Международный день ДНК: открытие, изменившее мир

Прошло 67 лет со дня открытия структуры ДНК. В этой молекуле закодирована вся информация о нашем организме, внешности и даже характере. Только представьте: ДНК одной клетки хранит около 1,5 гигабайта информации, а в нашем организме таких клеток около 40 триллионов. Молекула ДНК настолько уникальна, что шанс рождения другого человека с такой же – примерно один на несколько секстиллионов человек.

Международный День ДНК установлен в честь выхода 25 апреля 1953 года журнала Nature, в котором была опубликована статья под названием «Молекулярная структура нуклеиновых кислот» авторства двух ученых из Кембриджа – англичанина Фрэнсиса Крика и американца Джеймса Уотсона. Материал был посвящен открытию ими двойной спирали дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в составе гена.

Расшифровка структуры ДНК стала одним из поворотных моментов в истории медицины. За выдающийся вклад в это открытие Фрэнсису Крику, Джеймсу Уотсону и Морису Уилкинсу в 1962 году была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.

Открытие двухспиральной структуры ДНК

Еще в 50-х годах ХХ века ученые знали, что ДНК состоит из тысяч нуклеотидов четырех различных видов, соединенных между собой в определенной последовательности. Также им было известно, что именно ДНК отвечает за хранение и передачу по наследству генетической информации. Неизвестными оставались пространственная структура этой молекулы и механизмы, по которым ДНК передается по наследству от клетки к клетке и от организма к организму.

Открытие двухспиральной структуры произошло после того, как Морис Уилкинс тайно показал Уотсону и Крику рентгеновский снимок молекулы ДНК, сделанный его сотрудницей Розалинд Франклин. Именно ее снимки сыграли решающую роль в открытии Уотсона и Крика, хотя сама она отрицала гипотезу о спиральном строении ДНК. До момента получения Уилкинсом, Уотсоном и Криком премии Розалинд не дожила, скончашись от рака в 1958 году. Используя рентгенограммы Розалинд Франклин и Мориса Уилкинса, Уотсон и Крик построили двухспиральную модель ДНК.

Очевидно, что находка ученых произвела революцию в мире науки и повлекла за собой целый ряд новых открытий.  В 70-х годах появились еще два важных метода, основанных на открытии Уотсона и Крика – секвенирование и получение рекомбинатных ДНК. Секвенирование позволяет установить последовательность нуклеотидов в ДНК. Именно на этом методе базируется программа расшифровки генома человека. Метод рекомбинантных ДНК (молекулярное клонирование) представляет собой совокупность экспериментальных процедур, позволяющих осуществить перенос ДНК из одной клетки в другую.

Полимеразная цепная реакция

Следующим важным шагом науки стало открытие в 80-х годах полимеразной цепной реакции (ПЦР). Эта технология используется для быстрого «копирования» определенного фрагмента ДНК и сегодня нашла применение в медицине. С помощью ПЦР проводят быструю и точную диагностику наследственных и инфекционных заболеваний, наличия в организме вирусов и бактерий (туберкулез, гепатиты, ВИЧ), а также судебно-медицинскую экспертизу и идентификацию личности.

Скульптура спирали ДНК

Алюминиевая скульптура спирали ДНК расположена во дворе Клэр-колледжа Кембриджского университета и была подарена Джеймсом Уотсоном в память о совместном с Фрэнсисом Криком открытии структуры ДНК в 1953 году. Именно в Клэр-колледже Уотсон осуществлял свою научную деятельность во время великого открытия.