ДНК человека содержит чрезвычайно сложные коды и является одной из величайших загадок современной науки. Так что же такое ДНК, и как возможно, чтобы этот крошечный фрагмент содержал такой гигантский объём информации?
Рассмотрим следующие цитаты, которые дают описание небольшой вещи толщиной всего в две миллионные доли миллиметра.
«Информация, необходимая для определения состава всех видов организмов, когда-либо существовавших на планете, а это примерно тысяча миллионов, могла бы уместиться в чайной ложке, и ещё осталось бы место для информации из всех написанных книг», - написал микробиолог доктор Майкл Дентон.
«ДНК более совершенна, чем любое когда-либо созданное программное обеспечение», - говорит Билл Гейтс, соучредитель Microsoft.
Давайте исследуем бесконечный микроскопический мир внутри вас и поближе познакомимся с нашей ДНК...

Разгадка тайны генетики

Фрэнсис Коллинз — бывший директор Национального института здравоохранения США (NIH). До этого он был директором Национального исследовательского института генома человека (NHGRI), руководя проектом «Геном человека». Мы все слышали о генах, но что такое проект «Геном человека»?
Клетки человека содержат 23 пары хромосом, из них 22 пары аутосом и 1 пара половых хромосом. Каждый родитель привносит по одной хромосоме в каждую пару, поэтому половина хромосом поступает от матери, а половина — от отца. Эти хромосомы содержат в общей сложности 6 млрд кодов ДНК. Проект «Геном человека» направлен на определение последовательности этих кодов ДНК для создания семейного портрета и выявления сегментов ДНК, выполняющих роль генов. Конечная цель состоит в расшифровке генетической информации человека.
Проект «Геном человека» изначально разрабатывался Министерством энергетики США и Национальным институтом здоровья. Постепенно стало ясно, что с таким объёмом информации американцам в одиночку не справиться. Поэтому они вышли на международный уровень, привлекая к исследованиям людей из других стран, в том числе из Великобритании, Германии, Франции и Японии. В итоге проект «Геном человека» стал многонациональным, междисциплинарным научным проектом. На сегодняшний день человечество завершило секвенирование 92% геномов, а оставшиеся 8% отложены из-за существующих ограничений науки.
Что касается доктора Коллинза, который руководит проектом, то, несомненно, он великолепен в этой области исследований. Когда-то он называл себя атеистом, но благодаря исследованиям ДНК стал больше задумываться о жизни. В возрасте 27 лет доктор Коллинз стал набожным христианином. Сначала люди не поверили, что он уверовал в Бога. Некоторые коллеги даже говорили, что он совершает рациональное самоубийство. Другие предсказывали, что мозг доктора Коллинза в конечном итоге взорвётся из-за конфликта между наукой и верой.
Однако по прошествии стольких лет мозг доктора Коллинза не взорвался. Более того, кажется, что он продолжает расти вместе с мудростью. В этой высококонкурентной области молекулярной биологии он добился большого успеха и влияния. Доктор Коллинз — не единственный учёный, прошедший через такую духовную трансформацию. По мере погружения людей в исследования ДНК всё больше учёных, подобных доктору Коллинзу, ощущают присутствие высших сил. Почему это так?

Код ДНК содержит огромный объём информации

Прежде чем мы погрузимся в мир исследований ДНК, позвольте мне задать вам два вопроса. Первый: если бы вы вышли из дома сегодня утром и обнаружили, что листья на земле аккуратно разложены в виде фразы «Доброе утро», вы бы посчитали это чьей-то преднамеренной попыткой удивить вас или случайной «работой» осеннего ветра? Второй вопрос: вы бы поверили, что обезьяна может сесть перед компьютером и написать всю Apple MacOS с использованием клавиш 0 и 1? Пока вы думаете над ответом, давайте войдём в микроскопический мир и взглянем на ДНК.


Структура двойной спирали ДНК была открыта в 1953 году американским биологом Джеймсом Уотсоном и британским биологом Фрэнсисом Криком. Когда об этом открытии стало известно, научное сообщество было поражено появившейся для человечества возможностью раскрыть секреты генетики.
ДНК отвечает за передачу генетической информации через одно из четырёх оснований: аденин (А), цитозин ©, гуанин (G) или тимин (Т). Теперь мы будем просто использовать буквы для обозначения их. Эти четыре основания объединены в 2 группы, где A образует пару оснований с T, а С — с G. Эти пары оснований в различных комбинациях определяют генетические свойства организмов, такие как рост и вес, а также психологические генетические характеристики, такие как личность и интеллект.
Молекула ДНК состоит из двух нитей, которые обвиваются друг вокруг друга, как витая лестница. Каждая нить имеет основу, которая образует структуру двухцепочечной спирали. Она может показаться маленькой — всего 6 микрометров, но если её распрямить, длина нити составит 2 м, что выше среднего роста взрослого человека.
Если мы используем буквы АТСG для обозначения двухцепочечной структуры ДНК, не будет ли она очень похожа на перфорированную бумажную ленту, которая использовалась на заре компьютерного программирования? В мире компьютерного программирования использовалось двоичное кодирование, поэтому независимо от языка программирования, будь то C++ или Java, в конечном итоге код всё равно был преобразован в комбинацию чисел из 0 и 1.


Сейчас все виды технологий, такие как 3D-печать, искусственный интеллект, виртуальная реальность и прочее, стали возможными благодаря инструкциям, написанных с помощью последовательностей из 0 и 1. По словам доктора Коллинза, перенеся идею компьютерного программирования в мир ДНК, мы можем сказать, что ДНК использует квадратичный код АТСG.
Поскольку это квадратичный код, он определенно будет содержать больше информации, чем двоичный код, верно? Например, для 20 последовательностей при двоичном кодировании количество возможных комбинаций было бы равно 2 в степени 20, что равно более чем 1 млн комбинаций. При квадратичном кодировании это было бы 4 в степени 20, что составляет более 1 трлн комбинаций. Так сколько же информации содержит ДНК человека? Давайте используем ещё немного математики.
Как мы уже упоминали ранее, в 23 парах хромосом внутри клеток человека содержится 60 млрд кодов ДНК. Проект «Геном человека» в целом определил, что между мужчинами и женщинами нет различий с точки зрения высокой степени аутосомной идентичности. Тогда мы можем сказать, что генетическая информация ДНК человека состоит примерно из 3 млрд квадратных кодов. Другими словами, количество информации, которое может содержаться в одной человеческой клетке, равно 4 в степени 3 млрд.
Хранить такой большой объем информации в таком маленьком пространстве — предел мечтаний компьютерных систем хранения данных. Комбинация одного или нескольких из этих 3 млрд кодов ДНК может манипулировать человеческим телом для выполнения множества сложных функций. Вы знаете, что человеческая жизнь начинается с крошечной оплодотворённой яйцеклетки, которая воспроизводится и делится, и каждая хромосома содержит одинаковую ДНК. Однако, при вступлении этих клеток в стадию дифференциации каждая клетка изменяется в соответствии со своими функциями, образуя различные клетки и ткани в организме, такие как красные и белые кровяные тельца, нервные клетки и клетки различных органов.
Биологи также обнаружили, что у человеческого эмбриона на разных стадиях развиваются разные ткани и органы. Сроки их развития строго установлены и контролируются кодом ДНК. Поэтому дети, рождённые раньше или позже установленного срока, могут оказаться с врождёнными дефектами.

Ящик Пандоры: изменение генов человека

Хотя люди раскрыли секрет работы генов, но это капля в море по сравнению с информацией, содержащейся в 3 млрд кодов ДНК. Возможно, вы помните полемику 2018 года вокруг Хэ Цзянькуя, доцента кафедры биологии Южного университета науки и технологии в Китае, и его команды по генетически изменённым эмбрионам. В то время они пытались сделать детей невосприимчивыми к СПИДу. Действия учёного получили широкое осуждение. Помимо этических вопросов, существовали также технические проблемы и потенциальные риски для благополучия детей в долгосрочной перспективе.


При нынешних ограниченных знаниях о кодах ДНК люди уже пытаются модифицировать гены по своему усмотрению. Кто знает, устранят ли генетические модификации возможность заражения СПИДом или изменят будущее человечества? При этом в процессе редактирования генов могут быть случайно повреждены другие гены, что приведёт к серьёзным генетическим мутациям. Эти генетические дефекты могут передаваться следующим поколениям, что в конечном итоге представляет опасность для всего человечества. Вот почему некоторые люди называют изменение человеческих генов «открытием ящика Пандоры» для уничтожения человечества.
Проведём аналогию с программированием. Если вы попытаетесь отредактировать суперпрограмму с очень большим исходным кодом и мощными функциями без полного понимания исходного кода, вся система может дать сбой. Аналогично обстоит дело и с четырьмя кодами АТСG. Может ли результат записи 3 млрд кодов программ ДНК в идеальную комбинацию человеческого тела с высоким интеллектом быть случайностью или случайным актом природы?

Сильная стабильность ДНК

ДНК также обладает очень мощной способностью к репликации. Когда клетка делится на две, ДНК быстро реплицируется, так что обе клетки имеют идентичную ДНК. Наши тела создают эти копии бесчисленное количество раз каждую минуту и каждый день. Если программист может набирать один код ДНК в секунду и продолжать делать это каждый день по 8 часов без отдыха в течение 365 дней, ему всё равно понадобится 57 лет, чтобы полностью написать код ДНК одной клетки.
Конечно, некоторые люди могут использовать компьютер для хранения всех кодов ДНК человека и с помощью суперкомпьютера воспроизвести их за считанные минуты. Однако это всё равно намного медленнее, чем самовоспроизводящаяся ДНК внутри клеток. Если задуматься, то суперкомпьютеры создаются разумными существами, такими как люди, но кто создал эту способность ДНК?
Ещё один упущенный момент — ДНК способна восстанавливать себя при повреждении или неправильной репликации, включая репликацию несоответствия, эксцизионную репликацию, рекомбинационную репликацию и так далее. На сегодняшний день известно 140 методов восстановления ДНК. При невозможности ремонта система восстановления ДНК активирует «механизм самоликвидации». В этом случае клетка жертвует собой вместе с повреждённой ДНК, чтобы дефектная генетическая информация не распространялась дальше. Честно говоря, даже самые лучшие программисты в наш век не смогли бы написать такую интеллектуальную программу.


Превосходная, точная система репликации и самовосстановления ДНК в значительной степени обеспечила стабильность биологической генетической информации. Поэтому здесь мы должны сказать, что вероятность революционной генетической трансформации, описанной в теории эволюции и передаваемой из поколения в поколение, очень мала. Проект «Геном человека» обнаружил, что после десятков тысяч поколений человеческого развития разница в кодировании ДНК между людьми во всём мире составляет всего около 1%, независимо от их расы. Эта разница в 1% и создаёт разные черты и характеристики между вами и мной. Она не создаёт новых видов.

Действительно ли у людей и шимпанзе один и тот же предок?

Поскольку теория эволюции всегда настаивала на том, что люди и шимпанзе имеют общего предка, из любопытства мы исследовали информацию о хромосомах других приматов. Было шокирующим обнаружить огромную разницу в числе хромосом у всех приматов.

Информация о хромосомах приматов:

- Люди: 23 пары,
- Макаки: 21 пара,
- Беличьи обезьяны: 22 пары,
- Макаки-резусы: 21 пара,
- Капуцины: 27 пар,
- Шимпанзе: 24 пары.

Давайте взглянем на этот список и предположим на мгновение, что люди и шимпанзе действительно произошли от общего обезьяноподобного предка. Должно быть, произошла огромная «генетическая мутация», чтобы хромосомы изменились до нынешних 23 пар.
Предположим, например, что есть предок обезьяны женского пола с набором в 24 пар хромосом, а затем он эволюционировал и стал человекоподобным с 23 парами хромосом. Для передачи этого числа по наследству должен существовать предок обезьяны мужского пола с такой же мутацией до 23 пар хромосом. Более того, эти два обезьяноподобных предка должны были спариваться друг с другом, чтобы следующее поколение могло также иметь 23 пары хромосом. На самом деле, с генетической точки зрения, случайное увеличение или уменьшение одной или даже половины хромосомы в клетке в процессе перехода к следующему поколению имеет серьёзные последствия.
Типичным примером этого является синдром Дауна, при котором у человека появляется лишняя хромосома, то есть всего 47 хромосом. Медицинские исследования показали, что люди с синдромом Дауна более склонны к врождённым заболеваниям, чем население в целом. Следовательно, по теории естественного отбора, эти обезьяны с набором или потерей хромосом с большей вероятностью будут уничтожены природой. Для обезьяноподобного существа эволюционировать в человека — почти невыполнимая задача. Одного огромного хромосомного изменения было бы достаточно, чтобы остановить их на этом пути эволюции.
Теперь при взгляде на сложную и мощную кодировку ДНК, легко понять, почему ведущие учёные, такие как доктор Фрэнсис Коллинз обрёл веру в Бога по мере углубления в свои исследования.

«Как верующий человек, я рассматриваю ДНК, информационную молекулу всех живых существ, как язык Бога, а элегантность и сложность наших тел и всей природы — как отражение Божьего замысла», — написал Коллинз в своей статье «Почему этот учёный верит в Бога?»

Что вы думаете о сегодняшнем путешествии в ДНК? Неужели всё вокруг нас существует не так просто? Считаете ли вы, что ДНК — это сам замысел творения? Если да, то кто, по вашему мнению, создал ДНК?Автор: В.Васильев
Источник: "The Epoch Times"