Молекулу ДНК обнаружил молодой швейцарский врач Фридрих Мишер в 1869 году. Но, как это часто случается в истории науки, ученый сам не осознал грандиозности своего открытия. Изучая химический состав животных клеток, Мишер увидел в их ядрах неизвестное вещество и назвал его нуклеином (от латинского nucleus — ядро).
Ученый жил в Базеле, чудесном городке на берегу Рейна, кишащего лососями. Именно в молоке этих рыб (которых доктор якобы сам ловил чуть ли не голыми руками) и было обнаружено невероятное количество нуклеина.
Мишер пришел к выводу, что открытое им вещество как-то связано с процессом оплодотворения. Но предположения коллег о том, что нуклеин может отвечать за передачу наследственной информации, доктор решительно отверг — уж слишком простой ему показалась эта версия. Так что, случайно открыв ДНК, гений до самой смерти больше ни разу о ней так и не вспомнил.
! Объем памяти молекулы ДНК — до 1,5 гигабайт. Всего их в нашем организме 40 триллионов. И если бы можно было размотать ДНК всех клеток человека, то получилась бы линия длиной 16 миллиардов километров (это 30 расстояний от Земли до Солнца и обратно).
Что такое ДНК?
Все знают, что ДНК несет в себе генетический код всего живого на нашей планете. Но для того, чтобы эта фраза перестала звучать как слоган к киноэпопее Джорджа Лукаса, надо разобраться во всем по порядку.
У вас дома есть ожерелье, состоящее из двух спирально закрученных цепочек? Представьте, что это ДНК. Каждое звено в них — нуклеотид (по-научному, структурный элемент ДНК).
Несколько нуклеотидов образуют ген, который отвечает за передачу нюансов нашей внешности и характера из поколения в поколения.
Несколько генов — это уже геном. Его невозможно уложить в одну молекулу, поэтому у человека 46 пар молекул ДНК, каждую из которых называют хромосомой (получается 46 хромосом).
Но это не все. Хромосомы тоже делятся на пары: 22 соматические и 1 половую. Первые определяют нашу внешность, наследственный психотип, особенности поведенческих реакций. А от половой зависит, собственно, наш пол.
Как известно, есть две разновидности половых хромосом человека — Х и У. Когда они сочетаются как ХХ — рождается девочка, когда ХУ — мальчик.
! Сейчас ученые работают над вакцинацией от ВИЧ и гриппа из фрагментов искусственной ДНК.
Что передается по наследству от родителей?
Современная наука может с большой вероятностью предсказать, что именно передается по наследству от родителей, что унаследуют сын или дочка — способность к математике или к музыке.
Наследственность — плохая привычка
Вы никогда не задумывались, почему одни едят все подряд, спят, сколько получится, и при этом чувствуют себя просто отлично? А многие из тех, кто соблюдает рекомендации по здоровому образу жизни, моментально подхватывают любой вирус и вообще нередко сидят на больничном? Давайте разберемся.
Когда происходит «поломка» генома, у человека возникает генетическое заболевание или отклонение от нормы. Например, когда в 21 паре хромосом вместо двух присутствует три хромосомы, рождается человек с синдромом Дауна.
Но бывают «поломки» и со знаком плюс: они не вызывают заболевание, а напротив, наделяют организм сверхвозможностями. Например, увеличивают плотность костей (снижая риск переломов), повышают устойчивость к инфекциям и т.д. Такие «поломки» (по-научному — мутации) тоже наследуются.
Важно понимать, что передается не само заболевание, а предрасположенность к нему. Например, то, что у матери плохо усваивается сахар, не означает, что у ее ребенка будет диабет. Это лишь предупреждение: если он будет увлекаться сладким, то заболевание разовьется у него в 10 раз быстрее, чем у большинства людей.
! Положительные мутации генов часто трактуются нами как чудо. Одно из них произошло в Америке: мужчина попал в тяжелую аварию и… ушел домой без единой переломанной кости. Разгадка оказалось простой: ученые нашли у него «поломку» гена LRP5, придавшую костям невероятную прочность.
Почему ребенок не похож на родителей: правда и вымысел
Когда рождается малыш, все смотрят: на кого он похож? Носик — мамин, ушки — папины… Вот если бы у крохи обнаружилось сходство с кем-то чужим, вышло бы неловко! А может ли так быть?
Генетическая память: вспомнить все, что знал
С ДНК связано еще одно понятие, вокруг которого сегодня много тайн и домыслов, — генетическая память. Иногда ее еще называют видовой, расовой или биологической.
Речь идет о наследственных признаках, реакциях, основах поведения, которые передаются не просто в рамках одной семьи, но шире — в пределах вида.
Когда мы рождаемся, у нас в первую очередь срабатывает генетическая память: это она запускает те самые безусловные рефлексы, без которых нам не выжить. Простой пример: как вы думаете, откуда новорожденный знает, как сосать материнскую грудь?
Да-да, это постаралась та самая генетическая память, которая первые месяцы жизни ребенка главенствует над так называемой фонетической — отвечающей за новоприобретенную информацию и опыт.
К слову, этот самый опыт в дальнейшем тоже будет влиять на формирование генетической памяти потомков.
! ДНК человека совпадает с ДНК шимпанзе на 95%, с ДНК мыши — на 70%, с ДНК банана — на 50% и с ДНК листика салата — на 30%.
От печали до радости, и наоборот
Ученые выяснили, почему у некоторых людей развивается «послепраздничная депрессия» — во всем виноват ген SERT, доставляющий серотонин в мозг. У людей с мутацией этого гена риск развития депрессии выше. А пусковым механизмом для начала депрессивной реакции являются сильные эмоции, которые мы испытываем во время праздников.
Опасные связи?
Сегодня тест ДНК часто используется для того, чтобы узнать индивидуальные особенности организма: предрасположенность к наследственным заболеваниям, непереносимость продуктов, выбор диеты.
Однако известный эксперт-генетик Уэйн Холл утверждает, что связь между мутировавшим геном и риском развития какого-то заболевания невелика. Для того чтобы мутация запустила развитие заболевания (или сверхспособности), нужны и другие факторы: сбои в работе организма, радиация, стресс и т.д.
Как проверить здоровье с помощью экспресс-тестов
Главный редактор журнала «Лиза» Наталья Филатова попыталась проверить свое здоровье за 2 часа. Что получилось в итоге?
Чудеса науки
И все же, именно в ДНК спрятан ключик к долголетию и здоровью. И будущее за геномной медициной — утверждают ученые. Ведь почти любая болезнь связана с генетикой: сегодня выявлено свыше 6 тысяч заболеваний, в основе которых лежит мутация одного из генов.
А теперь представьте, что врачи научились ее устранять или менять с отрицательной на положительную. Фантастика? Нет, уже сейчас идет работа над технологией геномной коррекции, которая позволит «исправлять» многие болезни и у эмбрионов, и у уже живущих людей!
Кстати, врачи обещают, что таким образом можно будет корректировать не только болезнь, но и изъяны внешности.
! Примерно 8% ДНК человека состоит из вирусов, которые атаковали организмы древних людей.
Можно ли доверять тесту ДНК на установление отцовства?
Комментирует Юрий Петренко, кандидат биологических наук
«Он точный — можете не сомневаться. У родившегося ребенка 46 пар хромосом, половину из которых он наследует от матери и половину от отца.
Если хромосомы ребенка и предполагаемого отца не совпадают, то мужчина 100% не имеет отношения к зачатию — в этом случае говорят, что анализ ДНК на отцовство отрицательный.
Однако многих смущает, что даже при положительном результате (когда анализ подтвердил, что это биологический отец ребенка) в документе достоверность теста на отцовство указывается 99,99%.
Почему не 100%? Все дело в том, что 0,01% погрешности генетики, как настоящие ученые, всегда оставляют на всякие непредвиденные обстоятельства — вдруг у предполагаемого отца есть брат-близнец с идентичным ДНК?»
! На МКС есть жесткий диск с ДНК Лэнса Армстронга, Стивена Колберта, Стивена Хокинга и других гениев современности. В случае всемирной катастрофы выжившие смогут их клонировать.
