ТАЙНА ГЕНОМА: ЧТО СПРЯТАНО В ДНК?

28 сент’ 2014 | 09:33
INNA



Геномика изучает структуру генов. Это совсем молодая наука, история которой едва ли насчитает три десятка лет. Но она сумела совершить столько революционных открытий, что любой иной науке хватило бы на столетия. И, пожалуй, самое интригующее из открытий — понимание, что любые жизненные процессы могут быть подчинены разуму.
ГЛАВНАЯ МОЛЕКУЛА

Макромолекула ДНК была открыта задолго до того, как ученые поняли ее значение. В 1869 году швейцарский биохимик Иоганн Мишер обнаружил в гное на повязках раненых солдат богатое фосфором вещество, которое получило название нуклеиновой кислоты. Позже выяснили, что существует две почти идентичные нуклеиновые кислоты: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК).
Ученым было ясно, что ДНК играет в живом организме важную роль — ведь ее находили практически в любых клетках. Но поначалу исследователи считали, что макромолекула служит накопителем фосфора в организме, который, в свою очередь, необходим, чтобы копить энергию.
Взгляд на ДНК начал меняться только в 1940-е годы, когда ученые обнаружили загадочный феномен: убитые болезнетворные бактерии каким-то образом умудряются передавать вредоносную информацию живым безобидным «родственникам». Выделяя из убитых бактерий одно вещество за другим и подмешивая пробы в живые колонии, исследователи убедились, что эффект проявляется, только если используется дезоксирибонуклеиновая кислота.
Еще через десять лет был проведен эксперимент с вирусами-бактериофагами, все части которых были помечены радиоактивными изотопами. Оказалось, что вирус передает в зараженную бактерию только свою ДНК — и этого достаточно, чтобы клетка полностью поменяла свой жизненный цикл, производя новые вирусы.
Таким образом была доказана ведущая роль ДНК в передаче наследственной информации. Ученые построили ее модель и поразились красоте конструкции: похожая на скрученную в двойную спираль лесенка из сахаров и фосфатов, перекладинами в которой служат азотистые основания…



КОД ЖИЗНИ

На следующем этапе нужно было разобраться, как работает ДНК: ведь сама по себе она существовать не может, а вне живой клетки быстро распадается. Оказалось, что двойная спираль очень ловко «склеивает» аминокислоты в белки, из которых затем и строятся клетки. Соответственно, чем сложнее организм, тем длиннее должна быть ДНК, чтобы запрограммировать все многообразие его клеток: от костной ткани до нейронов мозга.
В конце 1970-х годов был придуман метод секвенирования ДНК, который позволяет считать ее внутренний «код». Тогда же и были заложены основы геномики, совершившей подлинную революцию в познании живого.
Прежде всего, ученые прочитали код простейших организмов: бактерий и вирусов. А потом сразу взялись за человека! И это логично — ведь расшифровка генома человека может принести колоссальную отдачу в виде новых медицинских достижений. На реализацию проекта «Геном человека» ушло больше десяти лет: он стартовал в 1990 году под эгидой Национальной организации здравоохранения США и был завершен в апреле 2003 года публикацией «чистового» варианта последовательности ДНК, считанной на 99,99%. Интересно, что перед началом проекта исследователи собрали большое количество образцов «биологического материала» для выделения ДНК, но использовали лишь некоторые из них, чтобы имя «расшифрованного» донора оставалось в секрете. Тем не менее, в сообществе генетиков хорошо известно, что основная часть ДНК была получена от единственного анонимного донора — мужчины из Буффало (кодовое обозначение RP11). На проект было израсходовано 3 млрд. долларов.
Благодаря реализации этого проекта, появились новые технологии секвенирования, и сегодня чтение ДНК — обычная операция. Понятно, что биологи принялись считывать геномы всех подряд: от жуков до мамонтов. И сравнение ДНК разных видов принесло невероятные открытия.
В первую очередь, выяснилось, что сложность организма не зависит от длины ДНК. Скажем, геном человека насчитывает 3,1 млрд. пар азотистых оснований, и он по длине превышает геном многих животных. Однако до рекорда ему очень далеко. Среди позвоночных рекордсменом считается рыба мраморный протоптер: в ее геноме 130 млрд. пар оснований. Среди растений пальму первенства удерживает вороний глаз японский: 140 млрд. пар оснований. И вне конкуренции амеба Polychaos dubium — 670 млрд. пар оснований (в 200 раз длиннее, чем у человека)!
Получается, чем тупее, тем ДНК длиннее? Ученые начали разбираться в ситуации, и выяснилось странное: оказывается, в построении клеток тела участвуют незначительная часть ДНК (так называемый, «Си-парадокс»). Например, в случае человека «работают» только 3% процента всей последовательности. Остальная часть генома «молчит». Что спрятано там? И что произойдет, если «разбудить» эту часть?



ВНУТРЕННИЙ ВРАГ

Вопрос далеко не праздный. Наши здоровье и жизнь напрямую зависят от бесперебойности работы ДНК, ведь старые клетки отмирают, на их смену приходят новые, а за «преемственность поколений» отвечает главная макромолекула.
Медики бились десятилетиями, чтобы выяснить причину внезапного возникновения онкологических заболеваний. И оказалось, что дело в генетических нарушениях, которые могут быть вызваны внешними факторами (курение, вредное производство, радиоактивное облучение и тому подобные) или физическим старением. В генах, отвечающих за управление делением клеток, накапливаются дефекты, и организм начинает производить «мутантов», которые образуют злокачественную опухоль.
Можно ли с этим бороться, воздействуя на ДНК? Вполне. Лечить рак генной терапией пока не научились, но с отдельными нарушениями врачи справляются. Один пример. В больнице Висконсина трехлетний ребенок ставил врачей в тупик: его кишечник отек и был полностью пронизан абсцессами. К своим трем годам несчастный малыш пережил более ста хирургических операций. Для него было заказано полное секвенирование ДНК, и по результатам врачи выявили «виновника заболевания» — белок XIAP, участвующий в сигнальных цепях запрограммированной клеточной смерти. При нормальной работе он играет важную роль в иммунной системе. На основе диагноза физиологами была рекомендована трансплантация костного мозга. Через полмесяца после операции ребенок смог впервые в жизни поесть без специальных приспособлений...
Очень быстро геномика превращается из теоретической в практическую науку. Расшифровка последовательности ДНК, изучение назначения тех или иных генов дают нам ключ к поистине безграничным возможностям: от победы над болезнями до предотвращения старения и... самой смерти!
А если еще удастся раскрыть, что спрятано в «неработающей» части генома, то, возможно, человек получит шанс управлять собственной биологической эволюцией.
ЛУЧ РАЗУМА

Впрочем, и это еще не все. В последнее время входит в моду так называемая «квантовая биология», которая изучает влияние квантовых эффектов на функционирование живых клеток и органов.
Раньше это влияние недооценивалось — считалось, что такие свойства квантов как «запутанность» или «суперпозиция» не могут сами собой проявиться в нормальном мире. Однако новейшие исследования показывают, что это не так. Скажем, ученые долго бились над загадкой, как перелетные птицы определяют свои маршруты? Выдвигались разные предположения: от наличия у них хорошей памяти до существования природного компаса в виде кристаллов железа, обнаруженных в клювах. Реальность оказалась более интригующей: в глазах птиц найдены биохимические соединения, которые меняются под воздействием квантового «эффекта Зенона», определяющего продолжительность реакции под воздействием магнитного поля Земли. Птицы буквально видят, куда им лететь!
Еще более грандиозное открытие совершили физики из Национального университета Сингапура: они показали, что устойчивость всей ДНК обеспечивается на квантовом уровне за счет пресловутой «запутанности», когда каждый квант несет в себе «память» о взаимодействии с другими квантами. Если прибавить к этому гипотезу, что само наше сознание работает как квантовая система, то получается интересное следствие: человек может изменять свою ДНК силой мысли.
Звучит фантастически! Однако реальность все чаще демонстрирует нам, что даже самые невероятные фантазии могут иметь серьезную основу. В 2012 году специалисты Чикагского медицинского университета опубликовали статью, в которой подводили итог многолетним исследованиям о влиянии социальной среды на экспрессию генов. Изучалась стая макак-резусов. И выяснилось, что при изменении социального статуса той или иной особи почти 1000 генов начинают работать по-другому, в течение нескольких недель меняя организм, прежде всего — иммунную систему. Полученные данные хорошо согласуются с наблюдениями социологов: неблагополучные люди оказываются более уязвимы перед болезнями.
Получается, что старая поговорка «все болезни от головы» не так уж далека от истины — наше настроение, наши мысли меняют тонкую настройку тела на уровне ДНК, а от этого напрямую зависит наше здоровье. Старайтесь жить весело и энергично, гоните депрессию — и вам не понадобятся таблетки.
Антон Первушин
http://www.oracle-today.ru/

Комментарии:

Нет комментариев

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Зарегистрируйтесь и авторизуйтесь на сайте.
Loading...