Как мы наследуем черты предков: ученые раскрыли интересные факты

Генетика — это увлекательная наука, которая раскрывает, как черты передаются от одного поколения к следующему через молекулы ДНК. Каждый из нас несет в себе наследство предков, которое определяет наш внешний вид, здоровье и даже склонность к определенным болезням.

Видео дня

Гены, расположенные в хромосомах и митохондриях, играют ключевую роль в этом процессе. Благодаря современным исследованиям мы можем не только понять, как формируются наши физические и биологические особенности, но и проследить наше происхождение через генетические тесты.

В Live Science раскрыли, как ДНК влияет на нашу уникальность и связь с живыми организмами на Земле. Узнайте, как гены, унаследованные от родителей, делают нас теми, кем мы являемся.

Что такое гены и как они работают

Ген — это базовая единица наследственности, которая содержит инструкции для создания белков, определяющих наши физические и биологические черты. Каждый из нас наследует примерно половину генов от матери и половину от отца, что формирует уникальную комбинацию признаков. Гены расположены в ядрах клеток, где они организованы в хромосомы — нитевидные структуры, состоящие из ДНК. Человек имеет 23 пары хромосом, которые вместе содержат более 20 000 генов, составляющих наш геном.

Гены действуют, посылая инструкции к рибосомам в клетках, которые синтезируют белки, необходимые для роста, восстановления и выполнения специализированных функций. Кроме ядерной ДНК, существует митохондриальная ДНК (мтДНК), которая наследуется исключительно от матери и отвечает за энергетические процессы в клетках.

Структура ДНК

ДНК, или дезоксирибонуклеиновая кислота, является основой генетической информации. Ее молекула напоминает скрученную лестницу, известную как двойная спираль, где боковые стороны состоят из сахаров и фосфатов, а ступеньки — из пар нуклеотидов (аденин, цитозин, гуанин, тимин). В геноме человека примерно 3 миллиарда таких пар, которые формируют последовательности, кодирующие белки. Некодирующая ДНК, которая составляет 98–99% генома, не создает белков, но регулирует активность генов. РНК, рибонуклеиновая кислота, играет вспомогательную роль, копируя и передавая инструкции ДНК для синтеза белков. Эта сложная система обеспечивает функционирование организма и передачу наследственной информации.

Общая ДНК между людьми и животными

Все люди имеют примерно 99,9% одинаковой ДНК, что делает нас чрезвычайно похожими генетически. Однако небольшие различия в последовательностях нуклеотидов делают каждого из нас уникальным. Интересно, что наша ДНК также имеет много общего с другими живыми организмами. Например, геномы человека и шимпанзе похожи примерно на 90%, а с мышами — на 85%. Даже с аквариумной рыбкой данио-рерио мы имеем 70% общих генов, кодирующих белки. Эти сходства свидетельствуют об общем эволюционном происхождении, которое началось по меньшей мере 3,77 миллиарда лет назад, когда появились первые формы жизни.

Грегор Мендель, которого называют "отцом генетики", заложил основы этой науки в XIX веке, экспериментируя с горохом. Он доказал, что черты передаются через доминантные и рецессивные гены, а не путем смешивания признаков родителей, как считалось ранее. Например, если один из родителей имел доминантный признак, такой как пурпурные цветы, он передавался потомству. Мендель наблюдал за 28 000 растениями, изучая семь характеристик, таких как форма семян или высота растения. Его открытия показали, что наследственность подчиняется четким законам, которые применимы ко всем живым организмам. Современная генетика развила идеи Менделя, учитывая влияние среды и более сложные механизмы наследственности.

Следы предков в ДНК

Генетическая генеалогия позволяет отследить происхождение через анализ ДНК. Тесты исследуют вариации в Y-хромосоме (для мужчин), митохондриальной ДНК или однонуклеотидные полиморфизмы (SNP), сравнивая их с базами данных. Это помогает определить географические регионы, откуда происходят предки, или даже обнаружить следы неандертальской ДНК в геноме. Такие тесты показывают, как генетические вариации передаются через поколения, связывая нас с далекими предками. Однако гены — это лишь часть истории, ведь внешний вид и здоровье также зависят от образа жизни и окружающей среды. Генетическое тестирование открывает двери к пониманию нашего происхождения и эволюционной истории.

Генетика и здоровье

Некоторые заболевания, такие как болезнь Тея-Сакса или болезнь Хантингтона, вызваны наследственными генетическими мутациями. Рак, однако, является многофакторным заболеванием, где генетика играет лишь частичную роль. Около 5–10% случаев рака связаны с наследственными мутациями, например, в генах BRCA1 и BRCA2, которые повышают риск рака молочной железы и яичников. Другие случаи рака часто вызваны внешними факторами, такими как солнечное излучение или токсины, повреждающие ДНК. Генетические тесты могут выявить склонность к определенным видам рака, но образ жизни и профилактика остаются ключевыми для снижения рисков. Генетика помогает понять эти процессы, но не является единственным фактором здоровья.

OBOZ.UA предлагает узнать, как генетика влияет на интеллект человека.

Подписывайтесь на каналы OBOZ.UA в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.