Цікаві факти про ДНК людини

Рубрика
Цікаві факти про ДНК людини

Дезоксирибонуклеїнової кислоти, відома як ДНК, - це не що інше, як молекула, що кодує генетичну інформацію, яка управляє розвитком і функціонуванням живого організму.

Простіше кажучи, ДНК зберігає інформацію про генетичну структуру організму. Цей генетичний склад передається з покоління в покоління. Вчені ще не прийшли до остаточного розуміння походження ДНК і того, як працює наша генетика, але зробили масу дивовижних висновків. Ось тільки деякі цікаві факти про ДНК, якими ми хочемо поділитися.

На скільки відсотків ДНК різних людей схожі між собою

Хоча ми всі маємо майже повністю однакові гени, інструкції, що містяться в цих генах, ідентичні в повному обсязі. Незважаючи на практично повну генетичну схожість, кожна людина унікальна. Люди мають різні відтінки волосся, риси обличчя, зріст, статура і т. п. Ці відмінності між людьми з'являються через дуже невеликих відмінностей в їх послідовності ДНК.

ДНК разных людей

ДНК також містить багато так званих «генів домашнього господарства», які контролюють найважливіші метаболічні процеси практично у всіх клітинах і тканинах на відносно сталому рівні. Деякі відмінності, або мутації, в цих генах можуть викликати захворювання. Хоча ДНК будь-яких двох людей на Землі, насправді, ідентична на 99,9%, навіть невелика різниця може мати великий ефект, якщо ця мутація відбулися в критично важливому гені.

Але це генетична схожість породжує питання: чому ми можемо легко відрізнити одну людину від іншого? Наш мозок налаштований так, щоб помічати і посилювати відмінності і розподіляти об'єднують властивості, які є у всіх нас, - дві руки, один ніс, велика голова і т. П. Для інопланетянина ми, напевно, все виглядали б однаково, точно так же, як ми не можемо розрізнити двох мишей однакового забарвлення.

Яку довжину мають ДНК-клітини, якщо їх розтягнути?

Интересные факты о ДНК

Будучи природною спіраллю, ДНК упаковується за допомогою ферментів, тому займає менше місця. Спробуйте втримати шматок мотузки за один кінець і скручувати інший. Коли ви додаєте скручування, мотузка зменшується в розмірі. ДНК має таку ж скручену структуру, яка дозволяє 3 мільярдам пар основ в кожному осередку вписатися в простір шириною всього 6 мікрон.

Якої довжини молекули ДНК людини? Гаплоїдний геном людини містить приблизно 3 мільярди пар основ ДНК, упакованих в 23 хромосоми. Звичайно, більшість клітин в організмі (за винятком яйцеклітин і смерматозоідов) є диплоїдними, з 23 парами хромосом. Це становить в цілому 6 мільярдів пар основ ДНК на клітину. Оскільки кожна пара підстав має довжину близько 0,34 нанометра (нанометр становить одну мільярдну частину метра), отже, кожна диплоидная клітина містить близько 2 метрів ДНК [(0,34 × 10-9) × (6 × 109)]. Більш того, за оцінками вчених, людське тіло містить близько 50 трильйонів клітин, що становить до 100 трильйонів метрів ДНК на людину.

Для порівняння: Сонце знаходиться в 150 мільярдів метрів від Землі. Це означає, що у кожного з нас досить ДНК, щоб, розмотавши її, дотягнутися до Сонця і назад понад 300 разів або обмотати її навколо екватора Землі 2,5 мільйона разів. Якщо повністю розтягнути ДНК однієї клітини, ланцюжок складе близько 2 метрів в довжину, а вся ДНК у всіх наших клітинах разом буде приблизно в два рази більше діаметра Сонячної системи.

Обсяг молекул ДНК

Щоб уявити послідовність молекули ДНК на комп'ютері, ми повинні бути в змозі уявити все 4 варіанти пари підстав в довічним форматі (0 і 1). Ці 0 і 1 зазвичай групуються разом, щоб сформувати одну одиницю інформації, байт, який містить 8 бітів. Ми можемо позначити кожну базову пару, використовуючи мінімум 2 біта, що дає 4 різні комбінації (00, 01, 10 і 11). Кожна 2-бітна комбінація представлятиме одну пару основ ДНК. Один байт (або 8 біт) може представляти 4 пари основ ДНК. Щоб уявити весь диплоїдний геном людини в байтах, ми можемо виконати наступні обчислення:

6 × 10 ^ 9 пар основ / диплоїдний геном x 1 байт / 4 пари підстав = 1,5 × 10 ^ 9 байт, або 1,5 гігабайти, що приблизно дорівнює двом компакт-дисків.

Може виникнути цікаве питання. Наприклад, скільки мегабайт генетичних даних зберігається в організмі людини? Для простоти давайте проіґноруймо мікробіом (всі клітини, які не належать людині, які живуть в нашому організмі), і зосередимося тільки на клітинах, які складають наше тіло. Оцінка кількості клітин в організмі людини коливається від 10 до 100 трильйонів. Давайте візьмемо 100 трильйонів клітин в якості загальноприйнятої оцінки. Отже, з огляду на, що кожна диплоидная клітина містить 1,5 ГБ даних (це дуже приблизно, оскільки ми враховуємо тільки диплоїдні клітини і ігноруємо гаплоїдні сперматозоїди і яйцеклітини в нашому організмі), приблизна кількість даних, що зберігаються в організмі людини:

1,5 ГБ х 100 трильйонів осередків = 150 трлн Гбайт або 150 × 10 ^ 12 х 10 ^ 9 байт = 150 зетабайт (10 ^ 21).

А яким обсягом генетичних даних обмінюються люди під час зачаття людини? Кожен сперматозоїд у людини чоловічої статі є гетерогаметним і гаплоїдний. Це означає, що він містить тільки одну з двох статевих хромосом (X або Y) і тільки один набір з 22 аутосомних хромосом. Таким чином, кожен сперматозоїд містить близько 3 мільярдів підстав генетичної інформації, що становить 750 Мбайт цифрової інформації. Середній еякулят людини містить близько 180 мільйонів сперматозоїдів. Отже, це 180 х 10 ^ 6 гаплоїдних клітин х 750 Мбайт / гаплоидная клітина = 135 х 10 ^ 9 Мбайт = 135000 терабайт!

Скільки разів на день пошкоджується структура молекул?

Оскільки ДНК є сховищем генетичної інформації в кожній живій клітині, її цілісність і стабільність вкрай важливі для життя. ДНК, однак, не інертна, це хімічна речовина, що піддається нападу з боку навколишнього середовища, і будь-яке пошкодження, якщо воно не буде усунуто, призведе до мутації і, можливо, захворювання.

Найбільш відомим прикладом зв'язку між пошкодженням ДНК, викликаним навколишнім середовищем, і захворюванням є рак шкіри, який може бути викликаний надмірним впливом ультрафіолетового випромінювання у вигляді сонячного світла (і, в меншій мірі, соляріїв). Іншим прикладом є пошкодження, викликане тютюновим димом, яке може привести до мутацій в клітинах легенів і подальшого раку легенів.

Крім факторів навколишнього середовища, ДНК також схильна до окислювальному пошкодження від побічних продуктів метаболізму, таких як вільні радикали. Фактично було підраховано, що окрема клітина може страждати до одного мільйона змін ДНК в день.

Самі маловідомі факти про ДНК

Все перераховане вище далеко не єдині дивовижні речі, які пов'язані з ДНК. Наприклад, чи знали ви, що деякі стародавні віруси вже давно вбудовані в наш геном? Багато з них зіграли важливу роль в еволюції. Вчені вважають, що так в результаті інфікування так званими ретровирусами ми придбали мозок більшого розміру, соціальні навички і інші унікальні можливості людини. Ось інші маловідомі факти про структуру ДНК:

  1. Порівнюючи вік зразків копалин ДНК і ступінь її деградації, дослідники підрахували, що період напіврозпаду ДНК становить 521 рік. Це означає, що через 521 рік половина зв'язків між нуклеотидами в основному ланцюзі зразка розірветься; ще через 521 рік зникне половина залишилися і так далі. Вчені вважають, що навіть в кістки при ідеальній температурі зберігання -5 ºC кожна зв'язок буде зруйнована максимум через 6,8 мільйона років. ДНК перестала б бути читається набагато раніше - можливо, через 1,5 мільйона років, коли залишилися ланцюжка були б занадто короткими, щоб дати значиму інформацію.
  2. Двоє чоловіків можуть бути біологічними батьками спільну дитину. Це стало можливим завдяки відкриттю ролі генетичних регуляторів, які впливають на те, диференціюється чи незріла статева клітина в чоловічу або жіночу клітку і як цим процесом можна маніпулювати. В майбутньому може бути можливим використання стовбурових клітин чоловіки для виробництва яйцеклітини, що дозволило б немовляті мати двох біологічних батьків. Оскільки у чоловіка є вся відповідна материнська інформація на одній з його копій Х-хромосоми, отримана яйцеклітина теоретично буде повністю функціональною.
  3. «Диск безсмертя». Коли Річард Герріот відправився на МКС в 2008 році, він вирішив взяти з собою так званий «Диск безсмертя». Це мікрочіп, спеціально призначений для роботи в якості футуристичної капсули часу, якщо на Землі станеться катастрофа. Цей чіп включає в себе список деяких з найбільших досягнень людства; а також повідомлення і листи з Землі. Капсула часу також включає оцифровані послідовності ДНК незліченних особистостей з Землі, від професора Стівена Хокінга, коміка Стівена Колберта до самого Герріота.
Сподобався пост? Підпишіться на оновлення сайту
Залишити відповідь

Останні статті

За останні кілька десятиліть в області медичної генетики відбулися величезні зрушення. Застосування генетичних технологій в галузі репродуктивної медицини відкрило нову еру медицини.

Різні дородові дослідження дозволили отримувати великий обсяг важливої ​​інформації про стан плода. Якщо раніше для цього використовували потенційно небезпечні інвазивні тести, то тепер достатньо краплі крові матері.

Досудові ДНК-тести використовуються в адміністративних і кримінальних справах для отримання біологічних докази батьківства або причетності до того чи іншого злочину.

Завдяки ДНК-тесту сьогодні ви можете дізнатися інформацію про ваших предків і шляхи їх міграції крізь епохи.

Дезоксирибонуклеїнової кислоти, відома як ДНК, - це не що інше, як молекула, що кодує генетичну інформацію, яка управляє розвитком і функціонуванням живого організму.

Cеквенірованіе ДНК тепер дозволяє генетикам перевіряти певні геномні варіанти у ще ненародженої дитини, використовуючи невеликий зразок крові вагітної матері. Раніше пренатальне генетичне тестування вимагало інвазивних процедур з певними ризиками.

Сурогатне материнство - одночасно важливе досягнення репродуктивної медицини і велика етична проблема. Однак батьків, як правило, цікавить тільки одне питання - що може успадкувати дитина від сурогатної матері?

Сьогодні вчені знають, що спадковість - не вирок. Генетично обумовлену схильність до набору ваги, діабету, серцево-судинних та інших захворювань можна подолати, якісно змінюючи свій спосіб життя. Спорт - одна з тих речей, яка може змінити якщо не все, то дуже багато чого.

Генетичні дослідження сьогодні знаходять застосування в самих різних сферах, які стосуються здоров'я. Одним із трендів останніх років стали ДНК-дієти. У цій статті розглянемо, як це працює і чи може ДНК дієта допомогти в роботі над своїм здоров'ям і тілом.

Вже понад 100 років генетики вивчають, як відмінності в генах визначають наше здоров'я, а також впливають на нашу схильність до здібностям краще освоїти ту чи іншу сферу діяльності.