Анатомия, строение человека и его физиология

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота)

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота)

Такие материалы, как дезоксирибонуклеиновые кислоты являются соединениями, которые составляют структуру системы ядра клетки абсолютно всех живых организмов. Аналогично белковым соединениям и хромосомам, в них содержится совокупная генетическая информация о том или ином биологическом виде. Эти данные называют генотипом.

Как расшифровывалась ДНК?

Подробное изучение структуры молекулярных соединений дезоксирибонуклеиновой кислоты, выявление построения ее клетки – великое достижение ученых, которое вывело генетику и медицину на новый качественный уровень. Это уникальное открытие обладает примечательной историей. Ведь оно не было сделано одним единственным человеком. Расшифровкой структуры молекулярных соединений дезоксирибонуклеиновой кислоты занималось несколько ученых на протяжении определенного периода времени.

Согласно многочисленным научным трудам, первопроходцами в открытии ДНК считаются Уотсон, а также Крик. В начале 1950-х годов прошлого века они воссоздали структуру молекулярного соединения ДНК, которая представлена 2 спиралями. Более того, необходимо помнить и еще одного ученого – Иоганна Фридриха Мишера, который также приложил руку к изучению ДНК. Он знаменит тем, что в 1969 г. 20 в. открыл так называемые нуклеиновые кислоты. Именно благодаря ему мир узнал о существовании такого специфического вещества, как фтор содержащая кислота. Ее одновременно с белковыми соединениями выделяют белые кровяные тельца. В данном случае речь идет о нуклеине. Однако, Феликс Хоппе-Зейлер, который являлся руководителем Иоганна Фридриха Мишера, отнесся к проведенным исследованиям с долей скепсиса. Молодому ученому пришлось еще несколько раз повторить эксперименты, и окончательные результаты по исследованию ДНК были опубликованы только спустя 2 года.

При этом понадобилось еще много времени, чтобы люди и, в первую очередь, ученый мир осознал насколько важное значение имеет биологическая и генетическая роль ДНК.

Структура молекулы ДНК и ее репликация

До того, как была обоснована структура ДНК, люди не могли осознать биологические инструменты, которые оказывают влияние на все процессы, протекающие в живых клетках. В молекуле ДНК содержатся в определенной последовательности нуклеотиды. Последние формируют 2 цепочки, которые обвивают друг друга и образуют спирали. При этом данные образования соединяют водородные мостики. На особенность существующей последовательности влияют основания из азота, которые содержатся в структуре нуклеотидов. Есть 4 типа подобных оснований.

Учитывая пространственную структуру цепей полинуклеотидов, молекулярные соединения ДНК при помощи азотистых оснований связываются между собой согласно определенным природным законам. В то время, как аденин создает связующую цепочку исключительно с тимином, то гуанин соединяется только с цитозином. Что же касается количества их связей, то в первом случае оно ровняется 2, а во втором – 3. Благодаря данному пространственному соответствию, которое называется принципом комплиментарности, в живых клетках происходят очень важные процессы. Таким образом, согласно данным принципам, нуклеотидные последовательности 2 соединений молекул ДНК считывают структуру друг у друга. Что же касается синтеза новоявленной клетки в ДНК по образу и подобию уже существующей, то данный процесс называется репликация. До его начала происходит разграничение цепей старшей ДНК. После чего рядом с каждой нитью появляется дополнительная последовательность нуклеотидов. Ее называют дочерней ДНК. В итоге, происходит рождение 2 свежих молекулярных соединений.

Основные функции ДНК

Абсолютно все живые вещества содержат дезоксирибонуклеиновую кислоту. Если говорить о ее главной биологической роли, то она сводится к биосинтезу и сопровождению всех жизненно важных процессов, которые происходят в клетках. Вместе с тем, существует особо важные характеристики, а также биологические возможности ДНК:

  1. Благодаря ДНК осуществляется передача всех наследственных параметров рода от одной генерации к другой. Данный процесс происходит через передачу данных клеткам органов половой секреции, которые имеют отношение к одному определенному виду.
  2. ДНК способствует формированию рибонуклеиновых кислот, сокращенно – РНК. Она также является группой макромолекул, которые содержаться в молекулярных соединениях всех живых организмов. При этом РНК синтезирует белок, которому свойственны определенные характеристики и признаки конкретного вида.
  3. Помимо белков в ДНК отведено место и хромосомам. Они равномерно распределяют генетические данные (ядерное вещество) от одной дочерней клетки к другой. Без этой особенности выживание будущих потомств не представляется возможным.
  4. Только что появившиеся молекулярные соединения ДНК могут осуществлять синтез исключительно за счет собственных ресурсов. Данный процесс называется самовоспроизведением. Правда, для этих целей им все же требуются исходные молекулы ДНК. Этот процесс происходит в перерывах между делениями либо при подготовке клеток к размножению. Подобное явление четко заметно при воспроизведении таких элементов, как сперматозоиды, а также эритроциты.

Инновационные методы применения ДНК-технологий в различных сферах деятельности

В настоящее время в лабораторных условиях изучаются неизвестные ранее способы, методы и возможности применения ДНК-технологий. Как правило, они основаны на программировании дезоксирибонуклеиновых кислот. Данные эксперименты сопряжены с колоссальными затратами. Причем как умственного, так и материального плана. Именно поэтому эти исследования невозможно провести за короткий промежуток времени. Чтобы добиться определенных результатов, потребуются годы, а то и десятилетия.

В течение последних лет медицина обзаводится все более широким ассортиментом препаратов и лекарств, которые содержат нуклеиновую кислоту. В основном, они используются для лечения пациентов, которые страдают от гематологических заболеваний. В данном случае речь идет о дисфункции кроветворения. Препараты, которые содержат нуклеиновую кислоты, обладают стимулирующим эффектом и положительно воздействуют на костный мозг. Также они регулируют фосфорный обмен. При этом препараты на основе нуклеиновой кислоты оказывают хорошее профилактическое воздействие. Например, с их помощью проводят профилактику рахита.

Метод ДНК-распознавания широко используется и в такой сфере, как криминалистика. Он представляет из себя мощный инструмент, с помощью которого можно идентифицировать личность злоумышленника, обладая только образцами его генетического материала. Это кровь, сперма, кусочки эпидермиса либо волосинки. Учитывая тот факт, что генетическая информация не поддается изменению, ДНК-распознавание является единственной возможностью установить личность того или иного человека. Хотя этот процесс отличается длительностью и трудоемкостью.

Чтобы спрогнозировать генетические отклонения и заболевания также необходимо прибегать к использованию ДНК-технологий. С их помощью своевременно, еще на этапе самой беременности, определяются всевозможные патологии, которые могут возникнуть при развитии плода.

Идентичный метод ДНК-программирования будущих урожаев применяется и в такой сфере, как сельское хозяйство. Особенно, он актуален при селекции. Передовые прогрессивные методики, которые используются в научном мире, способствуют выращиванию сельхозпродукции, обладающей уже заранее спрограммированными характеристиками. Таким образом, ученым удается предельно увеличить уровень урожайности и повысить устойчивость растений к агрессивным проявлениям внешней среды. Также благодаря ДНК-программированию обеспечивается высокая неприхотливость к условиям и методам хранения, перевозкам выращенных сельскохозяйственных культур. Иными словами, увеличиваются сроки годности продуктов питания и одновременно удешевляется процесс их производства. В особенности, это имеет большое значение в процессе культивирования помидоров, семечек подсолнечника, кукурузы, риса, а также других сельскохозяйственных культур и растений.

А вот в сфере спортивных достижений, передовые ДНК-технологии используются для изучения на уровне генетики предрасположенности атлетов к определенным уровням физической нагрузки. Также исследуется и мышечная деятельность спортсменов. Применяя данную методику, возможно подбирать индивидуальный тренировочный план. Таким образом, можно подтянуть спортсмена к определенному результату, итогу соревнований.

Учитывая все вышесказанное, молекулярные соединения ДНК являются универсальным носителем, который содержит генетическую информацию о живых клетках. Открытие дезоксирибонуклеиновой кислоты – это важный этап в развитии всего человеческого рода. В настоящий момент использование ДНК-методов и технологий в различных областях переживают стадию бурного развития и анализа.

data-ad-format="auto"