Ядро клетки можно рассматривать как главную диспетчерскую фабрики, а ДНК подобна управляющему фабрикой. Спираль ДНК контролирует все аспекты клеточной жизни, и мы даже не знали ее структуру до 1950-х годов. С тех пор как это открытие, области генетики, молекулярной биологии и биохимии быстро расширились, и теперь простое знание последовательности хромосомы дает обширную информацию о внутренней работе клетка.
Каждый возможный ген в последовательности
Научные исследования установили, что каждые три пары оснований ДНК, называемые кодоном, кодируют аминокислоту в конечном белке. Одна из ключевых частей информации, полученной из кода, заключается в том, что каждый ген начинается с кодона аденин-тимин-гуанин - ATG в последовательности ДНК. Поскольку ДНК двухцепочечная, каждая CAT - или цитозин-аденин-тимин - обнаруженная в последовательности, является началом гена на противоположной цепи. Кроме того, все гены заканчиваются кодонами TAA, TAG или TGA. Другими словами, быстрое изучение последовательности выявит все возможные места расположения гена, хотя некоторые короткие последовательности не транскрибируются организмом активно.
Последовательности РНК-мессенджера
Кроме того, генетический код позволяет нам транслировать возможные гены непосредственно в последовательности матричной РНК. Эта информация важна для ученых-исследователей, использующих метод, называемый РНК-интерференцией, для блокирования экспрессии генов в клетках-мишенях.
Белковые последовательности
Большинство эукариотических и некоторых прокариотических организмов обрабатывают транскрипты мРНК путем сплайсинга или удаления частей последовательности, называемых интронами. Если организм не сплайсирует РНК, последовательность ДНК может быть напрямую транслирована в последовательность белка. Даже для тех организмов, которые это делают, сайты сплайсинга общеизвестны, а это означает, что последовательность белка можно угадать или определить экспериментально.
Мутации
Если геном организма уже нанесен на карту, последовательность ДНК человека может быть проанализирована на наличие мутаций - эта концепция является основой для генетического тестирования человека. Теперь врачи могут с достаточной точностью определять уязвимость человека перед заболеваниями, вызванными мутациями ДНК. Например, женщины с семейным анамнезом рака груди могут быть проверены на наличие мутаций в генах BRCA, которые указывают на высокий риск рака груди в будущем.
Сайты с ограничениями
Большинство видов бактерий вырабатывают ферменты, называемые эндонуклеазами рестрикции - клетки уязвимы для вирусов, которые могут вставлять вредные чужеродные ДНК. Ферменты рестрикции борются с этой тактикой, расщепляя двухцепочечную ДНК по определенным последовательностям. Молекулярные биологи и микробиологи могут использовать очищенные ферменты для разрезания ДНК в лаборатории. Рестрикционные переваривания - мощные инструменты в распоряжении ученых-исследователей, поэтому, если известна последовательность ДНК, также известны рестрикционные сайты в этой последовательности.
