Уплътняване на ДНК
Какво е уплътняване на ДНК?
Човешката ДНК се състои от четиридесет и шест хромозоми и е дълга около два метра. Въпреки това, при този размер, той се побира в ядрото на клетката. Постигнатото ниво на уплътняване надхвърля 10 000 пъти. Процесът на завършване на ДНК се нарича компактизация. Взаимодействието на структурата на ДНК на различни нива на уплътняване влияе върху механизма на нейното функциониране. Биохимичните и физическите стойности на клетъчната среда имат решаващо влияние върху нивото и конфигурацията на уплътняването. На първо място по важност остава съвкупността от микрочастицата нуклеинова киселина и нейната структура.
Нива на компактизация
В резултат на научни изследвания са идентифицирани четири нива на уплътняване на ДНК. Молекулата на ДНК е лява спирала с диаметър 2 nm.
Първа стъпка: нуклеозомна фибрила. Електронен микроскоп показа наличието на особени перли върху хроматиновите нишки. Самият хроматин се нарича деспирализирана ДНК. Диаметърът на всяко зърно беше 10–9 m и съдържаше част от един и половина до двеста сдвоени нуклеотиди и осем хистонови молекули от различни типологии. Тази частица стана известна като нуклеозома. Централната (сърцевидна) част на нуклеозомата е представена от "мъниста", а линкерната част ги свързва в основната част на ДНК. Обединението на сърцевидната и линкерната област изразява пълнотата на нуклеозомата. Различните видове имат различни размери на цялата нуклеозома.
Трети етап: полагане на соленоиди в контури. Разчитайки на оста на рамката на хромозомата, соленоидните структури образуват бримки. Всяка бримка може да побере до деветдесет хиляди сдвоени нуклеотини. Нишките на нейния скелет са изградени от протеини. Учените ги нарекоха "нуклеонеми". Комбинацията от нуклеонеми и ламини в ядрото е фрагмент от ядрената матрица. Протеиновият слой (наричан още ламина) обгръща ядрото точно под двойната мембрана. Протеините се модифицират под въздействието на свойствата на физикохимичната среда на клетката и контролират проникването в порите на ядрото.
Четвърта стъпка: образуването на хромозоми. Как се случва това не е напълно изяснено. Едно е ясно: гените стават активни в резултат на сложна трансформация на пространствената структура на хромозомите. Влиянието на структурата на хроматина върху регулацията на гена е ясно видимо.
Обхват на използване
Образуваната ДНК суперспирала зависи от състоянието на биохимичния състав на клетъчната плазма. Тази пространствена структура влияе върху правилната работа на гена. Неговата правилна конструкция, безупречна комбинация с протеини позволява на гена да изпълнява по-пълно функциите си при прехвърляне на генетична информация към следващото поколение. Чрез регулиране на генната експресия клетките са в състояние да контролират своята структура и функция. Еволюционните промени в един ген могат да повлияят на функционалните способности на други гени и функционирането на целия организъм.
Модерно приложение
ДНК тестовете стават все по-разпространени. Всеки може да дари свой биоматериал и да получи пълна информация за неговъпроси, които го интересуват. При обработката на теста можете да разберете:
- склонност на човек към всякакви заболявания,
– създаване на генетична карта на клиента, която показва генетични усложнения със здравето на индивида в бъдеще.
- да се установи възможността за предаване на част от наследствените заболявания на планираното потомство.
- установяване на бащинство, майчинство, родство.
- за диагностициране на пола на детето през първите седмици от бременността.
Прогноза за бъдещето
Нанотехнологиите навлизат бързо в живота ни. Бъдещият напредък в медицината ще се справи с лечението на рака, ще намери средства за борба с други болести, които днес са нелечими, и ще спре стареенето на човешкото тяло. Предвижда се, че ДНК анализът ще позволи да се диагностицират заболявания, произтичащи от
- метаболитно увреждане
- прекомерна употреба на алкохол или наркотици,
- отклонения в работата на сърдечно-съдовата система,
- непоносимост към определени лекарства от конкретен индивид,
- разпространението на злокачествен тумор.
Не го мислете специално
ДНК за защита на невинните. През 2013 г. в град Славутич жена написа декларация за акт на насилие, извършен от двама младежи. Медицинският преглед установил, че е бременна. Заподозрените са изпратени за ДНК експертиза. Анализът показа, че плодът няма семейни връзки с тези мъже. Момчетата бяха спасени от дванадесет години затвор чрез прост анализ.
Супер жена. Хана Керси от Англия има генетична патология: природата я е наградила с две функциониращи матки. През 2006 г. една жена роди три бебета, две бебета от една утроба и едно от втора утроба.
Лекарство срещу тялото. Сара Йерджин приема антибиотици, предписани от нейния лекар, в продължение на десет дни. След като завърши курса, тя откри, че кожата й започва да се отделя. На третия ден целият бизнес на жената беше окървавена рана. Лекарите спрели кървенето с изкуствена кожа. Сара се възстанови. Причина за инцидента: алергия към антибиотик.
Ще преодолеем стареенето. Момичето Брук Грийнбърт на седемнадесет години изглежда като бебе на дванадесет месеца. Генетици са открили дисфункция на гена на стареенето при момичето.