Сегодня стали на слуху такие слова и выражения, как ДНК, генная инженерия, генетически модифицированные продукты (ГМО). Несмотря на то что генетика как наука существует уже более сотни лет, до сих пор нет четкого определения, кто такой генетик, чем он занимается. Является ли эта специальность профессией, и если да, к какой сфере деятельности она относится: к науке или медицине? Отношение общества к результатам деятельности генетиков тоже неоднозначно. До сих пор идут споры о том, являются ли ГМО-продукты вредными или полезными для человека.
Генетика – рождение новой науки
Основателем генетики является Грегор Иоганн Мендель. Хотя до него были ученые, которые пытались объяснить, каким образом переходит передача наследственных признаков от родителей к детям, но эти теории не были основаны на фактах. Так, теория Чарльза Дарвина о том, что передача наследственных признаков осуществляется через кровь, была опровергнута экспериментальным путем еще при жизни ученого.
Мендель – это первый ученый, которому удалось установить, каким образом происходит передача наследственных признаков. Выявил он это путем проведения серии экспериментов с семенами садового гороха, с которым он работал в течение двух лет. Результаты исследований стали фундаментом для новых открытий и развития генетики как науки. Вот почему именно Менделя считают основоположником генетики. Он первым выдвинул идею о том, что передача наследственных признаков осуществляется на клеточном уровне. Он же первый открыл законы передачи наследственной информации. Он выяснил, что существует два вида наследственных признаков: рецессивные и доминантные, между которыми происходит борьба.
Краткая биография основателя генетики
Первый генетик родился 20 июля 1822 года в Хейнцендорфе, небольшой деревеньке, расположенной на моравско-силезской границе. Первое образование Иоганн Мендель получил в обычной сельской школе. После он поступил в гимназию в Троппау, в которой проучился 6 лет. Окончил он ее в 1840 году.
В 1843 он стал монахом Августинского монастыря святого Фомы в Брюнне, где получил новое имя Грегор. С 1844-го по 1848 год проходил обучение в Брюннском богословском институте. В 1847 году получил священнический сан. Все время Мендель не прекращал учение. Самостоятельно изучал греческий и математику. Несмотря на то что он не смог сдать экзамены, он мог заниматься преподавательской деятельностью.
В 1849-1851 годах он преподавал в Зноймской гимназии математику, латынь и греческий. В период 1851-1853 годов благодаря настоятелю он начал изучение естественной истории в Венском университете. Мендель изучал естественные науки, и одним из его учителей был Франц Унгер — один из первых цитологов мира. Находясь в Вене, Мендель заинтересовался научными исследованиями в области гибридизации растений. Он начал самостоятельно проводить опыты и наблюдения с некоторыми видами растений и животных. Наиболее весомым научным вкладом стали его опыты с садовым горохом, в результате которых он подготовил доклад.
В 1865 году он дважды, 8 февраля и 8 марта, выступал с докладом перед Обществом естествоиспытателей в Брюнне. Доклад назывался «Опыты над растительными гибридами». Впоследствии доклад был размножен и распространен. Сам Мендель сделал 40 копий своей работы и разослал крупным ботаникам-ученым, однако признания от них так и не получил. Его работы получили признание позже, но тогда знаний о генетике и о том, кто такой генетик, еще не существовало. Это была первая работа в этой области знаний.
История развития
Историю развития генетики можно разделить на два этапа. Первый этап включает в себя открытие закона передачи наследственных признаков Менделем, открытие хромосом, ДНК, химического состава генов и их структуры.
Второй этап – когда ученые-генетики открыли способ изменять структуру ДНК, переставлять гены, внедрять и удалять ее отдельные участки и даже создавать совершенно новые организмы с заданными свойствами. На этом этапе произошла полная расшифровка ДНК человека, животных и растений (только некоторых).
Первый этап
На первом этапе развития генетики как науки произошли следующие открытия:
- В 1865 году Грегор Мендель сделал доклад на тему «Опыты над растительными гибридами». Этот труд лег в основу генетики, хотя ее как науки тогда еще не существовало.
- В 1869 году Фридрих Мишер открыл существование ДНК как основной составляющей клеточного ядра. Ее он назвал нуклеином.
- В 1901 году была опубликована работа Хуго де Фриза «Теория изменений (мутаций): эксперименты и наблюдения наследственности видов в царстве растений».
- В 1905 году был введен термин «генетика» Уильямом Бэтсоном.
- В 1909 году В. Иогансен ввел понятие наследственной единицы – ген.
- 1913 г. Альфред Стертевант составляет первую в мире генетическую карту.
- 1953 году Джейсоном Уотсоном и Френсисом Криком впервые была расшифрована структура ДНК.
- 1970 году было выяснено, что генетический код состоит из триплетов.
- В 1970 году при изучении бактерии гемофильной палочки удалось обнаружить ферменты рестриктазы, что дает возможность вырезать и вставлять участки молекул ДНК.
Второй этап
Второй этап развития новой науки начался когда ученые-генетики начали проводить эксперименты по изменению структуры ДНК путем добавления, удаления и замещения генов. Применение открытий в области генетики в практических целях:
- 1972 год. Получение первых образцов генетически модифицированных растений.
- В 1994 году в магазины США поступило первые ГМО-продукты – помидоры.
- 2003 год. Расшифровка ДНК человека. Благодаря этому появилась возможность диагностировать генетические заболевания у зародыша на ранних стадиях беременности.
- 2010 год. Создание организма с искусственной ДНК в лаборатории.
- В 2015 году продажу поступило первое генетически модифицированное животное – атлантический лосось.
Расшифровка ДНК человека
Наиболее важным открытием в современной истории генетики является полная расшифровка ДНК человека. Благодаря этому появилась возможность узнать не только всю родословную как отдельно взятого человека, так и всего человечества. Появилась возможность прогнозировать вероятность появления и развития наследственных заболеваний у человека, более того, лечить серьезные заболевания на ранней стадии развития или не допустить появления ребенка на свет с сильными генетическими отклонениями.
Однако в этом значении генетику нередко критикуют, сравнивая с евгеникой. Разгадка тайны ДНК человека вместе с возможностью управлять ее структурой и получать людей с заданными свойствами привела к появлению этических проблем. В истории человечества были периоды, когда идеи евгеники и научные открытия в генетике приводили к массовому истреблению людей по национальному или расовому признаку.
Генная инженерия
Если по отношению к людям любые генетические эксперименты запрещены, то по отношению к животным и растениям такие эксперименты и исследования не только разрешены. Их поощряют государства, крупные аграрные и фармацевтические компании. Несмотря на критику некоторых ученых-генетиков, достижения в сфере производства генетически модифицированных растений используются давно. Сегодня практически вся соя является генетически модифицированной. Некоторые ГМО-растения используют в сельском хозяйстве уже более 40 лет.
Генетически модифицированные культуры абсолютно безвредны для человека, но при этом дают стабильный высокий урожай, устойчивы к плохим погодным условиям и паразитам. Для их выращивания требуется меньше удобрений, а значит, такие сельхозкультуры содержат меньше нитратов и прочих вредных для человека веществ. Но проверенных временем сортов немного. Большинство из всех существующих ГМО-культур появилось менее 30 лет назад, и их воздействие на человека еще мало изучено.
Однако генная инженерия уже доказала, что предмет и задачи современной генетики не ограничены только лабораторными исследованиями и экспериментами. Это новая наука, которая поможет людям приспособиться к новым условиям жизни на планете и обеспечить себя необходимыми продуктами питания.
Кто такой генетик? В каких сферах он может работать?
Генетик — это специалист, который изучает строение и изменения генетического материала человека и других живых существ. Он исследует механизмы и закономерности наследственности. Наибольшее распространение профессия ученого-генетика получила в медицине, фармацевтике и сельском хозяйстве. Использование научных достижений в сфере генетических исследований позволило разрабатывать новые виды медицинских препаратов от гемофилии и прочих болезней, которые передаются по наследству от родителей к детям.
Появилась возможность назначать лекарства, которые не вызовут у пациента аллергической реакции или окажутся бесполезными для него. Лечение в ближайшем будущем станет назначаться индивидуально, на основе информации, полученной в результате исследования ДНК конкретного человека. В криминалистике генетика помогает найти преступника по частичкам пота, крови, кожи.
Генетика в медицине
Врач-генетик, работающий в медицинской сфере, обязан знать основы генетики, уметь пользоваться электронным микроскопом, спектометром и работать со специальными компьютерными программами. В качестве материала для анализа врач использует венозную кровь пациента, мазок со слизистой рта, плацентарной жидкости, т.е. он должен знать, как и в каком случае надо взять образцы для анализа.
Так кто такой генетик? Чаще всего под этим названием подразумевают врача, однако профессия инженера-генетика и агронома-генетика со временем станет более обычным понятием, чем сейчас. Область применения научных достижений в генетике будет только расширяться.
hodorich
31 марта, 2019
