Основные факты о генетике и геноме человека

Материал данной статьи ознакомит читателя с базовыми понятиями генетики, и с интересными свойствами генома человека. Генетика — это наука о закономерностях наследственности и изменчивости. В зависимости от объекта исследования классифицируют генетику растений, животных, микроорганизмов, человека и так далее.

Итак, всё великое множество организмов, населяющих биосферу Земли, бактерии, растения, животные и люди: всё это – углерод, кислород и водород, организованные в сложные клеточные формулы, хранящие, помимо прочего, и наследственную информацию, о том каким должен быть данный живой организм и его потомство.

Каждый организм делает таким, какой он есть набор его генов. Гены – это сборник инструкций, который вручается потомку его родителями. Эти «инструкции» спрятаны в каждой клеточке любого живого организма и хранятся на длинных нитях веществ, называемых ДНК. ДНК расшифровывается как дезоксирибонуклеиновая кислота. А эти длинные нити, компактно скрученные в форме буквы «Х» или «У», называются хромосомами. Хромосомы состоят из множества генов. Один ген – это особая последовательность ДНК, в которой содержится клеточная инструкция.

ДНК похожа на лестницу и называется «двойной спиралью». Ступени этой лестницы состоят из четырёх основных элементов, называемых основаниями: Аденина, Тимина, Цитозина и Гуанина. Специфическая последовательность множества А. Ц. Т. Г. имеет огромное значение. Именно она определяет, являешься ли живой организм бананом, носорогом, или человеком. От неё зависит, будут ли у человека каштановые волосы, голубые глаза или белая кожа. Длина такой лестницы складывается из чередующихся молекул фосфатов и сахара.

Вся генетическая последовательность в целом называется геномом, и у каждого человека в геноме три миллиарда двести миллионов пар оснований. Кому-то придётся печатать со скоростью сто слов в минуту по восемь часов в день, чтобы в течение пяти лет перечислить все составляющие человеческого генома. А если растянуть цепочку ДНК всего одной клетки человеческого организма, она протянется во весь рост человека. Если проделать то же самое с ДНК со всех клеток, можно протянуть нить от Земли до Луны шесть тысяч раз. Весь геном человека займёт три терабайта компьютерной памяти. И при этом, с точки зрения генома, люди похожи друг на друга на 99,9%. Наши генетические конструкции отличаются всего на 0,1%.

При этом всего 2% ДНК человека дают внятные инструкции организму, всё остальное называется «бесполезной ДНК», потому что на данный момент считается, что она ни за что не отвечает. Одной клетке человеческого организма требуется всего восемь часов, чтобы полностью скопировать её полную последовательность ДНК. Каждый человек является именно собой, благодаря своим генам.

Итак, мы уже поняли, что люди схожи между собой на 99,9% с точки зрения нашего генома. Однако такая наука как геномика (раздел молекулярной генетики, посвящённый изучению генома и генов живых организмов), может дать нам еще несколько интересных цифр и рассказать насколько геном человека совпадает с геномом других животных и растений, например обезьян. Итак, приведем некоторые данные полученные учеными:

• ДНК двух людей, являющихся однояйцевыми близнецами, совпадает на 100%;
• ДНК человека и шимпанзе совпадают на 98,7%;
• ДНК человека и гориллы совпадают на 98,4%;
• ДНК человека и мыши совпадают на 98%;
• ДНК человека и собаки совпадают на 95%;
• ДНК человека и банана совпадают на 50%;
• ДНК человека и нарцисса совпадают на 35%;
• ДНК человека и caenorhabditis elegans (круглый червь длиной около 1 мм, который широко используется как модельный организм в исследованиях по генетике) совпадает на 74%.

Эти и другие подобные данные сравнительной геномики, дали очень большой толчок для развития медицины и биологии. Они позволили понять, какие виды животных близки между собой, а какие нет. Например, выяснилось, что различные виды китов очень похожи на бегемота, с точки зрения их геномов, хотя визуально они не так уж и схожи. Это дает основания предполагать, что кит и бегемот имеют общих далеких предков.

Но больше всего пользы сведения о сходстве и отличиях генома человека и других животных дали именно в медицине. Ведь именно благодаря этим сведениям, стало понятно на каких животных лучше всего «отрабатывать» лекарства и методы для лечения различных болезней. И если шимпанзе и гориллы оказались не очень удачными и удобными подопытными, то вот мышей биологи и другие ученые, работающие над новыми лекарствами и методами лечения, совсем не щадят, а ставят над ними самые разные эксперименты, сначала заражая их различными болезнями, а потом пытаясь вылечить.

Итак, теперь Вы знаете больше о микроскопических структурах, которые делают нас одинаковыми, но в то же время наделяют каждого из нас определёнными свойствами, делают каждого человека особенным.