Виртуальный ты. Как создание цифровых близнецов изменит будущее человечества. Питер Ковени

на длинном чтении от 10 000 до 100 000 букв, выявила 115 новых генов, кодирующих белки, и, вероятно, содержит множество областей, которые играют роль в регуляции генов и других функциях.

      Рисунок 7. Как ДНК, проходящая через канал нанопоры, генерирует сигнал (дизайн – Ёритака Харазоно. TogoTV. cc BY 4.0)

      Код жизни

      Два десятилетия назад, когда на горизонте появились детали всего генетического кода человека, вопрос о том, какие данные необходимы для определения человеческого существа, имел соблазнительно простой ответ. Детали сложной структуры тела, казалось, заключены в ДНК – самом известном биологическом носителе информации. В начале этого столетия общественность была убеждена, что понимание кода ознаменует эру персонализированной медицины.

      Биологи знали, что человеческий геном является чрезвычайно важным ресурсом, и в этом не может быть никаких сомнений. Копия находится в каждой из ста триллионов ваших клеток (за исключением красных кровяных клеток – они разрушают свою ДНК, чтобы переносить как можно больше кислорода, оставаясь при этом достаточно маленькими, чтобы проходить через капилляры). Подобно томам вашей «библиотеки», ДНК упакована в коробки, известные как хромосомы. Обычно в клетках человека имеется 46 хромосом. Если взять самую большую хромосому (вторую), то ДНК, содержащаяся в ней, в развернутом виде будет иметь размер более 8 сантиметров[48].

      Используя рентгеновские лучи для изучения скрученной спиральной ДНК в каждом из этих пучков, можно понять, как она передает данные. Внутри двойной спирали ДНК находится лестница закодированной информации, где каждая «ступенька» состоит из двух химических единиц, называемых нуклеотидными основаниями. Эти единицы бывают четырех типов: аденин А, тимин Т, гуанин G и цитозин С. Из-за своей формы и химических свойств основания всегда образуют пары внутри ступени одинаковым образом: C соединяется только с G, а A соединяется только с T. В наших 46 хромосомах шесть миллиардов таких букв.

      Вот почему двойная спираль также хранит секрет того, как клетки могут передавать свои инструкции после деления: если разделить нити двойной спирали, ступеньки лестницы разделятся на взаимодополняющие основания. Каждая полученная цепь может действовать как шаблон для копирования исходной партнерской цепи и сохранять информацию о том, как создавать белки, которые строят тело и управляют им (с помощью множества механизмов коррекции клеточных ошибок).

      Порядок, в котором появляются основания, описывает код жизни аналогично буквам в этом предложении, только сообщения, которые они несут, содержат инструкции по созданию белка – одного из строительных блоков клеток – посредством вмешательства родственной генетической молекулы, называемой РНК. Информация в генах записана в трехбуквенном коде, причем тройка букв ДНК – кодон – отвечает за определенную аминокислоту, которая при соединении с цепочкой других аминокислот сворачивается в белок – один из блоков, которые строят ваши клетки и управляют ими.

      Несмотря

48

Nurse, P. What Is Life?: Five Great Ideas in Biology. (Scribe, 2020).