Генетика — интересные факты

Католический монах Грегор Иоганн Мендель, в ХIX веке сформулировавший 3 закона наследственности, впоследствии получившие его имя, совершил своё открытие не имея представлений о ДНК и генах. Его выводы были построены на результатах экспериментов по выращиванию гороха. Представляем интересные факты о генетике.

1. Джеймс Уотсон и Френсис Крик, представившие в 50-х годах ХХ века на обозрение мировой науки структуру ДНК, не обладали доступом к современным методам анализа и не могли получить качественное трёхмерное изображение молекулы. Тем не менее, по сделанным Розалин Франклин рентгенограммам солей ДНК, им удалось построить её трехмерную структуру, полностью подтверждённую дальнейшими исследованиями. Также им удалось сформулировать основные законы молекулярной биологии и описать роль нуклеиновых кислот в передаче наследственной информации.
2. Молекула ДНК одна из самых крупных молекул известных человечеству. Суммарная длинна всех молекул из 46 человеческих хромосом составляет около 2 м. Они помещаются в ядре клетки за счёт того, что не только скручены в форме спирали, но и намотаны на специальные белки, как мотки кабеля на катушки.
3. Молекула ДНК способна воспроизводить саму себя. Для этого достаточно поместить её в среду со свободными нуклеотидами и добавить соответствующие ферменты.
4. Всего около 1,5 % генов в нашей ДНК отвечает непосредственно за синтез белков. Функции остальных «молчащих» генов до конца не выяснены.
5. Период полураспада молекулы ДНК составляет около 521 лет. На практике это значит, что для выделения генетического материала образец должен быть не старше 0,5 млн лет. Таким образом выделить ископаемую ДНК животных, вымерших миллионы лет назад, не представляется возможным, что делает невозможным повторения событий Парка Юрского периода. Однако, существуют проекты по восстановлению некоторых животных, вымерших относительно недавно и после которых сохранились образцы генетического материала, например, вмерзшие в лёд туши, кости или высушенные шкуры. В числе потенциальных объектов для восстановления – шерстистый мамонт, тасманийский сумчатый волк, наземные птицы дронт, моа и эпиорнисы. Первый эксперимент по восстановлению вымершего животного не был полностью успешным. Детеныш вымершего подвида пиренейского козерога умер вскоре после рождения из-за врожденного дефекта лёгких.
6. Генетический код универсален для всех типов живых организмов на земле, как для бактерий и вирусов, так и для животных и растений. ДНК бактерий состоит из одной цепочки, и не упакована в виде хромосом, вирусы – это просто нуклеиновая кислота в белковой оболочке.
7. Вирусы не растут и не имеют своего обмена веществ, они способны воспроизводиться, только паразитируя на клетке хозяина. Они встраивают свой геном в геном хозяина, и пораженная клетка начинает воспроизводить вирусы.
8. Наш геном совпадёт с геномом кишечной палочки на 5 %, дождевого червя – на 21 %, мыши – на 90 % и на 98 % с геномом шимпанзе.
9. Геном самых разных людей имеет всего 0,1 % отличий между собой. Это говорит о том, что все люди – братья, вернее потомки одной небольшой группы предков.
10. В ходе воспроизведения сложнейшей молекулы ДНК нередки сбои, называемые мутациями. Обычно организм исправляет дефекты, но порой они передаются потомству. Мутации могут иметь самые различные эффекты, обычно негативные, но порой нейтральные и даже позитивные (позитивные мутации позволяют приспосабливаться к окружающей среде).
11. Мутации – сырьё для эволюции и для селекции, благодаря им возникают новые признаки, которые могут передаться потомству вследствие естественного или искусственного отбора. Человек давно научился использовать новые свойства растений и животных для своей пользы. Коротконогие собаки таксы, бесшерстые коты сфинксы – всё это последствие селекции человеком возникших мутаций.
12. Все породы собак, несмотря на всё свое разнообразие, по-прежнему принадлежат к тому же биологическому виду, что и волк, Canis lupus. Это же касается всех многочисленных сортов капусты, белокочанной, брюссельской, цветной, брокколи. Всё это представители одного исходного вида.
13. Для повышения вероятности мутаций и форсирования процесса селекции, человек не первое десятилетие практикует облучение радиацией и обработкой сильными мутагенами, типа колхицина, сельскохозяйственных культур. Это не является генной инженерией, поскольку процесс имеет случайный, а не направленный характер. Но негативным моментом является то, что нередко производители гонятся исключительно за качествами, повышающими прибыль, а не улучшающими здоровье конечного потребителя. Селекционеры отбирают формы с наилучшим урожаем, устойчивостью к болезням и красивым товарным видом, при этом содержание в овощах и фруктах витаминов и микроэлементов обычно не изучается.
14. Все разнообразие цветов и окрасов перьев, шерсти, чешуи, кожи и радужки глаза в животном мире обеспечивается всего лишь одним пигментов, меланином. Однако из-за генетических сбоев рождаются животные, производящие слишком много пигмента или наоборот, не производящие его совсем. Первые называются меланисты, они обычно чёрного окраса. Черная пантера – леопард-меланист. Вторые называются альбиносами, у них белая шерсть, и, нередко, красные глаза. Альбиносы отличаются чрезмерной чувствительностью к ультрафиолетовым лучам солнечного света.
15. Голубые глаза – мутация, возникшая некогда на Ближнем Востоке. Данный признак является рецессивным, потому голубоглазые люди постепенно исчезают, уступая место кареглазым. Широкое распространение голубые глаза смогли получить только за счёт намного большей изолированности человеческих популяций в прошлом.
16. Вероятность возникновения и сохранения серьёзных мутаций выше в изолированных популяциях (из-за браков с родственниками). Так, племя Вадома в Африке известно как «люди-страусы», у них всего по 2 пальца на ногах.
17. Кровь людей, страдающие от генетического заболевания серповидноклеточной анемии, намного хуже транспортирует кислород. Их эритроциты вместо двояковогнутой имеют серповидную форму и содержат очень мало гемоглобина. Интересно, что такие люди никогда не болеют малярией.