היום, מילים וביטויים כמו DNA, הנדסה גנטית, מזון מהונדס (GMO) זכו לפרסום נרחב. למרות העובדה שהגנטיקה כמדע קיימת כבר יותר ממאה שנים, עדיין אין הגדרה ברורה של מיהו גנטיקאי ומה הוא עושה. האם התמחות זו היא מקצוע, ואם כן, לאיזה תחום פעילות היא שייכת: מדע או רפואה? גם יחס החברה לתוצאות עבודתם של גנטיקאים אינו חד משמעי. עדיין יש ויכוח אם מזון GMO מזיק או מועיל לבני אדם.
גנטיקה - הולדתו של מדע חדש
מייסד הגנטיקה הוא גרגור יוהן מנדל. אמנם לפניו היו מדענים שניסו להסביר כיצד עוברת העברה של תכונות תורשתיות מהורים לילדים, אך תיאוריות אלו לא התבססו על עובדות. לכן, התיאוריה של צ'ארלס דרווין לפיה העברת תכונות תורשתיות מתבצעת דרך הדם הופרכה בניסוי במהלך חייו של המדען.
מנדל הוא המדען הראשון שהצליחלקבוע כיצד מתרחשת העברה של תכונות תורשתיות. הוא גילה זאת על ידי ביצוע סדרת ניסויים בזרעים של אפונת גינה, איתם עבד במשך שנתיים. תוצאות המחקר הפכו לבסיס לתגליות חדשות ולפיתוח הגנטיקה כמדע. לכן מנדל נחשב למייסד הגנטיקה. הוא היה הראשון שהעלה את הרעיון שהעברת תכונות תורשתיות מתבצעת ברמה התאית. הוא היה הראשון שגילה את חוקי העברת המידע התורשתי. הוא גילה שיש שני סוגים של תכונות תורשתיות: רצסיביות ודומיננטיות, שביניהם יש מאבק.
ביוגרפיה קצרה של מייסד הגנטיקה
הגנטיקאי הראשון נולד ב-20 ביולי 1822 בהיינזנדורף, כפר קטן השוכן על גבול מורביה-שלזיה. יוהאן מנדל קיבל את השכלתו הראשונה בבית ספר כפרי רגיל. לאחר שנכנס לגימנסיה בטרופאו, שם למד 6 שנים. הוא סיים את לימודיו ב-1840.
בשנת 1843 הוא הפך לנזיר במנזר אוגוסטיני סנט תומאס בברון, שם קיבל את השם החדש גרגור. מ-1844 עד 1848 למד במכון התיאולוגי ברון. בשנת 1847 קיבל את הכהונה. כל הזמן מנדל לא הפסיק ללמד. למד באופן עצמאי יוונית ומתמטיקה. למרות שלא הצליח לעמוד בבחינות שלו, הוא הצליח לעסוק בפעילויות הוראה.
בשנים 1849-1851 לימד מתמטיקה, לטינית ויווני. בתקופה 1851-1853, הודות לרקטור, החל בלימודי תולדות הטבע באוניברסיטת וינה. מנדל למד את מדעי הטבע, ואחד ממוריו היה פרנץ אונגר, מראשוני הציטולוגים בעולם. בהיותו בווינה החל מנדל להתעניין במחקר מדעי בתחום הכלאת צמחים. הוא החל לערוך באופן עצמאי ניסויים ותצפיות עם סוגים מסוימים של צמחים ובעלי חיים. התרומה המדעית המשמעותית ביותר הייתה הניסויים שלו עם אפונת גינה, וכתוצאה מכך הוא הכין דו ח.
בשנת 1865, הוא הציג פעמיים, ב-8 בפברואר וב-8 במרץ, מצגת בפני אגודת חוקרי הטבע בברון. הדו"ח נקרא "ניסויים בהכלאות צמחים". הדו"ח שוכפל והופץ לאחר מכן. מנדל עצמו יצר 40 עותקים מעבודתו ושלח אותה למדענים בוטניים גדולים, אך מעולם לא זכה להכרה מהם. עבודתו הוכרה מאוחר יותר, אך באותה תקופה ידע על גנטיקה ומיהו גנטיקאי עדיין לא היה קיים. זו הייתה העבודה הראשונה בתחום הידע הזה.
היסטוריית פיתוח
ניתן לחלק את ההיסטוריה של התפתחות הגנטיקה לשני שלבים. השלב הראשון כולל את גילוי חוק העברת תכונות תורשתיות על ידי מנדל, גילוי כרומוזומים, DNA, ההרכב הכימי של הגנים והמבנה שלהם.
השלב השני - כאשר מדענים גנטיים גילו דרך לשנות את מבנה ה-DNA, לארגן מחדש גנים, להכניס ולהסיר את החלקים הבודדים שלו, ואפילו ליצור אורגניזמים חדשים לגמרי עם תכונות רצויות. בשלב זה, היה פענוח מלא של ה-DNA של בני אדם, בעלי חיים וצמחים (רק מעטים).
שלב ראשון
בשלב הראשון של התפתחות הגנטיקה כמדע, התרחשו התגליות הבאות:
- בשנת 1865, גרגור מנדל פרסם דוח בנושא "ניסויים בהכלאות צמחים". עבודה זו היוותה את הבסיס לגנטיקה, למרות שהיא עדיין לא הייתה קיימת כמדע.
- ב-1869 גילה פרידריך מישר את קיומו של ה-DNA כמרכיב העיקרי של גרעין התא. הוא קרא לזה גרעין.
- בשנת 1901 פורסמה תורת השינוי (מוטציה): ניסויים ותצפיות על תורשת המינים בממלכת הצמחים של הוגו דה פריס.
- בשנת 1905, המונח "גנטיקה" נטבע על ידי ויליאם בטסון.
- בשנת 1909, W. Johansen הציג את הרעיון של יחידה תורשתית - גן.
- 1913 אלפרד סטורטבנט מייצר את המפה הגנטית הראשונה בעולם.
- 1953 ג'ייסון ווטסון ופרנסיס קריק פיענחו לראשונה את מבנה ה-DNA.
- בשנת 1970 נמצא שהקוד הגנטי מורכב משלישיות.
- בשנת 1970, כאשר חקרו את החיידק Haemophilus influenzae, ניתן היה לזהות אנזימי הגבלה, המאפשרים לחתוך ולהדביק קטעים של מולקולות DNA.
שלב שני
השלב השני בפיתוח המדע החדש החל כאשר מדענים גנטיים החלו לערוך ניסויים לשינוי מבנה ה-DNA על ידי הוספה, הסרה והחלפת גנים. יישום תגליות בתחום הגנטיקה למטרות מעשיות:
- 1972. קבלת הדגימות הראשונות של צמחים מהונדסים גנטית.
- בשנת 1994, הראשוןמזונות GMO - עגבניות.
- 2003. פענוח DNA אנושי. זה איפשר לאבחן מחלות גנטיות בעובר כבר בשלבים המוקדמים של ההריון.
- 2010 שנה. יצירת אורגניזם עם DNA מלאכותי במעבדה.
- בשנת 2015, החיה המהונדסת הראשונה, הסלמון האטלנטי, יצאה למכירה.
פענוח DNA אנושי
הגילוי החשוב ביותר בהיסטוריה המודרנית של הגנטיקה הוא הפענוח המלא של ה-DNA האנושי. הודות לכך, אפשר היה לברר לא רק את אילן היוחסין המלא של אדם בודד ושל האנושות כולה. ניתן היה לחזות את הסבירות להופעה והתפתחות של מחלות תורשתיות בבני אדם, יתרה מכך, לטפל במחלות קשות בשלב מוקדם של התפתחות או למנוע לידת ילד עם הפרעות גנטיות חמורות.
עם זאת, במובן זה, גנטיקה זוכה לביקורת לעתים קרובות, בהשוואה לאאוגניקה. פתיחת המסתורין של ה-DNA האנושי, יחד עם היכולת לשלוט במבנה שלו ולהשיג אנשים בעלי תכונות רצויות, הובילו להופעת בעיות אתיות. היו תקופות בהיסטוריה של האנושות שבהן רעיונות האאוגניקה ותגליות מדעיות בגנטיקה הובילו להשמדה המונית של אנשים על בסיס לאומי או גזעי.
הנדסת גנים
אם ביחס לאנשים אסורים ניסויים גנטיים כלשהם, אז ביחס לבעלי חיים וצמחים ניסויים כאלה ומחקר לא רק מותר. הם מעודדים על ידי מדינות, חברות חקלאיות ותרופות גדולות. למרות הביקורת של כמה מדענים גנטיים, נעשה שימוש בהתקדמות בייצור של צמחים מהונדסים גנטית במשך זמן רב. כיום, כמעט כל הסויה מהונדסת גנטית. חלק מצמחי GMO נמצאים בשימוש בחקלאות כבר למעלה מ-40 שנה.
גידולים מהונדסים גנטית אינם מזיקים לחלוטין לבני אדם, אך יחד עם זאת הם נותנים יבול גבוה ויציב, עמידים בפני תנאי מזג אוויר גרועים וטפילים. הגידול שלהם דורש פחות דשן, מה שאומר שגידולים כאלה מכילים פחות חנקות וחומרים אחרים המזיקים לבני אדם. אבל זנים שנבדקו בזמן הם מעטים. רוב גידולי ה-GMO הקיימים הופיעו לפני פחות מ-30 שנה, והשפעתם על בני אדם עדיין לא מובנות.
עם זאת, הנדסה גנטית כבר הוכיחה שהנושא והמטלות של הגנטיקה המודרנית אינם מוגבלים למחקר וניסויים במעבדה. זהו מדע חדש שיעזור לאנשים להסתגל לתנאי החיים החדשים על הפלנטה ולספק לעצמם את המזון הדרוש.
מיהו גנטיקאי? באילו תחומים הוא יכול לעבוד?
גנטיקאי הוא מומחה החוקר את המבנה והשינויים בחומר הגנטי של בני אדם ויצורים חיים אחרים. הוא חוקר את המנגנונים והדפוסים של התורשה. מקצוע המדען הגנטי זכה לתפוצה הגדולה ביותר ברפואה, תרופות וחקלאות. שימוש בהישגים מדעיים בתחום המחקר הגנטי איפשר פיתוח של סוגים חדשים של תרופות נגד המופיליה ומחלות אחרות שעוברות בתורשה מהורים לילדים.
ניתן היה לרשום תרופות שלא יגרמו לתגובה אלרגית אצל המטופל או שלא יהיו תועלת עבורו. טיפול בעתיד הקרוב ייקבע באופן פרטני, בהתבסס על מידע שיתקבל כתוצאה מבדיקת DNA של אדם מסוים. בזיהוי פלילי, הגנטיקה עוזרת למצוא את הפושע על ידי חלקיקי זיעה, דם, עור.
גנטיקה ברפואה
גנטיקאי העוסק בתחום הרפואי חייב לדעת את יסודות הגנטיקה, להיות מסוגל להשתמש במיקרוסקופ אלקטרוני, בספקטרומטר ולעבוד עם תוכנות מחשב מיוחדות. כחומר לניתוח, הרופא משתמש בדם הורידי של המטופל, ספוגית מרירית הפה, נוזל השליה, כלומר. עליו לדעת איך ומתי לקחת דגימות לניתוח.
אז מיהו גנטיקאי? לרוב, פירוש השם הזה הוא רופא, אך מקצוע מהנדס גנטי ואגרונום גנטי יהפוך בסופו של דבר למושג נפוץ יותר מכפי שהוא כיום. היקף ההישגים המדעיים בגנטיקה רק יתרחב.
