Danas su riječi i izrazi kao što su DNK, genetski inženjering, genetski modificirana hrana (GMO) postali nadaleko poznati. Unatoč činjenici da genetika kao znanost postoji više od stotinu godina, još uvijek nema jasne definicije tko je genetičar i čime se bavi. Je li ova specijalnost struka, i ako jest, kojoj djelatnosti pripada: znanosti ili medicini? Nejasan je i odnos društva prema rezultatima rada genetičara. Još uvijek se vodi rasprava o tome je li GMO hrana štetna ili korisna za ljude.
Genetika - rođenje nove znanosti
Utemeljitelj genetike je Gregor Johann Mendel. Iako su prije njega postojali znanstvenici koji su pokušavali objasniti kako se prenosi nasljednih osobina s roditelja na djecu, ali te teorije nisu bile utemeljene na činjenicama. Dakle, teorija Charlesa Darwina da se prijenos nasljednih osobina provodi putem krvi eksperimentalno je opovrgnuta tijekom života znanstvenika.
Mendel je prvi znanstvenik koji je uspioustanoviti kako dolazi do prijenosa nasljednih osobina. To je otkrio provodeći niz pokusa sa sjemenkama vrtnog graška, s kojima je radio dvije godine. Rezultati istraživanja postali su temelj za nova otkrića i razvoj genetike kao znanosti. Zato se Mendel smatra utemeljiteljem genetike. Bio je prvi koji je iznio ideju da se prijenos nasljednih osobina provodi na staničnoj razini. On je prvi otkrio zakone prijenosa nasljednih informacija. Otkrio je da postoje dvije vrste nasljednih osobina: recesivna i dominantna, između kojih postoji borba.
Kratka biografija utemeljitelja genetike
Prvi genetičar rođen je 20. srpnja 1822. u Heinzendorfu, malom selu smještenom na moravsko-šleskoj granici. Johann Mendel je svoje prvo obrazovanje stekao u običnoj seoskoj školi. Nakon što je ušao u gimnaziju u Troppauu, gdje je studirao 6 godina. Diplomirao je 1840.
Godine 1843. postao je redovnik u augustinskom samostanu sv. Tome u Brunnu, gdje je dobio novo ime Gregor. Od 1844. do 1848. studirao je na teološkom institutu Brunn. 1847. primio je svećenički čin. Cijelo vrijeme Mendel nije prestajao poučavati. Samostalno studirao grčki i matematiku. Iako nije položio ispite, mogao se baviti nastavnim aktivnostima.
U 1849-1851 predavao je matematiku, latinski iGrčki. U razdoblju 1851.-1853., zahvaljujući rektoru, započinje studij prirodoslovlja na Sveučilištu u Beču. Mendel je studirao prirodne znanosti, a jedan od njegovih učitelja bio je Franz Unger, jedan od prvih svjetskih citologa. Dok je bio u Beču, Mendel se zainteresirao za znanstvena istraživanja u području hibridizacije biljaka. Počeo je samostalno provoditi pokuse i promatranja s određenim vrstama biljaka i životinja. Najznačajniji znanstveni doprinos bili su njegovi pokusi s vrtnim graškom, kao rezultat kojih je pripremio izvješće.
Godine 1865. dvaput je, 8. veljače i 8. ožujka, održao prezentaciju pred Društvom prirodoslovaca u Brunnu. Izvještaj je nazvan "Pokusi na hibridima biljaka". Izvješće je naknadno reproducirano i distribuirano. Mendel je sam napravio 40 primjeraka svog rada i poslao ga velikim botaničkim znanstvenicima, ali nikada nije dobio priznanje od njih. Njegov rad je kasnije prepoznat, ali tada još nije bilo znanja o genetici i tko je bio genetičar. Bio je to prvi rad u ovom polju znanja.
Povijest razvoja
Povijest razvoja genetike može se podijeliti u dvije faze. Prva faza uključuje otkriće Mendelovog zakona prijenosa nasljednih osobina, otkrivanje kromosoma, DNK, kemijskog sastava gena i njihove strukture.
Druga faza - kada su genetički znanstvenici otkrili način za promjenu strukture DNK, preuređenje gena, uvođenje i uklanjanje njegovih pojedinačnih dijelova, pa čak i stvaranje potpuno novih organizama sa željenim svojstvima. U ovoj fazi došlo je do potpunog dekodiranja DNK ljudi, životinja i biljaka (samo nekoliko).
Prva faza
U prvoj fazi razvoja genetike kao znanosti dogodila su se sljedeća otkrića:
- Godine 1865. Gregor Mendel je napravio izvješće na temu "Pokusi na biljnim hibridima." Ovaj rad je bio temelj genetike, iako još nije postojao kao znanost.
- Godine 1869. Friedrich Miescher je otkrio postojanje DNK kao glavne komponente stanične jezgre. Nazvao ga je nukleinom.
- Godine 1901. objavljena je Teorija promjene (mutacije) Huga de Vriesa: Eksperimenti i zapažanja o naslijeđu vrsta u biljnom kraljevstvu.
- Godine 1905. pojam "genetika" skovao je William Batson.
- Godine 1909. W. Johansen je uveo koncept nasljedne jedinice - gena.
- 1913 Alfred Sturtevant pravi prvu genetsku kartu na svijetu.
- 1953. Jason Watson i Francis Crick prvi su dešifrirali strukturu DNK.
- 1970. godine otkriveno je da se genetski kod sastoji od trojki.
- Godine 1970., prilikom proučavanja bakterije Haemophilus influenzae, bilo je moguće otkriti restrikcijske enzime, što je omogućilo izrezivanje i lijepljenje dijelova DNK molekula.
Druga faza
Druga faza u razvoju nove znanosti započela je kada su genetski znanstvenici počeli provoditi eksperimente za promjenu strukture DNK dodavanjem, uklanjanjem i zamjenom gena. Primjena otkrića u području genetike u praktične svrhe:
- 1972. Dobivanje prvih uzoraka genetski modificiranih biljaka.
- 1994. prviGMO hrana - rajčica.
- 2003. Dešifriranje ljudske DNK. To je omogućilo dijagnosticiranje genetskih bolesti u fetusa u ranim fazama trudnoće.
- 2010 godina. Stvaranje organizma s umjetnom DNK u laboratoriju.
- U 2015. godini, prva genetski modificirana životinja, atlantski losos, puštena je u prodaju.
Dešifriranje ljudske DNK
Najvažnije otkriće u modernoj povijesti genetike je potpuno dekodiranje ljudske DNK. Zahvaljujući tome, postalo je moguće saznati ne samo cijeli rodoslov i pojedinačne osobe i cijelog čovječanstva. Postalo je moguće predvidjeti vjerojatnost pojave i razvoja nasljednih bolesti kod ljudi, štoviše, liječiti ozbiljne bolesti u ranoj fazi razvoja ili spriječiti rođenje djeteta s teškim genetskim abnormalnostima.
Međutim, u tom smislu genetika je često kritizirana u usporedbi s eugenikom. Razotkrivanje misterija ljudske DNK, zajedno sa sposobnošću kontrole njezine strukture i dobivanja ljudi sa željenim svojstvima, dovelo je do pojave etičkih problema. Bilo je razdoblja u povijesti čovječanstva kada su ideje eugenike i znanstvenih otkrića u genetici doveli do masovnog istrebljenja ljudi na nacionalnoj ili rasnoj osnovi.
Gensko inženjerstvo
Ako su u odnosu na ljude bilo kakvi genetski eksperimenti zabranjeni, onda u odnosu na životinje i biljke takvi eksperimenti iistraživanje nije samo dopušteno. Potiču ih države, velike poljoprivredne i farmaceutske tvrtke. Unatoč kritikama nekih genetičkih znanstvenika, napredak u proizvodnji genetski modificiranih biljaka koristi se već duže vrijeme. Danas je gotovo sva soja genetski modificirana. Neke GMO biljke koriste se u poljoprivredi više od 40 godina.
Genetski modificirani usjevi su apsolutno bezopasni za ljude, ali istovremeno daju stabilan visok prinos, otporni su na loše vremenske uvjete i parazite. Za njihov uzgoj potrebno je manje gnojiva, što znači da takvi usjevi sadrže manje nitrata i drugih tvari štetnih za čovjeka. Ali vremena testiranih sorti je malo. Većina postojećih GMO usjeva pojavila se prije manje od 30 godina, a njihov učinak na ljude još uvijek je slabo poznat.
Međutim, genetski inženjering je već dokazao da predmet i zadaci moderne genetike nisu ograničeni na laboratorijska istraživanja i eksperimente. Ovo je nova znanost koja će pomoći ljudima da se prilagode novim uvjetima života na planeti i osiguraju sebi potrebnu hranu.
Tko je genetičar? U kojim područjima može raditi?
Genetičar je stručnjak koji proučava strukturu i promjene u genetskom materijalu ljudi i drugih živih bića. Istražuje mehanizme i obrasce nasljednosti. Profesija genetičara najviše je rasprostranjena u medicini, farmaciji i poljoprivredi. Korištenje znanstvenih dostignuća uPodručje genetskog istraživanja omogućilo je razvoj novih vrsta lijekova za hemofiliju i druge bolesti koje se nasljeđuju s roditelja na djecu.
Postalo je moguće propisivati lijekove koji neće izazvati alergijsku reakciju kod pacijenta ili će za njega biti beskorisni. Liječenje će u bliskoj budućnosti biti propisano pojedinačno, na temelju podataka dobivenih kao rezultat DNK testiranja određene osobe. U forenzici, genetika pomaže pronaći zločinca po česticama znoja, krvi, kože.
Genetika u medicini
Genetičar koji radi u medicinskom području mora poznavati osnove genetike, znati koristiti elektronski mikroskop, spektrometar i raditi s posebnim računalnim programima. Kao materijal za analizu liječnik koristi vensku krv pacijenta, bris usne sluznice, placentnu tekućinu, t.j. on mora znati kako i kada uzeti uzorke za analizu.
Pa tko je genetičar? Najčešće ovo ime znači liječnik, ali profesija genetski inženjer i genetski agronom s vremenom će postati češći pojam nego sada. Opseg znanstvenih dostignuća u genetici samo će se širiti.
