Откриването на ДНК

Откриването на ДНК

ДНК е молекулата, която пази информацията за строежа на протеините и работата им в тялото. Основните факти относно строежа и функциите на ДНК са добре изучени и сме свикнали, че това е познание, което се съдържа в учебниците от гимназиалния курс. Но достигането на това познание отнело десетилетия, а някои детайли все още имат нужда от изследване. Какво точно е ДНК и как е открита?

Наследственост

Още от 19 век, изследователите знаят, че белезите на родителите се пренасят върху децата и има механизъм, по който това се случва. Работата на Дарвин по еволюционната теория затвърждава това, а изследванията на Мендел показват, че наследените качества може да не се проявяват очевидно в следващото поколение. Това предполага, че механизмът е сложен и различни изследователи се заемат да го установят. Пионер е Фридрих Мишер, който доказва наличието на ДНК в проби, съдържащи бели кръвни клетки. Той нарича веществото „нуклеин“, защото го открива в ядрата на клетките.

Хромозоми и нуклеотиди

Хромозомите са комплекс от ДНК и протеини, които се „опаковат“ по определен начин. За изследователите в началото на 20 век обаче, това били вещества, които те откриват заедно с „нуклеина“. Някои били протеини, други не. Така се идентифицират азотните бази на нуклеиновите киселини, познато днес като аденин, тимин, цитозин, гуанин и урацил, както и захарно-фосфатния остатък, формиращ скелета на молекулата. Хромозомите се припознават като носители на наследствеността, но все още никой не можел да установи как четирите азотни бази, заедно със захари и протеини, могат да дават инструкции на клетките какви протеини да синтезират.

Двойната спирала

Изминали 50 години на изследвания, предположения и натрупване на информация за ДНК, докато най-накрая, през 1953 г. при сътрудничеството между няколко екипа, Джеймс Уотсън и Френсис Крик станали първите изследователи, които установили структурата на ДНК и начинът, по който тя се копира. Те открили, че ДНК съдържа четири от петте бази, които се подреждат в точна последователност, свързвайки се на принципа на цип, а самата молекула се завърта като спирала, пазейки азотните бази във вътрешността. Протеините са необходими, за да „сгънат“ молекулата и да я „пъхнат“ в ядрото, защото тя може да достигне дължина 2 метра.

Какво са гените

След откриването на двойната спирала, изследванията напреднали, за да достигнат не само до обяснението как се предават белезите, а и да разкрият най-голямата тайна на еволюцията – как е възможно натрупването и предаването на информацията в ДНК през милионите години живот на планетата, за да възникнат толкова много и разнообразни организми, ако нейният код е само четири „букви“ – азотните бази . Те са универсални и формират ДНК на всички организми на планетата, а гените са уникални последователности от тези „букви“.

Гените съдържат информация за последователността, в която клетката подрежда аминокиселините в протеини, както и „включват“ и „изключват“ други гени. В човешкият геном са идентифицирани между 20 и 25 хиляди гени, които са еднакви за всички хора, а по-голямата част се споделят и с другите организми. Как ще работят тези гени и защо точно така, зависи от много фактори, а това е предизвикателството пред изследователите на 21 век.