ДНК - історія відкриття
Відкриття ДНК або нуклеїнових кислот, дозволило вивести молекулярну біологію та медицину на абсолютно новий рівень, їх роль в нашому організмі важко переоцінити. Завдяки цим речовинам існує поняття спадковості, саме вони передають ряд ознак з покоління в покоління. Також біосинтез білків, який відбувається в будь-якому організмі, абсолютна заслуга нуклеїнових кислот.
Що собою являють нуклеїнові кислоти?
Існує два типи цих речовин, дезоксирибонуклеїнової кислоти, більше знайома як ДНК, вона несе всю генетичну інформацію. Другий тип - це рибонуклеїнова кислота або РНК, в її функції входить перенесення та тимчасове зберігання все тієї ж генетичної інформації. Влаштовані ДНК і РНК за одним принципом, за своїм хімічним складом їх називають двійнятами, але вони не є близнюками, так як відмінності у них є. Вони обидва представляють собою складні полімерні молекули, що складаються з нуклеотидів, окремих ланок, але головна відмінність їх у вуглеводному компоненті, у ДНК цукор - дезоксирибоза, а у РНК - рибоза. Форма ДНК відома як жорстка спіраль, що складається з двох ланцюгів, а РНК частіше виглядає як складний клубок, іноді може сформуватися у вигляді спіралі з ланцюжків. Сьогодні відомо поняття нуклеїнової кислоти, а ще трохи більше півстоліття тому про подібні назвах ніхто не чув.
До витоків відкриття
У багатьох наукових виданнях, присвячених історії ДНК, зустрічаються імена англійського фізика Френсіса Кріка та американського біолога Джеймса Уотсона. Так, їм дійсно вдалося в 1953 році розгадати таємницю будови молекули і вони увійшли в історію, але спочатку відкрита вона була значно раніше, молодим і невідомим лікарем зі Швейцарії - Фрідріхом Мішер, в далекому 1869 році.
відкриття Мішера
Сплетіння наук заради спільної мети
Проблемою того часу стало нерозуміння важливості відкриття, була висунута гіпотеза про те, що нуклеїнові кислоти відповідають за генетичну схильність, але пізніше від неї відмовилися. Знадобилося ще півстоліття, щоб знову довести факт існування зв'язку. Вчених не переставав мучити питання, чому діти мають подібності з батьками, який секрет цього феномена? Ось тоді до відкриття Мішера повернулися Уотсон і Крик, для вирішення такого важливого питання були сплетені різні науки:
Роль ДНК в житті людини
Точно доведеними є кілька функцій цієї молекули:
- вона є носієм генетичного коду;
- функція реплікації дозволяє передавати генетичну інформацію в різні покоління клітин;
- реалізація інформації відбувається через білки, а ДНК бере участь в їх транскрипції або ще називають цей процес трансляції.
Крім основної спадкової або генної функції, існують різні гіпотези впливу молекули на можливість існування організму. Згідно з однією з них, від ДНК залежить кодування видових розмірів органів, а інша (отримала назву «нульова») твердить, що 95% складової молекули не виконує жодної функції. Незважаючи на різні припущення, з точки зору медицини відкриття стало незамінним. Завдяки відкриттю структури ДНК були досягнуті наступні результати в медицині і генетиці:
- виявлено взаємозв'язок між багатьма спадковими захворюваннями і змінами в її структурі;
- створена вакцина для запобігання гепатиту;
- розроблений інсулін для підтримки хворого на цукровий діабет;
- медики навчилися вводити повноцінно працюють гени в організм пацієнта для відновлення метаболічних процесів, порушених мутаційними генами, цей метод дозволяє лікувати хворих, наприклад, на гемофілію та імунодефіцитом;
- визначення родинних стосунків шляхом забору генетичного матеріалу.
Чи існує подальша перспектива розвитку?
Технології рухаються вперед, і вчені шукають нові шляхи використання знань про молекулу ДНК, які дозволять відкрити нові перспективи в області генетики і медицини. Так, наприклад, секвенування ДНК, іншими словами, прочитання початкової її структури, перший такий експеримент тривав близько 13 років і коштував близько трьох мільйонів доларів, то зараз ця технологія обійдеться в пару тисяч, а часу займе максимум тижня. Наступним кроком цього напрямку обіцяють фахівці, стане виконання секвенування за кілька годин і вартістю 100 доларів.
Ще одним прогнозом вважається розшифровка за найближчу чверть століття більшості захворювань на генетичному рівні, що дозволить продовжити життя людини орієнтовно на 10-20 років.
А чи знаєте ви?
- ДНК однієї клітини здатне зберігати порядку півтора гігабайти інформації, помноживши на 40 трильйонів існуючихклітин в організмі, вийде нереальна цифра;
- парадоксально, але факт, що ДНК людини збігається на 50% з його ж структурою у банана, 70% загального з мишею і 95% з шимпанзе;
- еритроцити єдині клітини, у яких немає нуклеїнової кислоти;
- існують люди з двома наборами ДНК, їх називають химерами, багато хто не підозрюють про наявність у себе подібної унікальності;
- рівень мутації дезоксирибонуклеїнової кислоти в клітинах у чоловіків в два рази вище, ніж у жінок.
На прикладі відкриття молекули ДНК і стрімкий розвиток нової науки молекулярної біології і пов'язаної з нею різних технологій, можна бути впевненим, що доля людства в надійних руках сучасних вчених!