Медицинский портал "Вивмед"

  Ученые используют образцы ДНК для установления идентичности и для других научных исследований. Множество современных представлений о наследственных заболеваниях основаны на анализе ДНК, который и применяется для определения отцовства и материнства, а также для установления виновности или невиновности подозреваемого в преступлении.

   В течение всей нашей жизни клетки, ткани и органы выполняют огромное количество сложно организованных и скоординированных операций, которые регулируются с помощью вещества, называемого ДНК, или дезоксирибонуклеиновой кислотой. Являясь молекулой, отвечающей за наследственность, ДНК несет генетическую информацию, необходимую для формирования и функционирования организма на протяжении всей жизни. Эта информация закодирована «химическим кодом», с помощью которого клетка получает инструкции о том, как синтезировать все необходимые ей белки. Каждая молекула ДНК состоит из двух нитей, представляющих собой цепочки химических соединений, называемых нуклеотидами. В состав длинной спиралевидной молекулы ДНК входят четыре типа нуклеотидов. Они образуют две параллельные спиралевидные нити, которые соединяются наподобие лестничных ступеней. Нуклеотиды с одной стороны этой лестницы химически связаны попарно с нуклеотидами с другой стороны. Каждая пара нуклеотидов является «ступенью» лестницы молекулы ДНК, которая закручена в виде двойной спирали. У человека около 30 тыс. генов, и каждый из них является простым участком молекулы ДНК. Различные гены несут различную наследственную информацию, потому что нуклеотиды каждого из них располагаются в разном порядке.

  Молекула ДНК имеет вид двойной спирали. На этом изображении химические элементы представлены разными цветами. Зеленые шарики означают азот. Он является частью нуклеотидов, образующих друг с другом пары. Розовые шарики — углерод, который входит в состав всех органических соединений. Кислород представлен желтым цветом, фосфор — красным, а водород — белым.

  ГЕНЕТИЧЕСКИИ КОД

  Четыре нуклеотида ДНК — А, Г, Ц и T (аденин, гуанин, цитозин и тимин) — образуют генетический код. Поразительно, но эти соединения несут всю информацию, необходимую для формирования и функционирования организма. Различные сочетания нуклеотидов обеспечивают выработку 20 разных аминокислот, используемых для синтеза белков. Клеточный механизм белкового синтеза считывает закодированную информацию нуклеотидных триплетов (например, АГЦ), каждый из которых соответствует определенной аминокислоте. Во время синтеза белковой молекулы аминокислоты в ней располагаются как бусинки на нитке. Генетическая информация определяет количество, тип и последовательность расположения этих бусинок. При этом возможны миллиарды комбинаций. Наш организм использует генетический код для синтеза сотен тысяч различных белков. Исследования показали, что он является единым для всех представителей живой природы: люди, животные, растения, морские водоросли, грибы и даже бактерии применяют один и тот же генетический код для синтеза белков.

  Гены можно выделить с помощью гель-электрофореза. Раствор, содержащий фрагменты ДНК, добавляют к агаровому гелю. При пропускании через гель электрического тока эти фрагменты группируются по размеру. После окрашивания геля в ультрафиолетовом свете они выглядят как фиолетовые полосы. Каждый фрагмент теперь можно исследовать на наличие в нем интересующего гена.

Четыре нуклеотида на представленном витке спирали ДНК образуют пары. В состав каждого нуклеотида входит азотистое основание, обозначаемое буквами А, Т, Г или Ц. В составе двух цепей ДНК могут образовываться только пары аденин — тимин и гуанин — цитозин.