Двойная спираль ДНК является одним из символов науки, но немногие знают, что эта нуклеиновая кислота способна образовывать и более сложные структуры. До недавнего времени они интересовали разве что химиков и кристаллографов - считалось, что неканонические формы ДНК не встречаются в живых клетках. Британские биологи нанесли мощный удар по этому стереотипу.
Про Джеймса Уотсона, одного из первооткрывателей двойной спирали ДНК, рассказывают такой анекдот. Как-то на лабораторном семинаре в Колд Спринг Харбор, когда колкий на язык Уотсон больше обычного увлекся критикой своих сотрудников, один из них попытался урезонить своего начальника: «Джим, если у тебя есть Нобелевская премия (a Nobel prize), это еще не значит, что все остальные ничего не понимают в том, чем занимаются». Ответ Уотсона оказался труднопереводимым, но запоминающимся: «I don"t have a Nobel Prize, I have the Nobel prize» («у меня не просто Нобелевская премия, а та самая Нобелевская премия»), - заявил он.
Уотсона можно понять: опубликованная им совместно с Френсисом Криком двуспиральная структура ДНК - это не только важнейшее открытие в биологии XX века, это еще и хрестоматийный образ, один из главных символов науки вообще. Вероятно, именно из-за феноменальной известности этой структуры мало кто знает, что ДНК бывает не только двуспиральной. Да и не всякая двуспиральная ДНК одинакова.
Другая двойная
Открытие Уотсона и Крика (на основе данных, полученных Розалинд Франклин) на долгое время затмило все остальные структуры, которые рассматривались в качестве альтернативных. Это неудивительно: ключевое свойство модели заключается в том, что она самой своей структурой показывает, как может храниться и копироваться генетическая информация.
После публикации Уотсона и Крика сразу стало понятно, что для воспроизводства нуклеиновой кислоты достаточно расплести две ее нити и для каждой из них, как по слепку, восстановить комплементарную пару. Это сразу объясняло и механизмы наследственности, и причину изменчивости, да и вообще саму теорию эволюции ставило на прочную экспериментальную почву.
Richard Wheeler / Wikipedia
В ходе дальнейших исследований оказалось, что двойная спираль ДНК, в общем-то, не обязана в точности соответствовать модели Уотсона-Крика. Физики, исследовавшие спектры препаратов ДНК, и их коллеги-кристаллографы обнаружили, что две те же самые нити можно заплести и в более толстую, более крутую спираль, которая довольно сильно отличается от модели Уотсона-Крика. Полный оборот такой спирали содержит 11, а не 10 нуклеотидов. Кроме того, их плоскости сильнее повернуты относительно оси молекулы, из-за чего в ее центре (если смотреть с «торца») образуется пустота. Да и бороздки, куда белки протягивают свои «щупальца» на поверхности такой ДНК имеют меньшую глубину.
Эта структура, в которую сворачивается ДНК при недостатке влаги, называется A-формой в противоположность классической B-форме. Этот подвид ДНК для биологов так и остался лабораторной экзотикой. Зато оказалось, что другая нуклеиновая кислота - РНК, которая тоже порой сворачивается в спираль, образует как раз именно такую структуру. То же самое происходит и с гибридами между ДНК и РНК.
В 1970-х годах удалось обнаружить еще более экзотическую структуру нуклеиновой кислоты - Z-форму. Свое название она получила от изогнутого вида линии нуклеотидов в цепях. Этих цепочек в структуре тоже две, как и в A и B-формах, но только скручены они не в правую, а в левую спираль.
В отличие от A-формы, условием образования левоспиральной Z-формы оказались не специфические условия среды, а особая последовательность нуклеотидов на ДНК. Некоторые последовательности оказались очень склонны к образованию таких форм, и соответствующие участки удалось найти в геноме многих организмов.
Z-форма ДНК
Ученым известны и другие формы ДНК: C-форма или, скажем, комплекс-тример, образующийся между тремя разными нитями во время рекомбинации. К слову сказать, именно трехспиральную структуру первоначально рассматривали Уотсон и Крик перед тем, как открыть двойную спираль. Такую же модель изучали и их конкуренты - Полинг и Кори.
Однако, пожалуй, самой необычной среди известных форм ДНК является так называемый G-квадруплекс - структура, образованная из четырех нитей нуклеиновой кислоты. Именно ее удалось в большом количестве найти на человеческих хромосомах британским биологам.
Квадруплекс
Первые намеки на возможность образования таких структур были получены задолго до прорывной работы Уотсона и Крика - еще в 1910 году. Тогда немецкий химик Ивар Банг обнаружил, что один из компонентов ДНК - гуанозиновая кислота - при высоких концентрациях образует гели, в то время как другие составные части ДНК таким свойством не обладают.
В 1962 году с помощью рентгеноструктурного метода удалось установить структуру ячейки этого геля. Она оказалась составлена из четырех остатков гуанина, связывающих друг друга по кругу и образующих характерный квадрат. В центре связь поддерживает ион магния. Такие же структуры могут образовываться и в ДНК, если в ней много гуанина. Эти плоские квадраты складываются в стопки, и получаются довольно устойчивые, плотные структуры.
В четырехспиральные комплексы могут сплетаться четыре отдельные цепочки ДНК, но это скорее является исключением. Чаще единственная нить нуклеиновой кислоты просто завязывается в узел, образуя характерные утолщения (например, на концах хромосом), либо двуцепочечная ДНК на каком-то богатом гуанином участке образует локальный квадруплекс.
Julian Huppert / Wikipedia
Бремя доказательства
Со всеми альтернативными, неканоническими структурами ДНК у биологов возникает одна и та же проблема. Дело в том, что получить такую ДНК в пробирке, установить ее структуру - это одно. Но доказать, что она существует в реальной живой клетке, да еще и выполняет какую-то функцию, важную для этой клетки, - это совсем другое.
С А-формой ДНК, например, до сих пор неясно - имеет ли она хоть какое-то значение для жизни или это просто лабораторный артефакт. Данных по Z-форме чуть больше: белки, стимулирующие ее образование, были найдены в некоторых вирусах.
Что касается G-квадруплекса, то это просто ярчайший пример того, как наши знания ограничиваются существующими методами. С точки зрения химии и кристаллографии о четырехспиральной ДНК известно почти все, с точки зрения биологии - очень мало. Наиболее изучено существование квадруплексов на концах хромосом - на теломерах. Также известен по крайней мере один регуляторный участок (в онкогене c-myc ), в котором такая ДНК действительно существует. Но насколько такая ДНК является экзотикой, и какова ее представленность в человеческих хромосомах, до сих пор было не известно.
Теломеры - это ДНК-белковые комплексы, которые возникли у клеток с переходом от кольцевых на линейные хромосомы. При этом возникла проблема недорепликации концов: если получить полноценную копию кольцевой ДНК довольно просто, то линейная хромосома при копировании будет всегда немного укорачиваться. Компенсирует это укорачивание фермент теломераза, который достраивает концы хромосом «бессмысленными» повторяющимися последовательностями. При этом одна из цепей ДНК на конце становится длиннее другой. Именно этот одноцепочечный «хвост» и сворачивается на концах хромосом в G-квадруплексы.
Понятно, что рассмотреть структуру ДНК в микроскоп невозможно. Невозможно также применить для этого рентгеноструктурный анализ - он требует получения кристаллов и большого количества вещества. Для поиска квадруплексов какое-то время назад применялись низкомолекулярные вещества-красители, которые преимущественно связываются именно с такой структурой. К сожалению, впоследствии оказалось, что они не только связываются с четырехспиральной ДНК, но и сами стимулируют ее образование, а значит, не подходят для исследования.
Прорыв в этом направлении произошел после того, как удалось получить специфические антитела, которые связываются именно с G-квадруплексом, но при этом никак не влияют на его образование. Чтобы увидеть очень слабый сигнал от таких антител, ученые применили их на необычном объекте - инфузориях.
У этих одноклеточных имеется целых два ядра, одно из которых не используется (хранится для размножения), а во втором те же самые хромосомы тиражируются в сотнях одинаковых копий. В результате соответственно увеличивается и количество хромосомных концов, где находятся квадруплексы в составе теломер. Использование такого необычного объекта позволило рассмотреть четырехспиральную ДНК на концах хромосом, но увидеть их у человека и млекопитающих до сих пор никому не удавалось.
Инженеры антител
Именно этого добились британские исследователи из Кембриджа во главе с Шанкаром Баласумбраняном. Они создали специальные антитела, которые связываются исключительно с квадруплексом и не реагируют на двуцепочечную, одноцепочечную ДНК или на РНК. Антитела были разработаны исключительно инженерным способом - с помощью так называемого фагового дисплея, когда миллиарды и миллиарды вариантов отбираются in vitro по принципу максимальной специфичности.
Используя такие антитела на препаратах клеток, авторы увидели светящиеся точки на концах хромосом - те места, где присутствует G-квадруплекс. Еще интереснее то, что такие точки также были обнаружены и в теле хромосом - там, где их существование еще ни разу не было экспериментально продемонстрировано.
Конечно, имелись данные о наличии такой структуры в регуляторной области некоторых генов, связанных с раком. Кроме того, большое количество таких точек (более 375 тысяч) было предсказано просто по анализу последовательности генома человека. Однако такого одновременно полномасштабного и экспериментального исследования еще никому не удавалось провести.
Авторы показали, что распределение квадруплексов ДНК по геному сильно меняется в зависимости от стадии клеточного цикла. Это неудивительно и с физической точки зрения - копирование нуклеиновой кислоты без расплетения такого узла невозможно. Но сам факт, безусловно, свидетельствует о некой функциональной роли таких участков.
Biffi, G., et al., Nature Chemistry, 2013
Впрочем, говорить о том, что мы знаем, для чего ДНК-квадруплексы важны, пока рано. Существует несколько моделей, в которых такая ДНК является регуляторным элементом, но опять-таки все упирается в вопрос, насколько справедливо переносить знания, полученные «в пробирке», на то, что реально происходит в клетке.
Сейчас основная задача молекулярных биологов - подтвердить независимым способом выводы британских ученых. Ведь методы, связанные с антителами, среди биологов известны тем, что они иногда просто отказываются работать в «чужих» руках.
Несмотря на множество грамотных контрольных экспериментов, поставленных британцами, основывать на одном исследовании слишком далеко идущие выводы о роли четырехспиральной ДНК будет довольно опрометчиво. Лучше всего было бы придумать какой-то новый, независимый от антител, оригинальный способ «поймать» G-квадруплексы на хромосомах человека. Тот, кому это удастся, возможно, и не сможет претендовать на тот самый «the Nobel prize», но место в истории науки ему обеспечено.
Рис 2. Сравнение Хугстиновских пар A T и C G с Уотсон-Криковскими. Хугстиновская геометрия может быть достигнута либо вращением пуринов вокруг гликозидной связи (χ), либо переворачиванием основания (θ), влияющих одновременно на позиции C8 и C1 (обозначено желтым).
Хугстиновские пары - альтернативный вариант связывания нуклеотидов на комплементарных цепях нуклеиновых кислот ДНК или РНК , соединённых с помощью водородных связей не по каноническому Уотсон-Криковскому связыванию оснований ( , и ДНК) (Рис. 1)(отсутствует). Для Хугстиновских пар две антипараллельные нуклеиновые цепи образуют водородные связи по большой бороздке. Пурины поворачиваются на 180° (Рис. 2). Хотя Хугстиновские пары наблюдаются редко, в некоторых последовательностях ДНК, особенно в динуклеотидах 5"-CA-3" и 5"-TA-3" , они существуют в равновесии со стандартными Уотсон-Криковскими парами оснований.
История [ | ]
Химические свойства [ | ]
Поскольку Хугстиновские пары образованы альтернативными водородными связями , они отличаются свойствами от Уотсон-Криковских пар. Например, угол между двумя гликозильными связями больше (80° для пары A T), а расстояние C1′–C1′ - меньше, всего 8,2 , чем в обычной геометрии (10,1 ).
Двухлетний мальчик стал единственным человеком в мире с диагнозом дополнительной нити в его ДНК . Алфи родился слепым и с тяжелыми формами инвалидности, которые вынудили врачей провести дополнительные исследования и различные тесты. Они показали, что в свой седьмой хромосоме имеется дополнительная нить материала, который раньше никогда не был документально зафиксирован.
Врачи столкнулись состоянием, которое до сих пор не имело названия. Медики также не знают, улучшится ли состояние мальчика или уменьшиться ли его продолжительность жизни. Когда Алфи было шесть недель, врачи обнаружили у него редкую аномалию в его ДНК. После своего рождения Алфи был доставлен в больницу в шесть раз – в том числе дважды, когда он перестал дышать. Его родители даже полагали, что он умирает в эти два раза и были поражены, когда Алфи полностью выздоровел.
Мама ребёнка сказала: "Когда врачи сказали мне, я была абсолютно опустошена. Как беременная мама, вы проводите девять месяцев, думая о том, что будет, когда ваш ребенок сделает первый шаг или хлопнет руками. Но наличие такого мальчика Альфи заставляет вас ценить мелочи. Он не переворачивался до 18 месяцев, но мы были очень взволнованы, когда он сделал это…Врачи сказали нам, мы ничего не могли сделать, чтобы предотвратить это. Я думаю, что мы никогда не узнаем, почему это произошло…Я держал его в руках, и я мог видеть, как его глаза начали фокусироваться на мне. Это стало важнейшей вехой для нас, потому что мы не знали, случится ли это хоть когда-нибудь. Мы даже взяли фотографию, где сидели, глядя друг на друга. Альфи полностью изменил нашу жизнь – все вращается вокруг него. Но он такой счастливый мальчик, и он принес много радости в нашу жизнь.» Его родители абсолютно здоровы и имеют второго ребенка 10-летнюю дочь, которая тоже здорова. У всех обычная ДНК.
Ученые: люди мутируют, как мы и говорили!
Доктор Fox Berrenda свидетельствует об изменениях в ДНК в интервью Патриции Реш.
PR: Господин Berrenda, расскажите немного о себе.
BF: Я имею докторскую степень по физиологии и натуропатии. Во время моего обучения в Европе, я также участвовал в работе в средствах массовой информации, и это продолжается до сих пор. Как вы знаете, я работаю с FOX Network Television в программах "Наблюдение” и "The X Files”.
PR: Какие изменения происходят в это время на планете, и как наше тело реагирует на это воздействием?
BF: Есть существенные изменения, мутации, которые еще не происходили, по мнению генетиков, с тех пор как мы вышли из воды. Несколько лет назад в Мехико был съезд генетиков из разных стран мира, и главной темой было изменение ДНК. Мы совершаем эволюционные изменения, но мы не знаем, что мы меняемся.
PR: Как наши ДНК меняется?
B.F.: Каждый человек имеет одну двойную спираль ДНК . Но, мы находимся в процессе формирования других спиралей ДНК. В двойной спирали есть две нити ДНК, свернутые в спираль. Насколько я понимаю, мы будем развивать двенадцать спиралей в течение 5 – 20 лет. Мы будем мутировать. Это научное объяснение. Это мутации нашего вида в новое состояние, конечный результат которого пока что не известен.
Эти изменения не известны публично, потому что научное сообщество считает, было бы опасно пугать население. Тем не менее, люди меняют на клеточном уровне. Я работаю с тремя детьми, у которых сейчас есть три спирали ДНК . Большинство людей знают и чувствуют это. Многие религии говорят об изменениях и знают, что будет происходить у всех по-разному. Мы знаем, что это положительные мутации, хотя физически, умственно и эмоционально она может быть неправильно понята и вызывать страх.
PR: Являются ли эти дети, обладающие любыми характеристиками, отличными от других детей?
BF: Это дети, которые могут перемещать объекты по комнате только путем концентрации на них, или они могут заполнить стакан воды, просто взглянув на него. Они телепаты. Вы могли бы подумать, зная этих детей, что они ангелы или сверхлюди, но это не так. Я думаю, это то, во что мы вырастем в течение следующих нескольких десятилетий.
PR: Как вы думаете, это произойдет со всеми нами?
BF: Похоже, что большинство людей, которые родились до 1940 года не смогли сделать сдвиг, но начали что-то в следующем поколении, что дает им возможность сформировать другую спираль в нашей жизни. Наша иммунная и эндокринная системы являются наиболее очевидным из этих изменений. Это одна из причин, я работаю с исследованиями в области тестирования и иммунологической терапии.
Некоторые взрослые, которых я испытал на самом деле имеют дополнительные формирующиеся спирали ДНК. Некоторые из них даже получают третью целиком. Эти люди проходят через множество серьезных сдвигов в их сознание и физических изменений, потому что это все одно . На мой взгляд, Земля и все здесь, поднимает вибрации. Многие из детей, родившихся недавно имеют гораздо более лёгкие вибрации. Те из нас, которые старше и выберут изменения, пройдут через множество физических изменений.
PR: Что вызывает изменения в органах тех, кто рождается с нормальными двумя нитями ДНК ?
BF: Самый простой способ мутировать для нашей ДНК – с помощью вирусов. Поэтому вирусы не обязательно плохо. Вирусы живут только в живой ткани. ДНК вируса Эпштейна-Барра, как и герпеса № 6 изменения клеточной структуры. Ретровирус ВИЧ не является ДНК вирусом. Вместо того, чтобы создавать мутации тела, он на самом деле ест его. Большинство людей, которые проходят через этот процесс и выходят с другой стороны – имеют новую профессию, новый способ мышления, или, по крайней мере начинают новогый образ жизни. Даже если они могут чувствовать себя очень больным, усталым, или безнадежными время от времени, это подарок. В настоящее время они дают шанс изменить свою структуру ДНК, и их тело в легкие, здоровые тела, которые могут увидеть их в следующем поколении
PR: Какие еще изменения следует ожидать увидеть?
BF: Там не будет болезней, мы не должны умирать. Мы сможем узнать наши уроки, а не через страдание, а через радость и любовь. Старая система должна разрушаться, и она делает это, оказывая большое сопротивление. Так у вас есть все войны, многие виды медицинского лечения не работает, да и правительство не работает.
Многие старые парадигмы уже не может существовать, но они еще борются будут поддерживаться, но нет никаких сомнений, что всё меняется. Те из нас, кто предпочитает жить в это время являются предшественниками практически нового вида. Это человек, но в то же время, на самом деле проявляется рай на Земле. Мы получаем дополнительную помощь от мастеров, невидимых нами более развитых существ, ангелов, и учимся погружаться внутрь. Чем больше мы можем пойти и послушать, что говорит тихий голос, тем больше мы находимся в гармонии с изменениями, которые происходят.
PR: Какие побочные эффекты этих изменений?
BF: Вы иногда будете чувствовать себя, как будто вы не здесь. Вы можете почувствовать усталость, потому что мы в буквальном смысле измененяются клетки и мы становимся новыми существами. Как и при рождении ребенка, вам может потребоваться много отдыха. Спутанность сознания и не в состоянии сосредоточиться на повседневных задачах, так как мы программируется для чего-то большего. Боли по всему телу, для которых нет никакой конкретной причины являются общими. Многие люди чувствуют, как будто они сходят с ума.
Если они идут в медицинский кабинет, скорее всего, никакой помощи не получат, потому что медики не могут определить, что это такое. Трудность медицинской профессиив том, что они не привыкли иметь дело с энергетическим телом.
Люди могут быть очень разочарованы и истощены, если они пытаются быть очень активным. Они могут чувствовать свою женскую сторону выхода, потому что это интуитивные стороны. Эмоциональная терапия, которая выходит за последние 20 до 30 лет был ускорен с новой техникой для этих изменений. Мы фактически делаем огромное количество эмоциональной работы в очень короткое время, которое потребовало бы тысячи лет.
PR: Как вы помогаете тем, кто переживает эти изменения?
BF: Я подхожу с точки зрения работы с отдельными существами, а не лечение болезни.
Во-первых, я требую иммунологического тестирования, которое обычно не сделано. Это тест крови выполняется опытными специалистами в исследовательских лабораториях. Затем я даю пациенту информацию. Это очень похоже на карту, по которой они должны двигаться и исцелять себя сами.. Я не целитель, но лишь инструмент в их индивидуальных процессах. Существует некая сила в человеке, когда он, глядя на свои анализы крови и, увидев карту того, что происходит в организме, заставляет что-то щелкнуть в подсознании и ведёт к исцелению .
Реальный ключ в том, чтобы человеку взять на себя ответственность и делать свою работу. Что я использую в качестве инструментов то, что обычно не используется. Я использую много органотерапии для воздействия на гормональную систему, чтобы получить изменения в ДНК. Кроме того, я использую гомеопатию для работы с энергетическим телом, витамины, травы и холодную лазерную терапию. Лечение полностью зависит от индивидуальных потребностей.
PR: Как вы оцениваете работу по развитию?
BF: Я смотрю на мою работу в качестве моста или перехода. Это как научный, так и эмпирический подходы. Исцеление искусством и наукой. Используя только что-то одно, полное выздоровление не получить. Я не думаю, что буду целителем всю мою жизнь, потому что я считаю, болезни будут устранены. Мы, как сознательные люди, устраним болезни и страдания.
Побочные эффекты трансформации ДНК. (Выдержки из статьи Сусанны Торп-Кларк).
В данный период времени мы меняемся физически, на уровне ДНК. Предположительно, человеческие существа уже имели 12 нитей ДНК много сотен тысяч лет назад, но кто-то или что-то вмешалось в нашу эволюцию, поэтому осталось только две.
Изменения касаются не только людей, а и всех форм жизни на Земле. Все рыбы в море, цветы и деревья в саду, птицы в небе, даже ваша собака или кошка, – всё живое. Всё меняется, все мы движемся в новое и неизвестное нам ссостояние.
Как и в смерти, отпускание является важной частью процесса изменений. Например, мы не может принимать старые ценности и образ жизни. Прогресс путем изменения заставляет нас отпускать текущие отношения, работу, карьеру, имущество, привычки, еду и т.д., если они не в состоянии поддерживать наш новый образ жизни. Стоит ли удивляться тому, что есть большая тревога и страх, потому что эти изменения уже идут, хотя большинство людей не осознают этого.
Кроме того есть много временных физических симптомов, которые происходят в нашем организме:
Гриппоподобные симптомы – высокая температура, потливость, боли костей и суставов и т.д., которые не поддаются лечению антибиотиками.
Головные боли, мигрени – сильная боль, которая не снимается болеутоляющими средствами.
Иногда расстройство пищеварения.
Иногда насморк с чиханием, который длится 24 часа и не является результатом переохлаждения или сенной лихорадкой.
Головокружение.
Звон в ушах.
Учащенное сердцебиение.
Чувствуется, что все тело вибрирует – особенно на правом боку, когда человек находится в расслабленном состоянии.
Интенсивные мышечные спазмы – плюс боль в теле.
Покалывание – в руках и ногах.
Потеря мышечной силы – в руках, вызванные изменениями в системе циркуляции.
Иногда затруднения дыхания – дыхание сильнее или громче, даже если вы в расслабленном состоянии.
Изменения в иммунной системе.
Изменения лимфатической системы.
Чувство усталости – от незначительных нагрузок.
Желание спать – больше и чаще, чем обычно.
Приступы депрессии, когда нет никаких реальных оснований.
Копание в прошлом вдруг приносит понимание своего нынешнего положения.
Ощущение огромной чистки.
Напряжение, беспокойство и высокий уровень стресса -вот что возникает сейчас у каждого, потому что он чувствует, что что-то происходит, но не знает что именно. Некоторые из этих симптомов ощущают очень много людей. Многие из них спешат в панике к врачу, и, как правило, он говорит, что всё в порядке. И это правда. Все эти симптомы являются лишь временными и просто указывают, что это физиологические изменения. Наша ДНК мутирует , нет никаких сомнений. Старая человеческая раса развивается и переходит на более высокий уровень. Мы восстанавливаем утраченные нити ДНК , и мы сознательно подключаемся к Источнику. Ничто не может и ничто не остановит этот процесс. Нам стоит лишь принять новую энергию, которая направляется к нам, чтобы помочь изменить наши физические тела.
Необходимое послесловие:
Постируя сей материал, автор этих строк ничуть не сомневается во всём сказанном. Однако, невозможно игнорировать и другую информацию, свидетельствующую о том, что некая сила, знающая обо всех этих процессах, изо всех сил старается помешать процессу мета-трансмутации. Один из вариантов такого рода вмешательства в благословенный процесс преображения человечества - ХИМИОТРАССЫ
. Особенно ярко этот вопрос освещён в выступлении Лауры Эйзенхауэр - ОЧЕНЬ ОСВЕДОМЛЁННОЙ правнучки Дуайта Эйзенхауэра (боевого генерала и президента США, в бытность которого была заключена сделка теневого американского правительства с иномирной нелюдью - с передачей всей полноты власти по этой теме в руки клана Рокфеллеров) на конференции "Сознание за рамками химиотрасс", состоявшейся в 2012 году:
К сожалению, ролик не переведён на русский язык. Однако все владеющие американским английским всё поймут.
Общая информация и основные принципы
На сегодняшний день известно, что обычная модель ДНК состоит из двух спиралевидных нитей, которые переплетаются между собой на некотором расстоянии, однако, существуют структуры намного сложнее, такие как генетический материал с тройными спиралями. Подобные образования вызывают бурные дебаты среди специалистов, изучающих эти явления, проводятся симпозиумы, а также научные конференции.
Тройная спираль нуклеиновой кислоты образуется впоследствии переплетения трех олигонуклеотидов. При этом одно самостоятельное звено соединяется с «В» формой двойной спиралевидной конструкции ДНК через водородные связи. Ярким примером может служить связь олигонуклеотида формы «Т», который связывается своими основаниями «Т» и «А» между основной парой. В этом случае спираль нуклеиновой кислоты образуется из гомопиримидинов при непосредственном влиянии водородных связей.
Помимо этого, следует отметить, что описываемая модель возможна из пары полипуриновых и одного полипиримидинового стержня, с тройками оснований GGC. При этом дополнительная нить полипурина располагается в негликозидном желобке обычной спирали. Для образования триплекс спирали методом гибридизации, основополагающим фактором является наличие комплементарности олигонуклеотида и специфической последовательности.
Известные на сегодняшний день триплексы условно могут быть разделены на 2 основных класса: параллельные тройные спирали, а также псевдопараллельные. В последнем случае полярности гомопуриновой и 3-й цепи считаются противоположными.
История
В виде предположений высказывания о возможности существования троичной спирали ДНК появились еще в далеком 1953 году. Знаменитый ученый-генетик Ф. Крик в своих первоначальных работах в то время предполагал, что существующая модель ДНК имеет именно три, а не две спирали. Однако, в результате долгой и кропотливой работы ученый пришел к выводу, что именно двойные конструкции ДНК являются правильным вариантом, поскольку в тройных спиралях все расстояния между элементами казались недостаточными, а заряженные отрицательной энергией фосфаты, которые располагаются возле оси, со временем будут отдаляться друг от друга, что само по себе не предусматривало наличие трех нитей.
До середины 80 годов изучению троичных спиралей кода не уделяли должного внимания, и развитие науки в этом направлении не встречало должного интереса со стороны практикующих ученых. Однако, после того как в 86 году прошлого века был открыт неизвестный до этого времени уникальный подвид нуклеиновой кислоты Н-формы, снова появилась заинтересованность в изучении триплекс конструкций. Именно основой этой структуры и послужила троичная форма, в которой принимает участие половина гомопурин- гомопиримидинового отрезка, имеющего вид парной спирали и одна из нитей иной части этого же отрезка, располагающаяся на большой борозде.
Открытие же троичных спиралей нуклеиновой группы кислот датируется 1957 годом. Авторами этого открытия считаются ученые – Девис, Фельзенфельд. С тех времен ведущими исследователями этой сферы были изучены структуры и химические свойства, трансфекции клеток, а также проведены множественные эксперименты на различных животных.
Использование свойств троичной спирали в медицине и генетике
Троичная конструкция успешно используется для очищения парной ДНК. Это стало возможным благодаря революционному биотехнологическому открытию. Этот способ очистки двойной ДНК заключается в прохождении раствора обычной нуклеиновой кислоты через смеси с иными составляющими, связанными с олигонуклеотидом, который является основным фактором или компонентом образования троичной конструкции матрицы. Этот способ позволяет достичь уникальной чистоты структуры матрицы при относительно небольших временных затратах.
Возможна эффективная очистка кольцевой ДНК, которая содержит в себе один или несколько генов, представляющие особый интерес для специалистов терапевтической области, а также общей медицины.
Создание тройной конструкции нуклеиновой кислоты также может быть применимо для очищения РНК, которое состоит из двух переплетающихся нитей, что доказано во многих практических лабораторных опытах.
Перспективы развития
На сегодняшний день перспективы использования тройной модели и ее практические значения изучаются ведущими учеными и специалистами этой сферы. Современные исследования направлены на создание структуры нуклеиновой кислоты человека, которая могла бы успешно противодействовать негативному воздействию любого смертоносного вируса или вредной бактерии.
Одним из курьезных случаев, который был связан с открытием троичной матрицы ДНК, является опубликование известным 
ученым-химиком Полингом, который, кстати, был Нобелевским лауреатом, заявления об открытии подобной конструкции генетического материала. Однако, его теория была ошибочной, поскольку опубликованные результаты исследований подтвердили, что представленная Полингом модель была всего лишь вывернутым вариантом обычной парной модели кода, поэтому его представления о тройной структуре основных нитей были неверными.
Существует множество таинственных легенд и теорий, которые обуславливают открытие третьей дополнительной нити нуклеиновой кислоты как некий мировой заговор, который имеет своей конечной целью генетическое очищение генофонда Земли. При этом многие любители непознанного публикуют доказательства и отдельные реликвии, на которых якобы изображены лишние нити в структуре матрицы человека. Также многие из них делают параллели между развитием древних цивилизаций именно с существованием подобной структуры кода. Так, тройное сплетение нитей в период древнего индуизма олицетворяло трех главных богов, от которых зависела вся жизнь во вселенной.
Различные спекуляции на тему необъяснимого влияния тройной спирали, по всей видимости, будут продолжаться до момента окончательного научного заключения о влиянии такой структуры матрицы на развитие организма человека.
Красота и мощь природного генетического аппарата, скрытые в двуцепочечной спирали ДНК, уже давно вдохновляли ученых на эксперименты по созданию искусственных молекул по образу и подобию материальной основы наследственности. Такие попытки осуществлялись уже не раз, так как простор для действия ученых довольно широк.
Во-первых, рукотворные изменения могут затронуть только так называемую скелетную часть ДНК, состоящую из молекул моносахарида дезоксирибозы, соединенных фосфодиэфирными мостиками. Такие синтетические эксперименты учёные уже проводили, что привело к созданию так называемых пептидных нуклеиновых кислот (ПНК), трео-фуранозильных нуклеиновых кислот (ТНК) и некоторых других аналогов. Однако эти изменения не затрагивают главных составных частей, из которых создана ДНК, азотистых оснований - аденина, цитозина, тимина, урацила и гуанина, так как целью подобных трансформаций было создание молекул, пригодных для применения в живых организмах - в исследованиях или для лечения генетических аномалий.
Другой стратегией создания искусственных ДНК является замена природных азотистых оснований на синтетические или добавление новых оснований , также способных вступать во взаимодействие по принципу комплементарности.
Дело в том, что ДНК, сколь бы сложной она не была, вполне может стать расходным материалом для многих технологий будущего. Природной ДНК на Земле предостаточно, молекула удобна для лабораторных экспериментов и вполне может вписаться в технологическую линию. Но самое главное — то, что природный механизм самоорганизации молекулы открывает огромные перспективы для использования в развивающихся отраслях науки - нано- и биотехнологиях и химической биологии.
К сожалению, эффективность ДНК ограничена всего двумя комплементарными парами - гуанин-цитозин и аденин-тимин. Создание искусственных аналогов, способных заменить природные компоненты в спиральной молекуле, открыло бы людям куда больше возможностей.
Разумеется, пока что это только фантазии, и эксперимент по получению полностью искусственной молекулы ДНК, описанный в «горячей» статье в Journal of the American Chemical Society, был поставлен японскими учеными по большей части из любопытства. Ну и соображений научного престижа, конечно.
Масахико Инуё и его коллегам удалось создать аналог ДНК, в который входят исключительно искусственные азотистые основания.
Поскольку при этом все «соединительные мосты» между нуклеотидами - дезоксирибоза и остатки фосфорной кислоты - остались прежними, то молекулу эту с полным правом можно называть даже не «аналогом», а ДНК. Поскольку в клеточных ядрах живых организмов ничего подобного не встречается, учёные полагают, что для неё лучше всего подходит термин «искусственная ДНК».
Лаборатория Инуё, работающего в высшей школе фармацевтики при Университете японского города Тояма, взяла за основу свои прежние наработки. В прошлом они уже показали, что гуанин в цепочке ДНК можно легко заменить на соединение «изо-гуанин * », способный вступать в обратимое взаимодействие по механизму водородной связи - трехкратной, как и у гуанина. При подготовке к синтезу полностью искусственной ДНК учёные создали также комплементарный «изо-гуанину * » «изо-цитозин * », «изо-тимин * » и «изо-аденозин * ».
Синтезировав на основе этих искусственных азотистых оснований несколько достаточно длинных двуцепочечных последовательностей, ученые сравнили их свойства со свойствами природной цепи.
Близость термодинамических и структурных параметров искусственной и природной ДНК и позволила ученым громко заявить о своем успехе.
Термическая стабильность искусственной ДНК оказалась очень близка к таковой у природного образца, несмотря на замену молекул и изменения соотношения силы взаимодействия нуклеозидов по механизму водородной связи и их стыковке благодаря гидрофильно-гидрофобным взаимодействиям.
Нуклеозиды - соединения из остатков азотистого основания и углевода - рибонуклеозид и дезоксирибонуклеозид.
Нуклеотиды - фосфорные эфиры нуклеозидов, нуклеозидфосфаты.
Сохранили искусственные последовательности нуклеозидов и высокую избирательную способность, также почти не уступающую фрагментам естественной ДНК. Например, последовательность из десяти искусственных нуклеотидов очень слабо взаимодействует с «почти комплементарной» ей цепочкой, даже если комплементарности не удовлетворяет хотя бы один из нуклеозидов. Причем такая избирательность, очень близкая к избирательности природной молекулы, обеспечивается исключительно за счет взаимодействия нуклеозидов, а не за счет не подходящих друг другу по размеру азотистых оснований. В природной молекуле размерный эффект приводит к значительному искажению углеводного скелета, за счет чего некоплементарная последовательность становится еще более неустойчива.
Более того, цепочки, построенные только из синтетических заменителей тимина и аденина, проявили способность к формированию тройных спиралей.
Ученые связывают это с особой симметрией молекул и надеются, что в будущем эта экзотическая особенность синтетических азотистых оснований может быть использована в технологических задачах.
Научится ли человек создавать искусственные живые системы на основе собственных ДНК, созданных по воле разума, а не по стечению факторов, зародивших жизнь на земле миллиарды лет назад, - покажет время. Пока же ждем прорыва в нанотехнологии, биохимии и других областях передовой науки, о которых «Газета.Ru» обязательно расскажет.