Тест ДНК: мифы и реальность

Тесты ДНК появились в нашей жизни уже довольно давно. Однако проведение анализа и интерпретация его результатов до сих пор вызывают немало вопросов. Например, среди них есть такое предположение, что с помощью генетики можно предсказать таланты или даже гениальность конкретного человека.

Развеять все мифы о генетике сложно. Многие полагают, что наука уже нашла рецепты ко всем возможным жизненным ситуациям. И, хотя большинство далёких от биологии людей заблуждаются, генетика действительно способна помочь. О том, в чём именно, расскажет эта статья.

Что такое ДНК

Полное название ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота. Она является наследственным материалом, размещённым в каждой клетке организма. Именно ДНК отвечает за развитие, рост и размножение человека, растения или животного.

Структура ДНК

Почти во всех клетках человеческого тела имеются ядра. Именно в них находится ДНК. В различных сложных организмах, включая человеческий, ДНК хранятся и в других структурах. Они называются митохондриями. Основное назначение митохондрий – обеспечение клеток энергией для жизни. Среди них – цикл Кребса, связанный с цепью химических реакций лимонной кислоты. В ходе этого процесса она превращается в другие органические кислоты. Также митохондрии осуществляют так называемую дыхательную цепь митохондрий. Она является одним из ключевых преобразователей энергии в организме. Таким образом, ДНК содержит множество генов, выполняющих в организме различные функции. Они составляют хромосому, представляющую из себя вытянутую спираль. 

Строение хромосомы

Первая хромосома человека – самая крупная. В ней содержится 250 миллионов пар оснований и 4505 генов. Такое количество генов составляет 8% от генома человека, то есть совокупности всех наследственных показателей. Клетки человека имеют 23 пары хромосом. Организм заимствует их от обоих родителей. Сама ДНК состоит из нуклеотидов – своего рода строительных компонентов ДНК и РНК. Они включают в себя сахар, фосфат, а также азотистые основания. Азотистые основания бывают четырёх типов – аденин, цитозин, тимин и гуанин. Каждое деление молекулы ДНК состоит из пары азотистых оснований. Уникальность организма зависит от последовательности этих оснований. Между двумя цепочками молекулы есть водородные связи. Именно благодаря ним вся структура удерживается в форме спирали. 

Функции ДНК

Основное назначение ДНК – сохранение кода, определяющего структуру и функционирование организма. Кроме этого, молекула имеет и ряд других задач. Первая из них – репликация. Благодаря ней клеточная информация может передаваться из поколения в поколение. Также ДНК помогает кодированию белков. Этот процесс совершается благодаря данным, предоставляемым молекулой. ДНК контролирует клеточный метаболизм. В этом процессе также участвует РНК, а также синтез белков и гормонов. Также именно благодаря ДНК человечество способно эволюционировать. Такая способность у него появилась из-за возможности ДНК изменяться, то есть мутировать. Помимо этих функций, ДНК осуществляет и ряд других процессов. Они являются очень сложными, но их влияние на организм невозможно переоценить.

Зачем нужна РНК

ДНК дают клеткам инструкции по производству белков. РНК же осуществляют перенос этой информации в рибосомы. Рибосомы содержатся в клетках каждого живого организма. Там непосредственно и производится синтез белков. Всего существует несколько типов рибонуклеиновой кислоты – так расшифровывается аббревиатура РНК. Матричная, или информационная, непосредственно занимается переносом информации. Транспортная РНК доставляет аминокислоты к рибосомам. Далее идёт рибосомная РНК. Благодаря ней образуются пептидные связи. Малые ядерные РНК удаляют неинформативные участки РНК. МикроРНК и малые интерферирующие РНК контролируют процесс. Рибозимы способны катализировать, то есть ускорять все операции. Таким образом, именно РНК способна точно и правильно выполнить инструкции, записанные в ДНК. Что интересно, РНК значительно шире распространена в природе. Генетический материал некоторых вирусов представлен именно рибонуклеиновой кислотой.  

Язык молекул

Для синтеза всех типов белков ДНК использует генетический код. Он основан на точном порядке последовательности четырёх азотистых оснований. Вместе с сахаром и фосфатной группой они образуют нуклеотиды. В 1954 году советский и американский физик Георгий Антонович Гамов предложил генетический код. Он исходил из предположения о том, что в составе ДНК четыре азотистых основания и 20 аминокислот. Гамов считал, что в составе молекулярного языка есть «слова», состоящие как минимум из трёх «букв». Позднее его догадка подтвердилась. Учёные открыли, что генетический код действительно имеет троичную структуру. Используя группы из этих трёх составляющих, можно сформировать 43 различных инструкции. Они и закодированы в участке ДНК, называемом геном. 

Исследователи решили расшифровать последовательность генома человека. Для этого в 1990 году был запущен проект, который так и назывался – «Геном человека». В рамках него предполагалось нанести на карту и определить точный порядок нуклеотидов. Проект завершился в 2022 году. Несмотря на прекрасные результаты, функции всех элементов генома до сих пор неизвестны. Однако именно с помощью проекта удалось открыть многие гены, связанные с генетическими заболеваниями. Благодаря этому появились точные методы диагностики и лечения. Также биологи смогли понять, благодаря каким механизмам возникают заболевания. С помощью «Генома человека» также были выявлены небольшие геномные различия, которые отличают людей друг от друга. 

Как проводится тест

Тест ДНК проводится для решения многих задач. Самое главное его назначение – установление родства с помощью генетического теста. Наиболее частым является использование инструментов теста для определения отцовства. Другим частым назначением можно считать определение склонности к тем или иным наследственным заболеваниям. Некоторые люди используют тест также для установление своего этнического происхождения. 

Виды тестов

Тесты ДНК проводятся в условиях конфиденциальности. Они соблюдают определённую политику в связи с обработкой данных. Это связано с тем, что тесты отвечают на ряд самых главных вопросов человека. Самым распространённым видом является тест ДНК на отцовство или материнство. Анализ в ходе теста включает в себя рассмотрение Y-хромосомы или митохондриальной ДНК. Это нужно для изучения генетической линии предков. Этническое происхождение также является объектом изучения теста. Исследования способны выявить даже то, в каком регионе той или иной страны родились предки человека. Для некоторых людей определение своего национального или этнического происхождения очень важно. Оно помогает установить преемственность поколений. Также благодаря тесту можно выявить риски определённых заболеваний. Человек, узнавший о таких особенностях своей генетической структуры, сможет вовремя предпринять нужные меры. Некоторые люди даже могут изменить образ жизни, чтобы предотвратить появление заболеваний. 

Медицина, криминалистика и спорт

В медицине существует множество видов тестов ДНК. Одним из первых является ДНК-скрининг новорождённых. Он проводится в первые дни жизни ребёнка. Этот тест нужен для определения возможных наследственных отклонений. Иногда для определения заболевания врач может назначить тест взрослому человеку. Также есть исследования ДНК, связанные с предупреждением рисков заболеваний. Например, у человека, имеющего родственника, страдающего тромбозом, также может быть эта болезнь. Кроме этого, тест подходит для планирования беременности. Некоторые люди могут быть носителями мутантных генов. Это способно повлиять на здоровье их ещё неродившегося ребёнка. Прохождение теста подтвердит или опровергнет вероятность появления той или иной аномалии. 

Наконец, самым главным тестом является тест ДНК на отцовство. С помощью современных методик его точность равняется 99,99%. Также тесты ДНК используются при раскрытии преступлений или опознания жертв. В случае насильственных действий в отношении женщин тест является одним из главных доказательств вины преступника. Также тесты ДНК пользуются большой популярностью среди спортсменов. Им эти исследования необходимы для корректировки тренировок. Кроме того, благодаря тесту можно построить собственную здоровую систему питания. 

Как сдавать

Для получения образцов ДНК требуется специальный набор. Обычно люди посещают центр по анализу ДНК лично. Но, в случае крайней нужды, сдать образцы можно самостоятельно. После этого необходимо дать согласие на обработку результатов. Сначала для анализа берутся клетки эпителия. Для этого специалист осуществляет соскоб внутренней поверхности щеки. Иногда для проведения теста требуются ногти или волосы. Очень часто, особенно в криминалистике, берут предметы, бывшие в употреблении человеком. К ним относятся использованные сигареты, жевательные резинки и столовые приборы. Из представленных образцов путём манипуляций выделяется ДНК. Её образец помещают в специальный генетический анализатор. Далее учёные интерпретируют полученные знания. Как правило, никакой специальной подготовки для генетического анализа не требуется. Исключения – случаи замершей беременности или исследование раковой опухоли. 

Подробнее о ДНК можно узнать в статье «Генетика и родословная. Как ДНК помогает узнать предков»

Существуют определённые правила для забора материала. Так, соскоб эпителия у взрослого осуществляется через час после приёма пищи или курения. После переливания крови, как правило, долгое время нельзя брать её образцы для анализа. После того, как все образцы были сданы, начинается расшифровка результатов. Их длительность зависит от того, какие цели преследуют генетики. Что касается судебных дел, то часто для анализа ДНК назначают две независимые группы специалистов. Это необходимо для избежания подлогов и неточностей. Стоимость теста также зависит от многих факторов. В частности, обычная цена теста на отцовства может достигать 5 тысяч рублей. Если же нужно определить отцовство на стадии беременности, то стоимость может вырасти в десять раз. 

Эффективность и заблуждения

ДНК-тесты могут многое. Они способны скорректировать ваше питание и особенности физических нагрузок. С помощью них вы узнаете почти всё о своём происхождении – от непосредственных предков до мест их обитания. Однако, в силу ряда причин, большинство людей приписывают тестам слишком большие возможности. 

Спорт и питание

Несмотря на всё вышесказанное, тесты ДНК не являются приговором для спортсменов. Спортивная медицина использует их для определения наиболее подходящего типа нагрузок. Так, для одних людей нужен спринтерский подход. Другим же необходим стайерский. Он связан с долгим и планомерным выполнением упражнений для достижения результатов. Однако в спорте всё зависит от усердия самого спортсмена. Некоторые из людей, достигших хорошего уровня подготовки, не имеют наследственной предрасположенности. Гены способны указать только на особенности метаболизма человека. Например, известны те из них, которые отвечают за эффективность переноса кислорода. Именно на основании этих данных можно сделать вывод о том, что человеку нужны силовые тренировки. Конкретных указаний по видам спорта тесты не дают. Что касается корректировки диет, то с помощью теста ДНК похудеть не удастся. Благодаря анализу генома можно выделить некоторые заболевания. Именно они могут связаны с набором веса. Так, для людей с гипертонией показано меньшее потребление соли. 

Таланты и склонности

Современные исследования говорят о том, что генов, связанных с талантами, нет. Не существует генов, которые отвечают за способности художника или предпринимателя. Кроме того, нет среди них и таких, которые отвечают за склонность заниматься той или иной профессией. Тип личности и таланты связаны с формированием высшей нервной деятельности человека. Генетические механизмы её формирования во многом остаются неизученными. Поэтому сбор материалов для анализа ДНК по этому запросу ничего не даст. Тем не менее, некоторые компании не отказываются предоставлять такие услуги. Спрос на определение способностей неуклонно растёт. В начале 2010-х годов таких тестов на рынке было представлено всего несколько десятков. Сейчас их число равняется десяткам тысяч. 

Существуют даже такие тесты, которые якобы помогают подбирать нужных кандидатов для определённой работы. Компания BrainCompass, специализирующаяся на таких исследованиях, сочетает в них анализ ДНК и метод личностного опроса. Однако профессионалы настроены скептически. Они видят в подобного рода анализе вариант «генетического гороскопа» – недостоверного деления людей на типы. 

Национальность

Для того, чтобы составить генетический профиль народа, проводится большое исследование. В его рамках исследуют ДНК людей одной национальности. Они должны стабильно проживать в одной местности пять или шесть поколений. Геном человека, сдавшего материал, сравнивается с образцами. Что характерно, выводы, полученные специалистами, касаются не национальности. Они помогают понять, проживали ли ваши предки на той же территории, что и люди с похожими особенностями. Таким образом, по геному можно определить пути миграций человека. С помощью него учёные выявили общих предков всех людей на Земле. Ими были «митохондриальная Ева» и «Y-хромосомный Адам». Они жили на территории Субсахарской Африки. Как утверждают специалисты, эти люди не были первыми представителями Homo Sapiens на планете. Они были всего лишь первыми, давшими дожившее до наших дней потомство. 

Рассказ о своих предках можно сохранить не только в геноме. Он – живая память вашей семьи. Сохранённая история родственников поможет вам больше узнать о себе. Кулинарные рецепты, забавные истории и рассказы о путешествиях – всё это вы найдёте в Цифровой капсуле времени. Это уникальное ноу-хау поможет вам построить родословное древо, поведать о друзьях детства и оживить сам исторический процесс. Все сведения будут храниться неограниченное число лет. Они перейдут к тем из ваших потомков, кому вы пожелаете их передать. Существует несколько типов капсул, одна из которых обязательно вам подойдёт. Ваши внуки, правнуки и более далёкие потомки узнают больше о своих корнях, семейных традициях или профессии своих предков.