Фото днк

Фото днк

ДНК фото

ДНК — это сверх-молекула, которая хранит зашифрованные наследственные данные. По функции ДНК сравнима с компьютерной программой на диске. Известно, что наше с вами ДНК сохраняет столько информации, что может исписать мелким печатным текстом 1000 книг с 500-ми страницами каждая.

красивое фото ДНК

красивое фото молекулы ДНК

Чудесное свойство ДНК — это ее способность проводить электричество. Буквально недавно ученая Калифорнии Жаклин Бартон привела доказательство, что ДНК защищается, используя свои электрические способности. Интересно, что ошибки или сбои ДНК сканируются с помощью электричества. Интригующее открытие – ДНК может проводить электрические сигналы на расстояние до 60 «букв».

Читайте также: Электрическая ДНК

фото ДНК

фото молекулы ДНК

Если извлечь ДНК из одной клетки человеческого организма и растянуть ее в одну линию, то сложится тонюсенькая молекула в длину примерно 2 метра.>

красивая фотография ДНК

красивая картинка ДНК

Часть ДНК, которая активно кодирует организм человека составляет всего лишь маленькую часть ДНК в каждой клетке — 3% всего генома. У нас примерно столько же генов, как и у мышей (около 25000), остальные проценты ДНК в этом не участвуют и мало изучены.

яркое фото ДНК

яркое ДНК фото

Одним из весомых аргументов эволюционистов в пользу того, что человек произошел от одного предка что и обезьяна – это наличие у них обоих «мусорного» ДНК, которая ни на что другое не способна, как только «эволюционировать» человека. Но недавно было сделано открытие, что такая ДНК играет важную защитную роль от бесконтрольного формирования белка в организме, и по сути не является «мусорной».

яркая картинка ДНК

яркая фотография ДНК

Все данные для появления нового человека находятся в коде ДНК родителей. При оплодотворении ДНК вступает в действие, чтобы сформировать полностью тело младенца, его мозг, его особенности. Поразительно, что начало новой личности происходит из единственной яйцеклетки.

ДНК фото

ДНК красивое фото

ДНК человека невероятно сложна. Даже у бактерии ДНК очень комплексная, которая насчитывает не меньше 3 миллионов элементов, расположенных безошибочно в логичной последовательности, что требует «Разумного Программиста».

ДНК памятник фото

ДНК мост фото

Только ДНК воспроизводит ДНК. Двое авторитетных ученых рассчитали шансы на возникновение жизни путем естественных случайных событий. Они обнаружили, что на появление жизни волей случая приходится меньше одного шанса из 1040 000 попыток.

фото Дезоксирибонуклеиновая кислота

красивое фото дезоксирибонуклеиновая кислота

Еще один довод против эволюции ДНК. В нашем организме одновременно и безошибочно существует миллиарды молекул ДНК с R конфигурацией, это не могло произойти случайно в ходе эволюции.

фото ДНК с R конфигурацией

ДНК находится фото

Молекула ДНК контролирует множество различных явлений, которые происходят в теле человека, и направляет работу его систем, и также контролирует все внешние признаки, например, цвет волос и глаз, рост человека. Вы не задумывались, что даже уровень кровяного давления зависит от данных в ДНК?

фото РНК и ДНК

формы ДНК

Каждая из 100 триллионов клеток ДНК в нашем организме содержит информацию 1 миллион страниц данных. Важно то, что клетка ДНК пользуется этой информацией без изъянов, в высшей степени спланированно и согласованно, в нужном месте и никогда не ошибается.

химическая малекула ДНК

деление ДНК схема

ДНК — это очень неустойчивая молекула, и без функции постоянного «ремонта» она мгновенно портится после химического окисления и других факторов. Если молекула ДНК появилась в ходе эволюции, то как она могла догадаться, что ей нужно будет саму себя ремонтировать? Ведь молекулы не имеют ни разума, ни воли. Появление ДНК и ее «ремонтного механизма» должно быть одновременным, что исключает постепенную эволюцию.

Как все закручено

Мы привыкли представлять себе ДНК в виде двойной спирали — но это лишь одно из множества ее обличий. С тех пор, как Уотсон и Крик опубликовали свою модель, в клетках человека нашли тройную и четверную спираль ДНК, а еще кресты, шпильки и другие варианты переплетения — некоторые проще нарисовать, чем описать словами.

Набросать идей

Уотсон и Крик не были единственными, кто корпел над трехмерной моделью ДНК. Они даже не были первыми. На обрывках биохимических данных можно было построить самые разные молекулярные формы, и вариантов было множество.

Условия задачи у всех были одинаковы. На начало 1953 года уже было понятно, как устроен нуклеотид:

остаток фосфорной кислоты,

одно из азотистых оснований: аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т) или цитозин (Ц).

Еще было известно, что азотистые основания разбросаны по цепи не случайно: в любой молекуле ДНК суммарное количество аденинов и гуанинов строго равнялось количеству тиминов и цитозинов. Кроме того, на всех рентгеновских снимках Розалинд Франклин и Рэймонда Гослинга, независимо от того, какой участок ДНК на них был запечатлен, сама нить имела одну и ту же толщину. Это означало, что форма остается неизменной при любой последовательности нуклеотидов.

Из этих вводных Лайнус Полинг и Роберт Кори собрали свою модель — тройную спираль, ощетинившуюся со всех сторон азотистыми основаниями (фосфату и сахару биохимики отвели роль внутреннего стержня). Эта конструкция выглядела неустойчивой: было непонятно, почему отрицательно заряженные фосфатные группы в центре спирали не отталкиваются друг от друга.

Структура ДНК по версии Полинга и Кори

Linus Pauling, Robert B. Corey / PNAS, 1953

Модель Уотсона и Крика с закрученной вправо двойной спиралью оказалась самой устойчивой. Как и Фрезер, ученые расположили фосфаты снаружи, а азотистые основания — внутри. Был в этой модели и четкий принцип их противопоставления: А на одной цепи всегда соединялся с Т на другой, а Г — с Ц. Это объясняло, почему толщина конструкции стабильна — пары А-Т и Г-Ц примерно одинакового размера.

Карандашный набросок структуры ДНК, сделанный Фрэнсисом Криком

Wellcome Images / CC BY-SA 4.0

Уотсон и Крик сделали нечто большее, чем просто разрешили споры о форме ДНК. Их модель сразу же объяснила, как эта форма работает: взаимно однозначное соответствие делает каждую нить шаблоном для другой. Имея только одну из цепей, по ней всегда можно восстановить вторую — на этот принцип опираются все современные модели передачи генетической информации.

Тем не менее, большинство «отвергнутых» идей в чем-то оказались верны. За почти 70 лет пристального разглядывания ДНК в ней удалось обнаружить практически все возможные виды соединения оснований, другие спирали и даже левый поворот.

Свернуть не туда

Уже сама по себе двойная спираль может быть устроена по-разному. Это заметила еще Розалинд Франклин, хотя и не предполагала, что перед ней спираль, да еще и двойная. В обычных условиях, напоминающих внутриклеточные, ДНК на снимках биолога имела «рыхлую» форму, которую Франклин назвала В-ДНК. Но если влажность в пробирке опускалась ниже 75 процентов, получалась А-ДНК, пошире и поплотнее.

А (слева) и В (справа) формы ДНК, какими их увидела Розалинд Франклин

Rosalind Franlkin, Raymond Gosling / Acta Crystallographica, 1953

Уотсон и Крик выбрали В-ДНК в качестве основы для своей модели и не прогадали. Позже оказалось, что В-вариант действительно встречается в клетке гораздо чаще, и сейчас его считают основной формой существования ДНК, а все отклонения часто обозначают общим термином «не-В ДНК».

Более того, реальная двойная спираль почти никогда не соответствует своей идиллической модели. В живых системах В-ДНК, как правило, скручена чуть сильнее, чем предсказывали Уотсон и Крик, и среднее число нуклеотидов на виток спирали в ней — не 10 и не 11, а около 10,5. Кроме того, отдельные пары нуклеотидов постоянно отклоняются от положенной «горизонтали» (это называют «пропеллерным поворотом») поэтому спираль никогда не бывает абсолютно гладкой и ровной — то тут, то там по ее бокам торчат шероховатости: концы нуклеотидов под разными углами.

«Пропеллерный» поворот нуклеотидов в В-ДНК

James D. Watson et al. / Molecular Biology of the Gene, 2008

А-ДНК (слева), B-ДНК (по центру), Z-ДНК (справа)

Mauroesguerroto / wikimedia commons / CC BY-SA 4.0

Поэтому ДНК часто принимает Z-форму при транскрипции генов. Более того, чем больше при этом Z-ДНК, тем активнее идет транскрипция. Гистоны с Z-ДНК связаться не могут, поэтому полимеразе никто не мешает заниматься своим делом. И этим, кстати говоря, активно пользуются опухолевые клетки, у которых левозакрученная спираль вовремя возникает перед нужными им генами.

Башня «Эволюция» (на переднем плане) имеет вид левозакрученной ДНК

mos.ru / CC BY-SA 4.0

Алфавитный перечень форм ДНК

A-ДНК — двухцепочечная, чуть толще, чем В.
B-ДНК — та, которую построили Уотсон и Крик.
C-ДНК — двухцепочечная, 9,3 нуклеотида на виток.
D-ДНК — двухцепочечная, узкая: 8 нуклеотидов на виток, содержит много тиминов.
E-ДНК — двухцепочечная, еще уже: 15 нуклеотидов на два витка.
G-ДНК — четверная спираль с гуаниновыми тетрадами.
H-ДНК — тройная спираль.
I-ДНК — две двойные спирали, которые держатся вместе притяжением своих цитозинов.
J-ДНК — еще одна тройная спираль, которую образуют повторы АЦ.
K-ДНК — ДНК трипаносом, особенно богатая аденинами.
L-ДНК — ДНК, в основе которой лежит L-дезоксирибоза (а не D-, как обычно).
M-ДНК — В-ДНК в комплексе с двухвалентными металлами.
N-ДНК — ядерная ДНК.
O-ДНК — точка начала удвоения ДНК у бактериофага λ.
P-ДНК — тройная спираль Полинга и Кори.
R-ДНК — рекомбинатная ДНК (полученная встраиванием чужеродного фрагмента).
S-ДНК — двухцепочечная, вытянута в 1,6 раз сильнее, чем В-форма.
T-ДНК — похожа на D-форму, встречается у бактериофага Т2.
W-ДНК — синоним Z-ДНК.
X-ДНК — двухцепочечная спираль, которую образуют повторы АТ.
Z-ДНК — двухцепочечная левозакрученная.

Попасть в переплет

Помимо всевозможных форм двойной спирали и способов ее плетения, ДНК иногда распадается на отдельные нити, которые образуют в шпильки, кресты и другие двуцепочечные фигуры. Случается и так, что уже существующая двойная спираль обрастает новыми соседями.

В 1985 году выяснилось, что Полинг и Кори тридцать лет назад были правы: тройная спираль ДНК (H-ДНК) существует. Однако устроена она совсем не так, как они предполагали. В настоящей тройной спирали две цепи соединяются стандартным, Уотсон-Криковским способом, а третья примыкает к ним сбоку, ложась в большую бороздку между цепями. При этом азотистые основания третьей, дополнительной нити соединяются с основными парами не классическим способом, а как бы сбоку — теми самыми связями, которые предсказывал Карст Хугстин. Он тоже, в некотором роде, оказался прав.

Тройная спираль, как и многие альтернативные формы ДНК, тоже возникает в ответ на суперспирализацию цепи. Однако, в отличие от Z-формы, она не поддерживает транскрипцию, а наоборот, ей препятствует. РНК-полимераза, которая привычно расплетает две нити перед собой, не всегда справляется с тем, чтобы разделить триплекс. Поэтому если в гене или его регуляторных областях образуется тройная спираль, он работает хуже прочих.

Варианты образования тройной спирали. Уотсон-Криковские пары обозначены черным, добавочный третий нуклеотид выделен цветом

Yutaro Yamagata et al. / Chemistry Europe, 2015

Гуаниновая тетрада (сверху) и варианты расположения цепей в квадруплексе (снизу)

Jochen Spiegel et al. / Trends in Chemistry, 2020

Чем дальше мы вглядываемся в молекулу ДНК, тем больше замечаем отклонений от давно привычной модели. Двойная спираль — не единственная и не окончательная структура ДНК, а лишь одна (пусть и самая частая) из поз, которую та принимает в непрерывном танце. Повинуясь велению нуклеотидной последовательности, нить ДНК сжимается и разжимается, изгибается, закручивается и принимает бесконечное число (прекрасных) форм. Ни одна из них — не окончательная: альтернативные структуры ДНК переходят друг в друга, конкурируют с В-формой и между собой, подчиняются сигналам клеточных белков и сами направляют их работу.

Найти и возглавить

Неканонические формы ДНК, при всем своем разнообразии, не возникают в случайных местах. Устойчивость им придает определенный набор нуклеотидов в их составе, поэтому и появляются они лишь в тех участках цепи, где для них есть «удобная» последовательность.

Так, например, в ДНК есть определенные участки, которые особенно охотно сворачиваются в зигзаг. Это места, где чередуются пары Г-Ц: после левого поворота в них каждый второй нуклеотид принимает «неправильную» форму, отсюда и ломаный профиль всей Z-формы. Это означает, что последовательности, склонные принимать Z-форму, можно найти прямо в тексте — если видите ГЦГЦГЦГЦГЦГЦ, то вряд ли прогадаете. Так в одной работе, например, насчитали 391 такой участок в человеческом геноме.

Места, в которых может образоваться тройная спираль, тоже можно узнать по характерной последовательности нуклеотидов. Третья цепь присоединяется либо по принципу комплементарности — то есть к паре Г-Ц добавляется еще один Г, образуя Г-Ц*Г — либо «к своему» — и получается Г*Г-Ц. Поэтому часто такая конструкция возникает в тех местах ДНК, где подряд идет несколько одинаковых (например, ГГГГГ) или химически близких (АГГААГ) нуклеотидов и где они образуют палиндромные (зеркальные) повторы.

Точно также по тексту ДНК можно предсказать и появление квадруплексов. По результатам только одного секвенирования (собственно, прямого перевода ДНК в буквы), в геноме человека их нашлось более 700 тысяч. Не все они, вероятно, встречаются in vivo — для этого соответствующем нитям ДНК нужно оказаться рядом в одной точке сложно устроенного клеточного ядра — однако это может означать, что четырехспиральным структурам отведена какая-то специфическая роль в жизни клетки.

Далеко не всегда образование альтернативных форм ДНК идет клетке на пользу: большинство из них куда менее прочны, чем обычная В-ДНК, и гораздо чаще рвутся. Поэтому последовательности, которые склонны образовывать не-В формы, становятся участками генетической нестабильности и повышенного мутагенеза. Одни исследователи видят в этом двигатель эволюции — если такие участки появляются в генах, связанных с развитием организма. Другие же винят альтернативные формы ДНК во всех видах болезней, связанных со случайными мутациями и перестановками в геноме — от опухолей до шизофрении и аутизма.

Получается, что ДНК содержит не только информацию о строении клеточных белков и РНК, но и о том, какие формы эта информация может принимать, помимо Уотсон-Криковского стандарта. А уже от этих форм, в свою очередь, зависит то, что с этой информацией произойдет: сможет ли клетка ее реализовать или ген, будет вечно молчать, а то и вовсе сломается, породив какие-то дополнительные мутации.

Вероятно, мы научимся однажды вмешиваться в этот процесс — можно было бы, например, построить цепь нуклеотидов, которая имитировала бы третью цепь в спирали и «подсунуть» ее в нужное время в нужном месте, чтобы заблокировать работу какого-нибудь нежелательного гена в клетке. Были даже более смелые предложения — использовать тройную спираль для прицельного редактирования генома: ввести в клетку нуклеотид, который сможет образовать с целевым участком ДНК тройную спираль и побудить систему репарации заменить этот участок на «здоровый» вариант с другой хромосомы.

А пока мы этому только учимся, остается признать структуру ДНК еще одним видом информации — помимо генетической (нуклеотидного «текста») и эпигенетической (доступности генов для считывания) — который несет в себе наш геном. И нам еще предстоит научиться с ним работать, влияя через форму на содержание, или наоборот.

Читайте также  Фото неба ночью
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector