ДНК

Дезоксирибонуклеиновая кислота это макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов.

ДНК является ключевым для нашего роста, размножения и здоровья. Оно содержит инструкции, которые необходимы нашим клеткам для выработки белков, влияющих на многие процессы и функции в организме.

История открытия ДНК

Молекула ДНК хранит биологическую информацию в виде генетического кода, состоящего из последовательности нуклеотидов.

В 1869 году в лаборатории Фридриха Мишера, которая располагалась в бывшем замке герцогов Вюртембергских в Тюбингене и было сделано великое открытие нового времени это выделено молекула ДНК. Мишер исследовал белые кровяные тельца (лейкоциты) из крови послеоперационных пациентов. Он выделил вещество, которое получило название нуклеиновая кислота.

В результата исследований группы ученых (Белозерского А.Н. и Кизеля А.Р.) в 1939-1947 годах было доказано о содержании нуклеиновых кислот у различных видов бактерий.

То, что именно ДНК является носителем генетической информации, было доказано значительно позже, в середине 20-го века. Одно из первых доказательств в 1944 году принесли эксперименты ученых Освальда Эвери, Маклина Маккарти, Колина Маклауда по трансформации бактерий.

Эксперимент американских ученых Марты Чейз и Алфреда Херши с помеченными радиоактивными изотопами белками и ДНК бактериофагов показали о новом поколении фага.

В 1949-1951 годах, в результате работы группы биохимика Чаргаффа, было разделено при помощи хроматографии на отдельные нуклеотиды ДНК.

В 1953 году ученые Крик Ф. и Уотсон Д. предложили двойную спираль ДНК на основании рентгеноструктурных данных, полученных Франклин Р. и Уилкинс М.

В 1962 году было отмечено Нобелевской премией работа Уотсона и Крика в области физиологии и медицине.

Структура ДНК открыла дверь для понимания многих аспектов функционирования ДНК, таких как ее копирование и то, как информация, которая в ней содержится, используется клеткой для производства белка.

Модель ДНК ученых Уотсона и Крика дала начало новой эпохе открытий в молекулярной биологии.

Структура ДНК

Молекула ДНК хранит биологическую информацию в виде генетического кода, состоящего из последовательности нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из сахара (дезоксирибозы), фосфатной группы и одного из четырех азотистых оснований:

• аденина (А);
• тимина (Т);
• гуанина (Г);
• или цитозина (Ц);

Нуклеотиды ДНК собираются в цепочки, связанные ковалентными связями, которые образуются между дезоксирибозным сахаром одного нуклеотида и фосфатной группой следующего. Такое расположение создает чередующуюся цепочку дезоксирибозных сахаров и фосфатных групп в полимере ДНК и называется сахарофосфатный остов.

Принято выделять три уровня структуры ДНК:

• первичная структура ДНК  это последовательность расположения нуклеотидов в полинуклеотидной цепи ДНК;
• вторичная структура ДНК это стабилизированные водородные связи между комплементарными парами оснований и представляют собой двойную спираль из двух антипараллельных цепочек, закрученных вправо вокруг одной оси;
• третичная структура ДНК это суперспирализация ДНК, что обеспечивает экономную упаковку очень длинной молекулы ДНК в хромосоме;

Генетическая информация в ДНК

Генетическая информация о строении белков закодированная с помощью последовательности нуклеотидов (генетического кода) в генах, которые есть особыми функциональными участками молекул ДНК или РНК.

Генетическая информация определяет морфологическое строение, развитие, рост, обмен веществ, психический склад, предрасположенность к заболеваниям и генетические пороки организма.

Реализация генетической информации происходит в процессе синтеза белковых молекул с помощью трех типов РНК:

• информационной (иРНК);
• транспортной (тРНК) или матричной (мРНК);
• рибосомальной (рРНК);

При этих процессах генетическая информация копируется с матрицы ДНК на мРНК в ходе транскрипции. А затем мРНК используется как матрица для синтеза белков в ходе трансляции.

Процесс передачи информации может идти:

1. в направлении ДНК-РНК-белок;
2. в направлении РНК-ДНК- при обратной транскрипции;

ДНК тесты

Тесты ДНК являются одной из разновидностей лабораторных исследований.

Они направлены на получение сведений о степени родства людей, данных о генеалогии, о предрасположенности к заболеваниям, в верификации  человека для криминалиста.

Основные виды тестов ДНК:

• на отцовство, который нужен для установления или опровержения факта отцовства;
• на родство, который помогает определить степень родства между родственниками;
• генеалогические, которые направлены на определение генеалогических связей человека и идентификации личности;
• юридические, которые помогают разрешить спорные вопросы;
• ДНК тест на питание, который поможет определить причины избыточного веса;

Методы ДНК тестирования это генетические анализы наследственного материала, в котором хранится ключевая информация о структуре и общем состоянии человеческого организма. Исследования ДНК человека позволяет узнать, устойчив ли организм к вирусам, к каким наследственным и возрастным заболеваниям предрасположен, наличие пищевой непереносимости.

ДНК тестирование при планировании беременности предлагают пройти супругам, что помогает выявить носительство мутаций, которые могут быть переданы будущему поколению.

Преимплантационное тестирование используют для обнаружения генетических изменений эмбрионов, которые созданы для ЭКО.

Также ДНК тестирование выполняется при беременности, если существует повышенный риск генетических или хромосомных заболеваний.

ДНК  является важной  структурой для нашего роста, размножения и здоровья. В ней хранится данные о наследственной информации, это сложная макромолекула, которая способна поколениями хранить и передавать генетические данные.

Международный День ДНК

Ежегодно 25 апреля в разных странах мира отмечается необычный праздник – Международный День ДНК (DNA Day), в знак признания важности генетики и научных достижений, сделанных в этой области.

Эта дата была выбрана в память о 25 апреля 1953 года, когда в журнале Nature ученые Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик совместно с Морисом Уилкинсом и Розалинд Франклин опубликовали результаты исследования структуры молекулы ДНК.

Определение структуры человеческих генов – важный шаг для развития здравоохранения. Так, 25 апреля 2003 года, было объявлено, что проект по расшифровке генома человека близок к завершению.

Именно в ДНК сохраняется наша генетическая информация, и именно этот тест является одним из самых популярных для установления родственных связей.

Благодаря выявлению ДНК был раскрыт код наследственности, идентифицирован генетический риск, начато формирование запрограммированных свойств организма, осуществляется оздоровления наследственности, создаются технологии генной инженерии.