GENETIKA, sintetička bakterija (2)

Prvi put u istoriji sintetska DNA potpuno kontroliše ćeliju. Po prvi put na našoj planeti postoji organizam čiji je roditelj - kompjuter, rekao je dr. Venter, koji je o svom poduhvatu obavestio i Belu kuću. Nazvali su je Mycoplasma JCVI-1.0 , prema imenu istraživačkog centra Instituta »J. Craig Venter« u Rockvilleu. Sintetski genom bakterije je kopija genoma već postojeće bakterije Mycoplasma mycoides.

Synthetic biology – Venter i Smit

- 2000 april- bivša firma Ventera ,"Celeta Genomiks" prva pročitala čovekov genetski kod.

- 2003 - Zajedno sa svojim najbližim saradnikom dobitnikom Nobelove nagrade Hamiltonom Smitom, Venter kreira sintetičku reprodukciju virusa "phiX174" koji u prirodi napada bakterije, ali ne i ljude

- 2008 - Venter i Smit su, koristeći bezopasnu bakteriju mikoplazma genitalium /mycoplasma genitalium/, koja živi u ljudskom probavnom traktu i plućima, kreirali umetni hromozom

- 2010 - Stvorena prva sintetička bakterija –syntia -Mycoplasma JCVI-1.0




                              20 ČINJENICA IZ GENETIKE KOJE BI MORALI ZNATI

Pre stotinu godina danski botaničar Wilhelm Johannsen objavio je na nemačkom jeziku knjigu pod naslovom “Elemente der exakten Erblichkeitslehre”. U toj knjizi Johannsen je skovao reč gen kao termin koji označava temeljnu jedinicu nasleđivanja. Kada je reč navršila 50 godina, Francis Crick
dao je preciznu definiciju gena: komad DNK koji sadrži instrukcije za proizvodnju proteina. Johannsenova knjiga danas je potpuno zaboravljena, baš kao i njen autor, ali je reč gen postala jedan od najčešće korištenih termina u modernoj nauci.

DNK i RNK su nosioci naslednih informacija. U njihovoj strukturi su zapisane genetičke informacije u vidu programa po kome se u živom sistemu odvijaju različiti procesi omogućujućimu opstanak, razvoj i reprodukciju. One su prenosioci naslednih informacija sa jedne na drugu generaciju-

20 ČINJENICA IZ GENETIKE 

1- Gregor Mendel:Otac genetike bio je dominikanski redovnik koji je u tišini samostanskog vrta u Brnu promatrao kako se boje cveta graška prenose s generaciju na generaciju. Mendel je 1866. godine otkrio zakone nasleđivanja, što je označilo rađanje nove nauke - genetike.

2. DNK: Švajcarac Friedrich Miescher 1870. godine iz spermija lososa, zalutalog u reku Rhine kod Basela, izolovao je tvar koju je nazvao “nuklein”. Posle je ta tvar nazvana dezoksiribonukelinska kiselina (DNK). No, tada se još nije znalo da je u DNK skrivena tajna života.

3. Kromosomi:Štapićaste strukture koje se nalaze u jezgru stanice i sadrže DNK s linearno poredanim genima. Svaka čovekova telesna stanica sadrži 46 kromosoma, zapravo dva seta od 23 kromosoma, majčina i očeva. Polne stanice sadrže 22 para kromosoma i plus jedan spolni kromosom (X ili Y). Američki lekar William Sutton prvi je 1902. godine izneo pretpostavku da bi kromosomi mogli sadržavati nasledne informacije.

4.James Watson i Francis Crick:Najpoznatiji duet u modernoj biologiji. Amerikanac Watson i Britanac Crick 1953. godine otkrili su “tajnu života”, strukturu molekule DNK, poznatu dvostruku uvojnicu, što je najveće otkriće u biologiji 20. veka. Za to otkriće Watson i Crick su, zajedno s kristalografom Mauriceom Wilkinsom, 1962. godine dobili Nobelovu nagradu za medicinu. Za otkriće strukture DNK zaslužna je i kristalografkinja Rosalind Franklin

5. Dvostruka ovojnica:DNK se sastoji od komplementarnih parova baza. Ako je s jedne strane adenin (A), s druge strane je timin (T) ili ako je s jedne strane guanin (G), s druge strane je citozin (C). DNK se nalazi u jezgru svake stanice uvijena u kromosome. Kad bi se razmrsila, bila bi duga 1,5 metar, ali bi joj promer iznosio dvestotinjak milijarditih delova centimetra.

6. ‘Knjiga života’: Popularni naziv za ljudski genom koji je celovit skup uputa za stvaranje ljudskog bića. Sastoji se od oko tri milijarde slova A, T, G i C. Prema najnovijim spoznajama, čovekov genom sadrži oko 20.000 gena koji kodiraju za proteine.

7. Projekat:Ljudski genom: Jedan od najvećih pothvata u modernoj nauci koji je stajao oko tri milijarde dolara. Projekat je počeo 1989. godine pod vodstvom nobelovca Jamesa Watsona s ciljem sekvencioniranja čovekova genoma. No, čovekov genetski kod prva je u travnju 2000. pročitala privatna tvrtka Celera Genomics pod vodstvom znanstvenika Craiga Ventera. Na nagovor predsednika Billa Clintona, Venter je u Beloj kući 2000. zajedno s Francisom Collinsom, voditeljem projekta Ljudski genom (nasledio Watsona), obznanio prvi nacrt ljudskog genoma. Kompletna mapa ljudskog genoma objavljena je 2003. godine.

8. Protein i (belančevine): Hemijske tvari koje upravljaju glavnim životnim procesima u stanici. Sastoje se od dvadesetak različitih aminokiselina, međusobno povezanih poput karika u lancu. Znanstvenici pretpostavljaju da čovekov organizam sadrži oko 100.000 proteina.

9. Proteomika: Nova naucna disciplina čiji je cilj istodobno identificirati sve proteine u nekom organizmu ili njegovim pojedinim delovima i pronaći koje su njihove funkcije i međusobne interakcije.

10. Genetska mutacija: Iznenadna promena “sadržaja slova” u DNK. Mutacije su jedna od pokretačkih snaga evolucije.

11. Genetičko inženjerstvo: Poznato i kao metode rekombinantne DNK. To je umetanje pojedinih gena ili delova gena u druge organizme u svrhu njihove analize, umnožavanja, manipulacije i kontrolirane sinteze proteina na temelju poruke iz DNK. Genetsko inženjerstvo “rođeno” je 1973. godine.

12. Genetički modificiran organizam (GMO): Organizam čiji je genetski materijal promenjen metodama genetskog inženjerstva.

13. Genetički modificirana hrana: Reč je o namirnicama dobivenim iz biljaka u koje je tehnikama genetskog inženjerstva unesen strani gen ili je, na tačno određeni način, promenjen već postojeći gen u cilju poboljšanja određenih agronomskih svojstava, poput tolerantnosti na herbicide ili stvaranja otpornosti na nametnike. Na svetskom je tržištu dostupno oko 100 sorti 15 vrsta biljaka koje su genetski modificirane: kukuruz, pamuk, uljana repica, soja, rajčica, krumpir, karanfil, šećerna repa, bundeva, duhan, riža, cikorija, lan, dinja i papaja.

14. Identifikacija uz pomoć DNK (DNA fingerprinting): Metoda koju je 1984. razvio engleski genetičar sir Alec Jeffreys. Prvi put je korištena 1988. godine, kada je zahvaljujući “DNK otisku” utvrđeno da je silovatelj i ubojica dve mlade devojke bio pekar Collin Pitchfork, a ne mladić koji je priveden. Forenzičari koriste DNK iz krvi, sperme, kože, sline ili kose koje su pronađene na mestu zločina za identificiranje mogućih sumnjivaca usporedbom s njihovim DNK profilom.

15. Genska terapija: Medicinski tretman kojim se u organizam pacijenta oboljelog od bolesti prouzročene defektnim genom unosi zdravi gen. Prvi klinički pokus s genskom terapijom napravio je 1990. godine Amerikanac French Anderson. Genska terapija dosad se najčešće koristila u lečenju jece oboljele od SCID-a (teška kombinirana imunodeficijenicija) ili “bolesti dečaka u balonu” (prema najpoznatijoj žrtvi Davidu Vetteru). Reč je o teškom poremećaju imunološkog sustava, zbog čega je i najobičnija prehlada fatalna. No, većina je kliničkih pokusa s genskom terapijom zaustavljena jer se kod dela pacijenata kao nuspojava tretmana pojavila leukemija.

16. Kućni DNK test kit: Komercijalni genetski test kalifornijske biotehnološke tvrtke 23andMe koji je američki magazin Time proglasio najvažnijim izumom 2008. godine. Test se prodaje po ceni od oko 1000 dolara, a iz njega se navodno može saznati sklonost različitim bolestima. Komercijalni genetski testovi danas su veliki hit u SAD-u i zapadnoj Europi, ali naucnici upozoravaju na oprez. Naime, genetski testovi imaju smisla kod bolesti koje su dobro genetski objašnjene poput nasljednog oblika raka dojke i debelog crijeva te melanoma. No, u slučaju kompleksnih oboljenja u čiji je nastanak uključen velik broj gena, poput dijabetesa ili Parkinsonove bolesti, genetski testovi nisu posebno korisni.

17. Genetska arheologija: Popularan naziv za istraživanja genetske istorije čovečanstva. Ta se istraživanja zasnivaju na tzv. mitohondrijskoj DNK i Y kromosomu. Naime, Y kromosom se prenosi s oca na sina pa je tako moguće rekonstruirati migracije celom planetom prema muškoj liniji. Mitohondrijska DNK (dio DNK koji se nalazi u staničnim organelama mitohondrijima) prenosi se s majke na dete pa je tako moguće rekonstruirati genetsku prošlost po ženskoj liniji. Zahvaljujući mitohondrijskoj DNK naucnici su utvrdili da celokupna ljudska populacija vuče poreklo iz Afrike, a da je naš najstariji predak žena koja je živela pre 200.000 godina. Nazvana je Evom jer se njezino neprekinuto potomstvo zadržalo do današnjih dana.

18. Preimplantacijska genetska dijagnostika (PGD): Postupak tokom kojeg se embrioni nakon veštačke oplodnje podvrgavaju genetskom testiranju na različite bolesti. Prva beba nakon postupka PGD-a rođena je u Londonu još 1989. godine. Takvo se testiranje najčešće koristi kod teških naslednih bolesti poput Huntingtonove bolesti, cistične fibroze, mišićne distrofije i hemofilije. U Velikoj Britaniji rođena je devojčica koja je kao embrion bila podvrgnuta PGD-u kako bi se izbeglo da se rodi s genom BRCA1 povezanim s naslednim oblikom raka dojke.

19. ‘Genetski dizajnirane bebe’: Medijski naziv za “decu budućnosti” kojoj bi roditelji mogli birati pol, boju očiju ili kose, pa čak i mentalne sposobnosti. Zasad je uz pomoć PGD-a moguće izabrati pol deteta, ali je taj postupak u većini zemalja ilegalan. “GM” bebama nazvano je i nekoliko dece rođene 2001. godine u američkoj klinici San Barnanbas koja su nosila gene tri roditelja. Ta su deca začeta veštačkom oplodnjom tako da su naučnici koristili jezgru jajašca jedne žene, spermu jednog muškarca i citoplazmu s mitohondrijima druge žene. Time se želelo izbeći da deca obole od neke od tzv. mitohondrijskih bolesti, teških i neizlečivih oboljenja koja se prenose zbog defekata u mitohondrijskim genima. Mutacije na mitohondrijskim genima povezane su s nastankom pedesetak bolesti, među kojima su fatalno zatajenje jetre, slepoća, dijabetes, gluhoća i mitohondrijske miopatije koje se manifestiraju slabljenjem mišića, zbog čega su oboleli u invalidskim kolicima.


20. Farmakogenetika: Nova naučna disciplina koja istražuje kako geni utiču na naše odgovore na lekove. Cilj je da se svakom pacijentu prepisuju lekovi skrojeni prema njegovom genetskom profilu.

PRVE REAKCIJE

* Profesor Džulijan Savulesku, stručnjak za etiku Univerziteta Oksford, smatra da je naučni tim dr Džona Krega Ventera odškrinuo najveća vrata u ljudskoj istoriji, zavirujući u samu budućnost čovečanstva. Nesumljivo je da je ovo tek početak procesa koji bi mogao da dovede do stvaranja mnogo komplikovanijih vrsta, veštačkih životinja i ljudi koji postoje samo u filmovima poput Ridlija Skota ili Stivena Spilberga.


* "Predsednik Talijanske biskupske konferencije kardinal Angelo Bagnasco je stvaranje sintetičke bakterije ocijenio kao "znak velike ljudske inteligencije, koja je dar Božji", dok je šef ureda za tisak Svete Stolice otac Federico Lombardi izjavio danas kako se "čeka više podataka" prije komentiranja vijesti koju je objavila revija Science, da je stvorena prva sentetička bakterija, dakle prvi sintetski oblik života, u laboatoriju.

"Ukoliko to bude korišćeno u korisne svrhe, na primer u patologiji, mi to doživljavamo kao pozitivnu stvar. Ukoliko pak to ne bude slučaj, ukoliko ne bude poštovano dostojanstvo ličnosti, onda će se i naš sud promeniti", poručio je monsinjor Rino Fisikela koji je u Vatikanu zadužen za pitanja bioetike.

Genetika ( 1) - Inteligentni život