Процесс развития между зачатием и рождением зависит от постоянного деления, специализации и реорганизации клеток. Инструкция того, как это должно происходить, была заранее запрограммирована в ваших генах. Сценарий жизни записан в ДНК.
Чтобы понять, как работает ваша биология, представьте себе смартфон. В телефоне есть несколько приложений или программ, выполняющих определенные функции. Некоторые из них могут сказать вам, какой будет погода завтра, некоторые могут показать кратчайший путь в город Ставангер, а некоторые позволяют опубликовать фотографии вашего ужина, чтобы им могли восхититься ваши друзья, и т. д. Приложения управляются большим количеством исходного кода, состоящего из нулей и единиц, который программист написал на языке программирования, понятном вашему телефону. Исходный код, таким образом, является основой для приложений, которые, в свою очередь, определяют, для чего вы можете использовать телефон. Мы можем проиллюстрировать эту систему такой простой моделью:
В целом вы функционируете по тому же принципу. Клетки в вашем теле – это своего рода «железо», контролируемое рядом приложений, называемых генами. Эти гены запрограммированы в исходном коде – ДНК. Таким образом, переписав модель выше, мы можем объяснить вашу биологию следующим способом:
Этот принцип применим не только к вам, но и ко всей жизни на Земле. Чтобы понять, как это работает, нам нужно пройти ускоренный курс генетики.
Хотя ДНК – это форма кода, она не содержит нулей и единиц. ДНК состоит из химических оснований аденина, гуанина, цитозина и тимина – сокращенно А, Г, Ц и Т. Вы унаследовали 3 миллиарда пар таких оснований, связанных между собой длинными нитевидными цепями, от каждого из ваших родителей. Результатом стал ваш геном – уникальный исходный код. Это и есть ваш сценарий. У каждой из ваших клеток есть своя копия этого сценария – в целом, огромное множество ДНК. Если растянуть ДНК из одной клетки, длина нити составит около двух метров. Если взять всю ДНК из 37 триллионов клеток, составляющих ваше взрослое тело, и связать в одну длинную нить, эту нить можно обернуть вокруг земного шара 2,5 миллиона раз.
То, что вся эта ДНК тем не менее умещается в ваших клетках, объясняется чрезвычайно эффективной упаковкой. Нити ДНК смотаны в компактные клубки, которые мы на профессиональном языке называем хромосомами. В каждой клетке содержится вся ДНК, а именно – два метра цепи ДНК, представляющей собой двойной набор из 3 миллиардов пар химических оснований, упакованных в 46 клубков. Они расположены внутри ядра клетки, диаметр которого составляет примерно одну десятую часть толщины волоса. Насколько компактно упакована ДНК? Представьте, что вам нужно упаковать всю одежду из 300 до отказа набитых чемоданов среднего размера в багажник универсала Volvo. Даже самые целеустремленные родители младенцев