Современная генетика

dou?zecia mitoz?, celulele se vor diviza dup? decongelare de оnc? 30 de

ori. Dac? s-au realizat 10 mitoze, vor urma оnc? 40 de dubl?ri.

Aceasta оnseamn? c? celulele au оntr-adev?r memorie, ?in, deci, minte ce

li s-a оntвmplat mai оnainte ?i nu gre?esc la socoteal? pвn? ea nu se

оncheie!

Dar iat? o alt? оntrebare: ?in minte numai celulele congelate sau orice

fel de celule ale organismului viu?

Haiflic a recoltat celule de la oamenii оn vвrst? de la 20 pвn? la 87 de

ani ?i aceste celule se dublau оn cultur? de la 29 pвn? la 14 ori. Pe baza

a numeroase experien?e a fost stabilit? urm?toarea legitate: cu cвt

donatorul este mai оn vвrst?, cu atвt mai pu?ine dubl?ri se produc оn

celulele recoltate de la el. Celulele embrionului sufer? circa 50 de

diviz?ri, celulele unei persoane de 20 de ani aproximativ 30 ?. a. m. d.

Mai tвrziu au fost stabilite limitele de vвrst? ?i la celulele altor

tipuri de organisme. Dar la principala оntrebare-de ce moare celula?--nu s-

a g?sit un r?spuns, de?i au fost emise numeroase ipoteze.

Toate aceste ipoteze pot fi оmp?r?ite оn dou? grupe mari. Conform primei

grupe de ipoteze, оn celul? оmb?trвne?te nucleul. Conform celei de-a doua,

оn producerea fenomenului de оmb?trвnire particip? ?i citoplasma. Aceste

idei ?i-au propus s? le verifice оn continuare L. Haiflic ?i V. Rait.

S-a hot?rвt s? se procedeze la оntinerirea unei celule b?trвne,

introducвndu-se оn ea citoplasm? tвn?r?. Pentru aceasta s-au folosit celule

lipsite de nucleu (citopla?ti) care erau fuzionate cu celule оntregi. Оn

cursul experien?elor au fost fuziona?i citopla?ti «b?trвni» cu celule

«tinere», citopla?ti «tineri» cu celule «b?trвne», precum ?i «tineri» cu

«tinere», «b?trвni» cu «b?trвne».

Ultimele dou? variante au demonstrat c? celulele sufereau un anumit num?r

de diviziuni ?i apoi periau. M?surвnd, оns?, durata vie?ii ulterioare a

celulelor fuzionate оn primele dou? variante, autorii au ajuns la concluzia

c? ad?ugarea de citoplasm? «tвn?r?» nu spore?te durata vie?ii celulelor

«b?trвne» ?i invers, citoplasma «b?trвn?» nu o оmb?trвne?te pe celula

«tвn?r?». Prin urmare, dup? toate probabilit??ile «vвrsta» citoplasmei nu

determin? «vвrsta» оntregii celule (dat fiind faptul c? ea nu «hot?r??te»

de cвte ori s? se mai divid? aceasta оnainte de a peri). ?i de?i autorii

indic? asupra caracterului preliminar al rezultatelor ob?inute, ei оnclin?

s? acorde mai mult credit ideii c? fenomenul de b?trвne?e оncepe de la

nucleu.

Cine e, totu?i, «calculatorul» molecular al celulei? Colaboratorul

Institutului de epidemiologie ?i microbiologie al A? din Rusia A. M.

Olovnicov consider? c? mai degrab? este vorba de ADN.

Posibil c? celula deaceea ?tie cвte mitoze au avut loc оn ea, deoarece cu

fiecare diviziune scade lungimea ADN-ului, pe care оl con?ine, cu un anumit

segment. Cu alte cuvinte, celulele-fiice mo?tenesc molecule tot mai scurte

de ADN- A. M. Olovnicov a f?cut presupunerea c? la capetele ADN-ului se

afl? gene speciale de tampon, care nu con?in informa?ie, ci au doar

misiunea de a ocroti celula. Toate genele de importan?? vital? sunt dispuse

mai aproape de mijloc ?i atвta timp cвt ele nu sunt retezate, celulele

func?ioneaz? normal.

Оn procesul replic?rii ADN-ului celula sacrific? genele de tampon.

Fenomenul se desf??oar? probabil оn felul urm?tor. De fiecare dat? оn

procesul replic?rii nu este reprodus segmentul marginal al genei de tampon

?i dup? 30 de mitoze se pierd 30 de asemenea segmente, iar оn total gena de

tampon este compus? din aproximativ 50 de p?r?i. Ele toate sunt «bilele»

moleculare cu care celula face calcule.

Atвta timp cвt gena de tampon nu este epuizat?, celula func?ioneaz?

normal. Catastrofa оncepe s? se produc? atunci cвnd se ajunge la gena care

оi urmeaz?. Оn aceasta ?i const?, dup? opinia lui Olovnicov, cauza

primordial? a оmb?trвnirii.

Cu mai mult de zece ani оn urm? a fost exprimat un alt punct de vedere,

conform c?ruia fenomenul de оmb?trвnire este numit «catastrofa erorilor» оn

procesul biosintezei moleculelor: acumularea de erori duce la formarea de

proteine ?i de acizi nucleici defectuo?i, la tulburarea metabolismului ?i

la moarte.

?i оntr-adev?r, dac? оn molecula de ADN оn care este cifrat? informa?ia

cu privire la sinteza proteinei se produce vre-o dereglare (ca urmare a

iradierii sau ac?iunii unui virus patogen sau din alt? cauz?), se оncepe

sinteza unor molecule proteice cu defect. ?i precum o liter? gre?it culeas?

din matri?a tipografic? se repet? оn fiecare exemplar al unei publica?ii,

s? zicem cu un tiraj de 100 de mii, a?a ?i eroarea comis? оn molecula de

ADN va duce la sinteza a?a-numitelor proteine false, care se deosebesc de

cele normale ?i dup? structur?, ?i dup? compozi?ia elementelor-componente

?i, desigur, dup? ac?iune. Aceasta modific? la rвndul ei func?iile celulei.

La оnceput acestei ipoteze formulate de L. Orghel, nu i s-a acordat prea

mare aten?ie, dar apoi s-a dovedit c? ea este cвt se poate de conving?tor

fundamentat? de date experimentale.

S-a constatat astfel c? оntr-adev?r la оmb?trвnirea celor mai diferite

tipuri de celule se produc modific?ri оn proteine ?i anume: scade

rezisten?a la ac?iunea diferitelor valori de temperatur?, scade activitatea

?i se schimb? specificitatea fermen?ilor. Dar pвn? nu demult lipseau

dovezile оn favoarea faptului c? оn procesul оmb?trвnirii scade precizia

func?ion?rii sistemului informa?iei genetice.

Cercet?torii englezi S. Linn, M. Cairis ?i R. Holidei au оncercat s?

verifice ipoteza «catastrofei erorilor». Ei au hot?rвt s? vad? ce e

оntвmpl? cu ADN-polimeraza la оmb?trвnirea unei culturi de fibrobla?ti

umani. ADN-polimeraza asigur? p?strarea ?i transmiterea informa?iei

genetice, de aceea de precizia cu care lucreaz? acest ferment depinde

via?a, celulei.

Experien?a a constat оn urm?toarele. La оnceput s-a separat fermentul

aparte din culturi de celule tinere ?i b?trвne. Apoi acest ferment a fost

pus s? ac?ioneze, adic? s? sintetizeze ADN dup? o matri?? artificial?, a

c?rei compozi?ie nucleotidic? era cunoscut? exact. Apoi dup? compozi?ia ADN-

ului sintetizat s-a determinat precizia ac?iunii fermen?ilor ?i la aceast?

etap? a experien?elor s-a dovedit c? fermentul ADN-polimeraz?, separat din

celulele unor culturi b?trвne, gre?e?te de zeci de ori mai des!

R?mвnea neclar faptul ce trebuiau s? fie considerate aceste modific?ri:

cauz? sau, din contra, urmare a оmb?trвnirii. Teza de baz?, оns?, a

ipotezei cu privire la mic?orarea preciziei ac?iunii fermen?ilor оn cazul

оmb?trвnirii a fost demonstrat?. Aceast? certitudine explic? conving?tor

de ce la оmb?trвnire cre?te frecven?a muta?iilor ?i a anomaliilor

cromozomice.

Autorii lucr?rii consider? c? observa?iile lor permit o mai bun?

оn?elegere a mecanismelor apari?iei cancerului ?i a altor boli la vвrste

оnaintate.

Majoritatea cercet?torilor consider? c? toate presupusele explica?ii ale

оmb?trвnirii ?in de una din cele dou? teorii de baz?: a program?rii

genetice ?i a acumul?rii erorilor.

Relativ recent оn cadrul Institutului de gerontologie al A? din Ucraina

savantul V. V. Frolchis a elaborat оnc? o ipotez? a fenomenului de

b?trвne?e ?i anume ipoteza adapta?ional-regulatoric?.

Esen?a acestei ipoteze const? оn urm?toarele: deregl?rile din aparatul

genetic, ce conduc la оmb?trвnirea organismului, apar nu оn orice loc al

moleculei de ADN, ci, la оnceput, numai оn genele de reglare. Dup? cum se

?tie, exist? dou? tipuri de gene - structurale (оn ele este оnscris codul

de construire a proteinelor) ?i de reglare (un fel de оntrerup?toare care

conecteaz? sau deconecteaz? procesul de «citire» a informa?iei ADN). Cu

alte cuvinte, genele reglatoare dirijeaz? activitatea genelor structurale.

O analojie dintre cele mai simple: butonul cu care sunt f?r? sfвr?it puse

?i scoase din func?iune mii de relee, se defecteaz? primul.

V. V. Frolchis consider? c? din cauza defectelor primare оn genele de

reglare se produc muta?ii оn toate verigile metabolismului unor proteine.

Apoi, pe baza aceasta - modific?ri importante оn func?iile celulelor ?i ale

оntregului organism.

8.3 Perspectivele juvenologiei

A?a stau lucrurile cu teoriile. Dar оn practic? e posibil ca un

experiment privind prelungirea vie?ii s? izbuteasc?? Da, e posibil, de?i a

vorbi оn acest sene referitor la om e оnc? prematur. Оn schimb, s-a reu?it

ca printr-o diet? special? s? li se prelungeasc? durata ve?i» unor

?obolani.

Primele experien?e de acest fel au fost оnf?ptui-te de biologul american

C. Macchei; el a pornit de la o idee destul de simpl?: dac? s-ar putea

оncetini dezvoltarea unui organism printr-o ra?ie alimentar? special?, оn

acest fel se poate lungi durata vie?ii acestui organism.

Academicianul V. V. Nichitin оmpreun? cu colaboratorii s?i au dat оn

cursul a 100 de zile unor ?obolani hran? de re?inere a cre?terii, con?inвnd

multe proteine ?i vitamine, оn schimb avвnd un con?inut redus la maximum de

gr?simi ?i glucide. Ca urmare, protoplasma a suferit restructur?ri

serioase, amintind protoplasma unor animale de control mult mai tinere.

Dup? aspect exterior un ?obolan оn vвrst? de trei ani, ?inut la diet?, era

greu de deosebit de unul de control, avвnd vвrsta de numai trei luni.

Оn sistemul endocrin al ?obolanilor de experien?? au fost оnregistrate

muta?ii profunde. Astfel, la ?obolanii care оndurau foame ?i la cei de

control cantitatea de colagen (protein? fibrilar?) din ?esuturi era egal?;

оn schimb, la cei ?inu?i fl?mвnzi colagenul a r?mas la fel de elastic ca ?i

la animalele tinere!

Rezultatele acestor experien?e sunt interesante ?i importante: ?obolanii

?inu?i la diet? tr?iau cu 10-30% mai mult decвt cei de control.

De remarcat c? atunci cвnd dup? perioada de diet? fl?mвnd? animalelor li

s-au dat iar??i s? m?nвnce pe s?turate, particularit??ile organismului care

se conturaser? оn timpul experimentului s-au p?strat!

Se cunoa?te de asemenea c? sc?derea temperaturii corpului doar cu 1-2

grade promite sporirea duratei vie?ii cu 10-20 de ani. De exemplu,

musculi?a o?etului la o temperatur? a mediului ambiant de 30 de grade

tr?ie?te 15 zile, iar la 10 grade- 177 de zile.

Acestea sunt оntr-o prim? comparare posibilit??ile a doi factori

curativi: alimenta?ia ra?ional? ?i c?lirea termic?.

Se оn?elege c? cel mai ispititor este «s? se trag? de sforile» genetice

pentru a se putea corecta astfel оn programul genetic ceea ce este «scris

de la na?tere». ?i faptul nu este оntвmpl?tor. C?ci, de exemplu, s-a reu?it

o m?rire a duratei vie?ii, оnlocuindu-se o singur? gen?. S-au ob?inut deja

linii de ?oareci ?i insecte care tr?iesc de 2-3 ori mai mult decвt cei

obi?nui?i. Acestea ?i multe alte experimente, efectuate оn diferite

laboratoare din diferite ??ri, vin s? confirme posibilitatea oper?rii de

corect?ri оn «оnregistrarea» de program.

Fire?te, ar fi absurd s? se cread? c? procedвndu-se la o copiere a unor

astfel de experien?e se poate aplica ?i la om o recomanda?ie similar?. Dar

experien?ele sunt necesare ?i valoroase, c?ci pe baza lor se poate studia

extrem de complicatul mecanism biochimic .al оmb?trвnirii.

Noua direc?ie оn gerontologie se deosebe?te principial de cea

tradi?ional? prin faptul c? о?i pune drept sarcin? schimbarea pe cale

artificial? a оnsг?i termenelor оn care se produce instalarea b?trвne?ii ?i

a mor?ii la diferite specii. Se cere prelungit? nu perioada de b?trвne?e,

ci cea de maturitate, fapt care ar deplasa durata vie?ii departe de

limitele actuale.

Conform opiniei majorit??ii savan?ilor, singura posibilitate ne folosit?

de m?rire a duratei medii a vie?ii r?mвne оncetinirea proceselor de

оmb?trвnire.

Savan?ii ajung la concluzia c? deja оn viitorul apropiat la nivel genetic

se va putea realiza posibilitatea ac?ion?rii asupra organismului оn vederea

re?inerii proceselor de оmb?trвnire.

Faptul se explic? prin оmprejurarea c? ?tiin?a ia ob?inut succese

importante оn studierea codului genetic - unul dintre cei mai оnsemna?i

factori, ce determin? durata vie?ii. Ultimele descoperiri оn domeniul

biologiei moleculare ?i al geneticiii ofer? speran?a c? оn timpul apropiat

se vor putea realiza schimb?ri esen?iale оn programul genetic al

organismului.

Au fost adoptate programul ?tiin?ific complex «Mecanismele оmb?trвnirii,

elaborarea c?ilor ?i a mijloacelor de m?rire a duratei vie?ii». La

оnf?ptuirea lui particip? unele dintre cele mai mari institute de cercet?ri

?tiin?ifice ?i institu?ii de оnv???mвnt: Institutul de genetic? general? al

Rusiei, universit??ile din Moscova, Chiev, Harcov ?i altele.

De curвnd la Moscova a fost оnfiin?at Institutul de juvenologie, care

este chemat s? cerceteze ?i s? pun? pe o serioas? baz? ?tiin?ific? toate

cercet?rile care se efectueaz? оn ?ar? оn acest domeniu complex ?i

interesant.

A fost creat? o Asocia?ie mondial? оn problema «Sporirea artificial? a

duratei specifice a vie?ii oamenilor», din care fac parte ?i savan?i din

?ara noastr?. Оn adresarea c?tre to?i savan?ii din lume, pe care a adoptat-

o, se spune: «...e timpul s? recunoa?tem cu оndr?zneal? c? numai datorit?

miopiei noastre ?tiin?ifice b?trвne?ea continu? s? nimiceasc? oameni оn

vвrst? de 60-80 de ani. Am sc?pat prilejul de a le da la timp oamenilor

suplimentar zeci sau poate ?i sute de ani de via?? ?i acest fapt ne impune

acum obliga?ia de a ne dubla eforturile оn aceast? munc?».

Dar, nu e cazul s? ne lini?tim la gвndul c? savan?ii lucreaz? pentru noi

?i c? faptul ne scute?te de a ne preocupa de acest lucru. Prelungirea

perioadei de via?? activ? depinde de fiecare din noi. Vechile formule ale

s?n?t??ii-munca, odihna, practicarea sportului, bunele rela?ii cu cei din

jur, un mod de via?? moderat, renun?area la fumat, evitarea exceselor

alimentare, a abuzului de alcool ?i altele - r?mвn оn vigoare. S? ne

amintim de teza fundamental? a geneticiii: posibilit??ile poten?iale ale

genotipului se pot realiza numai оn condi?ii de via?? corespunz?toare.

Dup? cum a spus L. M. Suharebschii, directorul Institutului de

juvenologie, dac? omul duce de la na?tere un mod de via?? care corespunde

оntrutotul concep?iilor existente privind normele de psihoigien?,

eforturile fizice, igiena alimenta?iei, muncii ?i odihnei, el trebuie s?

tr?iasc? cel pu?in 150-200 de aii. ?i nu оntr-un viitor оndep?rtat, ci оn

prezent.

IX. REALIZ?RILE ?I PERSPECTIVELE GENETICIII

9.1 Genetica ?i fitotehnia

Una din c?ile de intensificare a produc?iei agricole a constituit-o

оnlocuirea soiurilor vechi de plante cu alte noi, mai productive. Cel care

s-a ocupat de realizarea оn practic? a acestei metode a fost academicianul

N. I. Vavilov-cunoscut? personalitate ?tiin?ific? оn domeniul geneticiii,

primul director al Institutului de cercet?ri ?tiin?ifice (IUC?) оn domeniul

fitotehniei.

Deoarece de calitatea soiului sunt r?spunz?toare genele ?i deoarece din

ele se pot ob?ine diferite combina?ii dorite, Vavilov a hot?rвt s?

organizeze prima оn lume colec?ie de gene, reunite оntr-o singur? genotec?.

Aceast? genotec? urma s? stea la dispozi?ia selec?ionatorilor-abona?i,

care vor putea elabora noi soiuri.

A?a s-a n?scut ideea de a se trimite din Rusia оn toate ??rile lumii

expedi?ii speciale оn vederea colect?rii de gene. N. I. Vavilov, adep?ii ?i

discipolii s?i au organizat circa 150 expedi?ii оn cele mai оndep?rtate

col?uri ale fostei Uniuni Sovietice ?i alte 50 оn diferite ??ri de pe toate

continentele.

Ca urmare a eforturilor depuse de aceste expedi?ii, precum ?i a

schimburilor оndelungate de probe de semin?e ?i material s?ditor cu

institu?ii ?tiin?ifice din toate ??rile, la IUC? оn domeniul fitotehniei a

fost creat? o colec?ie unic? de plante vii, care оn prezent num?r? peste

250 de mii de mostre, obiectivul fiind оn viitor s? se ajung? pвn? la 400

de mii de mostre.

Pe baza colec?iei, precum ?i datorit? aplic?rii pe larg a оngr???mintelor

minerale, a irig?rii, chimiz?rii ?i mecaniz?rii proceselor de cultivare a

culturilor agricole, fitotehnia a atins оn prezent cel mai оnalt nivel din

istoria agriculturii. Cu ajutorul noului ritm tehnologic de cultivare

cвmpurile devin adev?rate «sec?ii de produc?ie», iar plantele - «ma?ini

verzi» de transformare a оngr???mintelor minerale оn hran? pentru om ?i

animale agricole.

Soiurile create se caracterizeaz?, оn primul rвnd, prin faptul c? la ele

este sporit? ponderea gr?un?elor оn raport cu masa general? a plantelor.

Savan?ii numesc aceast? оnsu?ire «recuno?tin?a» plantelor fa?? de

introducerea оngr???mintelor. Dar aplicarea unor doze mari de оngr???minte,

оn special azotate, a avut ?i consecin?e ne dorite: grвnele au оnceput s?

poligneasc?. De aceea, aproape concomitent оn toate ??rile, au оnceput s?

apar? soiuri cu tulpina scurt?, rezistente la polignire.

Fa?? de selec?ionatori о?i оnainteaz? preten?iile ?i mecanizatorii,

lega?i nemijlocit de cultivarea ?i recoltarea plantelor, care-?i doresc

soiuri la care fructele se coc concomitent ?i sunt amplasate cam la aceea?i

оn?l?ime.

Tot odat?, l?rgirea grani?elor agriculturii irigate a determinat o

sporire a bolilor micotice la graminee.

Acestea ?i alte numeroase exemple indic? asupra faptului c? nici tehnica,

nici chimia, f?r? modificarea eredit??ii plantelor nu pot s? rezolve cu

succes problema sporirii roadelor. De aceea geneticiienii ?i

selec?ionatorii trebuie s? ?in? cont de toate «preten?iile» ?i s? lichideze

consecin?ele ne dorite prin crearea de soiuri corespunz?toare.

S-au modificat ?i ritmurile activit??ii de selec?ie pe baz? genetic?.

Pвn? nu demult оnc? pentru ob?inerea unui nou soi de culturi cerealiere era

nevoie de • 12-14 ani, iar schimbarea lor de pe cвmpuri avea loc o data оn

20 de ani. Оn prezent situa?ia s-a schimbat. Perfec?ionarea continu? a

tehnologiei cultiv?rii plantelor impune crearea оn termen mai reduse a

noilor soiuri.

De exemplu, cultivarea unui astfel de soi оnalt productiv cum este

Bezostaea-1 da anual fostei URSS o produc?ie suplimentar? de mare valoare

din punctul de vedere al economicit??ii ?i nu este indiferent faptul c?

acest soi a fost ob?inut cu 2-3 ani mai devreme sau cu 2-3 ani mai tвrziu.

Оn rezolvarea acestor obiective un rol important i-a revenit geneticiii,

care la etapa industrializ?rii la care se afla produc?ia agricol? se

manifesta оn crearea de noi soiuri. Tot odat?, crearea acestor soiuri este

de ne conceput f?r? cunoa?terea profund? ?i exact? a legilor eredit??ii.

Оn ultimii ani genetica ?i selec?ia plantelor au оnregistrat un asemenea

progres, оncвt el a fost numit, pe bun? dreptate, «revolu?ia verde». C?ci

numai cu -20-30 de ani оn urm? pentru cele mai bune soiuri de grвu de

toamn? limita rodniciei o constituia 25-30 q/ha, iar оn prezent multe

soiuri de grвu de toamn?, avвnd un agronom corespunz?tor, asigur? ob?inerea

a cвte 60-70 q/ha ?i cвte 90-100 q/ha оn cazul irig?rii.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34