Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Днк

Что такое тест ДНК, как его делают и для чего он нужен?

14.04.2020 20:12:22 | Автор: admin

С тех пор как в 1953 году была открыта структура ДНК, было разработано множество методов, позволяющих использовать эти знания для более глубокого изучения того, как функционируют все живые существа на нашей планете. Вся информация о живых существах закодирована в генах, а носителем всех генов человека или животных является ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) генетический материал, который содержит код жизни. По сути, ДНК это длинная молекула, состоящая из строительных блоков нуклеотидов. Нуклеотиды обозначают буквами A, T, C и G, в ДНК они появляются в виде буквенных пар AT и CG. В генетическом коде человека насчитывается около 3 миллиардов пар букв. Но когда ученые научились проводить ДНК тесты и для чего они нужны?

Молекула ДНК что нужно знать?

ДНК в каждой клетке человека содержит один и тот же код, но у каждого человека он свой. Это уникальный код ДНК, по которому можно идентифицировать самого человека и его детей. Мы получаем свой код ДНК от наших биологических родителей в равных количествах по 25% от каждого из родителей. Остальные 50% это наш личный код. Поэтому у родных братьев и сестер ДНК совпадают на 50%, что помогает при помощи теста легко это определить.

У человека большая часть ДНК находится в виде плотно свернутых нитей, называемых хромосомами, которые находятся внутри ядра клетки. Все клетки организма имеют одинаковые молекулы ДНК.

Напомню, что в клетке человека содержится 46 хромосом. Если попробовать размотать каждую хромосому и расположить ее от начала к концу, то в результате получится длинная двухцепочечная спираль ДНК длиной около 3 метров и все это из одной микроскопической человеческой клетки. Спираль ДНК выглядит как винтовая лестница. «Ступени» состоят из четырех нуклеотидов: А (аденин), Т (тимин), Г (гуанин) и Ц (цитозин). Расположение этих молекул называется последовательностью ДНК, которая определяет все индивидуальные характеристики организма. Это генетический код в котором записано, когда, сколько и каких белков будет произведено в нашем теле начиная от формирования в виде эмбриона до самой смерти. По сути, это инструкции, которые определяют наши физические характеристики и функции организма. Эти инструкции содержатся в единицах, называемых генами.

Делали ли вы когда-нибудь ДНК-тест? Расскажите о своем опыте в комментариях к этой статье и присоединяйтесь к обсуждению этой и других не менее интересных тем к участникам нашего Telegram чата

Интересные факты о ДНК человека

  • ДНК человека и кочана капусты совпадает на 50% (будто это наш родной брат или сестра), а вот с ДНК банана мы совпадаем на 60%. Удивительно, правда?
  • ДНК людей идентичны на 99%. Все что нас отличает (внешность, пол, голос, расса и т.д.) укладывается всего в 1%
  • ДНК человека и шимпанзе совпадают на 98%
  • Около 2 грамм ДНК могли бы хранить в себе всю информацию, которая на сегодняшний день есть в Интернете
  • ДНК распадается примерно за 1,5 миллиона лет. Поэтому клонировать динозавров нам вряд ли удастся.

Как и для чего делают ДНК тест?

Так как ДНК содержится в каждой клетке нашего тела, изучая генетический материал кровь, кожу, волосы, слюну и т.п. с помощью принципов микробиологии ученые могут узнать владельца конкретной ДНК. Однако для получения точных результатов специалисты советуют сдать кровь из вены. Сегодня анализ ДНК позволяет определить наследственную предрасположенность к разным заболеваниям, которыми страдали или страдают родственники человека. Одним из таких заболеваний является шизофрения в своей предыдущей статье я подробно рассказывала о том, почему эту болезнь так сложно лечить и изучать.

Более того, проанализировав ДНК специалисты могут рассказать о том, какие заболевания могут возникнуть у человека в будущем, определить индивидуальную непереносимость лекарств, склонность к наркомании и алкоголизму и многое другое.

ДНК есть у всех живых организмов.

Чтобы всегда оставаться в курсе последних открытий из увлекательного мира популярной науки, подписывайтесь на наш канал в Google News

Наиболее распространенным тестом ДНК является метод полимеразной цепной реакции или ПЦР. На сегодняшний день это один из новейших и наиболее точных способов диагностики. Несмотря на то, что этот метод до сих пор считается экспериментальным, он широко и успешно применяется в медицине. Так, большинство тестов на наличие/отсутствие в организме нового коронавируса SARS-CoV-2, которые проводятся во всем мире, являются именно ПЦР-тесты. Метод ПЦР в 1993 году разработал ученый Кэри Муллис, который получил за свое открытие Нобелевскую премию. Суть метода заключается в применении особых ферментов, которые много раз копируют фрагменты ДНК возбудителей болезни (как, например, с коронавирусом) которые можно обнаружить в пробах генетического материала, например в крови. Затем специалисты сверяют полученные фрагменты с базой данной, что позволяет выявить тип возбудителя болезни и его количество в организме.

Сам тест проводят в специальном приборе амплификаторе, который охлаждает и нагревает пробирки с образцами биоматериала. Точность результата напрямую зависит от температурного режима.

Так выглядит амплификатор

Однако выявление и определение склонности к заболеваниям не является единственной областью, в которой прибегают к использованию тестов ДНК. Так, появление ДНК-тестов как в свое время дактилоскопия (метод определения отпечатков пальцев) изменило криминалистику. Благодаря анализу ДНК следователи имеют возможность собрать генетический материал преступника и поймать его. Но самое популярное использование ДНК-тестов определение отцовства. Возможно дело в том, что этот анализ позволяет получить практически 100% результат. Недавно мой коллега Николай Хижняк в своей статье подробно рассказал о будущих возможностях исследования ДНК, рекомендую к прочтению.

Подводя черту отмечу, что сегодня загадка кода ДНК еще не раскрыта. Мы стоим в самом начале познания, что же это такое на самом деле? Приоткрыв небольшую щелочку двери мы можем только догадываться о том, какие перспективы в будущем для человека может открыть понимание что такое ДНК и как мы можем использовать эти знания!

Cовременные лабораторные методы диагностики позволяют выявить множество заболеваний на самых ранних стадиях.

Подробнее..

Какие бывают мутации и чем они отличаются

13.05.2020 20:09:26 | Автор: admin

Всех людей в той или иной степени можно назвать мутантами. Но не такими, как в Людях X или во вселенной Marvel даже изменение цвета волос, роста или структуры лица можно отнести к мутациям. Малейшие изменения в наших генах или окружающей среде могут привести к развитию черт, которые делают нас уникальными. А у некоторых людей генетики отслеживают специфические мутации, отвечающие за поистине невероятные способности. Например, кто-то имеет повышенный иммунитет к электричеству, а другие могут выступать как магнит для предметов. Все это стало возможным благодаря мутациям, которые с развитием технологий встречаются все чаще.

Что такое мутация

Мутация — это изменение генома организма (одного гена или сразу нескольких). Чаще всего под мутациями понимают изменение структуры ДНК, которое возникает из-за нарушения последовательности генов или появления новых.

Виды мутаций

Мутации происходят не по какой-то одной причине. Это целый процесс, который становится возможным на клеточном уровне организма. К настоящему времени ученые выделяют 4 основных вида мутаций:

  • Генные;
  • Хромосомные;
  • Геномные;
  • Цитоплазматические.

Ученые пришли к выводу, что большинство из мутаций вредны, и природа устроена так, что из-за естественного отбора они исчезают у людей самостоятельно. Однако выделяют и такие мутации, которые повышают жизнеспособность организма. Тем более некоторые изменения генов могут быть вредны в одних условиях окружающей среды, но при этом полезны в других.

Различают два подвида мутаций:

  • Спонтанные
  • Индуцированные

Спонтанные мутации возникают случайно например, если в стаде овец внезапно родилась овца с более короткими ногами. Или появление черной зебры среди обычных, кошек с белыми лапами и так далее. Спонтанные мутации бывают и у человека, причем вы можете даже не знать о том, что в вашем организме происходят какие-то изменения. Они чаще всего носят косметический характер и представляют собой изменение комбинации генов.

Появление черной зебры сначала посчитали аномалией и даже связали с религией

Индуцированные мутации являются искусственными и возникают под воздействием химических веществ, различных излучений, биологических объектов, например, вирусов. Да, именно такие мутации есть у большинства супергероев из комиксов — от Человека-паука до Росомахи (ну или Дедпула, раз уж на то пошло).

Индуцированные мутации в кино дают супергероям сверхспособности

Генные мутации

При таком виде мутаций, как правило, затрагивается только один конкретный ген. Генные мутации возникают как при замещении одного гена другим, так и при выпадении какого-то гена из общей цепочки или при перевороте участка молекулы ДНК, который затрагивает один ген.

При генной мутации происходит изменение только одного гена

Подобные мутации могут быть как спонтанными, так и индуцированными: например, та же черная зебра стала такой, потому что ген, отвечающий за изменение ее цвета, был заменен другим по естественной причине. Также генные мутации возникают при облучении, контакте с химическими веществами или вирусами.

А вы знали, что некоторые гены начинают работать после смерти?

Хромосомные мутации

При хромосомных мутациях затрагивается не один ген, а несколько. Такие мутации гораздо более опасные, чем просто генные: если изменению подвержено слишком много генов, клетка уже не может делиться и начинает самоуничтожаться. Известны случаи, когда некоторые люди и животные погибали из-за таких мутаций, поскольку хромосомы в их клетках утрачивались или удваивались, что приводило к нарушению обменных процессов в организме.

Хромосомные мутации затрагивают сразу несколько генов

При хромосомных мутациях возможно как выпадение участка хромосомы, так и удвоение хромосомы, поворот участка хромосомы на 180 градусов или даже ее перемещение в другое место. Это приводит к болезням Прадера-Вилли (ожирение, низкий рост и интеллект одновременно) и Вольфа-Хиршхорна (задержка умственного развития).

Делеция выпадение участка хромосомы

Дупликация удвоение какого-то участка хромосом

Инверсия поворот участка хромосомы на 180 градусов

Транслокация перемещение какого либо участка хромосомы

Геномные мутации

Этот вид мутаций еще страшнее, поскольку затрагивает не один или несколько генов, а целый геном. Геномный вид мутаций возникает в следствие ошибок при расхождении хромосом. Причем он довольно интересный: если изменение хромосом кратное, то в организме увеличиваются клетки и внутренние органы — такие мутации ученые ранее наблюдали у некоторых растений и животных.

Одним из ярких примеров геномной мутации среди растений являются пшеница и кукуруза.

Кукуруза растет благодаря геномной мутации

Однако если количество хромосом меняется не кратно, в организме происходят отрицательные процессы. К примеру, для человека характерна мутация трисомия 21: в этом случае не расходится двадцать первая пара хромосом, в результате ребенок получает не две двадцать первые хромосомы, а три. Это приводит к развитию синдрома Дауна, в результате чего ребенок получается умственно и физически неполноценным.

Цитоплазматические мутации

Они возникают вследствие нарушения ДНК митохондрий, из которых состоят клетки. Это одни из самых редкий мутаций, которые еще слабо изучены. Однако ученые уже пришли к выводу, что цитоплазматические мутации приводят к нарушению зрения и проблемам с центральной нервной системой. Есть теория, что данный вид мутаций также отвечает за появление сахарного диабета.

Примеры мутаций

Самые прочные кости в мире

Например, ген LRP5 отвечает за плотность костей. Его мутация может привести к снижению плотности костной ткани или, наоборот, подарить вам несокрушимые кости. Одна семья в Коннектикуте (США), как оказалось, имеет мутации LRP5, которые дают их костям такую плотность, что те практически неразрушимы. Никто из них никогда не ломал кость. Увеличенная сила костей, в особенности позвоночника, черепа и таза, дает членам этой семьи самые прочные скелеты на Земле.

Хотели бы никогда не ломать себе кости?

Как спать по 4 часа в день

Другой ген, DEC2, отвечает за регулирование количества сна, необходимое нам каждую ночь, чтобы правильно функционировать. Большинству из нас нужно восемь часов сна или больше, но около 5% населения наслаждаются несколько иной мутантной версией. Испытания, проведенные на матери с дочкой, у которых были мутации, выявили способность спать всего 4-6 часов каждую ночь. Простые смертные начали испытывать негативные последствия уже через пару дней такого сна, но мутанты переносят это вполне нормально. Теперь ученые хотят скопировать эту мутацию для других людей, но пока у них это не сильно получается.

Иммунитет к электричеству

А некоторые люди из-за генной мутации вообще имеют иммунитет к электричеству. Обычный человек покрыт миллионами потовых желез, которые обычно прокладывают для электрошока удобный влажный путь прямо в нашу кожу. Однако один житель Сербии не имеет потовых или слюнных желез из-за редкого генетического заболевания. Это означает, что электричество не может проникнуть в его тело. Он может подзарядить телефон, чтобы почитать наш Telegram-чат, приготовить пищу, вскипятить воду и даже поджечь что-нибудь, пропуская электричество через свое тело, чем установил несколько рекордов и появился на нескольких телевизионных шоу.

За свою способность он получил прозвище «человек-батарейка»

Иммунитет к ядам

На протяжении сотен лет жители Сан-Антонио де лос Кобрес в Аргентине попивали горную воду, уровень мышьяка в которой превышает безопасный в 80 раз. Несмотря на чрезвычайное повседневное воздействие смертоносного металла, жители остаются абсолютно здоровыми. И все благодаря мутантному гену AS3MT, который прошел через тысячи лет естественного отбора. Он позволяет телу обрабатывать мышьяк, не позволяя ему накапливаться в опасных концентрациях, поэтому владельцы этих микроскопических мутантов могут поедать столько мышьяка, сколько им вздумается.

Иммунитет к мышьяку есть только у 6 000 человек в мире.

Ученые продолжают активно изучать мутации у человека и животных одни считают, что это поможет вылечить многие болезни, а другие увлечены идеей создания сверхчеловека. За счет мутаций он сможет быть невероятно сильным, быстро бегать, иметь иммунитет к электричеству и ядам и многое другое. Однако пока неизвестно ни одного случая, что эти мутации могут сосуществовать вместе. Все же реальная жизнь — это не кино или комикс про супергероев, чудес здесь не бывает. Хотя некоторые мутации и можно к ним отнести.

Вы можете сами быть мутантом и не знать об этом

Подробнее..

Самые необычные теории о происхождении жизни

14.07.2020 14:10:58 | Автор: admin

Существует несколько теорий возникновения жизни на нашей планете

Жизнь на Земле зародилась более 3 миллиардов лет назад, с течением времени эволюционировав от элементарных микробов до невероятно сложных организмов. Но как жизнь на нашей планете возникла из «первобытного бульона» в нечто, настолько сложное, как Homo Sapiens? Одна из теорий предполагает «шокирующее» начало, другая идея ей противоречит, третья пугает, четвертая переворачивает все с ног на голову. Так где же правда? Давайте попробуем хотя бы немного разобраться в одном из сложнейших вопросов человечества, ответ на который ищут лучшие умы на протяжении тысячелетий.

Как появилась жизнь?

Электрические искры могут генерировать аминокислоты и сахара из атмосферы, насыщенной водой, метаном, аммиаком и водородом, как было показано в знаменитом эксперименте Миллера-Юри, опубликованном в 1953 году. Полученные результаты предполагают, что молния, возможно, помогла создать ключевые строительные блоки жизни на Земле в первые дни ее существования.

Дело в том, что сложные молекулы могут формироваться на протяжении миллионов лет. Хотя проведенные впоследствии исследования показали, что в ранней атмосфере Земли на самом деле было совсем немного водорода, ученые предположили, что вулканические облака в «первобытной» атмосфере могли содержать метан, аммиак и водород, а также были заполнены молниями.

Первые молекулы жизни также могли встретиться в глине, согласно идее, разработанной химиком-органиком Александром Грэмом Кэрнс-Смитом из университета Глазго в Шотландии, как пишет Live Science. Эти поверхности могли не только сконцентрировать органические соединения вместе, но и помочь организовать их в паттерны, как это делают наши гены. Напомним, что основная роль ДНК заключается в хранении информации о том, как должны быть устроены другие молекулы. Генетические последовательности в ДНК это, по существу, инструкции о том, как аминокислоты должны быть расположены в белках.

Молнии традиционно связывали с легендами о Зевсе, Торе, Одине и др. богах

Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира современной науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram

Холод и молекулы ДНК

Лед, возможно, покрывал земные океаны 3 миллиарда лет назад, так как в те далекие времена яркость Солнца была в несколько раз тускнее. Исследователи полагают, что толстый слой льдамог защитить хрупкие органические соединения на морском дне от ультрафиолетового излучения и разрушения из-за ударов астероидов. Понимание происхождения жизни может включать в себя разгадку тайны образования ДНК: если для образования белков нужна ДНК, то как они могли образоваться друг без друга?

Ответом может оказаться гипотеза РНК, которая выполняет несколько функций в организмах, в том числе действуя как переключатель включения-выключения для некоторых генов. Примечательно, что РНК также способна катализировать собственное «размножение» и в целом эти макромолекулы способны и к полноценной химической эволюции. Таким образом, не исключено, что эволюционируя, первые молекулы РНК обнаружили способ синтезировать первые инструменты-белки, а затем «открыть» для себя двойную спираль ДНК идеальный носитель наследственной информации.

Подробнее об РНК и о том, может ли она является ответом на вопрос о том, как появилась жизнь, читайте в нашем материале. Вопросом остается лишь то, как РНК попала сюда. Хотя некоторые ученые считают, что молекула могла самопроизвольно возникнуть на Земле, другие отмечают, что это крайне маловероятно.

Скорее всего, сложные химические процессы и окружающая среда создали оптимальные условия для возникновения жизни на нашей планете

Вам будет интересно: Жизнь: случайное стечение обстоятельств или закон физики?

Жизнь попала на Землю из космоса

Возможно, жизнь вообще зародилась не на Земле, а была принесена сюда откуда-то из других звездных систем эта гипотеза известна как гипотеза панспермии. Панспермия гласит, что планеты регулярно обмениваются материалом между собой так, камни с Марса регулярно попадают на Землю и науке известно несколько марсианских метеоритов. Некоторые исследователи предполагают, что именно метеориты принесли на нашу планету микробы, потенциально необходимые для зарождения жизни. Некоторые исследователи пошли еще дальше и указывают на кометы из других звездных систем, например, на Оумуамуа, который, в свою очередь, может оказаться космическим айсбергом.

Однако даже если бы эта концепция была верна, вопрос о том, как зародилась жизнь на Земле неизменно перерастает в вопрос о том, как зародилась жизнь в других звездных мирах. На самом деле наш мир настолько безумен, что может оказаться одной из многочисленных реальностей, параллельных вселенных, компьютерных симуляций, голограм и всего, до чего мы пока что не можем додуматься. Согласны? Ответ будем ждать здесь!

Подробнее..

Последние комментарии

© 2006-2020, umnikizdes.ru