Репликация ДНК | самое простое объяснение

Интересные факты о ДНК.

ДНК, или дезоксирибонуклеиновая кислота — это макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу и реализацию генетической программы развития и жизнедеятельности живых организмов. Молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты содержит в себе биологическую информацию — генетический код, который состоит из нуклеотидов, расположенных в конкретном порядке. Именно благодаря генетическому коду учёным удалось установить, в частности, что у всей жизни на Земле есть «Последний универсальный общий предок» (англ. Last universal common ancestor, LUCA) — последняя популяция организмов, от которой произошли все организмы на планете.

Дезоксирибонуклеиновая кислота «роднит» нас со всеми живыми организмами на Земле. Известно, что ДНК человека в большинстве своём схожа с ДНК шимпанзе (более 98% схожести ДНК), что вполне естественно. В меньшей степени, но всё же велик процент схожести человека и мыши. А мнение о том, что ДНК свиньи сходна с человеческой — миф. Учёные установили неожиданный факт, что ближе всего к ДНК хрюшки — киты!

Каждая человеческая клетка содержит в себе 46 молекул ДНК (исключение: яйцеклетки и сперматозоиды содержат по 23 молекулы). Если бы мы захотели представить себе это более наглядно, то для этого можно умозрительно «вытянуть» молекулы в ряд — и получить цепочку длиной два метра.

По последним данным, человеческий организм состоит из 37,2 трлн клеток. Соответственно в этом случае наша воображаемая молекулярная цепочка достигнет потрясающей длины — 74 млрд километров. Такую величину представить гораздо сложнее, чем вышеупомянутые два метра, ведь это расстояние действительно огромно. Так, например, расстояние от Земли до Марса, в среднем, достигает 225 млн км. Следовательно, чтобы преодолеть расстояние, примерно равное цепочке молекул ДНК человека, нужно совершить полёт «Земля — Марс — Земля» 164 раза.

ДНК состоит из особых строительных блоков — нуклеотидов. И, несмотря на то, что человек мнит себя венцом природы, это совершенно не значит, что у него и ДНК круче, и нуклеотидов больше. Например, растение вороний глаз (лат. P?ris) легко обгонит любого из нас по количеству тех самых нуклеотидов. Если «мериться» парами нуклеотидов с человеком, то получается весьма впечатляющая разница: 150 миллиардов и 2,9 миллиарда пар нуклеотидов. Более того, опередив не только человека, но и прочие «создания» этого мира, вороний глаз долгое время прочно лидировал в списке растительных рекордсменов по размеру генома (комплекс наследственного материала, заключенного в клетке организма) — 132,5 пг.

Однако по количеству нуклеотидов нас «обогнали» не только растения, но и микроскопические одноклеточные простейшие — амёбы. Их ДНК намного массивнее. Так, например, геном амёбы Amoeba dubia состоит из 690 млрд пар нуклеотидов.

Стоит отметить, что величина нуклеотидов не наделяет хозяина суперспособностями. Тому же вороньему глазу, по сравнению с его «сородичами», необходимо более длительное время на рост, поскольку его репликация ДНК длится гораздо дольше других растений.

Мы созданы нашими генами. Мы, животные, существуем, чтобы сохранить их, и служим лишь машинами, обеспечивающими их выживание. Мир эгоистичного гена — это мир жестокой конкуренции, безжалостной эксплуатации и обмана. Ну а как же акты альтруизма, наблюдаемые в природе: пчелы, совершающие самоубийство, когда они жалят врага, чтобы защитить улей, или птицы, рискующие жизнью, чтобы предупредить стаю о приближении ястреба? Противоречит ли это фундаментальному закону об эгоистичности гена? Ни в коем случае! Докинз показывает, что эгоистичный ген — это еще и хитрый ген. И он лелеет надежду, что вид Homo sapiens — единственный на всем земном шаре — в силах взбунтоваться против намерений эгоистичного гена.

Удивительным живым созданием является один из типов многоклеточных животных, именующийся коловраткой. Своё название коловратки (лат. Rotifera) получили благодаря наличию так называемого коловращательного аппарата (ресничное образование на теле, использующееся для питания и движения). Но необычными существами их делает не это, а особый жизненный цикл — гетерогония (вид размножения, когда у животного два различных половых поколения чередуются между собой). У коловраток это чередование партеногенетического и полового размножения. Стандартным для человека – половым путём – коловратки размножаются только в неблагоприятных условиях (морозы, засуха), в благоприятные же периоды в популяции присутствуют только самки, производящие на свет также только самок.

Подкласс коловраток Bdelloidea (др.-греч. ?????? — «пиявка») «пошёл» ещё дальше, и вовсе обходясь без самцов в критические моменты своего существования. Каждая самка класса несёт пару гонад (репродуктивные железы животных, продуцирующие половые клетки — гаметы). Особи обитают в пресной воде, влажном мхе и сырой почве. В случаях наступления засухи бделлоидные коловратки приостанавливают свою деятельность (в случае надобности — на долгие годы), а при улучшении ситуации — вновь возрождаются. Причём во время замедленного существования они «подбирают» ДНК растений, грибов и бактерий. Во время своего «пробуждения от сна» Bdelloidea восстанавливаются, встраивая чужие ДНК в собственный геном. За сорок миллионов лет существования, несмотря на отсутствие полового размножения и, соответственно, фактора изменчивости, бделлоидные коловратки смогли разделиться на триста шестьдесят видов. Возможным это стало именно благодаря «воровству» чужих ДНК.

Благодаря анализам ДНК произошла, а лучше сказать, «сконструировалась», интересная детективная история преступлений в Европе в 1993–2009 годах.

При расследовании преступлений сразу в трёх странах Европы (Франция, Австрия и Германия) экспертами-криминалистами был обнаружен один и тот же образец ДНК. В Германии тест ДНК не используется в качестве доказательства, однако с помощью него допускается определять пол преступника. После проведённых анализов стало ясно, что преступник — женщина. В Австрии эксперты установили, что таинственная преступница, по всей видимости, родом из России или Восточной Европы.

Между преступлениями никак не могли установить связь, ведь они совершались в разных странах и отличались «разнообразием»: среди преступлений были и убийства, и ограбления, и угон автомобилей. Такой «разброс» казался необычным и удивительным, а преступница была настолько неуловима, что ей дали прозвище «Woman Without а Face» («Женщина без лица»), или «Phantom of Heilbronn» — «Фантом из Хайльбронна» (в честь города Германии, где произошло убийство женщины-полицейского в 2007 году).

Расследование набирало обороты, и в январе 2009 года за информацию о таинственной преступнице назначили награду в триста тысяч евро.

Переломным моментом в расследовании стало взятие пробы с мужского тела во Франции. Каково было удивление полицейских, когда и эта последовательность ДНК указала на женщину, причём на ту же самую!

Стало понятно, что никакой таинственной женщины на самом деле нет, но в чём же тогда дело? После тщательной проверки выяснилось, что во всём виноваты ватные палочки, используемые для взятия проб ДНК с мест преступления. Такие палочки должны быть стерильными, однако несколько партий, приобретённых для экспертной работы при расследовании преступлений, подверглись загрязнению ещё на заводе. Следы ДНК принадлежали уроженке Восточной Европы на одной из фабрик в Баварии. После обнаружения этого факта сообщения о «женщине без лица» поступать перестали. Так и закончилась «смоделированная» анализами ДНК история про европейского серийного маньяка.

Казалось бы, в наши дни наука достигла таких вершин, что учёные вполне могли бы взять да и воссоздать всех «утерянных» животных. Ведь археологи постоянно находят останки живых существ, а ДНК вполне позволяет этих самых существ клонировать. Почему же мы ещё до сих пор не построили настоящий «Парк Юрского периода»?!

Всему виной (а может, и благом) стала всё та же ДНК. Оказывается, что с течением времени связи дезоксирибонуклеиновой кислоты так сильно распадаются, что восстановить генетический код становится слишком сложно. Так, через полтора миллиона лет сохранившиеся обрывки ДНК становятся практически не читаемы, а спустя 6,9 млн лет ДНК полностью распадётся.

Единственная возможность клонировать древнее существо — это использовать останки, хранящиеся в условиях вечной мерзлоты. В подобных районах распад ДНК протекает не так стремительно, что и даёт шанс на чтение генетического кода. Именно поэтому учёные не оставляют попыток «воссоздать» настоящего мамонта, ведь есть останки, датированные не прошедшими миллионами лет, а всего лишь несколькими тысячами. Так, например, по данным газеты El Financiero, известно, что группа гарвардских учёных планирует через пару лет создать эмбрион шерстистого мамонта. Шерстистый мамонт (лат. Mammuthus primigenius) является вымершим видом, относящимся к семейству слоновых. Популяция вида вымерла около десяти тысяч лет назад, однако последние его представители прекратили своё существование около четырёх тысяч лет назад на острове Врангеля (российский остров в Северном Ледовитом океане).

Комментарии: