Sa mga sikreto ng buhay (pananaw ng genetika) |
|
Ang genetika code ay na-decipher - isang paraan ng pagtatala ng namamana na impormasyong genetikiko na pinili ng kalikasan. Alam namin: ang isang tao ay gumagamit ng iba't ibang paraan ng pagrekord ng impormasyon. Mekanikal - sa mga libro, indibidwal na mga titik, salita, parirala, nakalimbag ang mga ito sa mga makina, nakukuha namin ang mga ito sa anyo ng mga kopya. Ang magnetikong pamamaraan ng pagtatala ng impormasyon ay ginagamit sa electrical engineering. Mayroong isang optikal - sa iba't ibang mga video device. Ngunit ang kalikasan ay pumili ng isang ganap na naiibang paraan - ang genetic code. Alam na ngayon na ang molekulang deoxyribonucleic acid (DNA) ay binubuo ng magkakahiwalay, medyo simpleng istrakturang kemikal. Mayroong apat na pagkakaiba-iba lamang sa kanila. Pag-isipan ang isang alpabeto ng apat na titik na maaaring magamit upang isulat ang lahat ng pagkakaiba-iba ng mga salita at konsepto. Kaya't narito: ang paghahalili ng apat na istrukturang pang-elementarya sa isang Molekyul ng deoxyribonucleic acid ay isang tala ng namamana, impormasyong genetiko. Inimbestigahan ng mga siyentista ang magnetismo ng mga proseso ng genetiko. Ngayon alam natin na ang lahat ng mga pag-aayos na nagaganap sa DNA (at ang mga pag-aayos na ito na humantong sa isang pagbabago sa mga namamana na mga katangian ng mga organismo) ay isinasagawa sa tulong ng mga biological catalstre - mga enzyme. Sa ilalim ng isang mikroskopyo, ang pinakasimpleng pag-ayos muli ay tila pulos mekanikal: kumuha sila, halimbawa, isang stick, na mukhang isang tulad ng thread na DNA Molekyul, at sinira ito, at pagkatapos ay kahit papaano ay naayos nila itong muli. Sa katunayan, ang lahat ay mas kumplikado ... May mga espesyal na enzyme na ginagawang masira ito sa Molekyul na DNA, at iba pang mga enzyme na tinatahi ang sinulid. Nangyayari din ito sa iba pang mga pag-aayos ng genetiko. Ang isang malaking bilang ng mga enzyme ay natuklasan na kasangkot sa pagbubuo ng mga nucleic acid, sa iba't ibang mga pag-aayos ng kanilang mga molekula. Marami ngayon ang nalalaman tungkol sa mga mekanismo ng mga reaksyong kemikal na nangyayari sa selyula at sa buong organismo. Pinag-aralan ang mga proseso ng pagbuo at paggamit ng enerhiya. Ang cell bioenergy ay napaka-kumplikado. Sa teknolohiya, nakikipag-usap kami sa pag-convert ng thermal energy. Ang enerhiya ng init ay hindi maaaring gamitin sa hawla. Pangunahing ginamit ay ang enerhiya ng kemikal, na ginawang mekanikal na enerhiya, halimbawa, sa panahon ng pag-urong ng kalamnan, ginugol sa paggalaw ng mga nutrisyon, at iba pa. Mahusay na pagsulong ang nagawa sa pag-aaral ng mga protina, mga nucleic acid, at iba't ibang mga istrukturang intracellular. Ang kaalaman ay naipon sa isang variable rate. Ang lahat ng ito ay mga tuklas sa huling 50 taon, at kung pag-uusapan natin ang pinakamahalaga - pagkatapos ay 25 taon. Lumikha sila ng modernong biology, tinulungan kaming makalapit sa kaalaman ng pinakamalalim na mga lihim ng mga nabubuhay.
Ano ang halata sa atin? Ang pagpapaunlad ng genetika ay ginawang posible upang lumikha ng mga bagong lahi ng mga domestic na hayop, upang makabuo ng mga bagong pagkakaiba-iba ng mga halaman. Ang berdeng rebolusyon na naganap ay isang direktang resulta ng pagsasaliksik sa genetiko.Ang kaalaman sa istraktura ng mga likas na biologically active compound ay nakatulong sa kimika na synthesize ng maraming mga gamot, kung wala ang modernong gamot ay hindi maiisip. Ngayon, sa ating bansa at sa iba pang mga bansa sa mundo, mayroong isang malawak na industriya na gumagamit ng mga microbiological na pamamaraan para sa pagbubuo ng mga organikong compound. Sa ganitong paraan, halimbawa, isang microbial protein ang nakuha. Ang lebadura ay lumago sa petrolyo hydrocarbons, ang alkohol ay malamang na lumaki sa ilang mga gas tulad ng methane o hydrogen sa malapit na hinaharap. At mula sa lebadura, isang kumpletong protina ang nakuha, na ginagamit bilang feed para sa mga hayop sa bukid. Ang lahat ng ito ay nakikita ng lahat. Ngunit ano ang ibig sabihin ng "hindi nakikita"? Ito ang mga ideya na nabuo ng pangunahing agham. Sa loob ng laboratoryo kung saan lumitaw ang mga ideyang ito, maaaring hindi ito direktang isinalin sa pagsasanay. Ngunit sa pamamagitan ng sistema ng mas mataas na edukasyon at sa iba pang mga paraan, ang mga ideya ay pag-aari ng marami, at lalo na ang mga dalubhasa na nagtatrabaho sa agrikultura, gamot, at industriya. At doon namumunga ang ginintuang pondo ng kaalaman. Minsan mahirap ang prosesong ito kahit na upang subaybayan, pabayaan mag-isa, ito ay kahawig ng isang stream na pumupunta sa ilalim ng lupa, sumisipsip ng iba pang mga tubig doon at pagkatapos, sa isang lugar sa malayo, ay lumabas sa anyo ng isang stream na mas malakas kaysa sa patak na iyon. siya buhay. Ang ideya ng pag-iwas sa mga nakakahawang sakit sa pamamagitan ng pagbabakuna ay nagmula sa una bilang isang simpleng pamamaraan ng laboratoryo sa pag-aaral ng pisyolohiya ng mga mikroorganismo. Tumagal ng oras at pagsisikap ng maraming nagsasanay upang lumikha ng iba't ibang mga bakuna, isang buong sistema ng mga hakbang sa gobyerno upang maiwasan ang mga nakakahawang sakit - pagbabakuna, sabihin, laban sa bulutong, laban tuberculosis, laban sa polio. At wala nang naaalala na nagsimula ang lahat sa isang laboratoryo, na may isang test tube. Isa pang halimbawa. Ang malaking industriya ng antibiotics at ang paggamit nito para sa paggamot ng maraming sakit ay nagmula sa mapagpakumbabang pagmamasid ng English microbiologist na si Fleming, na hindi sinasadyang napansin na ang likido kung saan niya pinalaki ang hulma ay pumipigil sa paglaki ng mga microbes. Hayaan mong iguhit ko ang iyong pansin sa maraming mga gawain na itinakda ng modernong buhay para sa aming agham. Una sa lahat, pinag-uusapan natin ang tungkol sa paggamit ng mga biological na pamamaraan upang mapanatili ang kapaligiran. Kumuha ng mga pestisidyo. Marami sa kanila ay nakakasama sa buhay na mundo. Ngunit sa prinsipyo, maaari kang lumikha ng iba pang mga pestisidyo. Masisira nila ang mga peste, ngunit hindi makakapinsala sa mga ibon at kapaki-pakinabang na insekto, dahil lamang sa ang mga kemikal na compound na ito ay magkakaroon ng isang napakaikling haba ng buhay at kumilos sa isang limitadong hanay ng mga organismo. O iba pa. Ang produksyon ng langis ay lumalawak nang malaki hindi lamang sa pampang, kundi pati na rin sa pampang. Kaugnay nito, mayroong isang malaking panganib ng polusyon sa pamamagitan ng langis at mga produkto nito ng World Ocean. Para sa paglilinis, maaari mong mabisang gumamit ng mga mikroorganismo na kumakain ng langis at sinisira ito nang sabay. Dapat matukoy ng mga biologist ang antas ng panganib sa kapaligiran at mga tao ng ilang produksyong pang-industriya, na ang basura ay pumapasok sa himpapawid, tubig, at lupa. Ang pagbibigay pansin sa mga mapanganib na epekto, pagtukoy ng kanilang laki - nangangahulugang pagkuha ng unang hakbang patungo sa kanilang pag-aalis. Sa katunayan, madalas na ang masamang bunga ng pamamahala para sa kalikasan ay pangunahing nauugnay sa ating kamangmangan. Ito ang kaso, sa pamamagitan ng paraan, sa mga pestisidyo - kung gayon ang mga tao ay hindi inisip ang lawak ng mga negatibong phenomena na maaaring humantong sa kanilang malawakang paggamit. Ang sangkatauhan ay may karapatang asahan mula sa biology ang solusyon ng mga mahahalagang problema tulad ng paglaban sa cancer at mga namamana na sakit. Sa ngayon, mayroon lamang ilang mga posibilidad, kalkulasyon, pag-asa. Ngunit, sa paghusga kung gaano kabilis umuunlad ang agham ngayon, ang oras ay hindi malayo kung saan ang ilang mabisang pamamaraan ay maaaring iminungkahi upang labanan ang mga sakit na ito.
Kami ay abala ngayon sa mga problema ng genetic engineering. Ito ay isang bagong direksyon sa molekular biology, mayroon na itong mas mababa sa limang taon - isang napakaikling panahon para sa agham. Ngunit ang direksyong ito ay lubos na kawili-wili at nangangako. Ang layunin ng genetic engineering ay upang lumikha ng artipisyal, sa laboratoryo, mga bagong istraktura ng genetiko. Ang pagkakaroon ng deciphered ang genetic code, na pinag-aralan ang mga mekanismo ng iba't ibang mga pagbabagong-anyo ng genetiko, na natutunan na ihiwalay ang mga enzyme na nagsasagawa ng mga pag-aayos ng genetiko ng DNA, naitakda ng mga siyentista ang kanilang sarili sa gayong gawain. Hindi mahalaga kung gaano katamtaman ang mga eksperimentong ito, ang katotohanan ay mananatiling hindi matatawaran: sa kauna-unahang pagkakataon, ang tao ay nagawang pagsamahin sa isang test tube sa isang solong buong istrukturang genetiko na umiiral nang magkahiwalay sa likas na katangian. Ang kanilang pagsasama ay hindi resulta ng isang random na pagbangga ng mga molekula, ngunit ito ay ang resulta ng isang walang malay na pagpipilian at isang mahusay na naisip na plano. Sa huli, ang bago sa agham at teknolohiya ay madalas na lilitaw sa isang napakahinhin na form at hindi palaging tama na nasuri nang tama simula pa lamang. Ang mga batas ng genetika, halimbawa, na itinatag ni G. Mendel, ay hindi napansin ng mga kapanahon, at kailangan silang matuklasan pagkalipas ng 40 taon. Anong mga prospect ang binubuksan ng genetic engineering, ano ang ipinangako nito sa atin? Maraming bagay. Una sa lahat, sa gamot, sa paglaban sa mga sakit na namamana. Bilang isang patakaran, nauugnay ang mga ito sa mga depekto sa isa sa libu-libong mga gen na matatagpuan sa katawan ng tao. Ang genetic engineering, ayon sa prinsipyo, ay nagbibigay-daan sa anumang gene na magawa sa laboratoryo. At sa pagtanggap ng isang gene, makukuha natin ang produkto ng gawain ng gen na ito at magamit ito upang makabawi para sa isang namamana na depekto sa tulong ng gen therapy - ang paglikha, kung gayon, tungkol sa isang genetic prostesis. Ang mga diskarte sa genetika engineering ay maaari ding magamit upang makabuo ng mga hormone. Malamang, ang insulin ay malapit nang magawa sa ganitong paraan. Sa halip na matanggap ito sa bahay-patayan mula sa mga baboy o baka, makukuha ito sa kulturang bakterya. Sa pamamagitan ng pagpapataw ng mga dayuhang gen sa mga mikroorganismo, mapipilit natin silang gumawa ng kinakailangang hormon sa halos walang limitasyong dami. Naturally, hindi lamang ito ang mga application ng genetic engineering. Ang gen therapy ay tila wala sa larangan ng pantasya. Halos wala pang gene na nakuha para sa paggamot ng sakit. Ngunit ang karanasan ng mga nakaraang dekada ay ipinakita kung gaano kabilis ang pagbuo ng pananaliksik kung ito ay batay sa tamang teorya at isinasagawa gamit ang maaasahang mga pamamaraan. Samakatuwid, sasabihin ko: ang pantasya na ito ay hindi walang batayan. Ito ay hindi kahit isang pantasya, ngunit tunay na mga sukat, mga gawain na kinakaharap natin at kung saan ay malulutas sa isang medyo malapit na hinaharap. Maiiwasan ba ang mga negatibong kahihinatnan ng pag-unlad? Maaari silang maiwasan. Sa katunayan, ano ang konektado sa kanila? Bilang isang patakaran, sa hindi pagkumpleto ng aming kaalaman, na may katotohanan na hindi namin palaging ganap na masusuri at mahulaan ang mga posibleng resulta. Kung hindi lahat ng mga kahihinatnan ay maaaring mapuna nang maaga, kinakailangan upang masuri ang mga ito sa maximum na sukat at gawin nang maaga ang lahat ng pag-iingat.
Mayroong isang uri ng diyalekto dito: ang mga pagsulong sa agham ay makakatulong na matanggal ang mga nakakapinsalang kahihinatnan ng pag-unlad na pang-agham at teknolohikal. Ngayon ang mga siyentista ay nagtatrabaho sa problema ng pag-aayos ng biological nitrogen. Ano ang point Ang paggamit ng mga nitrogenous na pataba ay walang alinlangan na pag-unlad. Nakikinabang ang mga ito sa bukirin at nadaragdagan ang ani. Ngunit ang mineral nitrogen ay mayroon ding mga negatibong kahihinatnan - ang mga nitrogenous compound ay hugasan sa mga katawan ng tubig, na sanhi ng pag-unlad ng hindi ginustong flora doon, na nagpapalala sa komposisyon ng tubig. Posible bang gawin nang walang mga pataba? Siyempre, hindi naman sa masinsinang pagsasaka, ngunit posible na mabawasan ang kanilang paggamit. Ito ay kilala na ang mga legume (soybeans, halimbawa) assimilate nitrogen mula sa hangin. Mayroong maliliit na bola sa kanilang mga ugat - mga kolonya ng bakterya na naninirahan sa simbiyos na may mga halaman. Mayroon silang kakayahang magbuklod ng atmospheric nitrogen at i-convert ito sa isang form na madaling masipsip ng toyo. Kung natagpuan ang mga mikroorganismo na maaaring tumira sa mga ugat ng mga siryal at nagbubuklod ng atmospheric nitrogen, posible na mag-apply ng mas kaunting pataba sa lupa. Napakalaking pagtipid na ipinangako nito, kung paano ito makakatulong sa pangangalaga ng kalikasan! Saang direksyon pupunta ang mga paghahanap? At sa mga tradisyonal na - sa pamamagitan ng pagpili. At sa pamamagitan ng genetic engineering. Isipin: inililipat namin ang mga gen para sa assimilating atmospheric nitrogen mula sa nodule bacteria patungo sa iba pang mga bakterya na maaaring mabuhay sa symbiosis na may trigo o kahit na sa mga dahon ng cereal ... Marami ang maaaring malutas hindi sa pamamagitan ng maliit na pagpapabuti sa mga mayroon nang pamamaraan, maging teknikal o pang-agrikultura na pamamaraan, ngunit sa pamamagitan ng mga pangunahing pagbabago, salamat sa panimulang mga bagong tuklas. Ito ang kinabukasan. Ang sangkatauhan ay hindi naubos ang mga paraan upang maiwasan ang mga negatibong kahihinatnan na nauugnay sa pag-unlad ng lipunan. A. Baev Katulad na mga publication |
Ang mga tagumpay ng modernong biology ay pangunahing nauugnay sa sangay na ito, na tinatawag na molekular biology. Partikular na kapansin-pansin ang mga resulta ay nakamit sa pag-aaral ng pagmamana - ang mga katangian ng mga organismo, na sa loob ng mahabang panahon ay nanatiling mahiwaga. Nagawang ibunyag ng mga siyentista ang likas na katangian ng gene. Sa loob ng mga daang siglo ito ay tila isang bagay na mistiko, halos wala. At naging isang tunay na istrukturang kemikal - isang tiyak na piraso ng deoxyribonucleic acid (DNA), na siyang nagdadala ng impormasyong genetiko.
Ang pagsusumikap para sa kaalaman ng nakapaligid na mundo ay isang walang hanggan at kamangha-manghang kakayahan ng isang tao. Nakukuha ng agham ang kaalaman - ito ang layunin nito. Ngunit may karapatan ang mga tao na asahan ang mga praktikal na benepisyo mula sa pangunahing pananaliksik, mula sa kaalaman sa mga batas ng kalikasan. Marahil, maaari nating pag-usapan ang dalawang uri ng praktikal na paggamit ng kaalaman - nakikita at hindi nakikita.
Isa pang tanong.Ang lahat ng mga proseso ng kemikal sa katawan ay enzymatic. Pumupunta sila sa tulong ng mga tinatawag na biological catalstre - mga protina ng enzyme. Sa industriya ng kemikal, ginagamit din ang mga catalista - mga accelerator ng reaksyon, ngunit hindi sila organiko, kahit papaano hindi sangkap ng protina. Hindi na kailangang partikular na sabihin na ang mga proseso ng biochemical ay nagaganap sa mas malambing na kondisyon, mas epektibo ang mga ito. Marahil, sa malapit na hinaharap, ang isang tao ay magsisimulang gumamit ng mas malawak na mga reaksyong kemikal na nangyayari sa katawan, at para sa mga hangaring pang-industriya. Ang hinaharap ng teknolohiya ay walang alinlangan na nauugnay sa biology.
Nagpapatuloy ang trabaho upang matanggal ang isang bilang ng mga nakakapinsalang epekto. Sa mga pang-industriya na negosyo, ang pagbuo ng mga pasilidad sa paggamot ay malawak na binuo, ang kontrol sa mga effluents at emissions sa himpapawid ay naging mas mahigpit, at ang mga closed cycle ng produksyon ay nilikha.Ang mga kemista ay nagtatrabaho sa mga "hindi nakakapinsalang" pestisidyo, nilikha ang mga materyales na gawa ng tao na "humihinga", at marami pang iba.
| Dmitry Iosifovich Ivanovsky | Mga biological accelerator |
|---|
Mga bagong recipe
