Logo

ДНК

Вы когда-нибудь задумывались о том, что такое жизнь? Ответ на этот вопрос чрезвычайно прост, лаконичен и прекрасен. Но ответить на него са­мо­стоя­тель­но не так просто. Как правило, собственные измышления крайне громоздки и не точны. И проблема не в со­об­ра­зи­тель­нос­ти, а в отсутствии эм­пи­ри­чес­ко­го опыта. Эволюция нас просто не одарила настолько тонкими органами чувств. И потому молекулярные процессы нам не даны в эмпирическом опыте. Но мы выкрутились! Изобрели науки, взрастили Тимофеева-Ресовского и узнали, что жизнь – это «кон­ва­ри­ант­ная редупликация клеток». Что это значит? Это значит, что клетки могут вос­про­из­во­дить­ся со случайными мутациями. Этот принцип лежит в основе эволюции. А реализуется он посредством ДНК [1].

ДНК

Воспроизводство молекул, конечно, может осу­щест­влять­ся и без ДНК [2], но именно ДНК обеспечивает передачу генетической информации [3]. Это позволяет каждой син­те­зи­ро­ван­ной клетке хранить в себе накопленную пред­шест­вен­ни­ка­ми генетическую информацию. Передавать фе­но­ти­пи­чес­кие признаки. И именно поэтому генетический код всех людей совпадает на 99% [4]. Но оставшегося 1% достаточно для того, чтобы ДНК каждого человека обладал собственными «отпечатками», на основании которых можно установить личность человека, провести тест на отцовство [4] или вывести па­ле­он­то­ло­ги­чес­кое древо [5]. И хотя наши познания в области ДНК не столь виртуозны, «читать» его мы научились [6].

Что такое ДНК? ДНК – это де­зоксирибонуклеиновая кислота, синтезируемая в ядрах клеток, их митохондриях и хлоропластах [7]. В основном, в ядрах, поэтому нуклеотиды и получили со­от­вет­ст­вую­щее название (англ. Nucleus – ядро). Состоит нуклеотид из азотистого основания, сахара и фосфатной группы. В состав ДНК входит 4 азотистых основания: аденин (A), гуанин (G), цитозин (C) и тимин (T). Они образуют ком­пле­мен­тар­ные водородные связи. Таким образом, аденин может образовывать связь только с тимином (A–T), а гуанин с цитозином (G–C) [8]. Это и называется ком­пле­мен­тар­ной связью. Установить ком­пле­мен­тар­ность связей азотистых оснований ДНК удалось в 1953 году Джеймсу Уотсону и Фрэнсису Крику [9]. А позже их концепция была дополнена Морисом Уилкинсом, и все трое в 1962 году получили Нобелевскую премию [10].

История открытия ДНК

Открыт ДНК был ещё в 1869 году Фридрихом Мишером [11], но его значение оставалось загадкой вплоть до 1944 года. В 1944 году три американских бактериолога, во главе с Освальдом Теодором Эвери, опубликовали работу, посвящённую «трансформации» (переноса) признаков от мёртвых Streptococcus живым. Работа была выполнена скрупулёзно и однозначно демонстрировала, что «трансформация» осуществляется посредством переноса ДНК [12]. Это вызвало споры. Генетики возбудились. Концепция белкового происхождения генома была подвергнута сомнению. Да что там сомнению! Она была уничтожена в пух и прах. Вы представляете, генетический код это не протеин, а какая-та пошлая дез­ок­си­ри­бо­ну­клеи­но­вая кислота?! Это возмутительно!

ХИМИЯ ДНК

Всем известно, что «жизнь – это форма существования белка». Ген – это «элементарная частица на­след­ст­вен­нос­ти». Это о ней говорил Тимофеев-Ресовский, давая определение жизни, как «конвариантной редупликации клеток». И никто не знал, из чего состоит ген. За редким исключением! Тимофеев-Ресовский не рискует отвечать на этот вопрос. Но говорит, что его учитель, Николай Константинович Кольцов, предполагает, что «ген – это полимерная молекула, скорее всего, молекула белка» [13]. Ведь «жизнь – это форма существования белка». И это не смотря на то, что Кольцов ещё в 1928 году предвосхитил открытый Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком в 1953 году матричный принцип генетического кода [14].

КОМПЛЕМЕНТАРНЫЕ СВЯЗИ

До Кольцова Александр Андреевич Колли говорит о невозможности передачи всего набора фе­но­ти­пи­чес­ких признаков через молекулы половых клеток. «Клеток мало. Признаков много. Не сходится»! Но матричный принцип Кольцова это противоречие снимает [15]. И, тем не менее, ген, по Кольцову, это белок. Эвери экс­пе­ри­мен­таль­но демонстрирует передачу признаков посредством ДНК. Но только Уотсон и Крик собирают всё это в теорию и окончательно формируют современные представления о генетическом коде. Воистину, как говорил Эйнштейн: «То, что вы увидите, зависит от теории, которой вы пользуетесь». Viva, товарищи, загадка раскрыта!

ОТКРЫТИЕ ДНК

ДНК состоит из комплементарных связей. Это значит, что к основанию A всегда присоединится основание T, а к основанию G основание C. В связи с этим, при разделении ДНК на 2 части, присоединяемые к ним буквы, всегда будут образовывать одни и те же связи. А как же «конвариантность»? Она реализуется посредством мутаций, которые могут касаться про­странст­вен­но­го положения нуклеотидной по­сле­до­ва­тель­нос­ти ДНК или ковалентной модификации азотистых оснований [16]. И хотя пока мы только научились «читать» код ДНК [17], а генетическую инженерию применять на огурцах и свиньях, знания в области генетики уже сегодня играют важную роль в медицине [18]. В будущем эта роль будет только возрастать, и однажды мы сможем лечить не последствия заболеваний, а их причины!

Заключение

  1. ДНК представляет собой генетический код, ком­пле­мен­тар­ность свя­зей ко­то­ро­го обес­пе­чи­ва­ет пе­ре­да­чу фе­но­ти­пи­чес­ких при­зна­ков от ро­ди­те­лей к де­тям.
  2. Случайные мутации ДНК, посредством ко­то­рых реа­ли­зу­ет­ся «кон­ва­ри­ант­ная ре­ду­пли­ка­ция кле­ток», обес­пе­чи­ва­ют про­цесс эво­лю­ции. Мы все му­тан­ты. По­про­буй­те, быть мо­жет, вы уже нау­чи­лись пус­кать пау­ти­ну из рук?

Проверь себя – ответь на вопросы по статье

P.S. Бла­го­да­рим за вни­ма­ние! На­де­ем­ся, что ста­тья бы­ла ин­те­рес­на и по­з­на­­ва­­тель­­на. Ес­ли у вас ос­та­лись ка­кие-ли­бо воп­ро­сы, есть за­ме­ча­ния или вы хо­ти­те выс­ка­зать сло­ва бла­го­дар­нос­ти, то для все­го это­го мож­но вос­­поль­­зо­­вать­­ся фор­мой ком­мен­та­ри­ев ни­же. Оце­ни­вай­те ста­тью, де­ли­тесь ею с друзь­я­ми в со­ци­аль­ных се­тях, до­бав­ляй­те сайт в из­бран­ное и бо­ри­тесь с мра­ко­бе­си­ем во всех его про­яв­ле­ни­ях, аминь!

Источники

[1] sciencedirect.com/science/article/pii/S0014579300023000

[2] ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26876/

[3] ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK6360/

[4] ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1200713/

[5] ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4707776/

[6] ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3439153/

[7] В. Эллиот, Д. Эллиот «Биохимия и молекулярная биология»

[8] ghr.nlm.nih.gov/primer/basics/dna

[9] Джеймс Д. Уотсон «Двойная спираль»

[10] nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1962/

[11] sciencedirect.com/science/article/pii/S0012160604008231

[12] embryo.asu.edu/pages/oswald-theodore-avery-1877-1955

[13] kvant.mccme.ru/1982/08/samaya_glavnaya_molekula.htm

[14] elibrary.ru/item.asp?id=18445160

[15] youtube.com/watch?v=2DnDopDrBSw&t

[16] ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3539359/

[17] ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4727787/

[18] ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4066586/

[свернуть]
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...

avatar
  Подпишись!  
Уведомлять
Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить