Мало кто может себе представить, насколько много содержится ДНК информации в одной клетке как "хранилище данных", без которого не может развиваться ни одно живое существо. Начиная от простейших и заканчивая человеком, в каждой клетке которого содержится определенная программа развития организма: когда рождаться, как развиваться, когда стареть. Спиральная лестница генетического кода может обрываться и таким образом происходит обмен данными между хромосомами. Если же часть кода повреждается (например, при копировании), возникают мутации, отличающиеся от истинного процесса развития. Как же ведет человека по жизни ДНК информация, накапливая данные о развитие всего человечества.

Немного истории о дезоксирибонуклеиновой кислоте

ДНК или Дезоксирибонуклеиновая кислота является макромолекулой наравне с РНК и белком, способными хранить информацию о развитии всех живых организмов.
На начальном этапе развития науки генетики считалось, что именно белки являются носителями информации. Постепенно, в ходе исследований роль хранилища данных перешло к ДНК. Изучали строение ДНК молекулы до 50-х годов ХХ века. До этого времени ученые делали предположение, что код состоит из цепочки нуклеотидов, но точно никто не мог доказать, сколько этих цепочек, как устроены они и каким образом соединяются.

Только в 1953 году учеными Ф. Криком и Дж. Уотсоном была предложена истинная структура ДНК в виде двойной спиральной лестницы. Эти выводы ученых обсуждались и изучались еще на протяжении десятилетия. Исследователи в области генетики были удостоены почетной Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1962 году.

ДНК информация - 20 фактов о "хранилище данных" в клетке

1. Чтобы напечатать геном человека, потребовалось бы 50 лет печатать по 1 слову в секунду (работая по 8 часов в день).
2. Существуют особи, которые живут без полового размножения - Бделлоидные коловратки - они уже 80 млн. лет обходятся без мужского пола, остаются исключительно самками и размножаются путем заимствования ДНК информации других животных.
3. При трансплантации костного мозга в кровь переносится ДНК донора, что иногда приводит к путанице при опознавании или при аресте.
4. Во время укуса оса браконида вводит жертвам вирус, способный подавлять иммунитет и создает все условия для размножения личинки осы. Исследования этого вируса показали, что он в своем роде уникален, аналогов которого не существует. Этому вирусу насчитывается около 100 млн. лет. Интересно то, что ДНК информация вируса полностью слилась с ДНК осы.
5. У родителей и детей, как у братьев и сестер, в крови присутствуют 50% общих генов.
6. Миллион раз в вдень полимерная цепочка ДНК может повреждаться (разрываться), но под действием внутренних факторов быстро восстанавливается. Ели бы в организме не было четкой системы, восстанавливающей ДНК цепочку, это приводило бы к гибели клеток и всего организма.
7. В Исландии живет всего 4 семьи, ДНК которых указывают на коренных американцев. Это является доказательством того, что викинги приехали в Европу с коренной американкой более 1000 лет назад.
8. Именно дождевые черви являются ближайшими родственниками человека.
9. ДНК информация всего одного человека - девочки по имени Брук Гринберг, может быть ключом к разгадке бессмертия. Эта девочка всю жизнь выглядела как ребенок. И умерла в 20 лет, будучи на вид маленькой девочкой.
10. Человечество не вымрет, даже если случится всемирная катастрофа: на международной космической станции хранятся ДНК самых выдающихся людей (Лэнса Армстронга и Стивена Хокинга).
11. После изучения ДНК полинезийцев выяснилось, что они на 200 лет раньше открыли Америку и основали Чили в 1300 году.
12. 40% ДНК состоит из генома вирусов, когда-либо поражавших клетки древних предков человека.
13. Вся мировая информация, которая хранится в цифровом виде, может поместиться в 2 г ДНК.
14. Генетическая информация всех людей на земле на 99,9% одинакова и отличается всего лишь на 0,1%.
15. Если растянуть ДНК одного человека, код займет 16 млрд. км. Для сравнения - это расстояние, как от планеты Плутона и обратно.
16. ДНК яйцеклетки успешно заменяется генетическим кодом мужчин. Таким образом, двое мужчин могут быть родителями ребенка.
17. ДНК человека на 50% идентичны с генетическим кодом банана.
18. Ученые рассчитали, что срок хранения ДНК составляет 521 год, после чего информация начнет разрушаться. И генетический код через 1,5 млн. лет невозможно будет прочесть.
19. У людей неафриканского происхождения есть остатки ДНК неандертальцев.
20. В 2013 году вглубь океана была похоронена "капсула времени". Она содержит образцы ДНК, волос и крови всех животных. Этот проект осуществился с целью возрождения в будущем тех видов животных, которые вымрут.

Все мы знаем, что облик человека, некоторые привычки и, даже, заболевания передаются по наследству. Вся эта информация о живом существе закодирована в генах. Так как же эти пресловутые гены выглядят, как они функционируют и где находятся?

Итак, носителем всех генов любого человека или животного является ДНК. Данное соединение было открыто в 1869 году Иоганном Фридрихом Мишером.Химически ДНК – это дезоксирибонуклеиновая кислота. Что же это означает? Каким образом эта кислота несет в себе генетический код всего живого на нашей планете?

Начнем с того, что рассмотрим, где располагается ДНК. В клетке человека имеется множество органоидов, которые выполняют различные функции. ДНК располагается в ядре. Ядро – это маленькая органелла, которая окружена специальной мембраной, и в которой хранится весь генетический материал – ДНК.

Каково строение молекулы ДНК?

Прежде всего, рассмотрим, что представляет собой ДНК. ДНК – это очень длинная молекула, состоящая из структурных элементов – нуклеотидов. Имеется 4 вида нуклеотидов – это аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Цепочка нуклеотидов схематически выглядит следующим образом: ГГААТЦТААГ.… Вот такая последовательность нуклеотидов и есть цепочка ДНК.

Впервые структура ДНК была расшифрована в 1953 году Джеймсом Уотсоном и Френсисом Криком.

В одной молекуле ДНК имеется две цепочки нуклеотидов, которые спирально закручены вокруг друг друга. Как же эти нуклеотидные цепочки держатся рядом и закручиваются в спираль? Данный феномен обусловлен свойством комплементарности. Комплементарность означает, что друг напротив друга в двух цепочках могут находиться только определенные нуклеотиды (комплементарные). Так, напротив аденина всегда стоит тимин, а напротив гуанина всегда только цитозин. Таким образом, гуанин комплементарен с цитозином, а аденин – с тимином.Такие пары нуклеотидов, стоящие напротив друг друга в разных цепочках также называются комплементарными.

Схематически можно изобразить следующим образом:

Г - Ц
Т - А
Т - А
Ц - Г

Эти комплементарные пары А - Т и Г - Ц образуют химическую связь между нуклеотидами пары, причем связьмежду Г и Ц более прочная чем между А и Т. Связь образуется строго между комплементарными основаниями, то есть образование связи между не комплементарными Г и А – невозможно.

«Упаковка» ДНК, как цепочка ДНК становится хромосомой?

Почему же эти нуклеотидные цепочки ДНК еще и закручиваются вокруг друг друга? Зачем это нужно? Дело в том, что количество нуклеотидов огромно и нужно очень много места, чтобы разместить такие длинные цепочки. По этой причине происходит спиральное закручивание двух нитей ДНК вокруг друга. Данное явление носит название спирализации. В результате спирализации цепочки ДНК укорачиваются в 5-6 раз.

Некоторые молекулы ДНК активно используются организмом, а другие используются редко. Такие редко используемые молекулы ДНК помимо спирализации подвергается еще более компактной «упаковке». Такая компактная упаковка называется суперспирализацией и укорачивает нить ДНК в 25-30 раз!

Как происходит упаковка спиралей ДНК?

Для суперспирализации используются гистоновые белки , которые имеют вид и структуру стержня или катушки для ниток. На эти «катушки» - гистоновые белки наматываются спирализованные нити ДНК. Таким образом, длинная нить становится очень компактно упакованной и занимает очень мало места.

При необходимости использовать ту или иную молекулу ДНК происходит процесс «раскручивания», то есть нить ДНК «сматывается» с «катушки» - гистонового белка (если была на нее накручена) и раскручивается из спирали в две параллельные цепи. А когда молекула ДНК находится в таком раскрученном состоянии, то с нее можно считать необходимую генетическую информацию. Причем считывание генетической информации происходит только с раскрученных нитей ДНК!

Совокупность суперспирализованных хромосом называется гетерохроматин , а хромосом, доступных для считывания информации – эухроматин .

Что такое гены, какова их связь с ДНК?

Теперь давайте рассмотрим, что же такое гены. Известно, что есть гены, определяющие группу крови, цвет глаз, волос, кожи и множество других свойств нашего организма. Ген – это строго определенный участок ДНК, состоящий из определенного количества нуклеотидов, расположенных в строго определенной комбинации. Расположение в строго определенном участке ДНК означает, что конкретному гену отведено его место, и поменять это место невозможно. Уместно провести такое сравнение: человек живет на определенной улице, в определенном доме и квартире, и самовольно человек не может переселиться в другой дом, квартиру или на другую улицу. Определенное количество нуклеотидов в гене означает, что каждый ген имеет конкретное число нуклеотидов и их не может стать больше или меньше. Например, ген, кодирующий выработку инсулина , состоит из 60 пар нуклеотидов; ген, кодирующий выработку гормона окситоцина – из 370 пар нуклеотидов.

Строгая последовательность нуклеотидов является уникальной для каждого гена и строго определенной. Например, последовательность ААТТААТА – это фрагмент гена, кодирующего выработку инсулина. Для того чтобы получить инсулин, используется именно такая последовательность, для получения, например, адреналина, используется другая комбинация нуклеотидов. Важно понимать, что только определенная комбинация нуклеотидов кодирует определенный «продукт» (адреналин, инсулин и т.д.). Такая вот уникальная комбинация определенного числа нуклеотидов, стоящая на «своем месте» - это и есть ген .

Помимо генов в цепи ДНК расположены, так называемые «некодирующие последовательности». Такие некодирующие последовательности нуклеотидов регулируют работу генов, помогают спирализации хромосом, отмечают точку начала и конца гена. Однако, на сегодняшний день, роль большинства некодирующих последовательностей остается невыясненной.

Что такое хромосома? Половые хромосомы

Совокупность генов индивидуума называется геномом. Естественно, весь геном невозможно уложить в одну ДНК. Геном разбит на 46 пар молекул ДНК. Одна пара молекул ДНК называется хромосома. Так вот именно этих хромосом у человека имеется 46 штук. Каждая хромосома несет строго определенный набор генов, например, в 18 хромосоме заложены гены, кодирующие цвет глаз и т.д.Хромосомы различаются друг от друга по длине и форме. Самые распространенные формы в виде Х или Y, но имеются также и другие. У человека имеются по две хромосомы одинаковой формы, которые называются парными (парами). В связи с такими различиями все парные хромосомы пронумерованы – их имеется 23 пары. Это означает, что имеется пара хромосом №1, пара №2, №3 и т.д. Каждый ген ответственный за определенный признак находится в одной и той же хромосоме. В современных руководствах для специалистов может указываться локализация гена, например, следующим образом: 22 хромосома, длинное плечо.

В чем заключаются различия хромосом?

Как же еще различаются между собой хромосомы? Что означает термин длинное плечо? Возьмем хромосомы формы Х. Пересечение нитей ДНК может происходить строго посередине (Х), а может происходить и не центрально. Когда такое пересечение нитей ДНК происходит не центрально, то относительно точки перекреста одни концы длиннее, другие, соответственно, короче. Такие длинные концы принято называть длинным плечом хромосомы, а короткие – соответственно – коротким плечом. У хромосом формы Y большую часть занимают длинные плечи, а короткие совсем небольшие (на схематичном изображении они даже не указываются).

Размер хромосом колеблется: самыми крупными являются хромосомы пар №1 и №3, самыми маленькими хромосомы пар № 17, №19.

Помимо форм и размеров хромосомы различаются по выполняемым функциям. Из 23 пар, 22 пары являются соматическими и 1 пара – половые. Что это значит? Соматические хромосомы определяют все внешние признаки индивидуума, особенности его поведенческих реакций, наследственный психотип, то есть все черты и особенности каждого конкретного человека. А пара половых хромосом определяет пол человека: мужчина или женщина. Существует две разновидности половых хромосом человека – это Х (икс) и У (игрек). Если они сочетаются как ХХ (икс - икс) – это женщина, а если ХУ (икс - игрек) – перед нами мужчина.

Наследственные болезни и повреждения хромосом

Однако случаются «поломки» генома, тогда у людей выявляются генетические заболевания. Например, когда в 21 паре хромосом вместо двух присутствует три хромосомы, человек рождается с синдромом Дауна.

Существует множество более мелких «поломок» генетического материала, которые не ведут к возникновению болезни, а наоборот, придают хорошие свойства. Все «поломки» генетического материала называются мутациями. Мутации, ведущие к болезням или ухудшению свойств организма, считают отрицательными, а мутации, ведущие к образованию новых полезных свойств, считают положительными.

Однако, применительно к большинству болезней, которыми сегодня страдают люди, передается по наследству не заболевание, а лишь предрасположенность. Например, у отца ребенка сахар усваивается медленно. Это не означает, что ребенок родится с сахарным диабетом , но у ребенка будет иметься предрасположенность. Это означает, если ребенок будет злоупотреблять сладостями и мучными изделиями, то у него разовьется сахарный диабет.

На сегодняшний день развивается так называемая предикативная медицина. В рамках данной медицинской практики у человека выявляются предрасположенности (на основе выявления соответствующих генов), а затем ему даются рекомендации - какой диеты придерживаться, как правильно чередовать режим труда и отдыха, чтобы не заболеть.

Как прочитать информацию, закодированную в ДНК?

А как же можно прочитать информацию, содержащуюся в ДНК? Как использует ее собственный организм? Сама ДНК представляет собой некую матрицу, но не простую, а закодированную. Чтобы прочесть информацию с матрицы ДНК, она сначала переносится на специальный переносчик – РНК. РНК – это химически рибонуклеиновая кислота. Отличается от ДНК тем, что может проходить через мембрану ядра в клетку, а ДНК лишена такой способности (она может находиться только в ядре). Закодированная информация же используется в самой клетке. Итак, РНК – это переносчик кодированной информации из ядра в клетку.

Как происходит синтез РНК, как при помощи РНК синтезируется белок?

Нити ДНК, с которых нужно «считать» информацию, раскручиваются, к ним подходит специальный фермент – «строитель» и синтезирует параллельно нити ДНК комплементарную цепочку РНК. Молекула РНК также состоит из 4 видов нуклеотидов – аденина (А), урацила (У), гуанина (Г) и цитозина (Ц). При этом комплементарными являются следующие пары: аденин – урацил, гуанин – цитозин. Как видно, в отличие от ДНК, в РНК используется урацил вместо тимина. То есть фермент-«строитель» работает следующим образом: если в нити ДНК он видит А, то к нити РНК присоединяет У, если Г – то присоединяет Ц и т.д. Таким образом, с каждого активного гена при транскрипции формируется шаблон – копия РНК, способная проходить через мембрану ядра.

Как происходит синтез белка закодированного определенным геном?

Покинув ядро, РНК попадает в цитоплазму. Уже в цитоплазме РНК может быть, как матрица встроена в специальные ферментные системы (рибосомы), которые могут синтезировать, руководствуясь информацией РНК соответствующую последовательность аминокислот белка. Как известно, молекула белка состоит из аминокислот. Как же рибосоме удается узнать, какую именно аминокислоту надо присоединить к растущей белковой цепи? Делается это на основе триплетного кода. Триплетный код означает, что последовательность в три нуклеотида цепочки РНК (триплет, например, ГГУ) кодируют одну аминокислоту (в данном случае глицин). Каждую аминокислоту кодирует определенный триплет. И так, рибосома «прочитывает» триплет, определяет какую аминокислоту надо присоединить следующей по мере считывания информации в РНК. Когда цепочка аминокислот сформирована, она принимает определенную пространственную форму и становится белком, способным осуществлять возложенные на него ферментные, строительные, гормональные и другие функции.

Белок для любого живого организма является продуктом гена. Именно белками определяются все разнообразные свойства, качества и внешние проявления генов.

К суррогатному материнству прибегают в случае бесплодия женщины или попросту не желания биологической матери (донора яйцеклетки) проходить все стадии беременности и родов. Суррогатной матерью называется женщина, которая на безвозмездной или на платной основе согласилась выносить ребенка, родить его и передать биологическим родителям. Материнскими правами суррогатная мать не обладает.

Биологические отец и мать — это доноры спермы и яйцеклетки. Оплодотворение происходит искусственно по средствам ЭКО. По законодательству Российской Федерации суррогатная мать не может быть донором яйцеклетки.Мы не будем рассматривать этические стороны этого вопроса и права женщин. Нас интересует только наука и гены.

Что передается ребенку от суррогатной матери

Каждому ребенку при зачатии передаются гены, как от мамы, так и от папы. То есть половину хромосом плод получает от матери, половину хромосом от отца. Таким образом набор генов от сурмамы ребенок получить не может. Все 23 пары хромосом он имеет от биологических родителей.

Получается, что все генетические заболевания (синдром Дауна, Эдвардса, Патау и т.д.) плод получает уже в процессе ЭКО вне суррогатной матери. Но это касается только генетических наследственных заболеваний.

Суррогатная мать, как бы «черство» ни была она настроена по отношению к плоду, все же носит его в себе на протяжении 9 месяцев. Понимание того, что с ребенком придется навсегда расстаться и возможно никогда больше его не увидеть несет тяжелые психологические нагрузки. А любые стрессы и депрессии пагубно влияют на здоровье малыша.

Прошлое сурмамы (возможная алкогольная или наркотическая зависимости, курение), а также стрессы могут вызвать отклонения в развитии плода. Известно, что на ранних стадиях формирования зародыша образуется нервная трубка (зачатки нервной системы). Далее идет дифференциация нервной системы, формирование органов и головного мозга.

А теперь представьте, что все эти важнейшие процессы происходят при сильных выбросах адреналина, кортизола и других веществ. Если добавить сюда, возможно, плохую работу почек или печени сурмамы, то получим ДЦП, аутизм, проблемы с легкими, сердцем и так далее.

Поэтому стоит разделять два понятия. Не стоит путать плохую генетическую наследственность с приобретенными отклонениями в процессе вынашивания.

Проводите разговоры со своей суррогатной матерью, поддерживайте всячески ее морально, успокаивайте. Нельзя доводить беременную до истерических состояний и стрессов. Помогайте ей материально и потакайте ее просьбам. Следите за рационом питания, интенсивностью физических нагрузок. Вовремя проводите анализы крови, мочи и кала. Все-таки она вынашивает Вашего ребенка!

В каких случаях нужно провести ДНК-тест для ребенка, вынашиваемого суррогатной матерью

Теперь подробнее рассмотрим генетику суррогатного материнства. ДНК тесты при суррогатном материнстве можно разделить на два этапа:

• Во время беременности;
• После рождения ребенка.

Первую группу тестов можно сделать уже начиная с 7-ой недели беременности. Современные технологии в области генетических исследований способны на ранних сроках получать ДНК плода из крови матери. Для этого берется 10-20 мл венозной крови беременной женщины, далее плазма отделяется от эритроцитов. И уже в плазме крови генетики обнаруживают ДНК плода. Эта ДНК попадает в кровь мамы в процессе жизнедеятельности ребенка (плод кушает и производит отходы).

Такие анализы называют неинвазивными пренатальными (НИПТ). С их помощью можно установить пол плода, его резус-фактор. Также пройти тест на хромосомные отклонения, в том числе:

• Основные синдромы Дауна, Патау, Эдвардса;
• Отклонения половых хромосом;
• Микроделеции (выпадения участков ДНК в хромосоме).

Кстати микроделеционные синдромы часто связаны с мужским бесплодием. Поэтому рекомендуется проводить такое исследование, если ЭКО связано с проблемами у мужчины.

Пройдя ДНК тест на хромосомные отклонения, возможно узнать о плохой наследственности кого-то из биологических родителей.

К сожалению, как показывают исследования, аутизм и ДЦП не является чисто генетической аномалией. Эти заболевания связывают именно с формированием эмбриона в процессе беременности или с родовыми травмами. Поэтому НИПТ тест тут не помощник.

Вторую группу тестов делают на выявление биологического отцовства и материнства. Когда ребенок уже родился, можно взять образец ДНК ребенка и сделать тесты на отцовство и материнство.

Для этого с помощью ватной палочки (медицинской или обычной) берут ротовой мазок у ребенка. Родители так же сдают свою ДНК в виде ротового мазка или любого биологического материала, содержащего ДНК. Далее сравниваются ДНК профили ребенка с ДНК профилями биологических мамы и папы. Если уникальные маркеры совпали, то отцовство и материнство подтвердится на 99,99999%. Если не совпали, то отрицательный ответ будет точным на 100%.

Естественно, если в качестве образца спермы или яйцеклетки брались образцы от сторонних доноров, не связанных с суррогатной матерью или заказчиками, то нет смысла проводить тест на материнство или отцовство. В этом случае ДНК профили будут разными, так как образцы брались от третьих лиц. Однако, можно сравнить ДНК ребенка с образцами донора, если это важно.

Выводы

Здоровье ребенка, полученного от суррогатной матери, да в прочем как от любой другой мамы зависит от:

• Генетики доноров спермы и яйцеклетки (их наследственности);
• Условий протекания беременности (стрессы, алкоголь, курение, плохое питание и т.д.)

На состав хромосом сурмама никак не влияет. Поэтому не нужно обвинять в хромосомных отклонениях суррогатную мать. Но аномалии в развитии ребенка при хороших генах могут появится в процессе развития нервной системы и органов плода если халатно относится к беременности.

Дети наследуют от своих родителей, бабушек и дедушек, не только цвет волос или глаз. В последнее время ученые склоняются к версии, что ДНК человека хранит гораздо больше информации, чем нам кажется.

Исследования касательно генетической памяти ведутся давно и ряд ученых, которые их

проводили, считают, что уже выделены основные «черты», которые хранят не только внешние сходства с предками, но и их личные качества и даже воспоминания. Кроме того, эта память оказывает большое влияние на формирование личности.

Эксперты считают, что фобии являются именно той самой генетической памятью, которая ныне живущему передалась от предков. При этом «переносчиками» памяти могут быть не только родители, но и прабабушки и прадедушки.

Эксперимент ученых, для подтверждения их версии был проведен на мышах, которых учили избегать запаха вишни. В итоге «дрессировка» проявилась в виде измененного ДНК: та часть, которая отвечала за к этому запаху, активизировалась в сперме самцов мышей. А их внуки унаследовали полученный предками страх и, несмотря на полное отсутствие причин для тревоги, всячески пытались его избежать.

Наследственной чертой может стать и общительность человека. Ряд ученых уверены, что определенные черты характера являются не приобретенными в течение жизни и опыта, а заложенными ДНК. И к ней они относят экстраверсию, предполагая, что кто-то из предков тоже отличался общительностью. Также рассматривается гипотеза, что взаимосвязь между экстраверсией и синдромом дефицита внимания и гиперактивностью также заложены на генетическом уровне.

К наследственности отнесли и чувство юмора, которое не является залогом воспитания, а носит врожденный характер. Основывается это мнение на исследованиях, что у людей с коротким аллелем гена 5-HTTLPR чаще проявляются такие положительные реакции, как улыбка и смех. Эти данные подтверждались в ряде экспериментов, в которых участвовали разновозрастные и разнополые люди из различных этнических и социальных групп.

Кроме того такая черта, портящая жизнь многим людям, как их склонность к стрессу, является переданной от предков. И это касается не только стресса, который получает женщина, будучи беременной и передавая состояние своему будущему малышу. Даже , испытанный до наступления беременности женщиной или до зачатия будущим отцом может стать наследственным фактором для их потомства. Причина этого - поврежденные хромосомы будущих родителей из-за пережитого. Кстати, ученые утверждают, что и всякого рода «плохие» зависимости в 40-60% случаев передаются о родителей детям.

Те люди, которым хватает всего несколько часов сна, но они при этом хорошо себя чувствуют и полноценно работают, должны сказать «спасибо» своим родственникам, от которых им и передалась черта. Такая способность выработалась благодаря гену p.Tyr362His. Он еще известен как «ген Тэтчер», в честь британской премьер-министра, которая могла спать 4 часа в сутки, не испытывая дискомфорта. Считается, что люди с таким геномом способны не только тратить на сон минимум, но и лучше выполнять умственные задачи, бодрствуя более 38 часов.

Экономия денег, как ни странно - тоже наследственная черта, считают эксперты, и в этом случае она свойственна как бедным людям, вынужденным так делать, так и состоятельным, которые могут себе позволить не думать «о дне завтрашнем». Кроме того, генетически «экономные люди» реже страдают от плохих привычек, таких как переедание, курение, алкоголизм, поскольку им не просто жалко тратить на это деньги, но и потому, что они склонны к .

Некоторые аспекты музыкального таланта человека скрываются в его генетике, а не посещениях музыкальных школ. К такому мнению тоже пришли ученые, изучающие наследственность. Особенно это касается умения распознать тон и ритм. В исследованиях на эту тему участвовали однояйцовые и разнояйцовые близнецы, у которых сравнивались способности к пению и музыке. В итоге оказалось, что некоторые из них, несмотря на отсутствие практики, показали более высокие результаты, чем те, кто занимался вокалом или играл на музыкальных инструментах.

Жизненную программу, записанную в геноме, которая определяет внешность, характер, здоровье и т.д., ребенок получает от мамы и папы, когда их половые клетки сливаются при зачатии. Но кроме генетической программы на будущего человека влияет еще масса разных вещей, происходящих с родителями, причем как после зачатия, так и до него.

Специалисты Исследовательского института Робинсона и Школы педиатрии и репродуктивного здоровья Университета Аделаиды проанализировали все, что науке на сегодня известно о наследственности, и опубликовали свои выводы в последнем выпуске журнала Science . «Только в последние лет десять научное сообщество стало серьезно обсуждать эти проблемы, и только в последние пять лет мы начали понимать механизмы того, что происходит», — замечает Сара Робертсон, профессор Университета Аделаиды в Австралии.

Некоторые факты уже стали общеизвестными, например то, что будущей маме нельзя курить и выпивать.

О том, что и папе тоже нельзя, причем за несколько месяцев до зачатия, задумываются немногие.

С позиции врача акушер-гинеколог Георгий Местергази. О том, как это объясняет наука, пойдет речь дальше. А есть и совсем удивительные факты, например то, что на здоровье ребенка влияет питание не только будущей матери, но и будущего отца, так же как и его склонность к ожирению.

«Люди обычно думают, что все это не имеет значения, так как с зачатием начинается новая жизнь, — говорит Сара Робертсон. — Но на самом деле мы награждаем будущего ребенка всем грузом своего собственного жизненного опыта.

Такие факторы, как возраст родителей, характер питания, ожирение, курение, и многое другие, — все они посылают сигналы, влияющие на здоровье ребенка.

Они могут повысить риск диабета и других метаболических, сердечно-сосудистых заболеваний, иммунологических или неврологических нарушений».

Причем роль отца в этом не меньше, а зачастую больше, чем роль матери.

Сначала ученые описывают все факторы, которые влияют на будущего человека в момент зачатия и сразу после него.

Яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом в полости фаллопиевой трубы и, в то время как зигота начинает делиться, продвигается по трубе, направляясь в матку. В слизистую оболочку матки она внедряется через несколько дней на стадии бластоцисты (это шарик, состоящий из клеток, числом от 30 до 200). А пока делящаяся яйцеклетка проходит по фаллопиевой трубе, она окружена жидкостью. На состав этой жидкости влияют разные факторы — питание женщины, особенности метаболизма, какие-то воспалительные процессы. Уже на этой стадии они действуют на работу генов в первых клетках и могут ускорять или замедлять скорость деления. А нередко на этой стадии яйцеклетка из-за серьезных генетических патологий отбраковывается, беременность не наступает, и женщина даже не знает о том, что имело место оплодотворение.

Очень сильно влияет на раннее развитие эмбриона питание будущей мамы.

Снижение белкового питания в первые три дня развития замедляет размножение клеток и дифференциацию их в так называемые зародышевые листки, из которых в дальнейшем закладываются разные ткани и органы.

После внедрения бластоцисты в матку питание влияет на развитие плаценты, которая связывает эмбрион с организмом матери.

Воспалительные заболевания также накладывают отпечаток на развитие эмбриона. В эксперименте ученые показали, что мыши с бактериальным липополисахаридом рождали детенышей с избыточным весом и нарушением исследовательского поведения.

Отцовский вклад в условия оплодотворения тоже присутствует. Ученые объясняют, что на развитие эмбриона влияет состав семенной жидкости. Она содержит множество веществ — цитокинов , — в том числе факторы роста, стимулирующие деление клеток. А воспалительные заболевания и инфекции негативно сказываются на ее составе.

Более ранний опыт родителей передается потомству, потому что влияет на созревание их половых клеток. Причем между яйцеклетками и сперматозоидами есть принципиальная разница. Все яйцеклетки в полном количестве имеются уже тогда, когда девочка появляется на свет. С началом полового созревания в каждом менструальном цикле они только дозревают, проходя последнее деление мейоза . В отличие от них сперматозоиды образуются в течение всей жизни.

Чем старше становится мужчина, тем через большее число делений проходят его сперматозоиды, а значит, в них увеличивается число ошибок — мутаций.

В этом причина того, что возраст отца увеличивает количество мутаций, которые он передает потомству. В 20 лет это 25 мутаций, а в 40 лет — уже 65. Возраст матери такой роли не играет.

Все это касается самих генов, записанной в них наследственной информации. Но в ДНК возникают не только такие изменения, которые затрагивают ее нуклеотидную последовательность. Есть химические изменения внешние, не меняющие строение молекулы, они называются эпигенетическими . Чаще всего это метилирование — присоединение метильных групп CН3 к азотистому основанию цитозину. Метилирование — важнейший инструмент, регулирующий активность генов, потому что, если метильных групп много, они не дают гену работать в полную силу, снижают его экспрессию.

И это тот механизм, по которому внешняя среда влияет на работу генов. Степень метилирования изменяется под влиянием питания, стрессов, различного индивидуального опыта, и часть этих изменений может передаваться потомству.

При образовании половых клеток ДНК тоже метилируется. Правда, перед самим оплодотворением большая часть эпигенетических маркеров стирается. Но не все, некоторые остаются и через половые клетки передаются в зиготу и развивающийся эмбрион.

Эпигенетика объясняет многие совершенно удивительные вещи, такие как память поколений: , что травмирующие события передавались таким образом не только детям, но и внукам. Ну и более приземленные факты, например влияние питания отцов на здоровье детей.

Известно, что избыточный вес отца (больше, чем избыточный вес матери) может привести к нарушению нормального метаболизма у ребенка. Курение, алкоголь, наркотики — все это накладывает эпигенетический отпечаток на сперматозоиды во время из созревания.

Плохое питание отцов, с пониженным содержанием белка, также может повлиять на детей не лучшим образом. А в исследовании, было показано, что недостаток фолиевой кислоты в рационе будущих отцов может стать причиной врожденных дефектов у потомства из-за нарушения метилирования.

Что касается яйцеклеток, то большая часть их влияния на эмбрион передается через митохондрии . Это органеллы, в которых происходят энергетические процессы для жизнедеятельности клетки. Развитие эмбриона — это энергетически затратный процесс. А митохондрии эмбрион получает именно от яйцеклетки, по женской линии, так как от яйцеклетки в зиготу переходит вся цитоплазма — клеточное содержимое (в сперматозоиде содержится только ядро и хвост, цитоплазмы он практически лишен). Во-первых, эмбрион получает митохондриальную ДНК , в которой могут быть мутации (и уже разработан способ избавления от передающихся с ними заболеваний). Во-вторых, на митохондрии влияет питание, курение и ожирение матерей, это может изменять их расположение и активность.

На мышах убедительно показано, что при ожирении и диабете митохондрии неправильно влияют на развивающийся эмбрион.

Так что на здоровье потомства, к сожалению, влияет все. И с высоты полученных знаний ученые настоятельно советуют будущим родителям перед тем, как планировать беременность, изменить свой образ жизни на более здоровый. Даже небольшие изменения в правильную сторону будут иметь долговременный положительный эффект.