Генетические тесты

Из чего состоит геном человека?

Из чего состоит геном человека?

Генетика — сложная наука, но в то же время информация и рассуждения о генах и наследственности окружают нас со всех сторон. Причем звучат они не только от специалистов. Друзья делают генетические тесты, родственники говорят, что у вас могут быть наследственные проблемы со здоровьем, а в новостях пишут о том, что в будущем станет возможно «проектировать» детей на генетическом уровне.

В этой статье расскажем, как обстоят дела на самом деле.

Содержание

Что такое геном?

Геном — это совокупность всего генетического материала, который находится в клетке человеческого организма и определяет его характеристики.

Каждый геном уникален. Именно он определяет, как будет развиваться тело человека, как он будет расти, какая у него будет внешность и как она будет меняться с возрастом.

В геноме также заложено то, как будут работать клетки, ткани и органы тела.

Разберем, из чего состоит геном и как он «хранится» в клетках.

Хромосомы и ДНК

Почти во всех клетках нашего тела есть ядра. Их можно сравнить с «командным центром», который дает клеткам указания расти, делиться или умирать.

Именно в ядре находятся хромосомы. Это структуры, в которых сосредоточена большая часть генетической информации. Каждая хромосома представляет собой одну плотно «упакованную» длинную нить ДНК.

В каждой нормальной клетке человека 23 пары хромосом, то есть всего их 46.

Исключение составляют «родительские» клетки — сперматозоид и яйцеклетка. В каждой из них находится половинный набор хромосом, то есть 23 штуки.

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) — это длинная молекула, которую принято называть «двойной спиралью». Она хранит биологическую информацию, которая «записана» в виде генетического кода.

ДНК — это длинная нить, построенная из нуклеотидов. Гены — отрезки этой нити.

Нуклеотиды и гены

Информация в ДНК записана в виде кода, состоящего из четырех азотистых оснований:

  • аденин,
  • гуанин,
  • цитозин,
  • тимин.

Основания одной цепи соединяются с основаниями другой цепи парами (аденин с тимином, цитозин с гуанином). Каждое основание присоединяется к молекуле сахара и молекуле фосфата — вся эта конструкция называется нуклеотидом.

Посмотрите еще раз на двойную спираль ДНК: ее горизонтальные «ступени» — это и есть пары оснований, а вертикальные боковые части — сахара и фосфаты.

Теперь, когда мы поняли, как устроена двойная цепочка ДНК, настало время поговорить о генах. Ген — это основная «единица» наследственной информации, и он представляет собой «кусочек» ДНК, то есть некоторое количество нуклеотидов.

Что «записано» в генах и как их прочитать?

У каждого человека есть две копии большинства генов — по одной от отца и от матери. Большинство генов одинаковы для всех людей, но малая часть (около 1%) немного отличаются от человека к человеку.

Именно этот 1% генов отвечает за уникальные физические особенности каждого из нас.

Ученым известно, что каждый человек обладает 20—25 тысячами генов. В части генов в виде кода записаны «рецепты» изготовления белков. Именно белки выполняют основные функции для поддержания жизнедеятельности организма: они отвечают за пищеварение, кровообращение, иммунитет, передачу информации между клетками.

Чтобы изготовить белки по записанному в генах коду, специальные соединения — ферменты — «читают» и копируют этот код. В результате получаются длинные одноцепочечные молекулы — РНК (рибонуклеиновые кислоты), но это еще не белок.

РНК лишь несут в себе информацию о первичной структуре белка, поэтому их называют матричными (сокращенно — мРНК). Эти молекулы покидают ядро клетки и ​​перемещаются в ее цитоплазму. Там специальные органы — рибосомы — считывают код мРНК и изготавливают по этому «рецепту» белок.

Что такое «мусорная ДНК»

Лишь около 1% ДНК составляют гены, которые кодируют белки.

Считается, что остальные 98—99% ДНК не несут в себе подобной информации. Поэтому долгое время эту часть ДНК считали бесполезной — отсюда и ее название, «мусорная ДНК».

Однако сейчас известно, что на самом деле она выполняет ряд важных функций. В частности, может «включать» и «выключать» гены, регулируя их активность и, как следствие, выработку белков.

Некоторые участки некодирующей ДНК необходимы для нормального процесса синтеза белков, кроме того, она служит для защиты хромосом — специальные сегменты некодирующей ДНК (теломеры) «закрывают» концы хромосом и предохраняют от разрушения при делении клетки.

Чем геном отличается от генотипа

И геном, и генотип — это совокупность генов организма. Изначально отличие заключалось в масштабе.

Генотип — это совокупность генов одного человека. От генотипа зависят внешние черты — рост, цвет кожи, глаз, тип волос и так далее. Внешние признаки, закодированные в генотипе, называются фенотипом.

Геном — это совокупность всей генетической информации отдельного человека, включая некодирующую и митохондриальную ДНК. Так как отличия между геномами представителей одного и того же вида незначительны, можно также сказать, что

генотип характеризует одну особь, а геном — вид.

Чем геномика отличается от генетики

Изучением ДНК, нуклеотидов и в целом работы генов занимаются геномика и генетика.

Генетика — это наука, которая изучает гены и их вариации, а также процессы наследования генов и изменчивость признаков человека.

Другими словами, генетики изучают, как определенные черты и свойства организма (в том числе и наследственные заболевания) передаются из поколения в поколение, а также как работа разных генов влияет на организм.

Геномика — это более новый термин. Геномика исследует геном, то есть всю совокупность генов организма, в том числе их взаимодействие как друг с другом, так и с окружающей средой.

Геномика включает в себя и изучение заболеваний, но не сугубо генетических, а таких, которые вызываются комбинацией генетических факторов и факторов окружающей среды, например, болезней сердца, астмы, диабета, рака.

Геномика предлагает новые возможности терапии и лечения некоторых сложных заболеваний, а также новые методы диагностики.

Что показывают генетические тесты

Сегодня исследовать свою ДНК очень просто — для этого нужно всего лишь сдать кровь или слюну на генетическое исследование. Но генетические тесты бывают разные.

  • Стандартное диагностическое тестирование — используется для подтверждения или исключения определенного генетического заболевания;
  • Тест на наличие наследственных заболеваний — проводят до или во время беременности, чтобы определить риск их появления у ребенка;
  • Генетический скрининг новорожденных — стандартная процедура, которая проводится для выявления ряда наследственных заболеваний;
  • Прогностическое генетическое тестирование — позволяет оценить предрасположенность к развитию ряда заболеваний (например, рака молочной железы) в более позднем возрасте;
  • фармакогенетическое тестирование — показывает, может ли генетика человека влиять на его реакцию на лекарства.

Но и это лишь часть возможностей. Так, с помощью генетического теста можно получить более разнообразную информацию.

Генетический тест Атлас позволяет не только узнать о рисках развития ряда заболеваний, но и, например, получить информацию предрасположенности к непереносимости продуктов, вероятности получения спортивных травм. Кроме того, с помощью теста можно узнать о других генетически обусловленных особенностях организма, выяснить, к каким популяциям относились ваши предки и даже найти дальних родственников.

Проект «Геном человека»

Проект«Геном человека» — самый масштабный международный проект по изучению человеческого генома. Он стартовал в 1990 году и формально был завершен в 2003 году. Фактически цели проекта были выполнены только в 2022 году.

Главная цель проекта — полная расшифровка человеческого генома — определение последовательности пар оснований, которые составляют ДНК, а также выявление всех генов и определение их функций.

К 2003 году ученые смогли «прочитать» 92% «букв» в ДНК. Тогда пробелы не считались важными. Оставшиеся 151 миллион пар оснований (примерно 8% генома) относились к «мусорной» ДНК.

Однако за прошедшие годы ученые, используя новейшие технологии, смогли прочитать геном до конца. Оказалось, что остававшиеся непрочитанными 8% генома несут в себе важную информацию, благодаря которой исследователи смогут по-новому интерпретировать полученные ранее данные.

Статьи о генетике в блоге Атласа:
Яна Хлюстова
Яна Хлюстова Научный журналист

Рекомендуемые статьи

Избранные темы

Здоровье
125 статей
Генетика
98 статей
Образ жизни
82 статей
Микробиота
63 статей
Питание
56 статей
Гайды
34 статей
Новости
16 статей
Отзывы
6 статей
Курсы
3 статей
Онкология
Онкология
32 статей
Пищеварение
Пищеварение
19 статей