Genetika

Genetikos pradininku laikomas Gregoras Mendelis, austrų vienuolis, 1865 m. pranešime „Versuche uber Pflanzenhybriden“ („Augalų kryžminimo eksperimentai“) Brno gamtos istorijos draugijai nurodęs tam tikrų žirnių charakteristikų paveldimumo dėsningumus ir parodęs, kad jie gali būti aprašyti remiantis matematinės statistikos principais. Mokslininkas nustatė kaip paveldėjimo požymiai yra perduodami iš kartos į kartą. Brno mieste dabar galima rasti G. Mendelio biblioteką ir muziejų. To meto mokslininkai Mendelio darbų nesuprato ir neįvertino iki pat XX a. pradžios, kai jau po G. Mendelio mirties jo tyrimai bbuvo atrasti iš naujo. Lygiagrečiai Mendelio darbams, beveik tuo pat metu (1842-1859) Čarlzas Darvinas suformulavo evoliucijos teoriją.

Gregoras Johanas Mendelis gimė 1822 m. liepos 20 dieną ūkininkų šeimoje, šiaurinėje Moravijos dalyje, Austrijoje. 1831-1833 m. mokėsi pradinėje Hinčico mokykloje, 1834-1840 m. – gimnazijoje, Opavoje. Kai mokėsi gimnazijoje, tėvų paramos neužtekdavo, todėl jaunasis Gregoras dalį finansų pragyvenimui užsidirbdavo papildomai mokydamas savo bendramokslius. 1840 m. Gregoras įstojo į filosofijos institutą Olomuke (iš anglų k. Olomouc), kuriame studijavo matematiką, fiziką, filologiją, teorinę ir praktinę filosofiją bbei etiką. 1843 metais baigęs savo studijas, jis įstojo į Augustinų šv. Tomo vienuolyną Brno mieste. Gyvendamas vienuolyne, G. Mendelis studijavo teologiją. 1847 m. jis buvo įšventintas į kunigus.

Tuometinė valdžia reikalavo, kad vienuolynai ir bažnyčios tarnautų visuomenei. Kunigai bei vvienuoliai turėjo dirbti mokyklose ir ligoninėse. Šv. Tomo vienuolyno augustiniečiai taip pat buvo įpareigoti dėstyti matematiką ir biblijos mokslus naujame filosofijos institute ir Brno teologijos fakultete. Tai reiškė, kad vienuoliai turėjo galimybę studijuoti ir mokslinę literatūrą. Be to, augustiniečiai turėjo milžinišką savo biblioteką. Taigi augustiniečius drąsiai galime vadinti intelektualais. Tokios gyvenimo aplinkybės nulėmė ir Gregoro Mendelio gyvenimą – jis buvo ne tik išprusęs, bet ir gebantis mokyti kitus.

Abatui Napui (iš anlų k. Napp) padedant, Mendelis 1851 m. įstojo į Vienos universitetą. Čia jis iki 1853 m. studijavo fiziką, matematiką ir biologijos istoriją. Baigęs universitetą, Gregoras Mendelis dėstė fiziką bei matematiką modernioje vidurinėje mokykloje (Realschule), Brno mieste.

Gyvoji gamta ir su ja susijusios mokslo šakos buvo pagrindiniai G. Mendelio studijuojami ir aanalizuojami dalykai (būdamas dar vaikas, jis jau dirbo sodininku). Be gamtos mokslų G. Mendelis taip pat domėjosi meteorologija bei evoliucijos teorijomis. Ypatingai buvo susidomėjęs, kaip tam tikri augalų požymiai yra paveldimi iš kartos į kartą.

Susidomėjimas augalais, gamta bei keliose kartose išliekančiomis augalų savybėmis buvo tvirta paskata G. Mendeliui septynerius metus kryžminti ir skaičiuoti. žirnius. Mendelis tokiu (atrodytų, labai paprastu) metodu atrado šiandienos mokslo pasaulyje svarbius paveldėjimo dėsnius. Savo eksperimentus jis aprašė trumpoje monografijoje „Augalų hibridizacijos eksperimentai“, kurią išleido 1866 mmetais. Tačiau pastaroji publikacija nesulaukė ypatingo susidomėjimo pasaulyje. G. Mendelio atliktas darbas buvo per sudėtingas to meto žmonėms, todėl ilgą laiką buvo užmirštas ir paliktas nuošalėje.

Šis ypatingas atradimas žmonijos istorijoje buvo pamirštas iki 1900 metų. O tada G. Mendelio atrastus paveldėjimo dėsnius pakartotinai atrado ir patvirtino trys mokslininkai – Hugo de Frysas (Olandija), Karlas Korensas (Vokietija) ir Erichas Čermakas (Austrija). Tik tada milžiniškas Gregoras Mendelio indėlis buvo deramai įvertintas. Na, o didysis mokslininkas – G. Mendelis – deramo savo veiklos įvertinimo nespėjo sulaukti. Jis mirė 1884 metų sausio 6 dieną. Beje, gyvenimo pabaigoje jis, vienuolyno abatas, savo moksline karjera nebesidomėjo.

Šiandien apie G. Mendelio mokslinę veiklą kalbama išties pagarbiai. Paveldėjimo dėsningumais remiamasi nustatant paveldimas ligas, atliekant įvairius genetinius eksperimentus. Sunku įsivaizduoti, į kurią pusę būtų pakrypusi mūsų kasdienybė, jei šio mokslininko atrasti dėsniai nebūtų pakartotinai atrasti, o jo monografija būtų dingusi istorijos vingiuose.

Dionizas Rudzinskas, agronomas, nusipelnęs mokslo veikėjas, vienas selekcijos pradininkų Rusijoje ir Lietuvoje. 1893 baigė Petrovskio ŽŪA. Nuo 1898 joje dėstė. 1916-1922 augalų selekcijos katedros vedėjas, prof. (1916). 1902 specializavosi augalų selekcijos srityje Vokietijoje. 1922 įkūrė selekcijos stotį Dotnuvoje, iki 1923 buvo jos vedėjas. 1926-1935 dėstė LŽŪA. Išvedė po keletą kviečių, avižų, linų, rugių veislių. Paskelbė darbų iš selekcijos, sėklininkystės, ggenetikos. 1927, pažymint ž. ū. augalų selekcijos Lietuvoje penkiasdešimtmetį, įsteigta Rudzinsko premija. Iki 1985 m. apdovanota 20 Lietuvos selekcininkų. Mirė 1954 11 25 Ariogaloje, palaidotas Dotnuvoje.

Ariogaloje, Vytauto g. yra jo nuosavas namas, prie kurio prikalta me¬morialinė lenta. Atgavus nepriklausomybę, viena gatvė pavadinta jo vardu.

Šiuo metu dažnai tenka išgirsti apie genų inžineriją, transgeninius, genetiškai modifikuotus organizmus. Kas tai yra? Kiekvienas organizmas – bakterija, augalas ar žmogus turi savo originalius genus. Tarp jų įstatomas svetimas, kito organizmo genas. Geną galimą įkelti ir iš labai tolimos rūšies – iš bakterijos į bulvę, iš žmogaus į bakteriją. Taip genų inžinerijos būdu sukuriamas transgeninis arba genetiškai modifikuotas organizmas.

Ar transgeniniai organizmai pavojingi žmogui ir jo sveikatai? Gali būti labai pavojingi, jei šiuose organizmuose ims gamintis medžiagos (ksenobiotikai), kurių niekada iki šiol nebuvo žmogaus aplinkoje. Nežinome, kaip tai gali pakenkti dabar ir kaip atsilieps ateityje, kokios ligos išsivystys. Auginant herbicidams atsparias veisles kyla klausimas: kodėl augalai atsparūs herbicidams? Ar augaluose nesikaupia nuodingos medžiagos? Šiuo atveju vertėtų prisiminti Taivanio ryžių istoriją. Nupurškus augalus herbicidais, tirtuose ryžiuose didelių pasikeitimų nepastebėta. Tačiau šiuos ryžius pakepinus keptuvėje, susidarė labai nuodinga medžiaga – dioksinas, ir daug žmonių juo apsinuodijo, kilo epidemija. Ksenobiotikai gali sukelti ir naujas alergijas.

Genų inžinerija

Genų inžinerija – ttai vieno arba keleto genų perkėlimas iš vieno organizmo į kitą. Taip sukuriami transgeniniai organizmai su svetimais genais. Dažniausiai jie yra vadinami genetiškai modifikuotais (GM).

Perkeltas genas ir toliau veikia taip, tarsi jis būtų toje ląstelėje, iš kurios yra paimtas. Todėl augalai, mikroorganizmai ar gyvūnai įgyja naujų savybių, kurios jiems iki tol buvo nebūdingos. Pavyzdžiui, įterpus į augalų chromosomas atitinkamą bakterijos geną, augalai tampa atsparūs kenkėjams.

Tačiau mokslininkai susiduria su daugybe kliūčių. Sudėtinga numatyti, kurioje DNR grandinės vietoje įsiterps svetimas genas, kaip “įsibrovėlis” sąveikaus su esamais genais. Mokslininkai dar nežino, kaip ši modifikacija atsiliepia genų pleotropijai (reiškinys, kai vienas genas lemia ne vieną, o daugiau požymių).

Tokios manipuliacijos genais gali sukelti genų pažaidas ­ mutacijas, t.y. tokius pakitimus DNR nukleotidų sekoje, kurie gali sąlygoti pokyčius baltymo sudėtyje ir funkcijose. Dėl jų gali pakisti ląstelės metabolizmas bei sutrikti viso organizmo veikla.

Genų inžinerijos ištakos

1953 m. du mokslininkai, James Watson ir Francis Crick nustatė DNR sandarą (paveikslas). Syanley Cohen ir Herbert Boyer, panaudoję sukauptą molekulinės biologijos informaciją ir pritaikę genų inžineriją, 1973 m. į augalų bei gyvūnų genus įterpė į žarnyno lazdelę E. coli. Taigi, 1973 metus galima laikyti biotechnologijos, o taip pat ir genų inžinerijos mokslo atsiradimo pradžia.

1982 m.

buvo parduoti pirmieji GM produktai: insulinas, interferonas bei vakcina gyvulių diarėjai gydyti. 1995 m. JAV ūkininkai užaugino pirmuosius GM kukurūzus, atsparius vabzdžiams ir GM sojas, atsparias herbicidui glifosatui. DNR struktūra

Genų inžinerija – technikos stebuklas?

Tradiciniai selekcijos metodai leidžia išlaikyti natūralų genotipą: skirtingas to paties geno variacijos keičiamos tarp giminingų augalų. Tuo tarpu genų inžinerija leidžia peržengti rūšies ribas ir perkelti genus į negiminingus ir evoliuciškai nutolusius organizmus. Į GM augalus gali būti įsodinami tiek virusų ir bakterijų, tiek gyvūnų genai.

Šiandien įsodinti įį organizmą keletą genų yra nesudėtinga. Įsodinus į augalą šimtus svetimų genų, galima sukurti universalią veislę, kuri būtų atspari šalčiui ir sausrai. Tačiau remiantis turima informacija, tokios veislės kol kas išvesti nepavyko.