Генетика – надзвичайно дивовижна та захоплива наука, яка розкриває таємниці людської природи. Сьогодні існує чимало перспективних можливостей для реалізації у цьому напрямі – генна інженерія, біохімія, біотехнології, біоінформатика тощо.
До того ж вивчення генетики – невіддільна частина освіти майбутніх лікарів. Для тих, хто хоче розвиватися у генетичній галузі чи медицині, радимо приділити особливу увагу вивченню біології та хімії. Так, репетитор з біології може допомогти з практичною стороною освоєння предмета – проводити дослідження, розбирати експерименти, властивості та явища, розв’язувати генетичні задачі.
У цій статті на читача чекає захоплива подорож у нетрі генетичної науки: ви дізнаєтесь багато нового, що дозволить глибше зрозуміти ази генетики.
ДНК – унікальна книга особистості
Тільки уявіть, що в основі різноманіття живих організмів лежить проста модель – спіраль з двох ниток, сполучених між собою парами з азотних основ. В підвалинах будови кислоти лежать 4 типи будівельних білків – аденін, тимін, цитозин, гуанін. І саме вони є підґрунтям величезного біорозмаїття.
Пари цих основ формуються за таким правилом: аденін (А) з тиміном (Т), цитозин (C) з гуаніном (G). А їх послідовність у спіралі і є генетичним складом того чи іншого організму. Таким чином, типи сходинок А-Т і C-G, власне, їх порядок формує унікальний код ДНК. Що цікаво, ця схема універсальна, а збіг з іншими організмами становить 99%, але лише 0,1% забезпечує неповторність.
ДНК як рушій еволюції
Ви замислювались, чому люди дуже різні? За це відповідає не просто порядок азотних основ, а й такі явища, як мутація та варіація. Та для початку розберемося з поняттям реплікації. Це процес високоточного поділу ДНК, під час якого іноді трапляються помилки, що спричинюють зміну послідовності основ. Також причиною мутацій може бути вплив зовнішніх факторів, наприклад стресу.
Наслідками цього явища є розмаїття ознак, зокрема, різний колір очей та волосся, різні групи крові тощо. З іншого боку, це причина ряду генетичних захворювань. Хоча відомі випадки, коли рідкісні мутації сприяли довголіттю та збереженню хороших інтелектуальних здібностей протягом усього життя. Як-от у ситуації з мешканкою США Елізабет Френсіс, яка прожила 115 років.
Випадковість розподілу гомологічних хромосом приводить до появи унікальних варіацій, а відтак і еволюціонування організмів.
Захопливі подробиці про ДНК, яких ви точно не знали
Завдяки своїй закрученій, спіралеподібній формі ДНК має вражаючу довжину. Тільки в межах однієї клітини вона становить орієнтовно 2 м. А вся довжина, за переконаннями дослідників, навіть перевищує діаметр Сонячної системи.
До речі, молекула дезоксирибонуклеїнової кислоти має тривалий період розпаду – близько 500 років. Це дозволило дослідити, що в основі ДНК людини містяться фрагменти древніх вірусів. Ці залишки займають 8% її складу і можуть мати абсолютно протилежний вплив – від спричинення хвороб до підвищення рівня імунного захисту.
Батьки і діти, а також рідні брати і сестри мають 50% спільних генів. А ідентичність однояйцевих близнюків дорівнює 100%. При цьому у них будуть різні відбитки пальців.
Революційне відкриття у дослідженнях геному
Геномом є набір ДНК молекул, розташованих у певному порядку. Всього – 2 статеві хромосоми і 22 аутосоми. Протягом 1991-2003 років проводилося масштабне дослідження під назвою «Геном людини». В результаті вченим-генетикам вдалося створити повноцінну карту геному. Вона налічує 3,2 млрд пар азотних основ – справжня геномна бібліотека!
У кожній клітині набір ДНК однаковий. За роботу органів та систем відповідає лише 3% геному. Вченим ще не вдалося з’ясувати, які ж функції виконує решта 97%.
Проєкт дав змогу медикам аналізувати схильність до певних захворювань та розпочати редагування генів з використанням CRISPR методики. Остання нагадує механізм ножиць, за допомогою яких можна вирізати і вставляти окремі гени.
Наразі завдяки геномним картам та можливостям визначати їх варіації стрімко розвивається генна терапія. Але досі не завершена ідентифікація РНК, точніше усіх генів її молекул.
Генетичний код безпосередньо визначає наші звички
Науковці ісландської біофармацевтичної фірми deCODE genetics доводять, що унікальність поведінкових рис кожної людини визначають особливості її геному. Вони зібрали і секвенували більш ніж 400 тис. геномів. Основоположною метою вчених було з’ясувати ризики спадкової схильності до різних хвороб.
Але дослідження зайшло далі. Як не дивно, науковці зібрали також детальну біографічну інформацію про досліджуваних – їхні звички, хобі, вподобання та антисмаки. Виявляється, ген хобі справді існує. Так показало опитування з 2000 учасників про їхні захоплення, водночас вчені ретельно проаналізували їхні генеалогічні дерева та схильності предків. Збіг щодо роду діяльності помітили у всіх опитуваних.
Отож визначальні риси характеру та моделі поведінки є успадкованими: прихильність, агресивність, соціальна активність, схильність до ризику та залежностей тощо. Під час досліджень було навіть відкрито варіант гена, який відповідає за любов до кросвордів.
