Znanstveniki so odkrili strukturo DNK. Odkritje DNK. Nobelova nagrada se ne podeljuje posthumno

Iz zgodovine odkritja strukture DNK

Leta 1910 je postalo jasno, da se geni nahajajo na kromosomih. Vendar ni bilo jasno, iz katerega materiala so geni narejeni - iz beljakovin ali nukleinske kisline.

Leta 1928 je F. Griffith začel proučevati vlogo nukleinske kisline v življenju celice v poskusih na pnevmokokih.

Obstajata dve vrsti pnevmokokov. V enem je par bakterijskih celic obdan s kapsulo. Druga vrsta celic je brez kapsule. Kapsula ščiti mikrobe pred fagocitozo. Če jih vbrizgate v miši, poginejo. Pnevmokok brez kapsule ne okuži miši in ne povzroča pljučnice.

Izkušnje. Miši smo okužili z mešanico živih pnevmokoknih celic brez kapsul in mrtvih pnevmokokov s kapsulami.

Pričakovali so, da bodo miši ostale zdrave. Vendar so umrli zaradi pljučnice. Žive bakterije, izolirane iz miši, so imele kapsule. To je pojav celične transformacije.

Izkušnje. Mikrobiologi so domnevali, da lahko nekatere snovi iz mrtvih pnevmokokov povzročijo, da žive celice tvorijo kapsule. To so pokazali s poskusi.

S kapsulami smo uničili pnevmokoke, jih zmleli in iz teh uničenih celic pripravili raztopino - to je izvleček. V gojišče smo dodali izvleček odmrlih celic s kapsulami, nato pa še žive pnevmokoke brez kapsul.

Rezultat: Nekatere celice brez kapsul se spremenijo v celice s kapsulami; njihovi potomci so imeli tudi kapsule in so, če so jih dajali mišim, povzročali pljučnico.

Izkazalo se je, da so se celice brez kapsul spremenile – začele so imeti kapsule in povzročile pljučnico. Pomembno je, da so tudi njihovi potomci tvorili kapsule in povzročali pljučnico.

Zaključek: 1) znaki pnevmokokov so se spremenili, 2) to je najverjetneje posledica dejstva, da je katera sestavina izvlečka ali le-ta postala del pnevmokoka.

Poskuse F. Griffitha so nadaljevali ameriški znanstveniki – mikrobiolog

OD. Avery (1877-1955) in njegovo osebje.

Spraševali so se: katera snov povzroči pretvorbo enega seva pnevmokoka v drugega? Da bi to naredili, so ponovili poskuse F. Griffitha in namesto mikrobov uporabili izvleček iz njih.

V poskusih s pnevmokoki je izvleček ohranil transformacijsko aktivnost, ko so bile v njem uničene beljakovine in RNA, izgubil pa jo je, ko je bila uničena DNK.

Sklep: DNK je transformacijska snov. Geni so torej zgrajeni iz DNK.

Transformacija je sestavljena iz prenosa genov iz mrtvih pnevmokokov v žive in njihovega vnosa v kromosom gostitelja, tj. v akapsularne pnevmokoke.

Vloga DNK v celici je bila dopolnjena z življenjem virusov, ki vsebujejo DNK. Okužijo bakterijske celice, da v njih izvedejo razmnoževalni cikel.

Istočasno je bila odkrita sposobnost virusne DNK, da sintetizira svoje kopije in beljakovine.

Iz vsega tega sledi, da DNK nadzoruje življenje celic, ki jo vsebujejo, in je sposobna sintetizirati kopije svojih molekul. Ta proces se imenuje "samopodvajanje" ali množenje. DNK je edina molekula v naravi, ki jo je mogoče kopirati.

Prispevek akad. N.K. Koltsova

Leta 1927 je naš znanstvenik - akademik. N.K. Koltsov (1872-1940) je zapisal, da se "ena neverjetno dolga molekula prilega enemu kromosomu, vzdolž nje pa so ločene skupine atomov - genov."

Prvič je tudi povedal, da »ko se celice delijo, takšne molekule ne nastanejo na novo iz ločenih kosov, ampak najprej popolne natančne kopije samih sebe, nato pa se prvotna molekula in kopija skupaj s hčerinskimi kromosomi razpršita v novo nastale celice. ” To je matrični princip replikacije genov in nato kromosomov, preden se celica razdeli na dvoje.

Kako se DNK podvoji, preden pride do delitve celic, je za biologe že desetletja skrivnost. Znanstveniki so ugibali, da je za razumevanje tega potrebno poznati: 1) strukturo DNK in 2) načine, na katere so nukleotidi razporejeni v molekuli.

Do leta 1950 je bilo znano, da je DNK molekula, ki je sestavljena iz tisočev štirih različnih vrst molekul, povezanih med seboj v linijo – nukleotidov.

E. Chargaff (1950) je pokazal, da je v kateri koli DNK količina adenina enaka količini timina (A=T), količina gvanina pa je enaka količini citozina (G=C). To je pokazalo, da se v molekuli DNA nahajajo v parih: A-T; G-C.

R. Fracklin (1920-1958) je v laboratoriju M. Wilkinsa z rentgensko kristalografijo pridobil "zdaj znano podobo slike strukture DNK."

Vendar iz tega znanja ni bilo jasno: kako ta molekula deluje ali kako izgleda? Nihče ni vedel, kako so kemične enote - A, T, G, C - urejene, da prenašajo informacije o načrtu strukture in razmnoževanja živih bitij.

Model molekule DNA

D. Watson in F. Crick sta začela ustvarjati model molekule DNA, tako kot L. Pauling - za preučevanje prostorske strukture proteina. Pomagalo bi razumeti podrobnosti o strukturi in možnih funkcijah DNK.

Po izvedbi izračunov so porabili 18 mesecev za ustvarjanje modela in ustvarili model DNK. Niso pa bili prepričani o pravilnosti tega modela.

Vodja R. Franklina - M. Wilkins je dovolil D. Watsonu, da se seznani z rentgensko sliko molekule DNA, ne da bi R. Franklinu povedal kaj o tem. Ko je D. Watson videl sliko, ki jo je prejel R. Franklin, je spoznal: "on in F. Crick se nista motila." Na tej sliki so jasno videli znake spirale in šli naravnost v laboratorij, da bi preverili "vse na tridimenzionalnem modelu."

Zaradi pomanjkanja plošč je D. Watson iz kartona izrezal štiri vrste modelov nukleotidov: adenin (A), timin (T), gvanin (G) in citozin (C) in jih začel polagati na mizo.

Takoj je odkril, da se adenin povezuje s timinom, gvanin pa s citozinom po principu "ključavnica in ključ" in tvorita pare. Tako sta obe verigi molekule DNK držani skupaj.

Zaporedje teh parov v molekuli se lahko spreminja v nedogled. Ta služi kot šifra oziroma koda, s pomočjo katere se šifrirajo informacije, ki določajo vrsto proteina, ki ga določena celica sintetizira (slika 1).

riž. 1.

Baze so povezane z vodikovimi vezmi.

Molekula DNK ima dve funkciji: 1) prenaša informacijo na potomce, tj. hčerinske celice in 2) implementacijo informacij znotraj celice.

Iz zgradbe dvojne vijačnice je takoj razvidna neposredna posledica – replikacija, tj. Reprodukcija DNK. Metoda: razhajanje dveh komplementarnih verig in izgradnja nove komplementarne verige za vsako od njiju. Torej iz ene molekule DNK nastaneta dve, ki sta potrebni za delitev celice na dvoje. Napake med replikacijo, tj. mutacije so vzrok za preobrazbo normalne celice v okvarjeno (sl. 2 in 3).

Torej je bil dokazan princip šablone replikacije DNK pred delitvijo

Celice, ki jih je napovedal veliki znanstvenik, akademik. N.K. Kolcov. Dva dela molekule sta ločena drug od drugega in iz vsakega od njih se sintetizira nova polovica molekule. Vrstni red baz deluje kot matrica ali predloga za dokončanje molekul.

DNK je skladišče genetskih informacij

Podatki o sintezi posamezne vrste beljakovin so vgrajeni v DNK v obliki določenega linearnega zaporedja baz.

Leta 1961 je F. Crick dokazal, da vsaka skupina treh baz tvori kodon. En kodon kodira eno aminokislino od 20 glavnih aminokislin.

Za prenos informacij o strukturi proteina iz celičnega jedra obstaja mRNA. Je kopija fragmenta verige kodirne predloge DNK. Vsebuje uracil namesto timina.

Na podlagi mRNK v ribosomu se bo s pomočjo prenosne RNK sintetiziral protein – končni člen v implementaciji genetske informacije. Ker DNK služi kot skladišče genetskih informacij, jo imenujemo molekula življenja.

Preden sta D. Watson in F. Crick začela delati na strukturi DNK, je bilo že veliko znanega.

Leta 1951 je R. Franklin prvič pridobil prvo edinstveno rentgensko fotografijo molekule DNK, ki kaže, da ima ta molekula obliko dvojne vijačnice, ki je zelo podobna spiralnemu stopnišču. Njene fotografije so imele odločilno vlogo pri odkritju D. Watsona in F. Cricka. V znak tega se R. Franklin imenuje "pionir" molekularne biologije.

Za odkritje strukture DNK in njenih funkcij so D. Watson, F. Crick in M. Wilkins leta 1962 prejeli Nobelovo nagrado. R. Franklin ni živel. Umrla je za rakom leta 1958.

Revolucija v svetu znanosti

Odkritje prostorske strukture DNK je postalo osnova za vrsto novih odkritij.

V 60. letih XX stoletje Potrjen je bil mehanizem replikacije DNK in odkrit je bil encim DNK polimeraza, ki ta proces katalizira.

Odkrita je genetska koda, tj. koda, po kateri se proteini sintetizirajo v celici.

V 70. letih XX stoletje nastali sta še dve metodi: sekvenciranje in proizvodnja rekombinantne DNA.

Pridobivanje rekombinantne DNA ali metoda molekularnega kloniranja. Bistvo te metode je, da se fragment, ki vsebuje določen gen, vstavi v molekulo DNK.

Na primer, vnesejo ga v bakterijo in ta sintetizira svoj produkt - beljakovino, ki je potrebna za človeka.

V 80. letih XX stoletje Razvita je bila verižna reakcija s polimerazo (PCR). Ta tehnologija je potrebna za hitro "reprodukcijo" želenega fragmenta DNK.

S PCR je možno opraviti zgodnjo diagnozo bakterijskih in virusnih okužb ter prvih rakavih celic v bolnikovem telesu na podlagi njihovih markerskih genov.

Na primer, fragmente genov markerjev rakavih celic je mogoče zaznati v pacientovi krvni plazmi. Če je delček v majhnih količinah ali je edini, se ga pomnoži s PCR in nato zlahka identificira.

Odkritje strukture DNK je znanstvenikom omogočilo dešifriranje genoma ljudi in številnih drugih organizmov. To odkritje je omogočilo prehod na gensko terapijo za katero koli bolezen, vključno z rakom.

Rakavo celico »pacientov imunski sistem slabo prepozna, ker nastane iz normalne celice gostiteljskega organizma.”

Zato je za uničenje rakavih celic z gensko terapijo potrebno najprej narediti rakave celice »tuje« za imunski sistem.

Obstaja veliko načinov za to. Možno je izolirati rakave celice iz materiala za biopsijo raka, vanje vnesti »tuj« gen in nato te rakave celice vnesti nazaj v bolnikovo telo. V tem primeru bo imunski sistem, ki temelji na beljakovini tega gena, prepoznal rakave celice kot "tuje" in jih uničil.

V poskusih na živalih je ta način vplivanja na DNK rakavih celic dal spodbudne pozitivne rezultate. Toda za zdravljenje bolnikov z rakom je podobna metoda še vedno v fazi kliničnih preskušanj

(E.D. Sverdlov, 2003).

Proti dobi »živih tehnologij«

In precej nenavadno – začetek nove dobe »živih tehnologij«. Znanstveniki v številnih državah izjavljajo, da so skoraj pripravljeni ustvariti "umetno življenje", tj. abiogeneza.

Čeprav ni enotne definicije življenja, so zanj značilne tri značilnosti; 1) prisotnost vsebnika, tj. membrana, ki vsebuje vsebino celice;

2) metabolizem - sposobnost pretvorbe osnovnih hranil v delovne mehanizme celice; 3) prisotnost genov - kemičnih konstruktov, potrebnih za gradnjo celice, ki se lahko prenašajo na potomce in se spreminjajo s spremembami v okolju.

Vsak od teh treh elementov je bil že reproduciran v laboratorijih, znanstveniki so pripravljeni, da začnejo poskušati vse to združiti "v eno delovno enoto", tj. celica.

Če bo uspešen, bo to "svet ultra majhnih živih strojev: posebne celice bodo zdravile človeško telo in se borile proti onesnaževalcem okolja."

Znanstveniki menijo, da je takojšnja naloga znanosti ustvarjanje »umetne celice«, sposobne samoreprodukcije in proizvajanja edinstvenih kemikalij, vključno z zdravili, ki jih še ni mogoče sintetizirati.

»Umetno življenje« bo pod popolnim nadzorom človeka, na primer, »hranil« ga bo z elementi, ki jih v naravi v čisti obliki ne najdemo.

Sinteza virusov in začetek celične sinteze

1. prof. E. Wimmer in njegova skupina iz New Yorka so leta 2002 prvič od rojstva "živega" na Zemlji ustvarili virus otroške paralize iz nežive snovi.

Znanstveniki trdijo: ali so virusi živa bitja ali neživi predmeti?

MIND. Nobelov nagrajenec Stanley meni, da se »virus v celici obnaša kot živo bitje, zunaj celice pa je mrtev kot kamen«.

G. Nadson, naš mikrobiolog, pravi takole: "Virus je bodisi snov, ki ima lastnosti bitja, bodisi bitje z lastnostmi snovi."

Akademik V.A. Engelhardt, naš znanstvenik, je zapisal: »Številni virusi so sestavljeni le iz beljakovin in nukleinske kisline. Lahko jih uvrstimo med kemične spojine – nukleoproteine.”

Genom virusa otroške paralize je bil popolnoma dešifriran. Na podlagi tega so znanstveniki sestavili natančno zaporedje nukleotidov, ki ustreza naravnemu vzorcu.

Ta genetski material je bil postavljen v raztopino, podobno citoplazmi. V njem so se glede na informacije, ki jih vsebuje DNK, sintetizirale potrebne beljakovine.

prof. E. Wimmer poroča, da se je virus takoj, ko so vse genetske komponente dali v epruveto, takoj »sestavil«. Z drugimi besedami,

"življenje ali vsaj njegova podoba se je začela s pol obrata."

Ustvarjeni virus je bil videti enako kot njegov naravni vzorec. Da bi dokazali aktivnost virusa, so znanstveniki z njim okužili miši. Živali so poginile s klasičnimi simptomi otroške paralize.

Za sestavljanje genoma virusa otroške paralize je prof. E. Wimmer je potreboval tri leta.

V istem laboratoriju je J. Craig Venter sintetiziral virus v 14 dneh.

2. Sinteza umetnega virusa phi-X174. To je bakteriofag, obstaja v naravi, je varen za ljudi in živali.

K. Venter in njegova ekipa so vzeli več delov DNK in jih združili ter tako ustvarili celoten virusni genom, ki vsebuje enajst genov. To mešanico smo dali v epruveto, kjer se je neodvisno sestavila v gensko verigo, ki je identična genomu phi-X174. Sestavljeni genom so nato vsadili v živo celico, ki je začela proizvajati kopije virusa.

3. Ameriški znanstveniki bodo ustvarili obliko življenja, ki je v naravi neznana. Znanstveniki iz laboratorija Rockville so objavili, da nameravajo ustvariti novo obliko življenja z uporabo genskega inženiringa - 21. novembra 2002.

Cilj projekta je preučevanje temeljnih mehanizmov nastanka in razvoja organskega življenja. Glavna udeleženca sta bila genetik K. Venter in Nobelov nagrajenec H. Smith.

Cilj eksperimenta je ustvariti eno celico, ki je osnova za nastanek organizma z minimalnim naborom genov za življenje.

Če bo poskus uspešen, bo zrasla celica rasla in se delila ter tako ustvarila celotno celično strukturo, ki v naravi ne obstaja. To bo "minimalističen" organizem.

Konec devetdesetih let 20. st. K. Venter, takrat vodja Inštituta za genomske raziskave v Rockvillu (ZDA), je objavil seznam genov, potrebnih za obstoj enoceličnega organizma - mikoplazme. Po njegovih izračunih lahko ta prebivalec človeškega genitalnega trakta preživi s 300 geni od 517, ki pri tem mikrobu tvorijo en kromosom.

3-letni projekt temelji na isti bakteriji. Znanstveniki nameravajo iz njegove celice izluščiti ves genetski material, nato pa iz njegovih "koščkov" sestaviti umetno verigo genov, tj. kromosom. Vključevala bo samo tiste bakterijske gene, ki so "popolnoma potrebni" za vzdrževanje življenja novega organizma. Na zadnji stopnji bo sestavljena genska veriga vključena v celico brez genskega materiala.

Potem bi se moralo zgoditi "najbolj zanimivo, tisto, za kar je bil poskus zasnovan" - oživitev bakterije. Sledila bodo opazovanja takšnega polnaravnega organizma: kako živi in ​​se razmnožuje.

"Zanima nas, ali je mogoče priti do molekularne definicije življenja, naš glavni cilj pa je temeljno razumevanje komponent najbolj elementarne žive celice."

Da bi se izognili nastanku patogena, bosta K. Venter in H. Smith novi "mikoplazmi" odvzela gene, ki so odgovorni za njeno pritrditev na celice v človeškem telesu, nato pa tiste gene, ki ji omogočajo preživetje v neugodnih razmerah. Rezultat bo "precej krhko bitje, popolnoma odvisno od svojih ustvarjalcev."

Cilj raziskave je tudi naučiti se umetno ustvarjati različne gene. »To je resnično osnovna znanost,« pravi K. Venter. - Celo

Čeprav smo odkrili vse gene v človeškem genomu, nam še vedno ni uspelo doumeti skrivnosti najpreprostejše celice. To je tisto, kar želimo storiti zdaj."

K. Venter in H. Smith ter njuni skupini imata na zalogi še eno možnost za ustvarjanje žive celice: umetno sintetiziranje teh osnovnih genov v laboratoriju, njihovo zbiranje v verigi in nato vnos v isto bakterijo, iz katere izhajajo vsi njeni genetski gradivo bo predhodno izbrisano

Kaj K. Venter postavlja v svojo nalogo - dati "molekularno definicijo življenja"?

Vsaka celica je zgrajena iz molekul, tako kot telo kot celota. Njihova struktura in sestava ter njihove interakcije so vgrajene v gene. V procesu evolucije je vsaka molekula prilagojena svoji funkciji v celici. Celica ni kaotično kopičenje molekul, temveč »njihova urejenost«, tj. organizacijo, saj jo gradijo geni preko produktov – beljakovin. Če jo uničite, potem bodo te celične molekule, čeprav bodo ostale v obliki zmesi, že mrtve, saj je molekularna organizacija celice uničena. In nastala je v procesu evolucije »živih bitij«.

Torej: K. Venter si prizadeva z minimalnimi geni doseči takšno organizacijo neživih molekul, ki se bodo spremenile v »žive«. To bo abiogeneza.

MOSKVA, 25. aprila - RIA Novosti, Tatjana Pičugina. Pred natanko 65 leti sta britanska znanstvenika James Watson in Francis Crick objavila članek o dešifriranju strukture DNK in s tem postavila temelje novi znanosti – molekularni biologiji. To odkritje je marsikaj spremenilo v življenju človeštva. RIA Novosti govori o lastnostih molekule DNK in zakaj je tako pomembna.

V drugi polovici 19. stoletja je bila biologija zelo mlada veda. Znanstveniki so šele začeli preučevati celico in ideje o dednosti, čeprav jih je oblikoval že Gregor Mendel, niso bile široko sprejete.

Spomladi 1868 je mladi švicarski zdravnik Friedrich Miescher prispel na univerzo v Tübingenu (Nemčija), da bi se vključil v znanstveno delo. Nameraval je ugotoviti, iz katerih snovi je celica. Za poskuse sem izbral levkocite, ki jih je enostavno dobiti iz gnoja.

Z ločevanjem jedra od protoplazme, beljakovin in maščob je Miescher odkril spojino z visoko vsebnostjo fosforja. To molekulo je poimenoval nuklein ("jedro" v latinščini - jedro).

Ta spojina je pokazala kisle lastnosti, zato se je pojavil izraz "nukleinska kislina". Njegova predpona "deoksiribo" pomeni, da molekula vsebuje H-skupine in sladkorje. Potem se je izkazalo, da gre pravzaprav za sol, a imena niso spremenili.

Že na začetku 20. stoletja so znanstveniki vedeli, da je nuklein polimer (to je zelo dolga prožna molekula ponavljajočih se enot), enote pa so sestavljene iz štirih dušikovih baz (adenin, timin, gvanin in citozin) in nuklein je vsebovan v kromosomih – kompaktnih strukturah, ki nastanejo v celicah, ki se delijo. Njihovo sposobnost prenašanja dednih lastnosti je dokazal ameriški genetik Thomas Morgan s poskusi na vinskih mušicah.

Model, ki je pojasnil gene

Toda kaj deoksiribonukleinska kislina ali na kratko DNK počne v celičnem jedru, dolgo časa nismo razumeli. Menili so, da ima nekakšno strukturno vlogo v kromosomih. Enote dednosti - geni - so pripisovali beljakovinski naravi. Preboj je uspel ameriškemu raziskovalcu Oswaldu Averyju, ki je eksperimentalno dokazal, da se genetski material iz bakterije v bakterijo prenaša preko DNK.

Postalo je jasno, da je treba preučiti DNK. Ampak kako? Takrat so bili znanstvenikom na voljo le rentgenski žarki. Da bi z njim osvetlili biološke molekule, jih je bilo treba kristalizirati, kar je težko. Struktura proteinskih molekul je bila dešifrirana iz rentgenskih difrakcijskih vzorcev v Cavendish Laboratory (Cambridge, UK). Mlada raziskovalca, ki sta tam delala, James Watson in Francis Crick, nista imela lastnih eksperimentalnih podatkov o DNK, zato sta uporabila rentgenske fotografije kolegov s King's College Mauricea Wilkinsa in Rosalind Franklin.

Watson in Crick sta predlagala model strukture DNK, ki se natančno ujema z rentgenskimi vzorci: dve vzporedni verigi, zviti v desnosučno vijačnico. Vsaka veriga je sestavljena iz naključnega niza dušikovih baz, nanizanih na hrbtenici svojih sladkorjev in fosfatov, skupaj pa jih držijo vodikove vezi med bazami. Poleg tega se adenin veže samo s timinom, gvanin pa s citozinom. To pravilo se imenuje načelo komplementarnosti.

Watsonov in Crickov model sta pojasnila štiri glavne funkcije DNK: replikacijo genetskega materiala, njegovo specifičnost, shranjevanje informacij v molekuli in njegovo sposobnost mutiranja.

Znanstveniki so svoje odkritje objavili v reviji Nature 25. aprila 1953. Deset let pozneje sta skupaj z Mauriceom Wilkinsom prejela Nobelovo nagrado za biologijo (Rosalind Franklin je leta 1958 umrla za rakom pri 37 letih).

»Zdaj, več kot pol stoletja kasneje, lahko trdimo, da je imelo odkritje strukture DNK enako vlogo v razvoju biologije, kot jo je vodilo odkritje atomskega jedra v fiziki rojstvo nove, kvantne fizike, in odkritje strukture DNK je vodilo v rojstvo nove, molekularne biologije,« piše Maxim Frank-Kamenetsky, izjemen genetik, raziskovalec DNK in avtor knjige »The Najpomembnejša molekula."

Genetska koda

Zdaj je ostalo le ugotoviti, kako ta molekula deluje. Znano je bilo, da DNK vsebuje navodila za sintezo celičnih proteinov, ki opravljajo vse delo v celici. Beljakovine so polimeri, sestavljeni iz ponavljajočih se nizov (zaporedij) aminokislin. Poleg tega obstaja le dvajset aminokislin. Živalske vrste se med seboj razlikujejo po naboru beljakovin v celicah, torej po različnih aminokislinskih zaporedjih. Genetika je trdila, da ta zaporedja določajo geni, za katere se je takrat verjelo, da služijo kot gradniki življenja. Toda nihče ni natančno vedel, kaj so geni.

Jasnost je prinesel avtor teorije velikega poka, fizik Georgiy Gamow, uslužbenec univerze George Washington (ZDA). Na podlagi Watsonovega in Crickovega modela dvoverižne vijačnice DNA je predlagal, da je gen del DNA, to je določeno zaporedje povezav - nukleotidov. Ker je vsak nukleotid ena od štirih dušikovih baz, moramo preprosto ugotoviti, kako štirje elementi kodirajo dvajset. To je bila ideja genetske kode.

Do začetka šestdesetih let prejšnjega stoletja je bilo ugotovljeno, da se beljakovine sintetizirajo iz aminokislin v ribosomih, nekakšni "tovarni" znotraj celice. Za začetek sinteze beljakovin se encim približa DNA, prepozna določeno regijo na začetku gena, sintetizira kopijo gena v obliki majhne RNA (imenuje se predloga), nato pa se beljakovina goji v ribosomu iz amino kisline.

Ugotovili so tudi, da je genetska koda tričrkovna. To pomeni, da ena aminokislina ustreza trem nukleotidom. Kodna enota se imenuje kodon. V ribosomu se informacije iz mRNA berejo kodon za kodonom, zaporedno. In vsaka od njih ustreza več aminokislinam. Kako izgleda šifra?

Na to vprašanje sta odgovorila Marshall Nirenberg in Heinrich Mattei iz ZDA. Leta 1961 so o svojih rezultatih prvič poročali na biokemijskem kongresu v Moskvi. Do leta 1967 je bila genetska koda popolnoma dešifrirana. Izkazalo se je, da je univerzalen za vse celice vseh organizmov, kar je imelo daljnosežne posledice za znanost.

Odkritje strukture DNK in genetske kode je popolnoma preusmerilo biološke raziskave. Dejstvo, da ima vsak posameznik edinstveno zaporedje DNK, je revolucioniralo forenzično znanost. Dešifriranje človeškega genoma je antropologom dalo popolnoma novo metodo za preučevanje evolucije naše vrste. Nedavno izumljeni urejevalnik DNK CRISPR-Cas je močno napredoval v genskem inženiringu. Očitno je v tej molekuli rešitev za najbolj pereče probleme človeštva: rak, genetske bolezni, staranje.

Velika Britanija

Deoksiribonukleinska kislina (DNK) je ena od dveh vrst nukleinskih kislin, ki zagotavljata shranjevanje, prenos iz generacije v generacijo in izvajanje genetskega programa za razvoj in delovanje živih organizmov.

Glavna vloga DNK v celicah je dolgotrajno shranjevanje informacij o strukturi RNK in beljakovin. Dekodiranje strukture DNK (1953) je bila ena od prelomnic v zgodovini biologije.

V znanstveni literaturi, posvečeni preučevanju DNK, lahko najpogosteje najdete imena J. Watsona in Francisa Cricka kot znanstvenika, ki sta leta 1953 ustvarila model strukture molekule DNK. Vendar je bila molekula sama odkrita veliko prej in ne ti znanstveniki. Ime odkritelja ni omenjeno v vseh učbenikih, priročnikih ali enciklopedijah.

Pionirsko odkritje deoksiribonukleinske kisline pripisujejo mlademu švicarskemu zdravniku Johannu Friedrichu Miescherju. Leta 1869 je med delom v Nemčiji preučeval kemijsko sestavo živalskih celic. Za predmet raziskave je izbral levkocitne celice. Znanstvenik je izločil levkocite iz gnojnega materiala, ker V gnoju je veliko teh belih krvnih celic, ki opravljajo zaščitno funkcijo v telesu in uničujejo mikrobe. Lokalna kirurška bolnišnica mu je priskrbela povoje, odstranjene iz svežih gnojnih ran. Miescher je spral levkocite iz tkiva povoja in nato iz opranih celic izoliral proteinske molekule. V procesu raziskav mu je uspelo ugotoviti, da levkociti poleg beljakovin vsebujejo še kakšno drugo neraziskano snov. Pri ustvarjanju kislega okolja se je sproščal v obliki usedline z nitasto ali kosmičasto strukturo. Ko je raztopina postala alkalna, se je oborina raztopila. Ko je pod mikroskopom pregledal pripravek levkocitov, je Miescher ugotovil, da v procesu izpiranja levkocitov z razredčeno klorovodikovo kislino ostanejo samo jedra. Na podlagi tega je sklepal, da celična jedra vsebujejo neznano snov, in jo poimenoval nuklein, iz latinske besede nucleus, kar pomeni »jedro«.

Po natančnejšem pregledu je Miescher razvil celoten sistem za izolacijo in čiščenje nukleinov. Izolirano spojino je obdelal z etrom in drugimi organskimi topili ter se prepričal, da ne gre za maščobno spojino, saj se v teh snoveh ne topi. Niso imeli nukleinske kisline ali proteinske narave, saj pri obdelavi z encimi, ki razgrajujejo beljakovine, se niso spremenile.

Kemijska analiza je bila v tistih časih nepopolna, netočna in delovno intenzivna. Počasi, a vztrajno je znanstvenik to izvedel in ugotovil, da je nuklein sestavljen iz ogljika, vodika, kisika in fosforja. Organofosforne spojine so bile takrat še praktično neznane, zato je Miescher sklepal, da je odkril razred spojin, neznanih znanosti, ki jih vsebuje celica.

O svojem novem odkritju je želel objaviti članek v reviji Medico-Chemical Research, ki jo je izdal njegov učitelj, eden od utemeljiteljev biokemije, Felix Hoppe-Seyler. Preden pa je gradivo natisnil, se je odločil preveriti njegove podatke v svojem laboratoriju. Ta raziskava je trajala celo leto in šele leta 1871 je bilo v eni od številk revije objavljeno Miescherjevo delo. Spremljala sta ga dva članka samega Hoppe-Seylerja in njegovega sodelavca, ki potrjujeta podatke o sestavi in ​​lastnostih nukleinov.

Po vrnitvi v Švico je Miescher sprejel ponudbo, da prevzame mesto vodje oddelka za fiziologijo na Univerzi v Baslu. Tam je nadaljeval svoje raziskave. Na novem mestu je znanstvenik uporabil bolj prijeten material za poskuse in nič manj bogat z nukleinsko kislino - lososovo mleko (še vedno se uporabljajo za iste namene). Na bregovih z lososom bogatega Rena, ki teče skozi Basel, mu raziskovalnega materiala ni manjkalo.

Leta 1874 je Miescher objavil članek, v katerem je trdil, da so nukleini, ki jih je odkril v mleku rib lososa, jasno povezani s procesom oploditve. Nikakor pa jih ni povezal z dednostjo. Znanstveniku se je zdela spojina, ki jo je odkril, tako preprosta in enotna, da si ni mogel predstavljati, da je prav v njej shranjena vsa raznolikost dednih lastnosti živih organizmov. Takrat obstoječe metode biokemijske analize še niso omogočale odkrivanja bistvenih razlik med človeškimi nukleini in lososovimi nukleini, še manj pa prepoznavanja tako kompleksne strukture, ki še vedno ni povsem prepoznana.

V. Ivanov, doktor fizikalnih in matematičnih znanosti

Pred šestdesetimi leti je prišlo do izjemnega znanstvenega odkritja. 25. aprila 1953 je bil objavljen članek o tem, kako deluje najbolj skrivnostna molekula, molekula deoksiribonukleinske kisline. Na kratko se imenuje DNK. Ta molekula se nahaja v vseh živih celicah vseh živih organizmov. Znanstveniki so ga odkrili pred več kot sto leti. Toda takrat nihče ni vedel, kako je ta molekula zgrajena in kakšno vlogo ima v življenju živih bitij.
Angleškemu fiziku Francisu Cricku in ameriškemu biologu Jamesu Watsonu je uspelo končno razrešiti skrivnost. Njihovo odkritje je bilo zelo pomembno. Pa ne samo za biologe, ki so končno izvedeli, kako je zgrajena molekula, ki nadzoruje vse lastnosti živega organizma. Eno največjih odkritij človeštva je bilo narejeno tako, da je povsem nemogoče reči, kateri vedi to odkritje pripada – tako tesno so se v njem združile kemija, fizika in biologija. Ta spoj znanosti je najbolj presenetljiva značilnost odkritja Cricka in Watsona.

NA ENO MOLEKULO LAHKO GLEDATE NA RAZLIČNE NAČINE

Znanstvenike že dolgo zanima skrivnost glavne lastnosti vseh živih organizmov - razmnoževanje. Zakaj so otroci – pa naj govorimo o ljudeh, medvedih, virusih – podobni svojim staršem in starim staršem? Da bi odkrili skrivnost, so biologi preučevali različne organizme.
In znanstveniki so ugotovili, da so za podobnost otrok in staršev odgovorni posebni delci žive celice - kromosomi. Izgledajo kot majhne palice. Majhne dele paličastega kromosoma so imenovali geni. Genov je veliko in vsak je odgovoren za nekatere značilnosti bodočega organizma. Če govorimo o osebi, potem en gen določa barvo oči, drugi določa obliko nosu ... Toda iz česa je sestavljen gen in kako je strukturiran, znanstveniki niso vedeli. Res je, vedelo se je že prej: kromosomi vsebujejo DNK in DNK ima nekaj opraviti z geni.
Različni znanstveniki so želeli razrešiti skrivnost gena: vsak je na to skrivnost gledal z vidika svoje znanosti. A da bi ugotovili, kako je strukturiran gen, majhen delček DNK, je bilo treba ugotoviti, kako je strukturirana sama molekula in iz česa je sestavljena.
Kemiki, ki preučujejo kemično sestavo snovi, so proučevali kemično sestavo molekule DNA. Fiziki so začeli rentgensko slikati DNK, tako kot običajno rentgensko slikajo kristale, da bi ugotovili, kako so ti kristali strukturirani. In ugotovili so, da je DNK kot spirala.
Biologe je seveda najbolj zanimala skrivnost gena. In Watson se je odločil spopasti s problemom gena. Da bi se učil od naprednih biokemikov in izvedel več o naravi gena, je potoval iz Amerike v Evropo.
Takrat se Watson in Crick še nista poznala. Watson, potem ko je nekaj časa delal v Evropi, ni naredil pomembnega napredka pri razjasnitvi narave gena.
Toda na eni od znanstvenih konferenc je izvedel, da fiziki preučujejo strukturo molekule DNK z lastnimi fizikalnimi metodami. Ko je to izvedel, je Watson ugotovil, da mu bodo fiziki pomagali odkriti skrivnost gena, in odšel v Anglijo, kjer je dobil službo v fizikalnem laboratoriju, v katerem so preučevali biološke molekule. Tu je prišlo do srečanja med Watsonom in Crickom.

KAKO SE JE FIZIK CREEK ZANIMAL ZA BIOLOGIJO

Cricka sploh ni zanimala biologija. Dokler ni naletel na knjigo slovitega fizika Schrödingerja Kaj je življenje z vidika fizike?
V tej knjigi je avtor predlagal, da je kromosom kot kristal. Schrödinger je opazil, da "razmnoževanje" genov spominja na rast kristala, in znanstvenikom predlagal, naj gen obravnavajo kot kristal. Ta predlog je zanimal Cricka in druge fizike. Zato.
Kristal je po zgradbi zelo preprosto fizično telo: v njem se ves čas ponavlja ista skupina atomov. In struktura gena je veljala za zelo zapleteno, saj jih je toliko in vsi so različni. Če so geni sestavljeni iz snovi DNK in je molekula DNK strukturirana na enak način kot kristal, potem se izkaže, da je hkrati kompleksna in enostavna. Kako to? Watson in Crick sta razumela, da fiziki in biologi vedo premalo o molekuli DNK. Res je, kemiki so nekaj vedeli o DNK.

KAKO JE WATSON POMAGAL KEMIKOM IN KEMIKI KRIČALI

Kemiki so vedeli, da molekula DNK vsebuje štiri kemične spojine: adenin, timin, gvanin in citozin. Označeni so bili s prvimi črkami - A, T, G, C. Poleg tega je bilo toliko adenina kot timina in gvanina kot citozina. Zakaj? Kemiki tega niso mogli razumeti.
Ugibali so: nekaj je bilo povezano s strukturo molekule. Vendar niso vedeli, kako. Kemikom je pomagal biolog Watson.
Watson je bil navajen, da je v živi naravi marsikaj v paru: par oči, par rok, par nog, obstajata na primer dva spola: moški in ženska ... Zdelo se je, da da je lahko molekula DNK sestavljena tudi iz dveh verig. Če pa je DNK podobna spirali, kot so fiziki odkrili z rentgenskimi žarki, kako se potem obe verigi držita skupaj v tej spirali? Watson je predlagal, da s pomočjo A, G, C in T, ki so kot roke iztegnjene druga proti drugi. Ko je Watson iz kartona izrezal obrise teh kemičnih spojin, jih je dolgo uporabljal tako in tako, dokler ni nenadoma videl: adenin se odlično kombinira s timinom in gvanin s citozinom.
Watson je o tem povedal Cricku. Hitro je ugotovil, kako naj bi dvojna vijačnica izgledala v resnici – v vesolju, in ne na sliki.
Oba znanstvenika sta začela graditi model DNK.
Kaj pomeni "graditi"? Tako. Iz molekularnega konstrukcijskega kompleta, ki spominja na otroško gradbeno igračo. V molekularnem konstruktorju so deli kroglice-atomi, ki so med seboj pritrjeni z gumbi v vrstnem redu, v katerem se nahajajo atomi v snovi.
Molekularni oblikovalec je izumil drug znanstvenik - kemik Pauling. Zgradil je modele beljakovinskih molekul in ugotovil, da morajo imeti regije, podobne vijačnicam. Kmalu so to potrdili fiziki laboratorija, kjer je delal Crick. Pomemben biološki problem je bil rešen teoretično.
Cricku je bila Paulingova metoda tako všeč, da je predlagal, naj Watson zgradi model DNK z uporabo molekularnega konstruktorja. Tako je nastal model znamenite dvojne vijačnice DNK, ki ga lahko vidite na sliki.
In kar je presenetljivo: zaradi dejstva, da se lahko A v eni verigi "drži skupaj" samo s T v drugi, G pa samo s C, se samodejno izpolni "kemično" pravilo, po katerem je količina A enaka količina T, količina G pa je enaka številu C. Najpomembneje pa je, da je ob pogledu na dvojno vijačnico DNK takoj jasno, kako rešiti uganko razmnoževanja genov. Dovolj je, da "odvijete" pletenico DNK in vsaka veriga bo lahko dokončala novo na sebi, tako da je A prilepljen na T, G pa na C: bil je en gen - dva sta. Ker sta velikosti parov A-T in G-C enaki, je molekula DNK po strukturi pravzaprav podobna kristalu, kot so domnevali fiziki.
In hkrati lahko ta "kristal" vsebuje zelo različne kombinacije A, T, C, G, zato so vsi geni različni.
Rešitev problema genov s strani Watsona in Cricka je v samo 2–3 letih privedla do oblikovanja povsem novega področja naravoslovja, ki so ga poimenovali molekularna biologija. Pogosto se imenuje fizikalno-kemijska biologija.

KAKO sta se “FIZIK” IN “LERIK” NEHAL PREPIRATI

Lahko navedemo še druge primere medsebojnega prodiranja različnih ved druga v drugo. Matematika se na primer pogosto uporablja v astronomiji, fiziki in celo ... jezikoslovju, vedi o strukturi jezika.
Matematične metode, na primer, omogočajo identifikacijo pravega avtorja neznanih rokopisov. V arhivu smo našli neznano pesem. Kdo je njen avtor? Znanstveniki domnevajo, da jo je napisal slavni pesnik. Toda kako lahko preizkusimo to predpostavko? Matematiki štejejo, kolikokrat se določena beseda pojavi v delu ali recimo v kakšnem zaporedju se besede pojavljajo v besedilu. Enaki izračuni so narejeni v znanem delu domnevnega avtorja. Rezultati se primerjajo. Če se ujemata, pomeni, da je bil najden pristen rokopis. Tako nam, bralcem, matematiki vračajo časom ukradena dela slavnih pisateljev in pesnikov.
Ali pa na primer fizika in glasba ... Kaj ima lahko eksaktna znanost skupnega z umetnostjo? Izkazalo se je, da je nekaj skupnega.
Pri godalnih instrumentih - violini, violončelu - glasbenik sam izbere želeno višino. Violinistu ni všeč, kako na primer zveni nota "C"; zdi se mu, da bi morala zveneti nekoliko višje ali, nasprotno, nekoliko nižje - sam bo izbral točen zvok na struni. Pianist tega ne zmore. Na tipkovnici je vsaka tipka posebna nota. Ne glede na to, kolikokrat ga pritisnete, se bo slišalo enako. To pomeni, da mora biti klavir za natančno izvedbo glasbenega dela zelo natančno uglašen. Fiziki so izračunali frekvenco zvočnega nihanja, pri kateri je mogoče najbolj natančno uglasiti glasbila s tipkami. Kot vidite, bi bilo glasbenikom in jezikoslovcem težko brez fizikov in matematikov.
Sodoben človek mora imeti najrazličnejša znanja. To je še posebej pomembno za današnjega znanstvenika. V našem času se je pojavilo veliko sestavljenih znanosti: fizikalna kemija in kemijska fizika, celo, kot zdaj veste, fizikalna in kemijska biologija. Kaj ima vse to opraviti s tabo? Najbolj neposredno.
V šoli si sploh nisem mislila, da bom kdaj študirala biologijo. Bolj so me zanimale eksaktne vede. Zdaj pa študiram biologijo.
Napačno je deliti šolske predmete na potrebne in nepotrebne. Kdo ve, kaj bi lahko kasneje koristilo?

Odkritje dvojne vijačnice DNK

Nukleinske kisline je v jedru človeških celic prvi odkril švicarski raziskovalec Friedrich Miescher leta 1869. V začetku 20. stoletja so biologi in biokemiki uspeli pojasniti strukturo in osnovne lastnosti celice. Ugotovljeno je bilo, da je ena od nukleinskih kislin, DNK, izjemno velika molekula, sestavljena iz strukturnih enot, imenovanih nukleotidi, od katerih vsaka vsebuje dušikove baze.

Maurice Wilkins in Rosalyn Franklin, znanstvenika z Univerze v Cambridgeu, sta opravila rentgensko strukturno analizo molekul DNK in pokazala, da gre za dvojno vijačnico, ki spominja na spiralno stopnišče. Podatki, ki so jih pridobili, so ameriškega biokemika Jamesa Watsona pripeljali do ideje o preučevanju kemijske strukture nukleinskih kislin. Nacionalno društvo za preučevanje otroške paralize je zagotovilo nepovratna sredstva. Oktobra 1951 je Watson v laboratoriju Cavendish na Univerzi v Cambridgeu začel proučevati prostorsko strukturo DNK skupaj z Johnom C. Kendrewom in Francisom Crickom, fizikom, ki se je zanimal za biologijo in je ravno takrat pisal svojo doktorsko disertacijo.

vijačnica DNK

Watson in Crick sta vedela, da obstajata dve vrsti nukleinskih kislin - deoksiribonukleinska kislina (DNK) in ribonukleinska kislina (RNA), ki sta sestavljeni iz monosaharida pentoze, fosfata in štirih dušikovih baz: adenina, timina (v RNK - uracila), gvanin in citozin. V naslednjih osmih mesecih sta Watson in Crick svoje rezultate združila z že dostopnimi in februarja 1953 poročala o strukturi DNK. Mesec dni kasneje so ustvarili tridimenzionalni model molekule DNK, narejen iz kroglic, kosov kartona in žice.

Po Crick-Watsonovem modelu je DNK dvojna vijačnica, sestavljena iz dveh verig deoksiriboza fosfata, povezanih z baznimi pari, podobnimi prečkam lestve. Prek vodikovih vezi se adenin veže s timinom, gvanin pa s citozinom. Z uporabo tega modela je bilo mogoče izslediti replikacijo same molekule DNK. Po Watsonu in Cricku se dva dela molekule DNK ločita drug od drugega na vodikovih veznih mestih, podobno kot pri odpiranju zadrge. Iz vsake polovice prejšnje molekule se sintetizira nova molekula DNK. Zaporedje baz deluje kot predloga ali predloga za tvorbo novih molekul DNK. Odkritje kemijske strukture DNK je po vsem svetu razglašeno za eno najodličnejših bioloških odkritij stoletja.

DNK ima izjemno pomembno vlogo tako pri ohranjanju kot pri razmnoževanju življenja. Prvič, to je shranjevanje dednih informacij, ki jih vsebuje zaporedje nukleotidov ene od njegovih verig. Najmanjša enota genetske informacije za nukleotidom so trije zaporedni nukleotidi – trojček. Trojčki, ki se nahajajo drug za drugim in določajo strukturo ene verige, tvorijo tako imenovani gen. Druga funkcija DNK je prenos dednih informacij iz roda v rod. DNK sodeluje kot matriks v procesu prenosa genetske informacije iz jedra v citoplazmo do mesta sinteze beljakovin.

Watson, Crick in Wilkins so leta 1962 prejeli Nobelovo nagrado za fiziologijo in medicino "za svoja odkritja o molekularni strukturi nukleinskih kislin in za identifikacijo njihove vloge pri prenosu informacij v živi snovi". V govoru ob predstavitvi A.V. Engström z Inštituta Karolinska je DNK opisal kot »polimer, sestavljen iz več vrst gradnikov – monosaharida, fosfata in dušikovih baz ... Monosaharid in fosfat sta ponavljajoča se elementa velikanske molekule DNK, vsebuje pa tudi štiri vrste dušikove baze. Odkritje je vrstni red, v katerem so ti gradniki prostorsko povezani.«

Kaj je to odkritje spremenilo v naših življenjih v zadnjih 50 letih in več?

Leta 1969 so znanstveniki prvič sintetizirali umetni encim, leta 1971 pa še umetni gen. Konec 20. stoletja je postalo mogoče ustvariti popolnoma umetne mikroorganizme. Tako so v laboratorijih nastale umetne bakterije, ki proizvajajo nenavadne aminokisline, pa tudi »sintetične« viruse, ki so sposobni preživeti. Potekajo dela za ustvarjanje bolj zapletenih umetnih organizmov - rastlin in živali.

Preučevanje strukture in biokemije DNK je vodilo do ustvarjanja tehnik za spreminjanje in kloniranje genoma. Leta 1980 je bil izdan prvi patent za poskuse z geni sesalcev, leto kasneje pa je nastala transgena miš z umetno spremenjenim genomom. Leta 1996 se je rodil prvi klonirani sesalec, ovca Dolly, ki so mu sledile klonirane miši, podgane, krave in opice.

Leta 2002 je bil uspešno zaključen projekt človeškega genoma, ki je ustvaril popoln genetski zemljevid človeških celic. In istega leta so se začeli poskusi kloniranja človeka, čeprav še noben ni bil dokončan (vsaj znanstvenih dokazov o uspešnem kloniranju človeka ni).

Davnega leta 1978 je bil ustvarjen insulin, skoraj popolnoma enak človeškemu inzulinu, nato pa so njegov gen vnesli v genom bakterije, ki se je spremenila v "tovarno insulina". Leta 1990 je bila prvič testirana metoda genske terapije, ki je rešila življenje štiriletni deklici, ki je imela hudo imunsko motnjo. Trenutno je preučevanje genetskih mehanizmov razvoja različnih bolezni - od raka do artritisa - in iskanje metod za odpravo genetskih "napak", ki jih povzročajo, v polnem teku. Skupaj se v klinični praksi uporablja več kot 350 zdravil in cepiv, katerih ustvarjanje uporablja genski inženiring.

Analiza DNK je našla široko uporabo tudi v forenzični znanosti. Uporablja se med sojenji za priznanje očetovstva (mimogrede, ta metoda je postala pravo darilo za glasbenike, politike in igralce, ki so bili prisiljeni na sodišču dokazati svojo nevpletenost v rojstvo otrok, ki so jim bili pripisani), pa tudi ugotoviti identiteto storilca. Omeniti velja, da je o tej možnosti uporabe DNK govoril sam James Watson, ki je predlagal ustvarjanje baze podatkov, ki bi vključevala osebne strukture DNK vseh prebivalcev planeta, kar bi pospešilo proces identifikacije kriminalcev in njihovih žrtev.

Z uporabo DNK lahko "ujamete" ne le kriminalce, ampak tudi na primer droge ali biološko orožje. Ameriški kriminologi uporabljajo sistem za spremljanje strukture DNK zdravilnih rastlin, da ustvarijo bazo podatkov o vseh sortah marihuane. Ta zbirka podatkov vam bo omogočila sledenje izvora skoraj vsakega vzorca droge. V bližnji prihodnosti bodo v ZDA začeli uporabljati metode, ki temeljijo na analizi DNK za odkrivanje bioloških napadov - na javnih mestih nameravajo namestiti posebne senzorje, ki bodo samodejno "lovili" nevarne mikroorganizme iz zraka in dajali opozorilni signal .

Leta 1982 je bila izvedena prva uspešna modifikacija rastlinskega genoma. In pet let kasneje so se na poljih pojavile prve kmetijske rastline s spremenjenim genomom (to so bili paradižniki, odporni na virusne bolezni).

Dandanes so skoraj vsa živila pridelana z uporabo genskega inženiringa, še posebej pridelki, kot sta soja in koruza. Od leta 1996, ko se je začela komercialna uporaba gensko spremenjene hrane, se je skupna površina posevkov povečala za 50-krat. Skupna površina s transgenimi rastlinami na svetu je leta 2005 znašala 90 milijonov hektarjev. Res je, da so vlade mnogih držav prepovedale gojenje in uvoz takšnih izdelkov, saj so številne študije pokazale, da lahko predstavljajo nevarnost za zdravje ljudi (alergije, poškodbe reproduktivne funkcije itd.).

Zmožnost preučevanja strukture DNK je dala nov zagon zgodovinskim raziskavam. Identificirani so bili na primer posmrtni ostanki Nikolaja II. in njegove družine ter potrjeni in ovrženi nekateri zgodovinski trači (predvsem je bilo dokazano, da je imel eden od ustanoviteljev ZDA, Thomas Jefferson, nezakonske otroke od črnega sužnja) .

Z analizo DNK je bilo mogoče izslediti izvor tako ljudi kot celih narodov. Na primer, dokazano je, da so geni Japoncev skoraj enaki genom enega od srednjeameriških plemen. In za samo 349 dolarjev lahko temnopolti Američani izvedo, iz katere regije Afrike in celo iz katerega plemena so prihajali njihovi predniki, ki so jih pred mnogimi leti pripeljali s suženjskimi ladjami.

Kaj nam bo DNK dala v bližnji prihodnosti? Očitno bo to kloniranje človeka in njegovih organov, ki bo rešilo problem pomanjkanja src in pljuč darovalcev za presaditev. Pojavila se bodo nova zdravila, zaradi katerih bodo neozdravljive genetske bolezni stvar preteklosti ...