Блог

История генетики: от гороха Менделя до генома человека

История генетики охватывает 160 лет — от монаха, подсчитывающего горошины в монастырском саду, до ученых, редактирующих геном человека с помощью молекулярных ножниц. По пути она впитала дарвинизм, основала молекулярную биологию, сделала возможной биотехнологию и столкнулась с глубочайшими этическими вопросами о человеческой природе. Это, пожалуй, самый значимый научный нарратив для следующего столетия.

Законы Менделя (1866)

Грегор Мендель 8 лет выращивал 29 000 растений гороха, скрещивая сорта и подсчитывая потомство. Он определил два закона: закон расщепления (каждый родитель вносит по одному «фактору» на признак; факторы расходятся при образовании гамет) и закон независимого наследования (факторы разных признаков наследуются независимо). Опубликовано в 1866 году, игнорировалось 34 года.

Хромосомы и Морган (1910)

Томас Хант Морган, работая с плодовыми мушками, доказал, что гены физически расположены на хромосомах. Он открыл сцепленное с полом наследование и генетическое сцепление — гены на одной хромосоме наследуются вместе. Его группа составила первые генетические карты, показывающие относительное положение генов на хромосомах.

ДНК как генетический материал (1944–1953)

Освальд Эвери в 1944 году показал, что именно ДНК, а не белок, является генетическим материалом. Уотсон и Крик в 1953 году определили структуру двойной спирали ДНК, используя данные рентгеновской кристаллографии Розалинд Франклин. Структура сразу подсказала, как копируется генетическая информация: две нити расходятся, и каждая служит матрицей для новой комплементарной нити.

БЕСПЛАТНЫЙ ТЕСТ
А какой у вас?

Двадцать вопросов, восемь минут на часах и процентиль, измеренный по всем, кто его проходил. Без регистрации.

Пройти тест IQ →

Рекомбинантная ДНК и биотехнология (1970-е)

Рестриктазы (1970-е) могли разрезать ДНК по специфическим последовательностям, а лигазы — соединять фрагменты. Ученые смогли объединять ДНК разных организмов — технология рекомбинантной ДНК. Инсулин был получен в бактериях в 1982 году, став первым биотехнологическим лекарством. Сейчас отрасль производит сотни лекарств, вакцин и промышленных ферментов.

Проект «Геном человека» и CRISPR

Проект «Геном человека» (1990–2003) секвенировал все 3 миллиарда пар оснований ДНК человека. CRISPR-Cas9 (2012, Дженнифер Даудна и Эммануэль Шарпантье) предоставил точный и дешевый инструмент редактирования генов: молекулярные ножницы, способные разрезать ДНК по любой заданной последовательности. В 2020 году за эту работу была присуждена Nobel Prize по химии. Клинические испытания методов лечения генетических заболеваний с помощью CRISPR продолжаются.

Часто задаваемые вопросы

Кто открыл ДНК?

ДНК как молекула была открыта в 1869 году Фридрихом Мишером. Ее роль как генетического материала была доказана Освальдом Эвери в 1944 году. Уотсон и Крик определили структуру двойной спирали в 1953 году, используя важнейшие рентгеновские данные Розалинд Франклин. Уотсон, Крик и Уилкинс получили Nobel Prize в 1962 году; Франклин скончалась в 1958 году.

Что такое CRISPR?

CRISPR-Cas9 — это инструмент редактирования генов, заимствованный у бактериальной иммунной системы. Он использует гидовую РНК, чтобы направить фермент Cas9 на разрезание ДНК в специфическом месте, позволяя ученым удалять, изменять или вставлять гены с беспрецедентной точностью. Дженнифер Даудна и Эммануэль Шарпантье получили Nobel Chemistry Prize в 2020 году за его разработку.

Что выяснил проект «Геном человека»?

Проект «Геном человека» (1990-2003) секвенировал все ~3 миллиарда пар оснований ДНК человека. Ключевые выводы: у людей ~20 000-25 000 белок-кодирующих генов (гораздо меньше, чем ожидалось); только ~1,5% генома кодирует белки; люди идентичны на ~99,9% по ДНК; сравнение с другими видами выявило обширную общую эволюционную историю.

Читать полную статью на Geniuses.Club

Узнать больше о гениях

1300+ статей · 1300+ биографий · English

Смотреть все