Усуканата история на ДНК - Джудит Хоук

Вижте пълния урок на: ed.ted.com http://ed.ted.com/lessons/the-twisting-tale-of-dna-judith-hauck

Какво е общото между човека, гъбата и слона? Много дълга и проста молекула с формата на двойна спирала, която ни прави по-близки и много по-различни от всяко друго живо същество. Но как една проста молекула определя формата и функцията на толкова много различни живи същества?

Урок от Джудит Хоук, анимация от Камерън Слейдън.

Гущери и скакалци, червеи и дини,

слонове и Ешерихия коли,

хора и гъби. Всички те са толкова различни
по форма и функции,

но удивително еднакви по начина на определяне на тяхната форма и функции.

Първо, всички тези организми са изградени от една или повече клетки

и всяка клетка на всяко живо същество на Земята

съдържа цялата необходима информация

за създаване, дублиране и образуване на вариации на самата себе си.

Тази информация се съхранява в много дълга,
но много проста

двойна молекула, наречена ДНК

или дезоксирибонуклеинова киселина.

ДНК-то на всеки жив организъм се състои от вериги от четири по-малки молекули,

наречен нуклеотиди. Определяща разликата между човека и гъбата

е последователността на тези нуклеотиди
в дългата верига на ДНК.

Четирите различни нуклеотидни части,
наречени бази,

са изградени от няколко атоми въглерод, кислород, водород, азот и фосфор,

като молекулите изглеждат така.

Всяка от тези четири бази е прикрепена
към идентична основна молекула,

захар, наречена дезоксирибоза
(буквата Д в ДНК), и фосфатна група.

Нека да опростим тези нуклеотиди
и да ги представим по този начин.

Така една последователност от нуклеотиди, свързани от общите им захари, ще изглежда така.

А молекулата на ДНК, в която се съхраняват
тези последователности, изглежда така.

Но как простата молекула диктува формата и функцията на милиони различни живи организми?

Можете да си представите ДНК
като голяма библиотека за информация,

информация, която се използва за създаването
на едно единствено нещо:

ръководене на изграждането
на различни белтъчни молекули.

Именно белтъците са тези, които изграждат клетките и поддържат тяхното функциониране,

изменение и възпроизводство.
Именно тук идва ред на познатата ни дума "ген".

Ако вашата ДНК е информационна библиотека, генът е книга в библиотеката.

Генът е сегмент от молекулата на ДНК.

Да кажем, че тялото ви се нуждае от определен белтък, например инсулин.

За да го получите, някои от вашите клетки изпращат белтъчен сигнал по кръвта

към клетките в панкреаса,
където се произвежда инсулинът.

Този сигнален белтък казва на другите белтъци
в ядрата на клетките

да отворят част от двойната спирала на ДНК,
гена за инсулин,

и да започнат да произвеждат инсулинови белтъци.

След като бъде произведен достатъчно инсулин,

чрез друг сигнален белтък се нарежда на клетките на панкреаса да спрат да произвеждат инсулин.

Все едно намирате книга
в библиотека на ДНК за инсулин,

а след като сте готови, я връщате обратно.

В ДНК има гени за видими и невидими неща,
които формират тялото ви,

като гени за цвят на очите, белтъчни пигменти,
за цвета на кожата,

за цвета на косата, за спиране и начало на костния растеж,

за вашата кръвна група, за броя на пръстите, ръцете и краката ви,

за белтъците, които влияят на продължителността на живота ви.

Вашето ДНК вероятно съдържа
между 25 000 и 40 000 гени,

докато ДНК-то на червея, растението или плодовата мушица

съдържа между 12 000 и 20 000 гена.

Някои от тези гени имат доста по-различни последователности на нуклеотиди от вашите,

докато други са подобни на вашите.

Въпреки че това се случва рядко,

нашите нуклеотидни последователности
може да се променят

в резултат на спонтанна или екологична вреда,

която може да премахне или измести позицията на даден нуклеотид.

Това променя участващия ген и може на свой ред да промени белтъка.

Повечето от тези промени, наречени мутации,

имат минимален ефект върху организма
или неговото потомство.

някои нанасят умерени вреди,

а единици може да повишат приспособимостта на организма към обкръжаващата го среда.

Тези малки промени в последователностите на гените на ДНК, случващи се в продължение
на милиони години,

създават различията сред живите организми - от гущерите до скакалците,

червеите до дините, слоновете до Ешерехия коли и от човека до гъбата.