обладают ли генетическим кодом растения животные человек
Можем ли мы раскрыть генетический код?
Знаете ли вы, что абсолютно все живые организмы нашей планеты имеют одного общего предка? Данное утверждение стало реальностью после изучения генетического кода обитающих на Земле живых организмов. Именно благодаря успехам в области исследования генетического кода, человек смог изобрести такую невероятную технологию, как клонирование, повысил урожайность в сельском хозяйстве и дал начало развитию микробиологической промышленности. Однако можем ли мы раскрыть генетический код и что это вообще значит?
Генетический код может многое рассказать о живых организмах
Что такое генетический код?
Для того, чтобы понять, что такое генетический код, давайте попробуем представить себе какой-нибудь иностранный язык, грамматику и лексику которого мы не понимаем до тех пор, пока целенаправленно не приступим за его изучение. Однако если в реальном мире язык — это средство коммуникации людей, то генетический код представляет из себя язык, на котором написано руководство использования вашего организма. Мануал, так сказать.
Каждая буква в этом учебнике представляет из себя определенный нуклеотид — группу органических соединений. Слова, которые образуют нуклеотиды, называются кодонами, а устройство, которое способно перевести слова и превратить их во что-то связное и понятное, называется рибосомой. Все вместе это превращается в молекулу белка, каждая из которых содержит в себе 20 разных слов-аминокислот. Именно наличие 20 «магических» слов, каждое из которых состоит из трех букв, является ключевой характеристикой всех жизненных форм на нашей планете.
Именно из подобных структур разной формы и цвета состоит генетический код любого существа на планете
Как раскрыть генетический код?
Как вы могли уже догадаться из всего вышесказанного, генетический код всех живых существ на планете уже разгадан. Более того, детальное исследование генома того или иного человека в настоящее время может сделать любой желающий, в чьем кармане имеются лишние 100 долларов. Такое исследование может помочь выявить риски наследственных заболеваний, узнать свое этническое происхождение и даже найти дальних родственников. Наиболее известными компаниями, которые предлагают сделать лабораторный анализ вашего биологического материала, считаются National Geographic, My Heritage и Ancestry DNA. Расценки на исследование вашего личного генома могут варьироваться в зависимости от вида выбранного вами теста и страны, которая предоставит вам возможность пройти данный генетический эксперимент.
Кстати говоря, хотели бы вы сделать тест на определение этнической принадлежности? Может быть, вы уже обращались к услугам специалистов из данной области? Давайте попробуем обсудить эти вопросы в нашем Telegram-чате.
Так, ряд российских компаний предлагает тесты с расценками, начинающимися от 1200 рублей. С их помощью вы можете узнать об уровне рекомендуемой лично вам физической активности, подобрать оптимальную диету и даже узнать, сколько чашек кофе в день вы можете выпить без вреда для здоровья. Если же вам необходимо узнать что-то помасштабнее, то вам могут быть предложены тесты на определение вероятности появления у вас тех или иных заболеваний, а также вашей этнической принадлежности. Как уже говорилось ранее, прохождение данных тестов сильно варьируется в цене в зависимости от вашего места рождения. Так, если в США расценки начинаются от 100 долларов, то большинство компаний РФ предлагают пройти аналогичный тест с ценами в пределах 20-30 тысяч рублей.
Тест, направленный на исследование вашего генома, может найти ваших родственников из самых удаленных уголков планеты
Какие животные имеют необычный генетический код?
Как уже говорилось выше, генетический код всех живых существ на планете абсолютно одинаков с генетическим кодом человека.
Однако в любом правиле есть исключения. Так, некоторые простейшие, среди которых находится и всем известная со школьной скамьи инфузория-туфелька, выступают в качестве своеобразных нарушителей всех генетических правил и порядков. Митохондриальный генетический код этих простейших отличается от стандартного числом содержащихся в ней кодонов. Чем вызвано подобное явление пока достоверно неизвестно, однако считается, что подобное изменение структуры молекулы белка могло быть вызвано произошедшими в ней мутациями.
Если вам понравилась данная статья, приглашаю вас присоединиться к нашему каналу в Яндекс.Дзен, где вы сможете найти еще больше полезных статей из мира популярной науки и техники.
Генетическая уникальность: учёные обнаружили различие ряда белков ДНК человека и животных
Исследователи из Donnelly Centre Университета Торонто (Канада) утверждают, что гены людей и других живых существ имеют больше различий, чем считалось ранее. Десятки генов уникальны только для человека, и они могут помочь объяснить появление нашего вида. Об этом сообщается в статье, вышедшей в журнале Nature Genetics.
Ранее считалось, что белки — транскрипционные факторы, отвечающие за перенос генетической информации, — выглядят у различных организмов одинаково. Однако исследование канадских учёных показало, что между ними могут быть различия в определённых последовательностях органических соединений — в специфических фрагментах кода ДНК, которые называются мотивами.
«Даже между близкородственными видами имеется значительная часть транскрипционных факторов, которые могут привести к образованию новых последовательностей. Это означает, что они, регулируя различные гены, могут выполнять новые, ещё не изученные функции, что может иметь большое значение с точки зрения межвидовых различий», — говорит один из авторов работы Сэм Ламберт.
По его мнению, даже у людей и шимпанзе, чьи геномы идентичны на 99%, есть десятки белков, которые распознают различные для каждого вида фрагменты кода ДНК. Всё это влияет на процесс передачи наследственной информации для сотен разных генов.
«Мы полагаем, что данными различиями, наблюдаемыми на молекулярном уровне, могут быть обусловлены некоторые различия между шимпанзе и людьми», — поясняет Ламберт.
Напомним, что кодом ДНК, или генетическим кодом, называют совокупность правил, согласно которым в живых клетках последовательность нуклеотидов (ген и мРНК) переводится в последовательность аминокислот (белок). Генетический код всех живых организмов Земли един (имеются лишь незначительные вариации).
Открытый вопрос
Учёные разработали компьютерную программу, способную сравнивать транскрипционные факторы у различных видов по составу аминокислот и таким образом различать похожие белки.
Полученные результаты противоречат данным более ранних работ, в которых утверждалось, что почти все транскрипционные факторы человека и, например, мух из рода дрозофил связывают одни и те же фрагменты кода ДНК.
«До сих пор сохранилось представление о том, что транскрипционные факторы людей и плодовых мух связывают почти идентичные структурные элементы (мотивы). И хотя известно множество примеров, где эти белки обладают функциональной консервативностью, данная гипотеза ещё далека от признания», — говорит руководитель лаборатории, в которой было проведено исследование, профессор кафедры молекулярной генетики Университета Торонто Тимоти Хьюз.
Для канадских учёных остаётся открытым вопрос, за какие функции отвечают уникальные для человека гены. В изучаемых ими белках могут быть сокрыты особенности физиологии и анатомии человека — нашей иммунной системы и мозга, которые являются наиболее сложными среди животных. Также исследователи не исключают, что эти гены могут отвечать за анатомические различия между полами.
«В области генетики человека молекулярная основа полового диморфизма почти никем не исследуется. Но ведь речь идёт о различиях, которые видны людям друг в друге и привлекают их внимание. У меня есть соблазн посвятить работе над данной темой оставшуюся половину своей карьеры, если только я смогу разобраться, как мне этого добиться», — говорит профессор Хьюз.
«Кирпичик в здании науки»
Однако российские коллеги канадских учёных не столь оптимистичны в оценках проведенного исследования.
«Работа канадцев важна для понимания определённых регуляционных процессов, для более глубокого понимания живых систем и их эволюции. Но говорить о том, что они приблизились к пониманию природы человека, пока рано. Это лишь кирпичик в здании науки», — сообщил в беседе с RT академик РАН ректор РНИМУ им. Н.И. Пирогова Сергей Лукьянов.
Ясно, что в ходе эволюции некоторые гены претерпели изменения и не могут оставаться идентичными тем, которые были сотни миллионов лет назад, утверждает академик.
«Очевидно, что кошка с собакой разные. Но, например, иммунная система людей практически ничем не отличается от той, что есть у других животных. А вот мозг — совсем другое дело, большие полушария у нас более развиты. В результате эволюции у всех видов появились какие-то особенности. Но, с точки зрения генетики, человек — абсолютно обычный организм», — заключил Лукьянов.
Факты о ДНК, которые помогут понять, как устроена живая природа
[more]
ДНК, или дезоксирибонуклеиновая кислота, — это то, что объединяет нас с животным и растительным миром всей планеты. Общеизвестно, например, что ДНК человека и банана сходна на 50 % (что, конечно, не делает нас наполовину бананом), а геном каждого из людей отличается от генома любого другого человека всего на 0,1 %, который и делает нас уникальными. А знаете ли вы, что на планете существуют животные, способные «похищать» ДНК не только у других животных, но и растений? А почему нельзя клонировать динозавров?
7 разных фактов о ДНК, которые помогут вам прокачать знания о мире. А в конце вас ждет детективная история длиной более чем 25 лет, в которой тоже была «замешана» дезоксирибонуклеиновая кислота.
Почему нельзя клонировать динозавров?
Группа ученых провела исследование ДНК вымершей птицы моа, используя для этого найденные кости возрастом от 600 до 8 000 лет, и выяснила, что через 521 год связи в ДНК распадаются настолько, что генетический код прочитать уже довольно сложно.
Примерно через 1,5 млн лет обрывки этих связей станут настолько короткими, что их невозможно будет прочитать, а полный распад ДНК займет около 6,8 млн лет, то есть надежды клонировать динозавров, вымерших около 65 млн лет назад, практически не остается.
Ученые не исключают, что период полураспада ДНК в останках, хранящихся в условиях вечной мерзлоты, может быть больше, но вряд ли этого достаточно, чтобы на Земле появился настоящий «парк юрского периода». А вот надежда на клонирование мамонтов, останки которых и находят там, где всегда зима, еще не совсем потеряна: например, на острове Врангеля эти гигантские животные жили еще «каких-то» 4 000 лет назад.
Существуют растения с более внушительной ДНК, чем у человека.
Растение вороний глаз, родиной которого является Япония, имеет в 50 раз больше пар нуклеотидов («букв», которыми «написана» ДНК), чем человек: 150 млрд против 3,2 млрд. Если бы все молекулы ДНК, содержащиеся в одной клетке растения, выстроились в высоту, получилась бы башня размером с Биг-Бен.
Однако ученые считают, что ДНК амеб может быть еще более массивной, так что ее сложность никак не соотносится со сложностью самого организма «хозяина».
Кроме того, ученым до сих пор не известно, почему в природе существует подобная разница в генетическом коде. Кстати, подобная особенность не дает растению каких-либо преимуществ. Наоборот, вороньему глазу требуется гораздо больше времени на рост, поскольку репликация ДНК (или, проще говоря, процесс копирования самой себя) длится дольше, чем у сородичей.
ДНК человека больше Солнечной системы
Каждая клетка человеческого организма содержит 46 молекул ДНК (за исключением яйцеклеток и сперматозоидов, где их по 23), а если выстроить их все в один ряд, то получится цепочка длиной 2 метра. Всего в человеческом организме примерно 37,2 трлн клеток, таким образом, если собрать цепочку из всех молекул ДНК в нашем теле, ее длина достигнет примерно 74 трлн метров, или 74 млрд км.
Много ли это? Расстояние от Солнца до Плутона в среднем составляет 5,7 млрд км, соответственно, путь туда и обратно — около 11,4 млрд км. Таким образом, ДНК всего лишь одного взрослого человека можно «обмотать» нашу звезду и бывшую 9-ю планету более 6 раз. А вот от нас до Солнца и обратно можно слетать аж 70 раз.
Похитители ДНК
Коловратки, входящие в подкласс Bdelloidea, — создания необычные, ведь все особи у них бывают исключительно женского пола. Однако за 40 млн лет своего существования коловратки разделились на 360 видов, что нехарактерно для созданий, размножающихся бесполым способом.
Дело в том, что эти микроскопические создания научились встраивать в свой геном ДНК различных растений, грибов и бактерий. По мнению ученых, это возможно благодаря их способности переносить засуху: коловратки могут «засыхать», практически прекращая свою жизнедеятельность, и проводить в таком состоянии годы, а при появлении воды снова возрождаться.
Во время «сухого» периода коловратки и «вбирают» в себя постороннюю ДНК, а после возрождения восстанавливают свою вместе с «ворованной». И так как чужой геном впитывают именно половые клетки, новорожденная коловратка будет генетически отличаться от «матери».
ДНК помогла ученым доказать, что викинги первыми открыли Новый Свет
Лейф Эрикссон, достигший берегов Америки примерно в 1000 году.
Благодаря исследованию ДНК жителей Исландии ученым удалось установить, что первым человеком, прибывшим в Старый Свет из Нового, была женщина. Случилось это за несколько столетий до открытия Колумба, а, как известно, первым европейцем, достигшим берегов Северной Америки, был скандинавский мореплаватель Лейф Эрикссон, живший на рубеже X–XI веков. Возможно, это именно он привез гостью из далеких земель в Европу.
В ходе исследования ученые выяснили, что у 11 представителей 4 исландских семей, живших на острове как минимум с 1710 года, обнаружилась разновидность митохондриальной ДНК, ближайшая «родственница» которой встречается только у коренного населения Северной Америки. А так как митохондриальная ДНК наследуется исключительно от матери, можно смело предположить, что первой на землю Старого Света шагнула именно женщина, и было это примерно в 1000 году.
Обладают ли генетическим кодом растения животные человек
Раздел ЕГЭ: 2.6. Генетическая информация в клетке. Гены, генетический код и его свойства. Матричный характер реакций биосинтеза. Биосинтез белка и нуклеиновых кислот
На Земле живет уже более 6 млрд людей. Если не считать 25-30 млн пар однояйцевых близнецов, то генетически все люди разные. Это означает, что каждый из них уникален, обладает неповторимыми наследственными особенностями, свойствами характера, способностями, темпераментом и многими другими качествами. Чем же определяются такие различия между людьми? Конечно различиями в их генотипах, т.е. наборах генов данного организма. У каждого человека он уникален, так же как уникален генотип отдельного животного или растения. Но генетические признаки данного человека воплощаются в белках, синтезированных в его организме. Следовательно, и строение белка одного человека отличается, хотя и совсем немного, от белка другого человека. Вот почему возникает проблема пересадки органов, вот почему возникают аллергические реакции на продукты, укусы насекомых, пыльцу растений и т.д. Сказанное не означает, что у людей не встречается совершенно одинаковых белков. Белки, выполняющие одни и те же функции, могут быть одинаковыми или совсем незначительно отличаться одной-двумя аминокислотами друг от друга. Но не существует на Земле людей (за исключением однояйцевых близнецов), у которых все белки были бы одинаковы.
Информация о первичной структуре белка закодирована в виде последовательности нуклеотидов в участке молекулы ДНК — гене. Ген — это единица наследственной информации организма. Каждая молекула ДНК содержит множество генов. Совокупность всех генов организма составляет его генотип.
Кодирование наследственной информации происходит с помощью генетического кода. Код подобен всем известной азбуке Морзе, которая точками и тире кодирует информацию. Азбука Морзе универсальна для всех радистов, и различия состоят только в переводе сигналов на разные языки. Генетический код также универсален для всех организмов и отличается лишь чередованием нуклеотидов, образующих гены и кодирующих белки конкретных организмов.
Свойства генетического кода: триплетность, специфичность, универсальность, избыточность и неперекрываемость.
Итак, что же собой представляет генетический код? Изначально он состоит из троек (триплетов) нуклеотидов ДНК, комбинирующихся в разной последовательности. Например, ААТ, ГЦА, АЦГ, ТГЦ и т.д. Каждый триплет нуклеотидов кодирует определенную аминокислоту, которая будет встроена в полипептидную цепь. Так, например, триплет ЦГТ кодирует аминокислоту аланин, а триплет ААГ — аминокислоту фенилаланин. Аминокислот 20, а возможностей для комбинаций четырех нуклеотидов в группы по три — 64. Следовательно, четырех нуклеотидов вполне достаточно, чтобы кодировать 20 аминокислот. Вот почему одна аминокислота может кодироваться несколькими триплетами. Часть триплетов вовсе не кодирует аминокислоты, а запускает или останавливает биосинтез белка.
Собственно генетическим кодом считается последовательность нуклеотидов в молекуле иРНК, ибо она снимает информацию с ДНК (процесс транскрипции) и переводит ее в последовательность аминокислот в молекулах синтезируемых белков (процесс трансляции). В состав иРНК входят нуклеотиды АЦГУ. Триплеты нуклеотидов иРНК называются кодонами. Уже приведенные примеры триплетов ДНК на иРНК будут выглядеть следующим образом — триплет ЦГТ на иРНК станет триплетом ГЦА, а триплет ДНК — ААГ — станет триплетом УУЦ. Именно кодонами иРНК отражается генетический код в записи. Итак, генетический код триплетен, универсален для всех организмов на земле, вырожден (каждая аминокислота шифруется более чем одним кодоном). Между генами имеются знаки препинания — это триплеты, которые называются стоп-кодонами. Они сигнализируют об окончании синтеза одной полипептидной цепи. Существуют таблицы генетического кода, которыми нужно уметь пользоваться, для расшифровки кодонов иРНК и построения цепочек белковых молекул (в скобках — комплементарные ДНК).