Šiandien plačiai žinomi tokie žodžiai ir posakiai kaip DNR, genų inžinerija, genetiškai modifikuoti maisto produktai (GMO). Nepaisant to, kad genetika kaip mokslas gyvuoja daugiau nei šimtą metų, vis dar nėra aiškaus apibrėžimo, kas yra genetikas ir kuo jis užsiima. Ar ši specialybė yra profesija, o jei taip, kokiai veiklos sričiai ji priklauso: mokslui ar medicinai? Dviprasmiškas ir visuomenės požiūris į genetikų darbo rezultatus. Vis dar diskutuojama, ar GMO maistas yra kenksmingas ar naudingas žmonėms.
Genetika – naujo mokslo gimimas
Genetikos įkūrėjas yra Gregoras Johannas Mendelis. Nors prieš jį buvo mokslininkų, kurie bandė paaiškinti, kaip paveldimų savybių perdavimas iš tėvų vaikams praeina, tačiau šios teorijos nebuvo pagrįstos faktais. Taigi, Charleso Darwino teorija, kad paveldimos savybės perduodamos per kraują, buvo paneigta eksperimentiškai per visą mokslininko gyvenimą.
Mendelis yra pirmasis mokslininkas, kuriam pavykonustatyti, kaip vyksta paveldimų savybių perdavimas. Jis tai atrado atlikęs daugybę eksperimentų su sodo žirnių sėklomis, su kuriomis dirbo dvejus metus. Tyrimų rezultatai tapo pagrindu naujiems atradimams ir genetikos kaip mokslo raidai. Štai kodėl Mendelis laikomas genetikos įkūrėju. Jis pirmasis iškėlė idėją, kad paveldimų savybių perdavimas vyksta ląstelių lygiu. Jis pirmasis atrado paveldimos informacijos perdavimo dėsnius. Jis išsiaiškino, kad yra dviejų tipų paveldimos savybės: recesyvinis ir dominuojantis, tarp kurių vyksta kova.
Trumpa genetikos įkūrėjo biografija
Pirmasis genetikas gimė 1822 m. liepos 20 d. Heinzendorfe, mažame kaime, esančiame prie Moravijos ir Silezijos sienos. Johanas Mendelis pirmąjį išsilavinimą įgijo paprastoje kaimo mokykloje. Įstojo į gimnaziją Tropau, kur mokėsi 6 metus. Jis baigė 1840 m.
1843 m. jis tapo vienuoliu Augustinų šv. Tomo vienuolyne Brune, kur gavo naują vardą Gregoras. 1844–1848 m. studijavo Bruno teologijos institute. 1847 metais gavo kunigystę. Visą laiką Mendelis nenustojo mokyti. Savarankiškai studijavo graikų kalbą ir matematiką. Net ir neišlaikęs egzaminų, jis galėjo užsiimti mokymo veikla.
1849–1851 m. dėstė matematiką, lotynų irgraikų. 1851–1853 m. rektoriaus dėka jis pradėjo gamtos istorijos studijas Vienos universitete. Mendelis studijavo gamtos mokslus, o vienas iš jo mokytojų buvo Franzas Ungeris, vienas pirmųjų pasaulyje citologų. Būdamas Vienoje Mendelis susidomėjo moksliniais tyrimais augalų hibridizacijos srityje. Jis pradėjo savarankiškai atlikti eksperimentus ir stebėjimus su tam tikrų rūšių augalais ir gyvūnais. Didžiausias mokslinis indėlis buvo jo eksperimentai su sodo žirniais, dėl kurių jis parengė ataskaitą.
1865 m. jis du kartus, vasario 8 ir kovo 8 d., skaitė pranešimą Gamtininkų draugijai Brune. Ataskaita vadinosi „Eksperimentai su augalų hibridais“. Vėliau ataskaita buvo pakartota ir išplatinta. Pats Mendelis padarė 40 savo darbo kopijų ir išsiuntė juos pagrindiniams botanikos mokslininkams, tačiau iš jų taip ir nesulaukė pripažinimo. Vėliau jo darbai buvo pripažinti, tačiau tuo metu žinių apie genetiką ir kas yra genetikas dar nebuvo. Tai buvo pirmasis darbas šioje žinių srityje.
Plėtros istorija
Genetikos raidos istoriją galima suskirstyti į du etapus. Pirmasis etapas apima Mendelio paveldimų požymių perdavimo dėsnio atradimą, chromosomų, DNR, genų cheminės sudėties ir jų struktūros atradimą.
Antras etapas – kai genetikai atrado būdą pakeisti DNR struktūrą, pertvarkyti genus, įvesti ir pašalinti atskiras jos dalis ir netgi sukurti visiškai naujus organizmus su norimomis savybėmis. Šiame etape buvo visiškai iššifruota žmonių, gyvūnų ir augalų (tik kelių) DNR.
Pirmasis etapas
Pirmajame genetikos, kaip mokslo, vystymosi etape buvo padaryti šie atradimai:
- 1865 m. Gregoras Mendelis parengė pranešimą tema „Eksperimentai su augalų hibridais“. Šis darbas sudarė genetikos pagrindą, nors jis dar neegzistavo kaip mokslas.
- 1869 m. Friedrichas Miescheris atrado, kad DNR yra pagrindinė ląstelės branduolio sudedamoji dalis. Jis pavadino tai nukleinu.
- 1901 m. buvo paskelbta Hugo de Vries'o Pokyčių (mutacijų) teorija: eksperimentai ir stebėjimai apie augalų karalystės rūšių paveldimumą.
- 1905 m. terminą „genetika“sukūrė Williamas Batsonas.
- 1909 m. W. Johansenas pristatė paveldimo vieneto – geno – sąvoką.
- 1913 Alfredas Sturtevantas sukuria pirmąjį pasaulyje genetinį žemėlapį.
- 1953 m. Jasonas Watsonas ir Francisas Crickas pirmieji iššifravo DNR struktūrą.
- 1970 m. buvo nustatyta, kad genetinis kodas susideda iš trynukų.
- 1970 m., tiriant Haemophilus influenzae bakteriją, buvo galima aptikti restrikcijos fermentus, kurie leidžia iškirpti ir įklijuoti DNR molekulių dalis.
Antras etapas
Antrasis naujojo mokslo vystymosi etapas prasidėjo, kai genetikai pradėjo atlikti eksperimentus, siekdami pakeisti DNR struktūrą, pridėdami, pašalindami ir pakeisdami genus. Genetikos srities atradimų taikymas praktiniais tikslais:
- 1972 m. Gauname pirmuosius genetiškai modifikuotų augalų pavyzdžius.
- 1994 m. pirmasisGMO maistas – pomidorai.
- 2003. Žmogaus DNR iššifravimas. Tai leido diagnozuoti genetines vaisiaus ligas ankstyvosiose nėštumo stadijose.
- 2010 m. Organizmo su dirbtine DNR kūrimas laboratorijoje.
- 2015 m. buvo parduodamas pirmasis genetiškai modifikuotas gyvūnas – Atlanto lašiša.
Žmogaus DNR iššifravimas
Svarbiausias atradimas šiuolaikinėje genetikos istorijoje yra visiškas žmogaus DNR dekodavimas. Dėl to tapo įmanoma sužinoti ne tik visą atskiro asmens ir visos žmonijos kilmę. Atsirado galimybė numatyti paveldimų ligų atsiradimo ir išsivystymo tikimybę žmonėms, be to, gydyti sunkias ligas ankstyvoje vystymosi stadijoje arba neleisti gimti vaikui, turinčiam sunkių genetinių anomalijų.
Tačiau šia prasme genetika dažnai kritikuojama, palyginti su eugenika. Žmogaus DNR paslapties išaiškinimas kartu su galimybe valdyti jos struktūrą ir gauti norimų savybių turinčius žmones lėmė etinių problemų atsiradimą. Žmonijos istorijoje buvo laikotarpių, kai eugenikos idėjos ir moksliniai genetikos atradimai paskatino masinį žmonių naikinimą tautiniu ar rasiniu pagrindu.
Genų inžinerija
Jei su žmonėmis bet kokie genetiniai eksperimentai yra draudžiami, tai su gyvūnais ir augalais tokie eksperimentai irleidžiami ne tik tyrimai. Juos skatina valstybės, stambios žemės ūkio ir farmacijos įmonės. Nepaisant kai kurių genetinių mokslininkų kritikos, genetiškai modifikuotų augalų gamybos pažanga buvo naudojama ilgą laiką. Šiandien beveik visos sojos yra genetiškai modifikuotos. Kai kurie GMO augalai žemės ūkyje naudojami daugiau nei 40 metų.
Genetiškai modifikuoti augalai yra absoliučiai nekenksmingi žmogui, tačiau kartu duoda stabilų didelį derlių, yra atsparūs blogoms oro sąlygoms ir parazitams. Jų auginimui reikia mažiau trąšų, todėl tokiuose pasėliuose yra mažiau nitratų ir kitų žmogui kenksmingų medžiagų. Tačiau laiko patikrintų veislių yra nedaug. Dauguma esamų GMO pasėlių atsirado mažiau nei prieš 30 metų, o jų poveikis žmonėms vis dar menkai suprantamas.
Tačiau genų inžinerija jau įrodė, kad šiuolaikinės genetikos dalykas ir uždaviniai neapsiriboja laboratoriniais tyrimais ir eksperimentais. Tai naujas mokslas, padėsiantis žmonėms prisitaikyti prie naujų gyvenimo sąlygų planetoje ir aprūpinti save būtinu maistu.
Kas yra genetikas? Kokiose srityse jis gali dirbti?
Genetikas – specialistas, tiriantis žmonių ir kitų gyvų būtybių genetinės medžiagos sandarą ir pokyčius. Jis tyrinėja paveldimumo mechanizmus ir modelius. Mokslininko genetiko profesija labiausiai paplito medicinoje, farmacijoje ir žemės ūkyje. Mokslo laimėjimų panaudojimasGenetinių tyrimų sritis leido sukurti naujų tipų vaistus nuo hemofilijos ir kitų ligų, kurios paveldimos iš tėvų vaikams.
Atsirado galimybė skirti vaistus, kurie nesukels pacientui alerginės reakcijos arba bus jam nenaudingi. Gydymas artimiausiu metu bus skiriamas individualiai, remiantis informacija, gauta atlikus konkretaus asmens DNR tyrimą. Kriminalistikoje genetika padeda surasti nusik altėlį pagal prakaito, kraujo, odos daleles.
Genetika medicinoje
Medicinos srityje dirbantis genetikas turi išmanyti genetikos pagrindus, mokėti naudotis elektroniniu mikroskopu, spektrometru, dirbti specialiomis kompiuterinėmis programomis. Kaip medžiagą analizei gydytojas naudoja paciento veninį kraują, tamponą iš burnos gleivinės, placentos skystį, t.y. jis turi žinoti, kaip ir kada paimti mėginius analizei.
Taigi, kas yra genetikas? Dažniausiai šis vardas reiškia gydytoją, tačiau genų inžinieriaus ir genetiko agronomo profesija ilgainiui taps labiau paplitusi sąvoka nei dabar. Genetikos mokslo pasiekimų sritis tik plėsis.
