ДНК – кодът на живота

Д езоксирибонуклеиновата киселина, по-известна със съкращението ДНК, е един от основните градивни елементи на живите организми. В нея се съдържат генетичните данни на всяка една клетъчна форма на живот.

ДНК често е сравнявана с програма или рецепта, тъй като в нея могат да бъдат открити инструкциите за конструирането на останалите клетъчни компоненти, като белтъците и молекулите на РНК (Рибонуклеинова киселина).

How your DNA test could be used in unanticipated ways https://t.co/Vqt0VgZVG4

— Bloomberg (@business) December 4, 2020

Нейната структура е по-нестабилна и по-лесно разрушима от тази на ДНК. Основната ѝ функция е копирането на генетична информация от ДНК и превеждането ѝ в белтъци).

ДНК е изолирана за пръв път през 1869 г. от швейцарския биолог Фридрих Мишнер.  

Едва през 1943 г. обаче канадско-американски екип, включващ учените Осуалд Ейвъри, Колин Маклауд и Маклин Маккарти, доказал, че ДНК пренася генетична информация (дотогава се смятало, че тази функция изпълняват белтъците).

Структурата на ДНК пък е открита през 1953 г. от Джеймс Уотсън и Франсис Крик.

Човешкият геном беше напълно декодиран през 2003 г.

Това стана в рамките на международна изследователска програма, започнала през 1990 г. Мащабното проучване доказа, че ние споделяме 99,9 процента обща ДНК с останалите хора, т.е. това, което ни прави уникални, се крие в останалия 0,1 процент.

Всеизвестен факт е, че около 96 процента от нашата ДНК е идентична с тази на шимпанзетата и маймуните бонобо.

Но това далеч не е единственият вид, с който си приличаме. Може да ви прозвучи изненадващо, но на ниво ДНК имаме сходство от 90 процента с котките, 85 процента с мишките, 80 процента с кравите, 60 процента с кокошките и около 40 процента с… бананите.

ДНК често е наричана „молекулата на наследствеността“, но това не е коректно определение.

Парчетата ДНК, както си ги представят повечето хора, всъщност не са единични молекули. Те са двойки молекули, които се преплитат като лиани, образувайки двойна спирала.

The fact that both proteins and DNA are ordered modular chains does not just reflect the ease with which such molecules can be made. It is also what makes possible the single most important thing anyone needs to know about molecular biology https://t.co/8rus6frMcI

— The Economist (@TheEconomist) July 30, 2021

Размерът на човешкия геном е наистина впечатляващ.

Ако някак си успеете да свържете всички ДНК молекули в една непрекъсната нишка, тя ще може да измине разстоянието от Земята до Слънцето (което е приблизително 150 млн. км.) и обратно цели 600 пъти. Ако пък пишете по 60 думи в минута по осем часа на ден, ще са ви необходими около 50 години, за да изпишете човешкия геном.

Някои вируси разполагат с неспирална и едноверижна ДНК.

Учените отбелязват, че те мутират сравнително по-често и се адаптират по-лесно към промени. Впечатляващ факт е, че запазват способността си за репликация дори при температура от 60 градуса по Целзий в продължение на около половин час. Тези т. нар. парвовируси причиняват заболявания предимно при животните. През 1975 г. първият човешки патоген от тази група – парвовирус B19, бил открит при изследване на дарена кръв. Днес се знае, че той е разпространен в световен мащаб и засяга деца на възраст между 2 и 15 години. Не е особено заразен и не всяко лице, изложено на вируса, се разболява.

ДНК кодира генетичната информация с помощта на четири градивни елемента, наречени бази: аденин, тимин, гуанин и цитозин.

Важна подробност е, че всяка от тях може да се свърже успешно само с една от останалите три бази.

По тази причина репликацията на ДНК се осъществява чрез разделянето на двете нишки с прости химически реакции и създаването на втора половина на получената единична верига чрез потапянето ѝ в специална „супа“, съдържаща всичките четири бази.

Parents undergoing IVF are having embryos genetically tested—and picking the ones that are "healthier" https://t.co/FrYIPBbIPP

— Bloomberg (@business) September 20, 2021

Подредбата на базите в съществуващата верига определя с кои от останалите три ще се свържат те, а това води до създаването на точно копие на оригиналната ДНК.

Настъпването на някаква промяна в ДНК се нарича мутация.

Подобни изменения се случват хиляди пъти в рамките на едно денонощие, а причините за тях са различни – от излагане на ултравиолетова светлина до грешки в процеса по копиране.

Клетките обаче имат толкова много механизми за защита и възстановяване, че повечето мутации изчезват бързо.

Някои все пак остават и могат да причинят тежки болести – като рак, например. Други мутации могат да се окажат полезни и да помогнат на даден вид да се приспособи по-лесно към условията за живот в заобикалящата го среда.

Почти всички клетки в човешкото тяло имат ДНК.

Изключение правят червените кръвни телца (еритроцитите). Трябва да се отбележи, че първоначално те имат ДНК, но я губят в процеса на развитието си, тъй като унищожават своите ядра.

Организъм, който разполага с два различни ДНК профила, се нарича химера.

Подобни случаи са много редки. Това може да се случи при трансплантация на костен мозък или ако при бременност с близнаци единият зародиш загине и част от неговите клетки бъдат абсорбирани от другия.

‘Genetic fossil’: intact DNA from woman who lived 7,200 years ago discovered in Indonesia https://t.co/wDj03UFdVZ

— The Guardian (@guardian) August 25, 2021

Не е ясно в каква част от продължаващата вече близо 4 млрд. години история на живота ДНК е изпълнявала функцията на „пазител“ на генетичната информация.

Според някои учени, най-ранните организми са си предавали тази информация с помощта на РНК. Проблемът е, че не съществуват никакви преки свидетелства за древните генетични системи.

Възстановяването на ДНК от повечето фосили е невъзможно, тъй като тя може да оцелее в околната среда около един милион години (съществуват твърдения, че са открити по-стари ДНК, но те не са официално признати и са обект на разпалени спорове).

Това, за съжаление на мнозина, означава, че шансът някой ден да бъде клониран истински динозавър е почти нулев.

Вижте още:

Парадоксите, свързани с пътуването във времето

Непознатият Нептун

Непознатата история на неандерталците – "изчезналите хора"

„Парадоксът на приятелството“: Защо имате по-малко приятели от вашите приятели

Мрачната история на тестовете за интелигентност