Ковид, ДНК, РНК и 70-процентный спирт

Строчки кода внутри нашего тела: Как ДНК и РНК определяют всё в нашей жизни.

ДНК — всё ещё главный программный код для каждого живого организма на Земле. Вирусы не в счёт — мы до сих пор не знаем, можно назвать их живыми или нет.

Жить с этой информацией после 2020 года трудно, но придётся. А ещё придётся смириться с тем, что в ДНК нашего вида, Homo sapiens, лишь 23 000 генов. У дождевого червя — всего на три тысячи меньше.

Что такое ДНК и за что она отвечает.

В 1869 году в Швейцарии учёный Фридрих Мишер открыл новое вещество и назвал его «нуклеин». Потом Мишер выяснил, что новое вещество — это кислота, что и отразил в названии.

Следующие 90 с чем-то лет ДНК считали всего лишь «контейнером», в котором хранится фосфор. С начала XX века учёные начали постепенно выяснять, как нуклеиновая кислота устроена, из чего состоит и что делает.

Открыли правила Чаргаффа: ДНК сделана из аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г) и цитозина (Ц) и количество аденина всегда равно количеству тимина. То же самое с гуанином и цитозином. А = Т и Г = Ц — эту формулу знают все, кто планирует сдавать ЕГЭ по биологии.

Окончательно структуру, внешний вид и назначение ДНК выяснили только в 1953 году.

ДНК — это огромная молекула, которая состоит из двух переплетённых между собой цепочек молекул поменьше. Те повторяются в определённой последовательности, и на основе этого шифра организм создаёт себе «дочерний».

Молекулы-основания, из которых составлены цепочки, — это и есть аденин, тимин, гуанин и цитозин. Именно благодаря их комбинациям ДНК становится архивом, содержащим всю информацию, на основе которой ваш организм живёт и развивается.

По коду из ДНК синтезируется белок и буквально ведётся постройка организма. ДНК передали вам родители, и так было с каждым живым существом на Земле. Вирусы не в счёт.

Что такое РНК и какова её функция.

Сейчас речь об РНК. Дело в том, что нуклеин, открытый Мишером, содержал в себе спайку ДНК и РНК. Американцы в 1950-х исследовали именно дезоксирибонуклеиновую, а вот вопросами простой рибонуклеиновой кислоты занимались наши соотечественники. Андрей Белозерский и Александр Спирин открыли матричную РНК в 1956 году. И это был всего лишь один из множества видов этой молекулы.

ДНК и РНК чем-то похожи, но и различия есть существенные. РНК тоже состоит из спаек молекул, но в её случае это аденин, цитозин, гуанин и урацил. А ещё в составе РНК одна цепочка, а не две.

Таким образом, ДНК представляет собой закрытую капсулу с информацией, а РНК — это активный агент, который может открыть капсулу и потом использовать её содержимое в своих целях.

Именно РНК строит организм по чертежам, зашифрованным в ДНК. Ну или по коду, который при помощи ДНК архивирован. Метафоры разные — суть одна. Самое главное, именно РНК отвечает на вопрос: «Почему у человека и червя примерно равное количество генов?»

ДНК и РНК — кто главнее?

В последнее время в микробиологии назревает большая смена парадигмы. Десятилетиями генетики считали, что главной молекулой в живом организме является ДНК.

Ведь она выглядит более развитой, чем РНК, у неё две цепочки, в ней хранятся гены, её проще понять...

Но потом люди стали расшифровывать геномы и выяснилось, что количество генов у многих организмов примерно одинаковое.
ДНК остаётся главной «библиотекой», которая содержит все данные для постройки организма.

Но без РНК эти данные просто бесполезны.
РНК — это главный интерпретатор ДНК, а в исключительных случаях она может выступить даже в роли редактора.

С 2020 года мы наблюдаем революцию в сфере изучения РНК. Всего за пять лет мы успели открыть множество её видов и понять, как именно рибонуклеиновая кислота помогает строить жизнь в отдельно взятом организме. И вот что удалось узнать.

РНК включает и выключает гены в ДНК тогда, когда этого требуют обстоятельства. Простейший пример — муравьи. И рабочие, и солдаты — это бесплодные самки, и именно РНК позволяет их организмам выключать способность к размножению и включать ген мощных жвал, если это солдаты.

РНК может редактировать ДНК. Для этого она встраивает саму себя в одну из транспозон на «теле» ДНК. Раньше транспозоны считались «мусорными» участками, а теперь мы понимаем, что это скорее «плацдарм» для РНК.

А ещё — именно эти «мусорные» участки критичны для иммунитета и памяти.

РНК может сама создавать белки!
То есть производить их по своей собственной информации из своих собственных частей.

Раньше все думали, что для создания белков требуется взаимодействие ДНК и РНК, но рибонуклеиновая кислота оказалась самостоятельной.
Именно РНК и обеспечивает отличия человека от червя. У человека набор РНК-инструментов гораздо больше, мощнее и разнообразнее.

Каким образом учёные открыли функции РНК.

Если бы не коронавирус, мы бы не знали большой части той информации об РНК, которая нам теперь доступна. Зато именно эта информация позволила нам выжить.

SARS-CoV-2, возбудитель болезни, — это РНК-содержащий вирус. Следовательно, для создания вакцины надо было плотно взаимодействовать именно с рибонуклеиновой кислотой.

Выделять таковую из вируса, ставить на ней опыты, заставлять её делать то, что нужно для борьбы с вирусом, а не наоборот. В процессе учёные узнали много новой информации.

И самое главное, у коронавируса просто нет ДНК!
Он существует и размножается исключительно с помощью РНК.

Удивительный мир вирусов. Они живые или нет?

Вирусы можно считать протожизнью. Есть несколько критериев, по которым что-то признаётся полноценно живым.

Это наличие генетического материала, эволюция, способность к размножению, обмен веществ, клетки (хотя бы одна) и самостоятельность. Вирусы соответствуют этим критериям только наполовину.

У них есть генетический материал, они эволюционируют (быстро) и размножаются. Но условный ковид не имеет метаболизма и своих клеток, а без чужих клеток не может жить и размножаться.

По сути, вирусы просто паразитируют на клеточных организмах с целью размножения. А ещё — они делятся на два типа. Первый тип содержит в себе только ДНК, второй — только РНК. Внутри вирусов ДНК и РНК вместе не живут, только внутри клеток.

Как назло, почти все вирусы, которые вызывали эпидемии среди людей, содержат РНК.

Полиомиелит, ВИЧ, коронавирус... Зато ДНК есть у вирусов-бактериофагов.
Это такие, которые нападают только на бактерии. Иногда их используют, чтобы лечить бактериальные инфекции.

Помните: избавиться от вирусов помогает только 70-процентный спирт, неважно какой, но категорически нельзя выбирать для дезинфекции метанол!

via