С тех пор как появились компьютеры, определение последовательности строения ДНК, которая содержится в ядре каждой клетки, стало задачей не столько генетикой, сколько программистов. Генетики и биологи только предположили идею, как предоставлять им данные для обработки.
Ген - это не что иное, как последовательность около 3,5 миллиардов простых органических оснований, которые располагаются подобно ступенькам лестницы между нитями из фосфата и сахара. Эти тончайшие нанометрические нити свиваются в знаменитую двойную спираль, о которой нынче у каждого есть что сказать.
Благодаря химическим связям основания образуют пары, составляющие ступеньки лестницы, которые соединяют обе нити. У этих оснований есть названия: гуанин, цитозин, аденин и тимин. Но куда известней их инициалы - Г, Ц, А, Т. Расшифровка генома состоит всего лишь в установлении очередности пар АТ и ЦГ в этой лестнице. Не более того. Необходимо установить очередность около 3,5 миллиардов пар букв АТ и ЦГ. Если бы каждая буква А, Т, Г и Ц была шириной всего один миллиметр, то после расположения всего генома в ряд он оказался бы длинней голубого Дуная. А это как-никак самая длинная река в Европе. Чтобы прочесть их все, потребовалось бы более ста лет.
Чтобы переработать столько данных, нужно иметь много компьютеров и хорошие программы. Без этого нельзя даже и думать о расшифровке ДНК. Количество информации, производимой генетической лабораторией средней величины, в 20 тысяч раз больше, чем та, что заключена во всех произведениях, созданных гениальным и исключительно творчески плодовитым Бахом в течении всей его жизни.
Как получать данные о последовательности оснований в ДНК, придумали, разумеется, биологи и генетики. Пятнадцать добровольцев в США, которым гарантировали сохранение анонимности, дали согласие на извлечение нитей ДНК из ядер клеток их крови и спермы. Нити эти ввели в клетки любимой биологами-экспериментаторами бактерии E. coli, и клетки эти, содержащие человеческую ДНК, размножаются в сногсшибательном темпе. Колонии E. loli производят ДНК, как маленькие фабрики. Над этими колониями перемещаются роботы, которые проверяют размноженные бактериями E. coli нити ДНК, отбирают лучшие экземпляры, а также делят нить на 60 миллионов коротких фрагментов. Каждый такой фрагмент содержит не более 10 тысяч пар АТ и ЦГ. Фрагменты эти отправляются в капиллярные трубки, составляющие часть технологически изощренных устройств для дешифровки генома.
Капиллярные трубки засасывают кусочки нитей ДНК. Они перемещаются вдоль стенок капилляров вверх и ступенька за ступенькой выходят наружу. АТЦГЦГАТ…и так далее. Каждая такая ступенька или пара оснований, как только она выходит из капилляра, тут же освещается сильным лучом лазерного света. А поскольку ступенька - это основание, то есть химическое соединение, она испускает флюоресцирующий свет определенного спектра. Спектр пары оснований, вышедших наружу из капилляра, тотчас преобразуется в численную величину и передается в компьютер для анализа.
Лазер, направленный на капилляр, излучает свет с частотой в диапазоне синей части спектра, оттого слегка затемненные лаборатории, где анализируется ДНК, выглядят, если смотреть на них в окна, как таинственные голубые залы из научно-фантастических фильмов.