Od grządki grochu do pól złotego ryżu


Od grządki grochu do pól złotego ryżu: artykuł nr 3732

2006-11-13 00:18:06 Biotechnologia

Gdyby Grzegorz Mendel, prekursor genetyki, wybrał jako przedmiot badań astry, co zresztą sugerowali współcześni mu botanicy, prawa dziedziczenia na długo pozostałyby tajemnicą. Tymczasem drobne białe i różowe kwiaty grochu, tak skrupulatnie opisane przez mnicha, wywołały naukowe tornado, które wciąż się rozpędza. "To właśnie mój motyl" – mówi profesor Magdalena Fikus, biochemik PAN, nawiązując do teorii, zgodnie z którą motyl trzepoczący skrzydełkami w Ohio może być przyczyną szalejącej trzy dni później burzy piaskowej w Teksasie.

ASTRY MOGŁY PRZEKREŚLIĆ SZANSE BIOTECHNOLOGII

Groch to niepozorna roślina z rodziny - nomen omen - motylkowatych; jeden z wielu gatunków, które można hodować w przyklasztornych ogródkach. Dzięki tej roślinie w przyklasztornym ogródku w Brnie narodziła się genetyka. Tam, w I połowie XIX wieku austriacki zakonnik, Grzegorz Mendel, na modelu grochu badał przekazywanie cech dziedzicznych. "Dlaczego Mendel wybrał właśnie ten model?" – zastanawia się prof. Fikus. "Podobno szczęśliwe przypadki zdarzają się tym, którzy na to zasługują" – mówi biolog.

Opowiada, że po zakończeniu swoich prac Mendel opublikował ich wyniki i rozesłał je do wybranych specjalistów. Jeden z nich, botanik, skrytykował zakonnika, stwierdzając, że astry byłyby wdzięczniejszym obiektem badań. "Dziś wiemy, że praw Mendla na astrach nie udałoby się odkryć" – mówi prof. Fikus i dodaje, że groch to najlepszy wybór, jakiego mógł dokonać.

BŁĘDY, KTÓRE WZBOGACIŁY NAUKĘ

Mendel wyznaczył siedem cech, których dziedziczenie (pojedynczo i parami) badał przez ponad 8 lat. W wyniku obserwacji sformułował dwa prawa, które dały podstawy rozwoju genetyki.

Pierwsze prawo Mendla mówi o czystości gamet. Botanik odkrył, że każda komórka ma jeden gen z danej pary alleli, a zatem w gamecie są albo allele kwiatu czerwonego, albo białego. Po drugie, Mendel przekonany był, że geny należące do jednej pary alleli dziedziczą się niezależnie od genów z pary drugiej.

Jak podkreśla prof. Fikus, z drugim prawem Mendla związany jest paradoks naukowy – jest to bowiem częściowo błędne założenie, które poprowadziło ludzi we właściwym kierunku w rozwoju wiedzy o dziedziczeniu.

Przez lata uczeni rozwijali i korygowali zdobywaną wiedze z zakresu genetyki. "Współczesna genetyka została zbudowana na dwóch bardzo dobrych modelach: muszki owocowej i nitkowatego grzyba, który każdy z nas może zaobserwować na spleśniałym chlebie" – mówi biolog. Dodaje, że za odkrycia związane z genetyką, w dziedzinie biologii i chemii przyznano najwięcej "Nobli".

100 lat po zasianiu grochu przez Mendla zbudowano model DNA i sformułowano centralny dogmat biologii molekularnej. Jak wyjaśnia prof. Fikus, dogmat ten stanowi, że RNA, który jest kopią odcinka DNA, wydostaje się poza jądro i tworzy białka. Odkryto również, że może się dziać odwrotnie – można zapisać informację genetyczną na RNA i skopiować ją na DNA.

"RNA, który powstaje w jądrze, podlega +obróbce+ poza nim" – tłumaczy naukowiec. Jednak dogmat sformułowano w oparciu o badania na bakteriach., tymczasem wszystkie organizmy, które mają materiał genetyczny schowany w jądrze, mają inne cechy niż bakteria. Natura +wymyśliła+ skomplikowany proces składania RNA w taki sposób, że z jednej nici DNA mogą powstać różne rodzaje białka. Innymi słowy, z tych samych cegiełek powstają różne produkty końcowe" – dodaje biolog.

LAWINA ODKRYĆ, GRAD NAGRÓD, OCEAN WĄTPLIWOŚCI

Jak przekonuje prof. Fikus, nauka zaczęła przyspieszać i wyjaśniać coraz to nowe szczegóły mechanizmu dziedziczenia. W latach siedemdziesiątych XX wieku dokonano pierwszych eksperymentów inżynierii genetycznej. Równolegle z rozwojem nauki akademickiej, rozpoczęła się „era zastosowań”.

"Człowiek bardzo wcześnie zaczął szukać korzyści z tego, że dowiedzieliśmy się jak zbudowane są geny. Jednocześnie dowiadywał się coraz więcej. Naukowcy odkryli, że DNA w jądrze komórkowym jest upakowany – nawinięty na białka" – mówi badaczka. Wśród największych osiągnięć w tym zakresie, prof. Fikus wymienia rozwiązanie ok. 40 tysięcy struktur białek. "To dużo, a jednocześnie niezwykle mało, jeżeli wziąć pod uwagę, że człowiek w każdej komórce może wytwarzać ok. 100 000 białek" - komentuje. Zaznacza, że znamy już 180 zapisów genetycznych, z czego 150 stanowią wszakże zapisy genomów bakterii. Z "bardziej interesujących organizmów" odczytano zapis genomu psa, kota, kury, krowy i człowieka.

Profesor nie ukrywa, że w genetyce wciąż jest jeszcze wiele zagadek. Zastanawiającą jest kwestia, że długość DNA nie definiuje naszego położenia na drabinie ewolucyjnej. Okazuje się, że w różnych organizmach istnieją pewne odcinki materiału genetycznego, który nie koduje białek. Im więcej tego "niewykorzystanego" DNA tym wyższy szczebel drabiny.

OD GRZĄDKI GROCHU DO PÓL ZŁOTEGO RYŻU

"Jesteśmy na poziomie wysokorozwiniętej nauki podstawowej, którą od 30 lat próbujemy zastosować" – podsumowuje prof. Fikus.

"Tworzymy transgeniczne zwierzęta i rośliny. Dzięki takim modyfikacjom możemy z roślin uzyskiwać cenne i rzadkie substancje, na przykład insulinę. Ryż, do którego dodaje się beta-karoten ma nie tylko piękną, złota barwę, zawiera również wysokie dawki witaminy A, z braku której umierają tysiące dzieci. Zastosowanie biiotechnologii w rolnictwie pozwala na rozwój gospodarczy. Biotechnologie, o czym nie wszyscy wiedzą, mają też ogromne zasługi w ochronie środowiska. Niewątpliwie jednak największą gamę zastosowań wiedzy z tego zakresu znaleźć można w medycynie – w diagnostyce, zapobieganiu, tworzeniu nowych leków" - rozwija swoją myśl naukowiec.

Jak przypomina, biotechnologia, ta najbardziej, obok nanotechnologii, dynamicznie rozwijająca się nauka, zaczęła się od badań w ogródku.

***

Profesor Magdalena Fikus wygłosiła referat pt. "Efekt motyla" w ramach obchodów święta Uniwersytetu Warszawskiego 7 listopada 2006 roku.

PAP – Nauka w Polsce, Karolina Olszewska

Dzięki uprzejmości: PAP Nauka w Polsce

Następna strona

Poprzednia strona

Komentarze do artykułu nr 3732

bardzo podoba mi się ta strona. Jest pisana przystępnym i obrazowym językiem, jednocześnie wyczerpuje temat i motywuje do sięgnięcia do dalszej lektury. jest bardzo ciekawa:) szczerze popieram:D
~SB Ocena artykułu: 5(2007-02-27)

Twój komentarz



Wybrane wiadomości z bitechnologii