Утром 28 февраля 1953 года американский биолог Джеймс Уотсон и британский биофизик Фрэнсис Крик сделали официальное сообщение о структуре ДНК: её молекула напоминает двойную спираль, что стало одним из самых значительных открытий науки.
Дезоксирибонуклеиновая кислота, более известная как ДНК, является строительным блоком всех клеток. ДНК не только создает белки, которые определяют наши биологические особенности, но также копируется и передается из поколения в поколение. Изменения в ДНК с течением времени приводят к эволюции признаков у вида.
Хотя ученые узнали о ДНК и подозревали о ее генетической функции с 1890-х годов, ее точная структура не была известна до 1953 года. Ученые Кембриджского университета Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик получили Нобелевскую премию по медицине 1962 года вместе с Морисом Уилкинсом «за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах».
Они выяснили, что молекула ДНК представляет собой двойную спираль - две скрученные вместе цепи, ориентированных азотистыми основаниями друг к другу, напоминающие спиральную лестницу. Поэтому структура молекулы ДНК получила традиционное, но ошибочное название «двойной спирали», на самом же деле она является «двойным винтом».
Хотя структура ДНК выглядит сложной, она состоит всего из четырех нуклеотидных оснований: аденин (A), тимин (T), цитозин (C) и гуанин (G). Эти четыре вида азотистых оснований соединены вместе, образуя последовательность, подобно тому, как буквы алфавита образуют слова, а слова образуют предложения.
Группы из трех нуклеотидов образуют «слова», называемые кодонами, которые образуют «предложения», называемые генами. Эти гены содержат информацию о том, как и когда синтезировать белок из комбинации 20 различных аминокислот.
Чтобы построить белок, нужно осуществить транскрипцию - списывание генетической информации с ДНК на информационную РНК (мРНК) - в ядре. Эта информация переносится на другой тип специальной РНК – рибосому (рРНК) - в цитоплазму. Транспортная РНК (тРНК) приносит к месту синтеза белка аминокислоты. Если антикодон тРНК комплементарен кодону мРНК, аминокислота отрывается и формирует цепочку будущего белка.
По сути, двойная спираль разрывается, и ферменты копируют кодоны, проверяют копии на точность и запечатывают нити. Частота, с которой происходит репликация, зависит от типа клетки, в которой находится ДНК. Клетки нашей кожи, например, постоянно делятся, поэтому ДНК в этих клетках постоянно реплицируется.
Иногда происходят незначительные изменения в процессах репликации ДНК и синтеза белка. Поскольку существуют некоторые повторяющиеся кодоны, эти вариации не всегда вызывают проблемы. Часто они приводят к положительному результату, например к увеличению выживаемости при определенных типах заболеваний. Однако в зависимости от вариации могут возникать мутации, которые в конечном итоге могут привести к наследственным заболеваниям.
ДНК и генетические особенности
Когда человек только находится в стадии зачатия, он наследует по одной копии каждой хромосомы от каждого родителя, всего 23 пары. Эти гены определяют около 200 унаследованных черт, включая физические и поведенческие. Также наша наследственность может определять предрасположенность к определенному заболеванию или нарушению функций организма.
Эти генетические вариации называются аллелями. Некоторые из них доминируют, а другие рецессивны. В то время как некоторые черты определяются одним геном, другие происходят от нескольких генов, окружающей среды или их комбинации.
Например, существует несколько генов, отвечающих за цвет глаз, но нет известного гена, обеспечивающего исключительную способность заниматься конкретным видом спорта. Последнее, вероятно, является комбинацией генов, здоровья, питания и других факторов окружающей среды.
------------------------------------------------------------------------------------------------- Вам может быть интересно:
- События, изменившие мир: испытана первая вакцина против оспы
- Эволюция 3.0. Гены – ещё не судьба!
- Какие открытия стали революционными для медицины?
Если вам понравилась эта публикация, ставьте лайк, пишите комментарии , делитесь этой статьей в соцсетях с друзьями. Поддержите наш проект, подписывайтесь на наш Яндекс.Дзен-канал «Планета Земля» и мы будем писать больше интересных и познавательных статей для Вас.
Все фотографии и иллюстрации взяты из открытых источников и принадлежат их авторам.