Генетический код

РНК передает инструкции от ДНК для создания белка. Но каков генетический код – последовательность инструкций, которая делает этот процесс возможным? В 1961 году молекулярный биолог Маршалл Ниренберг и научный сотрудник Генрих Маттей произвели серию экспериментов, чтобы выяснить, смогут ли они синтезировать белок в лаборатории. Они уже знали, что существует 20 аминокислот, занятых в создании белка. В своих экспериментах Ниренберг и Маттей работали с РНК.  Как и ДНК РНК составлено из 4 химических основ. В момент озарения они обнаружили, что сначала три основы завязаны в определенной последовательности. Они назвали эту структуру триплетом. Последовательность триплетов и есть основа для создания белка. Это значит, что РНК считывает генетический код с ДНК, ДНК копируется на РНК и РНК содержит информацию, которая определяет последовательность аминокислот и белка, так что наследуемое человеком от родителей – это всего лишь последовательность звеньев ДНК, которые определяют, как сделан человек, как он создает все белки, необходимые для жизни. Открытие Ниренберга и Маттея стало первым прорывом в геном. Они заглянули в секретный словарь, записанный в каждой молекуле ДНК, что позволило им синтезировать белок. В следующие 5 лет Ниренберг успешно дешифровал 64 триплета, что составило первый словарь ДНК. Генетический код был расшифрован. А в 1968 году открытие принесло Маршаллу Ниренбергу Нобелевскую премию по физиологии. Все живые существа на планете имеют один и тот же генетический код, и это все расставило по своим местам: все живое на планете родственно друг другу, все мы произошли от одного предка и в наших телах все говорит на одном языке. Если Уотсон и Крик определили структуру ДНК, то Ниренберг и Маттей приоткрыли сам процесс работы этой структуры.

Ферменты рестриктазы

Прорыва, приведшего ко всем предыдущим открытиям, могло и не случиться, если бы не бактериальный вирус, следующее открытие было также сделано благодаря ему. Десятилетиями считалось, что бактерия совершенно беззащитна перед вирусом, но в 50-е годы исследователи заметили червоточину в этой точке зрения: определенные типы бактерий противостояли вирусу. Как это было возможно? Первый ответ был получен в 1962 году микробиологом Вернером Арбером. Он обнаружил, что у некоторых бактерий есть ферменты, способные бороться с вирусом, разрезая его ДНК на части, что спасало бактерию от завоевания. Их назвали ферменты рестриктазы. Но каким образом они работали? Среди прочих, искавших разгадку этой тайны, был микробиолог Гамильтон Смит. В 1972 году в своей лаборатории Смит вырастил вместе бактерию и бактериальный вирус. Он заметил, что ДНК вируса, что ДНК вируса уничтожена. Смит начал быстро действовать. Он выделил ферменты рестриктазы, затем он выяснил, где именно фермент перерезает ДНК. И вот настал момент открытия. Смит обнаружил, что ферменты постоянно перерезают ДНК вируса в одном и том же месте. Он открыл первый специфический фермент рестриктазу. Теперь у ученых появились молекулярные «ножницы» — ферменты рестриктазы, которые они могли использовать, чтобы разрезать молекулы ДНК и тем самым, так сказать, пересоздать природу. Это был значительный шаг. Сегодня возможность манипулировать ДНК – один из основных инструментов генной инженерии, это называется исследованием перекомбинирования ДНК. Со времени открытия Гамильтона Смита были открыты сотни ферментов рестриктаз. Ученые перестраивают ДНК для своих надобностей, создавая более эффективные и более дешевые лекарства, например, инсулин для миллионов диабетиков по всему миру, которые зависят от ежедневного приема лекарств.