Про її існування дізналися лише в середині минулого століття, але вже зараз вона знаходиться під пильною увагою дослідників, адже завдяки їй у недалекому майбутньому створять ліки від усіх хвороб і розгадають таємницю виникнення життя на Землі.

Вона – ДНК або дезоксирибонуклеїнова кислота ‒ має неймовірну структуру та дивовижні властивості, без яких наше існування було б неможливим.

Гігантську молекулу ДНК, довжина якої може сягати більше 6 см (!), можна уявити у вигляді двох спіралеподібних ланцюгів, сплетених між собою. Ланками обох ланцюгів виступають так звані нуклеотиди (усього їх чотири види – A, T, G, C), які чергуються у різноманітних комбінаціях.

Один ланцюг ДНК комплементарний іншому. Це означає, що нуклеотиду А в одному ланцюзі завжди буде відповідати нуклеотид Т в іншому ланцюзі. З іншого боку, нуклеотиду G завжди буде відповідати нуклеотид С. Так, наприклад, якщо в одному ланцюзі ДНК певний відрізок буде складатися з послідовності A-T-G-C, то у сусідньому ланцюзі нуклеотидна послідовність буде мати вигляд T-A-C-G. Інакше бути не може. Точніше, не повинно бути.
ДНК бере участь у двох важливих процесах: реплікації та транскрипції. Реплікація – це процес подвоєння ДНК, коли завдяки принципу комплементарності з однієї подвійної спіралі утворюються дві нові. Саме за рахунок реплікації передається та зберігається генетична інформація при діленні клітин. У ході транскрипції до окремих ділянок одного з двох ланцюгів ДНК – генів – добудовується комплементарний ланцюг, що має назву РНК.

Молекули РНК відповідають за синтез ключових елементів нашого життя – білків.
Тільки уявіть: з моменту запліднення яйцеклітини і до теперішнього часу у нашому організмі відбулися мільярди актів ділення клітин, і кожного разу молекули ДНК, що складаються з десятків мільйонів пар нуклеотидів, з ідеальною точністю дублюють себе в ході реплікації. Ні однієї помилки, ні одного неправильного нуклеотида у послідовності. Невже це можливо?

Звісно ж, ні. Занадто довгою є молекула ДНК, занадто багато актів ділення і занадто високою є ймовірність того, що у процесі реплікації на місці необхідного, комплементарного нуклеотида опиниться інший. Подібні помилки реплікації є одним з механізмів спонтанних мутацій.

На щастя, кожна клітина обладнана кмітливим механізмом репарації: загін спеціалізованих білків знаходить і усуває помилки в генетичному коді. Тим не менш навіть репарація іноді дає перебої. У такому випадку мутації залишаються, і подальша доля власника ДНК з мутацією залежить від двох речей: 1) наскільки багато помилок у молекулах ДНК певної клітини організму та 2) у яких ділянках ДНК знаходяться ці помилки. Від однієї випадкової мутації у частині ДНК, яка не кодує ніякої важливої РНК, людині нічого не буде. Але якщо мутацій багато, і вони припадають на ділянки, що кодують ключові молекули РНК, то наслідки не змусять себе чекати. Ні, людина не перетвориться на спайдермена чи іншого супергероя. Ймовірніше у неї буде рак: клітина, що містить ДНК з мутаціями, почне безконтрольно ділитися; в результаті це може призвести до смерті людини.

Мутації проявляються не тільки у зміні послідовності нуклеотидів у молекулі ДНК. Самі нуклеотиди, навіть якщо вони і знаходяться на своїх місцях, можуть зазнавати різноманітних впливів, що здатні змінювати їхню структуру та викликати так звані індуковані мутації. До подібних впливів відносяться: 1) хімічна дія та 2) іонізуюче випромінювання (радіація) разом із ультрафіолетовим світлом. Канцерогенні речовини, що присутні в тютюновому димі та у смаженій їжі, потрапляючи до клітини, здатні хімічно взаємодіяти з ДНК. При цьому може змінитися як будова окремих нуклеотидів, так і структура самої подвійної спіралі. Усе це найгіршим чином відіб’ється на процесах реплікації та транскрипції, і добре, якщо нещасна клітина, до якої потрапила канцерогенна речовина, просто загине. Погано, якщо вона «з’їде з глузду» та перетвориться на ракову клітину.

Іонізуюче випромінювання має настільки велику енергію, що здатне розірвати деякі хімічні зв’язки, присутні у молекулах ДНК. УФ випромінювання (у тому числі з сонячного світла), навпаки, може спровокувати небажані хімічні реакції, що будуть проходити всередині клітини за участю ДНК. Так чи інакше це буде призводити до зміни будови нуклеотидів та подальшим неприємним наслідкам.

ДНК – це надзвичайно вразлива молекула, яка, тим не менш, дивним чином умудряється зберігати свою нуклеотидну послідовність незайманою. Ну або практично незайманою. Спонтанні мутації неминучі, і якщо їх недостатньо, щоб викликати смерть клітин або рак, то вони закріпляться в генетичному коді та перейдуть у спадок наступному поколінню: чи то як генетична хвороба, чи то без будь-яких фізіологічних наслідків. Однак індукованих мутацій можна уникнути. Наприклад, якщо вести здоровий спосіб життя: дотримуватись збалансованого раціону, займатися спортом.

Так що бережіть свою ДНК, і ваш організм, а також ваші нащадки будуть вам дуже вдячні!