Сьогодні стали на слуху такі слова і вирази, як ДНК, генна інженерія, генетично модифіковані продукти (ГМО). Незважаючи на те, що генетика як наука існує вже більше сотні років, до цих пір немає чіткого визначення, хто такий генетик, чим він займається. Чи є ця спеціальність професією, і якщо так, до якої сфери діяльності вона належить: до науки чи медицини? Ставлення суспільства до результатів діяльності генетиків теж неоднозначно. До цих пір йдуть суперечки про те, чи є ГМО-продукти шкідливими або корисними для людини.
Генетика – народження нової науки
Засновником генетики є Грегор Йоганн Мендель. Хоча до нього були вчені, які намагалися пояснити, яким чином переходить передача спадкових ознак від батьків до дітей, але ці теорії не були засновані на фактах. Так, теорія Чарльза Дарвіна про те, що передача спадкових ознак здійснюється через кров, була спростована експериментальним шляхом ще за життя вченого.
Мендель – це перший учений, якому вдалося встановити, яким чином відбувається передача спадкових ознак. Виявив він це шляхом проведення серії експериментів з насінням садового гороху, з яким він працював протягом двох років. Результати досліджень стали фундаментом для нових відкриттів і розвитку генетики як науки. Ось чому саме Менделя вважають основоположником генетики. Він першим висунув ідею про те, що передача спадкових ознак здійснюється на клітинному рівні. Він перший відкрив закони передачі спадкової інформації. Він з’ясував, що існує два види спадкових ознак: рецесивні і домінантні, між якими відбувається боротьба.
Коротка біографія засновника генетики
Перший генетик народився 20 липня 1822 року в Хейнцендорфе, невеликий селі, розташованої на моравсько-сілезької кордоні. Перша освіта Йоганн Мендель одержав у звичайній сільській школі. Після він вступив у гімназію в Троппау, в якій провчився 6 років. Закінчив він її в 1840 році.
У 1843 році він став ченцем Августинского монастиря святого Фоми у брно, обидва де отримав нове ім’я-Грегор. З 1844 по 1848 рік проходив навчання в Брюннском богословському інституті. У 1847 році отримав священицький сан. Весь час Мендель не припиняв вчення. Самостійно вивчав грецьку і математику. Незважаючи на те, що він не зміг здати іспити, він міг займатися викладацькою діяльністю.
У 1849-1851 роках він викладав в Зноймской гімназії математику, латинь і грецький. У період 1851-1853 років завдяки настоятелю він почав вивчення природної історії у Віденському університеті. Мендель вивчав природничі науки, і одним з його вчителів був Франц Унгер — один з перших цитологов світу. Перебуваючи у Відні, Мендель зацікавився науковими дослідженнями в області гібридизації рослин. Він почав самостійно проводити досліди і спостереження з деякими видами рослин і тварин. Найбільш вагомим науковим внеском стали його досліди з садовим горохом, в результаті яких він підготував доповідь.
У 1865 році він двічі, 8 лютого і 8 березня, виступав з доповіддю перед Товариством природознавців у Брюнне. Доповідь називалася «Досліди над рослинними гібридами». Згодом доповідь був розмножений і поширений. Сам Мендель зробив 40 копій своєї роботи і розіслав великим ботанікам-вченим, однак визнання від них так і не отримав. Його роботи отримали визнання пізніше, але тоді знань про генетику і про те, хто такий генетик, ще не існувало. Це була перша робота в цій області знань.
Історія розвитку
Історію розвитку генетики можна розділити на два етапи. Перший етап включає в себе відкриття закону передачі спадкових ознак Менделем, відкриття хромосом, ДНК, хімічного складу генів і їх структури.
Другий етап – коли вчені-генетики відкрили спосіб змінювати структуру ДНК, переставляти гени, впроваджувати і видаляти її окремі ділянки і навіть створювати абсолютно нові організми з наперед заданими властивостями. На цьому етапі відбулася повна розшифровка ДНК людини, тварин і рослин (тільки деякі).
Перший етап
На першому етапі розвитку генетики як науки відбулися наступні відкриття:
- У 1865 році Грегор Мендель зробив доповідь на тему «Досліди над рослинними гібридами». Ця праця лягла в основу генетики, хоча її як науки тоді ще не існувало.
- У 1869 році Фрідріх Мішер відкрив існування ДНК як основної складової клітинного ядра. Її він назвав нуклеином.
- В 1901 році була опублікована робота Хуго де Фріза «Теорія змін (мутацій): експерименти і спостереження спадковості видів у царстві рослин».
- У 1905 році був введений термін «генетика» Вільямом Бэтсоном.
- У 1909 році Ст. Йогансен ввів поняття спадкової одиниці – ген.
- 1913 р. Альфред Стертевант становить першу в світі генетичну карту.
- 1953 року Джейсоном Уотсоном і Френсісом Криком вперше була розшифрована структура ДНК.
- 1970 року було з’ясовано, що генетичний код складається з триплетів.
- В 1970 році при вивченні бактерії гемофільної палички вдалося виявити ферменти рестриктази, що дає можливість вирізати і вставляти ділянки молекул ДНК.
Другий етап
Другий етап розвитку нової науки почався коли вчені-генетики почали проводити експерименти по зміні структури ДНК шляхом додавання, видалення і заміщення генів. Застосування відкриттів в області генетики в практичних цілях:
- 1972 рік. Отримання перших зразків генетично модифікованих рослин.
- У 1994 році в магазини США надійшло перші ГМО-продукти – помідори.
- 2003 рік. Розшифровка ДНК людини. Завдяки цьому з’явилася можливість діагностувати генетичні захворювання у зародка на ранніх стадіях вагітності.
- 2010 рік. Створення організму з штучної ДНК в лабораторії.
- У 2015 році продаж надійшла перша генетично модифіковану тварину – атлантичний лосось.
Розшифровка ДНК людини
Найбільш важливим відкриттям в сучасній історії генетики є повна розшифровка ДНК людини. Завдяки цьому з’явилася можливість дізнатися не тільки всю родовід як окремо взятої людини, так і всього людства. З’явилася можливість прогнозувати імовірність появи та розвитку спадкових захворювань у людини, більше того, лікувати серйозні захворювання на ранній стадії розвитку або не допустити появи дитини на світ з сильними генетичними відхиленнями.
Однак у цьому значенні генетику нерідко критикують, порівнюючи з евгеникой. Розгадка таємниці ДНК людини разом з можливістю керувати її структурою і отримувати людей з заданими властивостями призвела до появи етичних проблем. В історії людства були періоди, коли ідеї євгеніки і наукові відкриття в генетиці призводили до масового знищення людей за національною чи расовою ознакою.
Генна інженерія
Якщо по відношенню до людей будь-які генетичні експерименти заборонені, то по відношенню до тварин і рослин такі експерименти і дослідження не тільки можна. Їх заохочують держави, великі аграрні і фармацевтичні компанії. Незважаючи на критику деяких вчених-генетиків, досягнення в сфері виробництва генетично модифікованих рослин використовуються давно. Сьогодні практично вся соя є генетично модифікованою. Деякі ГМО-рослини використовують у сільському господарстві вже більше 40 років.
Генетично модифіковані культури абсолютно нешкідливі для людини, але при цьому дають стабільний високий урожай, стійкі до поганих погодних умов і паразитам. Для їх вирощування потрібно менше добрив, а значить, такі сільгоспкультури містять менше нітратів та інших шкідливих для людини речовин. Але перевірених часом сортів небагато. Більшість з усіх існуючих ГМО-культур з’явилося менше 30 років тому, і їх вплив на людину ще мало вивчено.
Однак генна інженерія вже довела, що предмет і завдання сучасної генетики не обмежені тільки лабораторними дослідженнями і експериментами. Це нова наука, яка допоможе людям пристосуватися до нових умов життя на планеті і забезпечити себе необхідними продуктами харчування.
Хто такий генетик? У яких сферах він може працювати?
Генетик – це фахівець, який вивчає будову та зміни генетичного матеріалу людини і інших живих істот. Він досліджує механізми і закономірності спадковості. Найбільше поширення професія вченого-генетика отримала в медицині, фармацевтиці та сільському господарстві. Використання наукових досягнень у сфері генетичних досліджень дозволило розробляти нові види медичних препаратів від гемофілії та інших хвороб, які передаються спадково від батьків до дітей.
З’явилася можливість призначати ліки, які не викличуть у пацієнта алергічної реакції або виявляться марними для нього. Лікування у найближчому майбутньому стане призначатися індивідуально, на основі інформації, отриманої в результаті дослідження ДНК конкретної людини. У криміналістиці генетика допомагає знайти злочинця по частинкам поту, крові, шкіри.
Генетика в медицині
Лікар-генетик, який працює в медичній сфері, зобов’язаний знати основи генетики, вміти користуватися електронним мікроскопом, спектометром і працювати зі спеціальними комп’ютерними програмами. В якості матеріалу для аналізу лікар використовує венозну кров пацієнта, мазок зі слизової рота, плацентарної рідини, тобто він повинен знати, як і в якому випадку треба взяти зразки для аналізу.
Так хто такий генетик? Найчастіше під цією назвою розуміють лікаря, однак професія інженера-генетика та агронома-генетика з часом стане більш звичайним поняттям, ніж зараз. Область застосування наукових досягнень в генетиці буде тільки розширюватися.
