Учёные рассказали 10 фактов о ДНК: от вирусов внутри нас до генов, управляющих болью

Специалисты Пермского политехнического университета поделились самыми интересными фактами о дезоксирибонуклеиновой кислоте, которая хранится в почти каждой клетке нашего организма.

Вирусы внутри нас

Более половины нашей ДНК состоит из остатков древних вирусов. Они попали туда миллионы лет назад, когда наши предки заразились ретровирусами, и те случайно встроили свою генетическую информацию в ДНК половых клеток. Со временем большинство вирусных копий утратили способность к размножению и теперь просто «спят». Более того, они даже полезны: некоторые кодируют белки, которые тренируют иммунную систему, другие участвуют в формировании плаценты или работают как регуляторы, включая и выключая наши собственные гены.

ДНК длиной до Плутона

Если взять всю ДНК из триллионов клеток одного человека и вытянуть в одну нить, ее длина составит около 10 миллиардов километров — это в два раза больше расстояния от Солнца до Плутона. При этом общий объем ДНК всех жителей Земли уместился бы в чайной ложке. Такая плотная упаковка возможна благодаря тому, что молекула наматывается на специальные белки, затем скручивается, петляет и компактно укладывается в ядре клетки.

Гены бананов и дрожжей

Наши гены совпадают с ДНК грибов, червей и дрожжей на 30–40%, а с бананами — на 40–75%. Это объясняется тем, что все живые организмы произошли от одного общего одноклеточного предка. Гены, отвечающие за базовые процессы — получение энергии, деление клеток, синтез белков — природа не меняет миллиарды лет, потому что они уже оптимальны.

Рыжие чувствуют боль острее

Ген, который дарит человеку рыжие волосы, также влияет на восприятие боли. Из-за мутации у рыжих людей «сломан» рецептор, участвующий в системе естественного обезболивания. В результате их мозг получает болевые сигналы почти без фильтрации. Поэтому рыжим часто требуется больше анестезии во время стоматологических и хирургических процедур.

Исчезновение мужчин не грозит

Y-хромосома действительно постепенно теряет свои гены. За сотни миллионов лет она лишилась около 90% изначального материала — сейчас на ней осталось всего около 50–60 генов (для сравнения: на X-хромосоме их примерно 1500). Однако это не значит, что мужчины исчезнут. У некоторых видов грызунов Y-хромосома пропала полностью, но самцы продолжают рождаться — функцию «включения» мужского пола взял на себя другой ген.

Депрессия укорачивает хромосомы

Длительный стресс, тревога и депрессия ускоряют старение на клеточном уровне. Когда человек испытывает стресс, его клетки начинают делиться чаще, восстанавливая повреждения, из-за чего защитные колпачки на концах хромосом — теломеры — укорачиваются быстрее. Хорошая новость: снижение уровня стресса, спорт, медитация и полноценный сон помогают замедлить этот процесс.

ДНК меняется после обеда

После обильной жирной или сладкой пищи белки в клетках перемещаются к определенным генам и прилипают к ним, заставляя работать активнее. Через несколько часов они возвращаются на место. Но если переедать постоянно, изменения могут закрепиться и привести к диабету или ожирению.

Диагностика рака с помощью ДНК-компьютеров

В будущем врачи смогут использовать ДНК-компьютеры для диагностики и лечения рака. Устройства, помещенные внутрь клеток с помощью наночастиц, будут анализировать состояние организма, обнаруживать маркеры заболеваний и на месте решать, нужно ли выпускать лекарство. Главное преимущество — одна пробирка с ДНК может выполнять миллиарды операций одновременно.