Сегодня мы очень много знаем про ДНК

Популярная механикаНаука

Генетическая модернизация: развеиваем мифы о ГМО

Во вселенной стратегической компьютерной игры StarCraft внеземная раса зергов примечательна тем, что научилась усваивать генетический материал других организмов и преобразовывать собственные гены, меняясь и адаптируясь к новым условиям. Эта, на первый взгляд, фантастическая идея намного ближе к реальным возможностям живых организмов, чем кажется.

Александр Панчин

Сегодня мы очень много знаем про ДНК: этой двухцепочечной молекуле посвящено более двух миллионов научных публикаций. Молекулу ДНК можно рассмотреть как текст, написанный с использованием алфавита из четырех букв (нуклеотидов). Совокупность всех нуклеотидов, составляющих хромосомы любого организма, называется геномом. Геном человека насчитывает примерно три миллиарда «букв». Отдельные участки генома представляют собой обособленные гены — функциональные элементы, которые чаще всего отвечают за синтез конкретных белков. У человека около 20 000 кодирующих белки генов. Белки, как и молекулы ДНК, являются полимерами, но состоят не из нуклеотидов, а из аминокислот. «Алфавит» аминокислот, входящих в состав белков, насчитывает 20 молекул. Зная нуклеотидную последовательность гена, можно точно определить аминокислотную последовательность белка, который он кодирует. Дело в том, что все организмы используют один и тот же (с небольшими вариациями) хорошо изученный генетический код — правила соответствия кодонов (троек нуклеотидов) определенным аминокислотам. Подобная универсальность позволяет генам из одного организма работать в другом организме и при этом производить тот же самый белок.

Естественная инженерия

Один из основных методов генной инженерии растений использует агробактерии и разработанный ими механизм модификации растительных геномов (см. «ПМ» № 10'2005). Гены обитающих в почве агробактерий кодируют специальные белки, способные «протащить» определенную молекулу ДНК в растительную клетку, встроить ее в растительный геном и тем самым заставить растение производить нужные для бактерии питательные вещества. Ученые позаимствовали эту идею и нашли ей применение, заменив нужные бактериям гены на те, которые кодируют белки, необходимые в сельском хозяйстве. Например, Bt-токсины, которые производят почвенные бактерии Bacillus thuringiensis, абсолютно безопасные для млекопитающих и ядовитые для некоторых насекомых, или белки, придающие растению устойчивость к конкретному гербициду.

Обмен генами для бактерий, даже не родственных — очень распространенное явление. Именно из-за этого микробы, устойчивые к пенициллину, появились уже через несколько лет после начала его массового применения, а в наши дни проблема устойчивости к антибиотикам стала одной из самых тревожных в медицине.

От вирусов к организмам

Естественной «генной инженерией» занимаются не только бактерии, но и вирусы. В геномах многих организмов, включая человека, есть транспозоны — бывшие вирусы, которые давно встроились в ДНК хозяина и, как правило, не принося ему вреда, могут «перескакивать» с одного места в геноме на другое. Ретровирусы (такие как ВИЧ) умеют встраивать свой генетический материал прямо в геном эукариотических клеток (например, клеток человека). Аденовирусы не встраивают свою генетическую информацию в геномы животных и растений: их гены могут включаться и работать без этого. Эти и другие вирусы активно используются в генной терапии для лечения целого спектра наследственных заболеваний.

Таким образом, естественная генная инженерия очень широко используется в природе и играет огромную роль в адаптации организмов к окружающей среде. Еще важнее то, что все живые организмы постоянно подвергаются генетическим изменениям в результате случайных мутаций. Из этого следует важный вывод: по сути, каждый организм (если не считать клонов) является уникальным и генетически модифицированным по сравнению со своими предками. У него есть как новые мутации, так и новые комбинации существовавших ранее вариантов генов — в геноме любого ребенка обнаруживаются десятки генетических вариантов, которых не было ни у одного из родителей. Кроме возникновения новых мутаций, в ходе полового размножения в каждом поколении возникает новая комбинация уже существующих у родителей генетических вариантов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

5 полезных привычек, которые помогут экономить 5 полезных привычек, которые помогут экономить

Эти советы позволят вам не тратить лишние деньги, которых так часто не хватает

Популярная механика
Честь суши Честь суши

Семь мест для отдыха на Средиземном море

GQ
В Белизе обнаружили гробницу майяского правителя В Белизе обнаружили гробницу майяского правителя

Что археологи обнаружили в царском захоронении древних майя

N+1
10 фактов о марке Off-White 10 фактов о марке Off-White

Разбираемся, почему детище Вирджила Абло постоянно на слуху

GQ
Повседневная жизнь в Северной Корее Повседневная жизнь в Северной Корее

Бескомпромиссное исследование повседневной жизни в Чхонджине, Северная Корея

kiozk originals
На лезвии славы На лезвии славы

Екатерина Боброва и Дмитрий Соловьев выступили на своей третьей Олимпиаде

OK!
Духи — орудие соблазна Духи — орудие соблазна

Весна — самое время не только обновить гардероб, но и выбрать новый парфюм

Psychologies
Чище, уютнее, просторнее Чище, уютнее, просторнее

Оптимизация пространства и расхламление

Домашний Очаг
Как власти отреагировали на трагедию в Кемерове Как власти отреагировали на трагедию в Кемерове

Что Владимир Путин, Аман Тулеев и другие чиновники говорили о трагедии

Esquire
В гостях у Поппи Делевинь В гостях у Поппи Делевинь

Знаменитая тусовщица Лондона переехала жить на тихую окраину

Vogue
Чисто сработал Чисто сработал

Интерьер квартиры в Нью-Йорке в стиле современной классики

AD
Конфетно-букетный Конфетно-букетный

Нью-йоркский пентхаус актрисы Бетт Мидлер

AD
Почему «Оскар» за лучший фильм должны взять «Три билборда» Почему «Оскар» за лучший фильм должны взять «Три билборда»

Главная интрига грядущего «Оскара»

Esquire
6 простых шагов к идеальному сну 6 простых шагов к идеальному сну

Рассказываем, как отрегулировать режим сна

Esquire
Viva, Valencia! Viva, Valencia!

Всю Валенсию можно обойти пешком за пару часов

Seasons of life
Потерянное покорение Потерянное покорение

Леденящая до самых потрохов легенда о сгинувшей полярной экспедиции

Maxim
5 редких ретрофотографий, которые хочется рассматривать снова и снова 5 редких ретрофотографий, которые хочется рассматривать снова и снова

Эти фотографии актуальны не только сегодня

Maxim
Одежный партнер Одежный партнер

Торговля готовым платьем изменила не только облик, но и экономику России

Forbes
Новая жизнь модного Дома Givenchy Новая жизнь модного Дома Givenchy

Клэр Уэйт Келлер делает шаги в сторону наследия парижского Дома

Vogue
Почему так мало актрис выходят на красные дорожки в брюках? Почему так мало актрис выходят на красные дорожки в брюках?

И выберут ли они смокинги на «Оскар» сегодня вечером?

Vogue
20 лучших интерьеров в кино 20 лучших интерьеров в кино

Апартаменты на Манхэттене в «Энни Холл» и домик на острове в «Большом всплеске»

Vogue
Ответ Миллера: «Газпром» расторгает все контракты с «Нафтогазом Украины» Ответ Миллера: «Газпром» расторгает все контракты с «Нафтогазом Украины»

«Газпром» выступил категорически против решения проблем Украины за счет России

Forbes
Американская мечта Американская мечта

Жилая резиденция в Москве — воплощенная мечта любителей американского стиля

AD
Зачем платить психологу? Зачем платить психологу?

Большинство россиян не доверяют психологам

СНОБ
Самые умные порноактрисы Самые умные порноактрисы

Кто из порноактрис в перерыве между двумя дублями штудирует квантовую физику

Maxim
Как защитить малыша от простуд? Как защитить малыша от простуд?

Что такое иммунитет и как его можно укрепить?

9 месяцев
Добавь огня Добавь огня

Оборудуй уютную и теплую зону с камином

Лиза
«Хочу влюбиться до беспамятства!» «Хочу влюбиться до беспамятства!»

Макс Барских о жизни в США

OK!
Нефть под санкциями: как Россия лишается будущего Нефть под санкциями: как Россия лишается будущего

Санкции еще нанесут удар по российской нефтяной отрасли

Forbes
Одним талантом сыт (не) будешь Одним талантом сыт (не) будешь

Истории героев, открывших в себе неожиданный дар

Psychologies
Открыть в приложении