Тайните на ДНК веригата

Кой е открил веригата на ДНК и какво се крие зад нея?

За живота можем да мислим като складиране и предаване на информация на следващите поколения. Както запазваме информация на своите компютри, така и човешкото тяло има място където тя се трупа. Това е двойната спирала на ДНК (дезоксирибонуклениова киселина), която „нишка“ е в основата на генетиката и живота като цяло.

ДНК е много сложно молекула, изградена от различни азотни бази и доста трудна за разгадаване. В нея се носи цялата генетична информация за човека и може да се каже, че тази спирала е „централният компютър“ на човечеството.

В ДНК на всеки индивид на планетата са заложени различни негови черти – цвят на косата, цвят на кожата, цвят на очите, черти от характера и много други специфични характеристики, които се отнасят за конкретния индивид.

The leading & lagging strand in DNA replication...packed into a GIF! See more of our #science GIFs on https://t.co/pMZPZ5ZNPh #scicomm #amoebasisters #edtech pic.twitter.com/weWHqspdOw

— Amoeba Sisters (@AmoebaSisters) January 21, 2019

ДНК двойната спирала е чудото на живота. В него се съхранява цялата информация за това какъв ще бъде един индивид, интересно, нали? В една толкова малка спирала се съдържа цялата ни същност, всичките белези, които носим – физически и психически. Една малка двойна спирала е в основата на целия ни живот.

Кой стои зад откриването на двойната спирала на ДНК?

Откриването на структурата на ДНК се приписва на Джеймс Уотсън и Франсис Крик, които заедно с Морис Уилкинс са удостоени с Нобелова награда за физиология или медицина през 1962 г. за своята работа. Въпреки това е важно да се отбележи, че изследванията на много учени, включително Розалинд Франклин и нейния колега Реймънд Гослинг, също са от решаващо значение за разбирането на структурата на ДНК.

Джеймс Уотсън и Франсис Крик са учените, на които се приписва откриването на структурата на двойната спирала на ДНК, което те публикуват в статия в научното списание Nature през 1953 г. Тяхното откритие е истинска революция областта на генетиката и води до по-голяма разбиране как се съхранява и предава генетичната информация в живите организми. Работата на Уотсън и Крик се основава на данни от рентгенови кристалографски изследвания на ДНК, проведени от Розалинд Франклин и Морис Уилкинс.

Какво точно представлява ДНК?

ДНК (съкратено от дезоксирибонуклеинова киселина) е молекула, която носи генетичните инструкции, използвани в растежа, развитието, функционирането и възпроизвеждането на всички известни живи организми и дори на много вируси. Това е дълга, двуверижна спирала, съставена от градивни елементи, наречени нуклеотиди, които съдържат захарна молекула (дезоксирибоза), фосфатна група и една от четирите азотни бази (аденин, гуанин, цитозин или тимин). Редът или последователността на тези азотни бази по дължината на ДНК молекулата кодира генетичната информация, която се използва за създаване на протеини и контрол на дейностите на клетките. ДНК се намира в ядрото на еукариотните клетки и в цитоплазмата на прокариотните клетки и се предава от родител на потомство чрез процеса на възпроизвеждане.

ДНК веригата на всеки организъм е уникална по рода си и няма втора такава.

ДНК и миналото на човечеството

ДНК е изиграла важна роля в разбирането на миналото на човечеството. Чрез анализиране на ДНК проби от древни останки, изследователите са успели да научат повече за генетичната история на човешките популации и миграционните модели на нашите предци.

Например, проучвания на ДНК, извлечена от неандерталски кости, показват, че съвременните хора са се кръстосвали с неандерталците, когато са мигрирали от Африка, допринасяйки за генетичното разнообразие на неафриканските популации днес. ДНК анализът също помогна да се проследи произхода на различни популации по света и да се хвърли светлина върху исторически събития като колонизацията на Америка.

One DNA strand runs 5' to 3' and the other 3' to 5'. What does that mean? Shown here in a GIF!
Find all of our #science GIFs at https://t.co/pMZPZ5IcXJ #scicomm #amoebasisters pic.twitter.com/NM6GNHV469

— Amoeba Sisters (@AmoebaSisters) October 11, 2018

Освен това, ДНК тестването е било използвано за идентифициране на индивиди и техните взаимоотношения помежду си при криминалистични разследвания и генеалогични изследвания. ДНК анализът е полезен при разрешаването на сложни случаи и идентифицирането на неизвестни останки, както и в подпомагането на хората да проследят семейната си история и да открият неизвестни роднини.

Тайните на ДНК

ДНК крие много тайни, някои от които все още не са напълно разкрити от учените. Ето няколко примера за това, какво се крие в ДНК двойната спирала:

Генетична информация: ДНК съдържа генетичната информация, която определя чертите и характеристиките на даден организъм. Тази информация е кодирана в последователността на нуклеотидите по дължината на ДНК молекулата.

Репликация: ДНК е в състояние да се репликира, позволявайки на клетките да се делят и да произвеждат нови клетки с идентична генетична информация. Този процес е от съществено значение за растежа, развитието и възстановяването на тъканите в многоклетъчните организми.

Генна експресия: ДНК също е отговорна за контролирането на експресията на гените, което определя кога и къде се произвеждат протеини в тялото. Този процес е строго регулиран и играе критична роля в много биологични процеси.

Today is World DNA day. Let us remember that Pakistan Largest Human DNA Strand and Pakistan biggest DNA extraction credit is with UDHYAANA at Swat Science Festival under the supervision of energetic scientist Dr. Muhammad Ilyas and Dr. Aftab Ahmad pic.twitter.com/F8mIIfbzxK

— Udhyana (@Udhyaana) April 25, 2019

Мутация: Въпреки своята точност, репликацията на ДНК не винаги е перфектна и могат да възникнат грешки. Тези грешки, известни като мутации, могат да доведат до промени в генетичната информация, някои от които могат да бъдат полезни, вредни или да нямат никакъв ефект.

Еволюция: ДНК държи ключа към разбирането на еволюционната история на всички живи организми. Чрез сравняване на ДНК последователностите на различни видове, изследователите могат да реконструират еволюционните връзки между тях и да разкрият механизмите на еволюцията.

Лична идентификация: ДНК е уникална за всеки индивид и може да се използва като мощен инструмент за лична идентификация при криминалистични разследвания и тестове за бащинство.

Сложността на ДНК или както още я наричат „веригата на живота“ е толкова необятна, че в следващите десетилетията сигурно учените ще открият още тайни, които двойната спирала крие. Все пак говорим за генетичният код на живота, а какво по важно за изучаване от това? Медицината напредва с огромни темпове и за в бъдеще не се знае какво още ще бъде открито за генетиката на хората, а и не само.