ДНК_ структура и функции

1.

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ
ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ · ДОКЛАД
ДНК: молекула, которая
хранит и меняет жизнь
Структура, функции и технологии 2026 года — от двойной спирали до
редактирования генома и ДНК-нанотехнологий.
АВТОР
РОЛЬ
АУДИТОРИЯ
Николай Шахмин
Автор доклада
Для студентов и всех, кто интересуется естествознанием

2.

ПЛАН ДОКЛАДА
Что мы разберём: шесть блоков о ДНК
01
02
03
Строение молекулы
Хранение и копирование
Откуда мы это знаем
Двойная спираль, нуклеотиды,
Генетический код и репликация: как
История открытий: от Уотсона и Крика
комплементарность — слайды 2–4
информация передаётся — слайды 5–7
до проектов чтения генома — слайды
8–10
04
05
06
Чтение генома
Редактирование CRISPR
Технологии будущего
Секвенирование и падение стоимости:
Casgevy и клинические испытания 2026
ДНК-нанотехнологии, вычисления и
от $2,7 млрд до сотен долларов —
года — слайды 13–14
персонализированная медицина —
слайды 11–12
слайды 15–16

3.

СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ
ДНК — это двойная спираль: разбираем строение
Комплементарность A–T и G–C обеспечивает точное копирование ДНК при делении клетки.

4.

ГЛОССАРИЙ
Комплементарность
[ сущ. · молекулярная биология ]
Свойство азотистых оснований ДНК соединяться друг с другом строго
избирательно: аденин образует пару только с тимином, а гуанин — только с
цитозином. Именно это правило позволяет одной цепи точно достраивать
вторую.
Пример: последовательность А-Т-Г-Ц на одной цепи задаёт Т-А-Ц-Г на другой — так порядок
нуклеотидов превращается в наследуемый код.

5.

ЦЕНТРАЛЬНАЯ ДОГМА
От гена к белку: как ДНК превращается в признак
1
2
3
ДНК → РНК: транскрипция
РНК → белок: трансляция
Белок → признак
мРНК выходит в цитоплазму,
Белок сворачивается в рабочую
В ядре фермент РНК-полимераза
рибосома читает её триплетами-
форму и выполняет функцию —
считывает ген с одной из цепей ДНК
кодонами и собирает цепь
фермент, структурный элемент или
и синтезирует матричную РНК
аминокислот по коду.
регулятор; так ген проявляется в
(мРНК).
признаке.

6.

РЕПЛИКАЦИЯ ДНК
Как ДНК копирует себя: репликация с развилками
Точность репликации обеспечивается корректурой полимеразы и системами репарации ДНК.
Общие научные представления о репликации ДНК

7.

ХРОНОЛОГИЯ
История открытий: от «нуклеина» до Крика и Уотсона
1869
1944
1952
1953
2003
Мишер выделил
нуклеин
Опыт Эйвери
Правило Чаргаффа
Освальд Эйвери с
коллегами показал, что
именно ДНК, а не белок,
передаёт наследственные
признаки.
Эрвин Чаргафф установил
соотношения оснований:
количество аденина равно
тимину, гуанина —
цитозину.
Модель двойной
спирали
Первый
прочитанный геном
Джеймс Уотсон и Фрэнсис
Крик предложили
Проект «Геном человека»
завершил чтение
двуспиральную структуру
ДНК, опираясь на данные
Розалинд Франклин.
последовательности
человеческой ДНК.
Фридрих Мишер
обнаружил в ядрах клеток
вещество, названное
нуклеином — будущая
ДНК.
Исторические даты: 1869–2003

8.

Стоимость прочтения одного
генома: падение в миллионы раз
2,7 млрд $
Первый геном (Human Genome Project, 2003)
Исследовательский геном 30x, 2026
220–450 $
Потребительский тест, 2026
399–595 $
За два десятилетия чтение генома подешевело примерно
в 6–7 миллионов раз — до цены пары наушников.
Источник: genome.gov; ProteinIQ, сентябрь 2026; genometesting.org, 2026

9.

ГЕНОМНОЕ РЕДАКТИРОВАНИЕ
CRISPR: редактирование
генома вышло из лабораторий
2023
306
Casgevy — серповидноклеточная
анемия, FDA и MHRA
Публично раскрытые, по данным на II
квартал 2026
Первая одобренная
CRISPR-терапия
Испытаний геномного
редактирования
Фаза 3
Три программы на поздней
стадии
Бета-талассемия, амилоидоз
транстиретина, Дюшенн
CRISPR-Cas9 — «молекулярные ножницы»: направляющая РНК находит
участок ДНК, белок Cas9 разрезает его, и клетка чинит разрыв.
Источник: Innovative Genomics Institute, CRISPR Clinical Trials 2026; CRISPR Medicine News, Q2 2026

10.

ПРОРЫВ 2026
Геном — это не только
код, но и 3D-архитектура
Технология Pico-C позволила увидеть, как петли и
«переключатели» генома физически уложены в ядре задолго до
активации генов. Открытие MIT о петлях в делящихся клетках
опровергло прежнюю догму о том, что структура при делении
теряется.
Нарушение 3D-укладки генома клетка воспринимает как вирусную
атаку — и запускает иммунный ответ.
Nature Genetics / Nature Cell Biology, февраль 2026

11.

ДНК-НАНОТЕХНОЛОГИИ
Молекула как строительный материал:
от самосборки к вычислениям
2026
СЕЙЧАС
Конференция DNA
Nanotechnology 2026 в
Йене (7–9 мая)
2026–2028
ПЛАН
Переход от статических
структур к
динамическим
перестраиваемым
системам
самосборка статических
наноструктур
2028–2029
Интеграция с
квантовыми
вычислениями:
конформационный
сэмплинг и дизайн
последовательностей
ПЛАН
К 2030
ПЛАН
Динамические
реконфигурируемые
ДНК-системы с
встроенными
вычислениями
становятся стандартом
встраиваемые
вычисления в ДНКнаноструктурах
ДНК-вычисления на
молекулярном уровне
Источник: DNA Nanotechnology 2026 (Йена); Nature Nanotechnology, 2026

12.

Рынок персонализированной
геномики: 2026 → 2035
Персонализированная геномика, 2026
Персонализированная геномика, 2035
Персонализированная медицина, 2026
14,74 млрд $
59,55 млрд $
469 млрд $
Precedence Research, 2026

13.

ПРИМЕНЕНИЕ
Где ДНК уже меняет повседневность
Медицина и диагностика
Криминалистика
Сельское хозяйство
Генетический тест подбирает терапию:
ДНК-профиль по микроследам:
Маркерная селекция: устойчивые к засухе и
рынок персонализированной медицины —
идентификация по нескольким клеткам кожи
болезням сорта без десятилетий отбора
Экология
Биоинформатика
Геномное редактирование
ДНК-баркодинг и eDNA: вид определяется по
Секвенирование генома за $220–450:
CRISPR-терапии вышли из лабораторий в
пробе воды или почвы, без отлова
данные читаются и сравниваются
клиники: 144 испытания терапий
алгоритмами
редактирования
$469 млрд в 2026 году
Источник: Precedence Research, The Business Research Company, ProteinIQ, 2026

14.

АНАЛИЗ
Этические границы: что можно и что нельзя
Что даёт редактирование генома
Чем приходится платить
Лечение наследственных болезней: Casgevy одобрен при
Редактирование эмбрионов и зародышевой линии меняет
серповидноклеточной анемии, в 2026 году идут фазы 3 по
геном будущих поколений — необратимо и без согласия
другим заболеваниям
потомков
Персонализированная медицина: рынок геномики растёт с
Приватность генетических данных: утечка ДНК раскрывает
18,5 млрд $ в 2025 до 21,46 млрд $ в 2026
и самого человека, и его родственников
Секвенирование дешевеет: исследовательский геном 30x
Доступность неравномерна: клинические оценки — около 2
стоит около 220–450 $ в 2026 году
100–4 400 £ за геном, технологии концентрируются в
богатых странах
Источники: Innovative Genomics Institute, ClinicalMetric, ProteinIQ, The Business Research Company, 2026

15.

ВЫВОДЫ
ДНК как язык и как инструмент
01
02
03
Структура объясняет
наследственность
Чтение стало массовым
Редактирование — уже клиника
Стоимость секвенирования генома упала
CRISPR-терапии вышли из лабораторий в
Двойная спираль и принцип
с 2,7 млрд долларов в проекте «Геном
больницы, но вмешательство в
комплементарности показывают, как
человека» до сотен долларов за образец
наследственный код требует строгих
информация копируется и передаётся из
в 2026 году.
этических рамок.
поколения в поколение без потерь.
Подготовил: Николай Шахмин
Источник: genome.gov; ProteinIQ, 2026

16.

ФИНАЛ
Спасибо за внимание!
ДНК — это не только код наследственности, но и окно в будущее
медицины. Буду рад вашим вопросам.
АВТОР
ТЕМА
ВОПРОСЫ
Николай Шахмин
Естествознание · ДНК
Задавайте — обсудим