Человеческий организм состоит более чем из 200 различных видов клеток, являющихся самыми маленькими автономными структурами в нем. Несмотря на свое разнообразие, практически все наши соматические (телесные) клетки имеют несколько одинаковых, общих компонентов. Внешний слой клетки — клеточная мембрана — пористый, что позволяет впускать внутрь клетки питательные вещества, а продукты жизнедеятельности выпускать наружу. Внутри клетки находится цитоплазма, состоящая из большой совокупности различных и высокоспецифичных структур, поддерживающихся волокнистым цитоскелетом во взвешенном состоянии. Митохондрии являются источниками энергии клетки; они обрабатывают питательные вещества и обеспечивают клетку энергией. Эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи и рибосомы являются структурами «сборочного конвейера», который производит многие виды протеинов (белков), необходимых для жизни и функционирования как клетки, так и всего организма. Внутренней частью клетки является ядро, также окруженное пористой мембраной, отделяющей его от остальной цитоплазмы и в то же время позволяющей биохимическим веществам беспрепятственно проходить сквозь нее в обоих направлениях. Наконец, в ядре локализована большая часть дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). ДНК выступает в роли «органа исполнительной власти» клетки и является основой (базой) наследственности.
Структура ДНК была раскрыта Джеймсом Уотсоном, Фрэнсисом Криком и их коллегами ДНК — это макромолекула, обладающая высокой сложностью организации. Она состоит из большого числа маленьких молекул, в свою очередь состоящих из атомов. Если гипотетически «развернуть» отдельный сегмент ДНК и представить его в виде лестницы мы сможем увидеть составляющие ее блоки, называемые нуклеотидами. Каждый нуклеотид состоит из молекулы соли фосфорной кислоты и молекулы сахарозы, которые формируют боковые стойки лестницы, и из одной из четырех азотно-углеродно-водородных баз: адениновой (А), тиминовой (Г), цитозиновой (С) и гуаниновой (G), объединенных водородной связью по парам, формирующим ступеньки лестницы.
Базы связываются в базовые пары в строго определенном порядке, не допускающем вариантов. В силу своего химического строения аденин может связываться только с тимином, а цитозин — только с гуанином. В ДНК человека находятся 3,12 миллиарда базовых пар. Более того, ДНК каждого среднего человека приблизительно на 99,9% идентична ДНК любого другого нормального человека. Лишь 0,1% отвечает за биологический вклад во все наши индивидуальные различия по физическим и психологическим характеристикам. Полученные данные вызывают большие сомнения насчет наличия смысла в понятии «раса».
Понятие генов как основных единиц наследственности было известно задолго до того, как молекулярная генетика смогла подтвердить их наличие и значение, определить биохимическую природу. Ген — это выраженный сегмент ДНК, который может иметь длину от нескольких сотен до нескольких миллионов базовых пар. До сих пор истинное количество генов в геноме человека неизвестно. Оценки колеблются от 30 до 120 тысяч; обобщая оценки, полученные различными путями, этот диапазон можно сузить до 65-80 тысяч.
Большую часть времени ДНК распределена в пределах ядра. Однако когда клетка готовится к делению, ДНК компактизуется в хромосомы. «Объединению» хромосом было посвящено множество исследований; искажения на хромосомном уровне можно диагностировать при помощи изучения кариотипа индивида. У нормальных людей большинство клеток содержат 46 хромосом, составляющих 23 пары. Двадцать две пары называются аутосомами. Их нумерация происходит по порядку, начиная с самой крупной, а заканчивается самой маленькой; они объединены по следующему признаку; не детерминируют пол человека. Двадцать третья пара — это половые хромосомы: XX у женщин и XY у мужчин.
Когда клетка готова к делению и воспроизводству, лестница ДНК разворачивается и отделяются две длинные цепи. Далее каждая цепь притягивает из клетки новый биохимический материал для синтеза новой комплементарной цепи и, в конечном итоге, новых клеток.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему