25.04- Световен Ден на ДНК

Ежегодно на 25-ти април се чества международният ден на ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина). През 1953 г. именно на този ден Джеймс Уотсън, Франсис Крик, Морис Уилкинс, Розалинд Франклин и колегите им публикуват статии в списанието Nature за структурата на ДНК. Друго значимо за генетиката и биологията като цяло събитие е обявяването почти финалното завършване на проекта „Човешки геном” на 25-ти април 2003 г.

Целта на националния ден на ДНК е да предостави възможност на обществото да се запознае с най-новите постижения в областта на геномните изследвания и да разбере значението и приложението им.

ДНК структура според Уотсън и Крик

Откритието на двойната ДНК спирала от Джеймс Уотсън и Франсис Крик през 1953 г. бележи изключителна стъпка в историята на науката, поражда съвременната молекулярна биология, която до голяма степен се занимава с разбирането как гените контролират химичните процеси в клетките и дава новаторски прозрения за генетичния код и синтеза на белтъци. През 70-те и 80-те години на миналия век работата на двамата учени спомага за създаване на нови и мощни научни техники, по-специално рекомбинантни ДНК, генно инженерство, вискоскоростно генетично секвениране и моноклонални антитела, техники, върху които се основава днешната многомилиардна биотехнологична индустрия. Големият напредък в науката, а именно – генетичните отпечатъци и съвременната криминалистика, картографирането на човешкия геном и прилагането на генна терапия, са вдъхновени от откритието на Уотсън и Крик.

В началото на 50-те години редица изследователи дефинират термина „ген“ като най-малката единица генетична информация, но все още не знаят как в действителност изглежда генът структурно и химически или как се копира с много малко грешки и висока прецизност и се предава от поколение на поколение. През 1944 г. Осуалд ​​Ейвъри показва, че ДНК е носител на наследствена информация при пневмококови бактерии. Въпреки това много учени продължават да вярват, че ДНК има структура, която е твърде универсална и проста за съхраняване на генетична информация за получаване на сложни живи организми. Според тях генетичният материал трябва да е изграден от белтъци – много по-разнообразни и сложни молекули, за които е известно, че изпълняват множество биологични функции в клетката.

Крик и Уотсън се заемат с тежката интелектуална задача да се потопят във всички области на науката: генетика, биохимия, химия, физична химия и рентгенова кристалография. Те внимателно анализират експерименталните резултати на редица други учени, като се възползват от допълнителните си заложби във физиката и рентгеновата кристалография (Крик) и вирусната и бактериалната генетика (Уотсън).  Двамата показват, че ДНК има достатъчно сложна и все пак елегантно проста структура, за да бъде молекула – носител на живота.

На 25 април 1953 г. Уотсън и Крик публикуват своите констатации в една страница в британското научно списание Nuture със заглавие „Структура на дезоксирибонуклеиновата киселина” и схематичен чертеж на двойната спирала от Одиле (съпругата на Крик). На първо място сред новите характеристики те описват сдвояването на двете ДНК вериги: A = T (аденин с тимин) и C = G (гуанин с цитозин). Правилото за сдвояване веднага предлага механизъм за копиране на ДНК и предаване в потомството: при последователността на базите в една верига тази на другата се определя автоматично, което означава, че когато двете вериги се разделят, всяка от тях служи като шаблон за синтез на нова ДНК верига. Уотсън и Крик развиват тези свои идеи за предаване на ДНК последователността в поколението (генетична репликация) във втора статия в Nature, публикувана на 30 май 1953 г.

Проект „Човешки геном”

Проектът „Човешки геном” е международен научноизследователски проект с цел определяне последователността от нуклеотидни базови двойки, които съставляват човешката ДНК и идентифициране и картографиране на всички гени на човешкия геном – както физически, така и от функционална гледна точка. Проектът за човешкия геном е обществено финансиран проект, иницииран през 1990 г. и планиран да се осъществи в рамките на 15 години. До днешен ден той остава най-големият в света съвместен биологичен проект. След като идеята е възприета през 1984 г. от правителството на САЩ, започва самото планиране, а проектът стартира официално през 1990 г. Обявен е за почти завършен именно на 25-ти април 2003 г. и е финиширан успешно на 14 април 2003 г. Финансирането идва от американското правителство чрез Националния институт по здравеопазване, както и от много организации от цял свят, включително двадесет университета и изследователски центрове в САЩ, Великобритания, Япония, Франция, Германия и Китай. Проектът не успява да подреди цялата ДНК, намираща се в човешките клетки. Той секвенира само 92% от последователността, която го съставя. Понастоящем продължават да се извършват допълнителни анализи.

 

Автор: Славяна Янева (Молекулярен биолог-генетик към NutriGen )