паразитической личинке осы расти внутри жертвы. Ученые обнаружили, что этот вирус не похож ни на один другой вирус на Земле. Ему больше 100 миллионов лет, и он, судя по всему, слился с ДНК осы.
• Если вы вдруг перенесете трансплантацию костного мозга, в ДНК вашей крови будет присутствовать ДНК донора, что в прошлом приводило к ложным арестам.
• У родных братьев и сестер 50 % общих генов, как и у родителей с детьми.
• ДНК повреждается около 1 миллиона раз за день в каждой клетке нашего тела. К счастью, у нашего организма существует сложная система ее восстановления. Если бы этого не было, это бы приводило к раку или гибели клеток.
• Если дело касается беспозвоночных, то дождевые черви являются нашими ближайшими родственниками. У нас больше общего ДНК, чем с тараканами и даже осьминогами.
• Согласно ученым, у четырех семей в Исландии обнаружено ДНК, встречающееся только у коренных американцев. Свидетельства указывают на то, что викинги привезли коренную американку обратно в Европу около 1000 лет назад.
• На международной космической станции есть жесткий диск, названный "диск бессмертия". Он содержит ДНК людей, таких как Лэнс Армстронг и Стивен Хокинг на случай всемирной катастрофы.
• Брук Гринберг – девушка, которая всю жизнь выглядела, как ребенок, умерла в возрасте 20 лет. Ученые считают, что ее ДНК может стать ключом к биологическому бессмертию.
• Около 8 процентов нашей ДНК состоит из древних вирусов, которые когда-то инфицировали людей.
• Согласно ДНК исследованию, полинезийцы посетили Чили в 1300-х годах и обогнали Колумба, ступив на землю Америки почти на 200 лет раньше.
• Около 2 грамм ДНК могло бы вместить всю мировую информацию, хранимую в цифровом виде.
• Ученые записали песню из диснеевского мультфильма ("It's A Small World After All") в ДНК бактерии, которая устойчива к радиоактивности, чтобы на случай ядерной катастрофы люди в будущем или другие формы жизни смогли ее найти.
• Замбийского врача Джона Шнеебергера обвинили в сексуальном насилии. Он имплантировал себе трубку с кровью другого человека, и когда у него брали кровь на ДНК, он смог обмануть специалистов. В конце концов, его все же удалось задержать.
• ДНК людей на 99,9 процентов одинаковы. Отличия составляют последние 0,1 процент.
• Генетическое содержание яйцеклетки можно заменить ДНК мужчины и затем оплодотворить сперматозоидом. Таким образом, двое мужчин могу стать родителями ребенка.
• ДНК во всех ваших клетках могут растянуться на 16 миллиардов километров, если ее раскрутить. Это примерно расстояние от Земли до Плутона и обратно.
• Хотя существуют сайты, предлагающие генетические тесты по слюне, подтверждающие ваше происхождение, ученые предупреждают, что это своего рода "генетическая астрология", и ее не стоит воспринимать серьезно.
• 50 процентов вашего ДНК сходно с ДНК банана.
• Ученые определили, что период полураспада ДНК составляет 521 год, а через 1,5 миллиона лет даже ДНК, сохраненное в лучшем виде, нельзя будет прочесть.
• Из-за разрушения ДНК маловероятно, что мы когда-нибудь сможем клонировать динозавров или других доисторических животных.
• Немецкая полиция однажды взяла образцы ДНК во время ювелирного ограбления. Образцы указали на близнецов Хассана и Аббаса О. Оба отрицали причастность к преступлению, несмотря на то, что полиция знала о том, что один из них совершил преступление. Они не смогли определить, кто же из них его совершил, так как ДНК было практически идентичным, а по закону Германии подозреваемых нельзя было держать неопределенный срок. Таким образом, у полиции не было другого выбора, как отпустить подозреваемых.
• У всех людей неафриканского происхождения есть следы ДНК неандертальцев.
• В ходе Проекта глубинного захоронения Хорнслета датского художника Кристиана фон Хорнслета в 2013 году в глубочайшее место океана была опущена капсула времени. Капсула содержала образцы крови, волос и ДНК животных. Целью проекта стало сохранение ДНК, чтобы в будущем можно было вернуть к жизни вымершие виды.
Читайте также: