DNS dekodēšana

DNS (dezoksiribonukleīnskābe) - sava veida dzīvības zīmējums, komplekss kods, kas satur datus par iedzimto informāciju. Šī kompleksa makromolekula spēj uzglabāt un pārraidīt iedzimto ģenētisko informāciju no paaudzes paaudzē.

DNS nosaka tādas dzīvās dabas īpašības kā iedzimtību un mainīgumu. Tajā kodētā informācija nosaka visu dzīvo organismu attīstības programmu. Ģenētiski predetermēti faktori nosaka visu cilvēka dzīves gaitu. Ārstu iejaukšanās vai dabas ietekme uz vidi var tikai nedaudz ietekmēt atsevišķu ģenētisko pazīmju kopējo smagumu vai ietekmēt plānoto procesu attīstību.

DNS, kuras kods ir ne tikai zinātnisks, bet arī praktiska vērtība, ārstiem ļauj novērst slimības, kuras personai ir predispozīcija pēc dzimšanas. Zinot pacienta genoma struktūras īpatnības, ārsts spēj prognozēt ķermeņa reakciju uz ārējās vides iedarbību, prognozēt slimības iznākumu un konkrētu zāļu lietošanas efektivitāti utt.

Nukleīnskābes molekulas, kas saistītas noteiktā secībā, kontrolē visus proteīna sintēzes procesus un fermentus, kas kontrolē enerģijas un vielu apmaiņu cilvēka ķermenī. Olbaltumvielu struktūru un to funkcijas nosaka to sastāvā esošās aminoskābes. Svarīga loma ir šo aminoskābju novietojuma secībai olbaltumvielu molekulā.

Ja tiek ņemti vērā dziļi DNS slāņi, to sastāvu nosaka četru veidu nukleotīdi: timidil (T), adenils (A), guanils (G) un citidils (C). Pati makromolekula ar hromosomu segumu sasniedz 1 metru garumu. Tās biezums šajā gadījumā ir tikai viens nanometrs (viens miljards daļa no metra).

DNS formula ir tāda, ka ķēde ir nukleotīdu alfabētiskā secība. Piemēram, tas var izskatīties šādi: AGTCATGCCAG.

DNS jau desmitiem gadu ir pētījis zinātnieki. Fakts, ka gēni ir atsevišķas dezoksiribonukleīnskābes molekulu daļas, tika izveidots jau 20. gadsimta vidū. Tajā pašā laikā zinātnieki bija pārliecināti, ka šīs molekulu daļas ir atbildīgas par olbaltumvielu struktūru.

Pamatojoties uz to, tika atklāta savstarpēja atkarība starp DNS molekulu sekciju ķīmisko struktūru un pašām olbaltumvielu molekulām. Šīs atkarības būtība ir tāda, ka DNS izvietojumu secība olbaltumēs atbilst DNS (nukleotīdu) struktūras vienību secībai gēnā.

Atklāšana bija revolucionāra, lai izprastu DNS pamata būtību. Ģenētiskā koda atšifrēšana ļāva zinātniekiem tuvināties cilvēka iedzimtas informācijas galvenajiem noslēpumiem.

Cilvēka ģenētiskais kods ir rakstīts kā noteikta nukleotīdu secība galvenajā informācijas nesējā - DNS. Šīs makromolekulas struktūras atšifrēšana 1953. gadā bija ļoti svarīgs pavērsiens mikrobioloģijas vēsturē. Pateicoties šim atklājumam, J. Watson, F. Crick un M. Wilkins saņēma Nobela prēmiju.

DNS dekodēšana aizņem ļoti ilgu laiku. Tas izskaidrojams ar to, ka viena dezoksiribonukleīnskābes molekula satur milzīgu informācijas daudzumu, kas šifrēts ar sarežģītu kodu. Vienas šūnas kodolā ir tik daudz informācijas, kas varētu aizpildīt miljonu zinātniskās enciklopēdijas lappušu.

Pirmo reizi cilvēka genoms tika lasīts tā sauktajā versijas versijā 2001. gadā, lai gan projekts tika pabeigts vēl divus papildu gadus. Projektam tika iztērēti 300 miljoni dolāru, tajā piedalījās vairākas zinātniskās organizācijas.

Pilns genoma ieraksts tika veikts 2007. gadā. Projekta budžets jau bija 1 miljons dolāru.

Šodien procedūra, ko sauc par "cilvēka hromosomu DNS dekodēšanu", tiek veikta vienā vienībā, un tās izmaksas ir samazinājušās līdz rekordaugstam visai iepriekšējai vēsturei. Tas ir vienāds ar 50 tūkstošiem dolāru.