Секретный код, зашифрованный в ДНК: геном человека
В каждой клетке каждого живого организма находится молекула ДНК, в которой зашифрована информация о программе жизнедеятельности клетки. Расшифровка этой информации открывает перед человечеством неведомые доселе перспективы.
Ключ к здоровью и долголетию
Все живые существа невероятно сложно устроены. И чем больше наука узнаёт о строении мельчайших составляющих организма, тем более впечатляющей и замысловатой получается картина. В ХХ веке биология совершила прорыв, открыв существование генов и молекулы ДНК, в которой содержатся признаки, передаваемые по наследству. В XXI веке продолжается работа по изучению структуры ДНК.
Один из самых масштабных научных проектов последнего времени — «Геном человека» — направлен на расшифровку наследственного аппарата, содержащегося в ДНК. Для чего это нужно? Зная в мельчайших подробностях все наследственные предрасположенности человека, будет гораздо легче лечить болезни. А некоторые из них удастся предотвратить, используя профилактические меры. Расшифровка генома и правильное применение полученной информации позволят продлить человеческую жизнь и значительно улучшить ее качество.
Что же такое геном человека? Это совокупность всех его ДНК, находящихся в разных клетках, каждая из которых выполняет свою функцию. По последним научным данным, в геноме человека содержится около 28 тысяч генов, хотя раньше ученые предполагали, что в таком сложном организме, как наш, их гораздо больше.
Еще одно открытие, совершенное в рамках проекта, — обнаружение «молчащей» ДНК. Биологи и раньше знали, что в молекуле ДНК есть участки, не несущие в себе никакой информации, но их оказалось гораздо больше, чем предполагалось ранее. По одним предположениям, в «молчащих» участках содержится эволюционная информация, по другим — они осуществляют контроль над генами.
ЧТО ТАКОЕ ГЕН? Ген — это мельчайшая единица наследственности организма. Он представляет собой участок ДНК, в котором закодирована структура белка, определяющая формирование отдельного признака или клетки организма
Геном червя и геном человека
«Геном человека» — это международный научно-исследовательский проект, в котором задействованы сотни ученых, задавшихся целью создать полную карту человеческой ДНК. Он был начат в 1980-х годах, тогда методы исследований были достаточно примитивными и биологи думали, что на расшифровку каждого участка ДНК уйдут годы. К счастью, впоследствии развитие компьютерных технологий значительно ускорило этот процесс.
В 1985 году была завершена и опубликована первая полная последовательность ДНК живого организма. Правда, этим организмом была всего лишь крошечная бактерия, и на ее изучение ушло несколько лет. Тем не менее это значительное достижение в области генетики. Затем ученые взялись за более сложные многоклеточные организмы. В 1998 году они расшифровали геном плоского червя.
А уже в 2001 году благодаря применению «метода беспорядочной стрельбы» был составлен черновой набросок генома человека. Этот метод, придуманный американским исследователем Крейгом Вентером, заключается в том, что каждую ДНК, извлеченную из клетки, разбивают на небольшие фрагменты. Каждый из этих фрагментов помещают в аппарат, который определяет последовательность составляющих их элементов. После чего ДНК снова «собирают» и изучают ее целостное строение.
Черновой набросок — это еще далеко не конец проекта. Теперь ученым предстоит еще более сложная и скрупулезная работа — изучение каждого гена и составляющих его белков, выявление связей между генами, исследование механизма образования индивидуального биологического портрета каждого человека. По приблизительным оценкам, если не случится еще один технологический прорыв, на это понадобится не одно десятилетие.
Одно из последних открытий в области генетики: биология вершится не на уровне генов, а на уровне белков. Человек отличается от других живых организмов именно разнообразием своих белков. А они к тому же обладают способностью смешиваться между собой, как краски, — получается поистине безграничное количество возможностей