DNA a génové inžinierstvo
Najsilnejším pudom v živočíšnej ríši je pud sexuálny. Odovzdanie genetickej informácie ďalším generáciám víťazí aj nad pudom sebazáchovy.
Tento genetický materiál je organizovaný v tzv. genóme . Ide o kompletnú sekvenciu (postupnosť podľa určitého poriadku) DNA (deoxyribonukleovej kyseliny). DNA obsahuje celú genetickú informáciu zárodočnej bunky, jedinca, populácie alebo druhu. Je to vlastne kód života živých organizmov.
Ľudský genóm je zložený z veľkého množstva DNA, ktorá má vo svojej štruktúre genetickú informáciu potrebnú k presnému určeniu vzniku a vývoja zárodku (embryogenéze), metabolizmu, reprodukcie – teda všetkých charakteristických znakov fungujúceho organizmu.
Podľa súčasných odhadov obsahuje genóm okolo 50 tisíc génov (jednotiek dedičnosti). Tieto sú zakódované v DNA, ktorá v jadre každej bunky vytvára rad tyčinkovitých organel – chromozómov. Každý druh má svoju charakteristickú chromozomálnu výbavu, tzv.karyotyp (počet, stavba a tvar chromozómov).
DNA ja zložená z nukleotidov, ktorých základnými zložkami sú adenín (A), guanín (G), cytozín (C) a tymín (T), fosfátovej skupiny a deoxyribózy. V normálnom stave sa molekula DNA skladá z dvoch polynukleotidových reťazcov, ktoré priestorovo vytvárajú dvojzávitnicu, pričom ich priebeh je protismerný.
Pred každým delením bunky sa musí uskutočniť nevyhnutný proces vytvorenia presnej kópie DNA (replikácia DNA). Jej podstatou je dešpiralizácia dvojzávitnice a vzájomné oddelenie oboch reťazcov (denaturácia). Komplementárny reťazec sa vždy vytvára na podklade len jedného reťazca. V novovzniknutom tzv. dcérskom reťazci je teda len jeden novovytvorený reťazec a druhý ostáva pôvodný (rodičovský). Keďže postupnosť (sekvencia) nukleotidov v DNA slúži ako matrica pre svoj produkt a nachádza sa v jadre, biosyntéza nového produktu sa realizuje v cytoplazme (obsah bunky okrem jadra). Pojítkom medzi nimi je molekula RNA (ribonukleová kyselina). Chemická štruktúra RNA je veľmi podobná DNA, len miesto deoxyribóz je u nej prítomná ribóza a u väčšiny organizmov je RNA v jednovláknovej podobe.
Pri vzniku (biosyntéze) DNA dochádza, podobne ako pri iných syntézach, k mnohým chybám. Tieto sú odstraňované pomocou enzýmov, ktoré kontrolujú správnosť zoradenia jednotlivých nukleotidov vo vlákne. Keby chyby neboli odstránené, prejavili by sa v genetickej štruktúre organizmu ako mutácie. Ak je tento reparačný mechanizmus v dôsledku mutácie blokovaný, má to pre organizmus vážne dôsledky.
Preto ľudia začali hľadať spôsoby, ako získať odolný druh alebo želané vlastnosti v danom organizme. Podstata a spôsob rozmnožovania replikácia) genetickej informácie bola dlho sledovaná a skúmaná na najjednoduchších jednobunkových organizmoch (baktérie). Objavenie bakteriálnych enzýmov dalo základ tzv. génovému inžinierstvu, ktoré využíva techniky a metódy prenosu génov medzi organizmami rovnakých aj rôznych druhov a mení genetickú informáciu, charakteristickú pre daný druh a organizmus.
Geneticky upravený (modifikovaný) organizmus (GMO) obsahuje materiál zmenený pomocou génového inžinierstva. Pri génových technológiách ide o umelú zmenu genetického materiálu (nie ako v prírode krížením, prirodzeným výberom) spájaním, rozmnožovaním a rušením jeho stavebných prvkov u rôznych mikroorganizmov, rastlín a živočíšnych druhov.
Génové inžinierstvo môže, okrem organizmov s cudzími génmi, vytvárať aj organizmy bez niektorých nežiadúcich génov (tzv. knock out) alebo zabrániť ich prejavu (tzv. silencing – stíšenie).
Špecifickou kapitolou génového inžinierstva je klonovanie. Znamená vytvorenie kópie z original tak, aby u nej boli zachované všetky vlastnosti originálu. Kópia sa označuje ako klon a s originálom má rovnakú genetickú informáciu. Medzi klonovaním v zmysle molekulárnej biológie a klonovaním celých organizmov je veľký rozdiel, najmä etický.
Genetické inžinierstvo je veľmi kontroverznou oblasťou genetického výskumu. Aj pri mierovom výskume je tu nebezpečenstvo, že geneticky zmenené organizmy sa vymknú spod kontroly človeka. Pri mikroorganizmoch je toto nebezpečenstvo oveľa väčšie.
Gény prestali byť teoretickými informačnými jednotkami. Stali sa hmotnými objektami, segmentami DNA, kde je informácia zakódovaná podľa pravidiel, ktoré sú odhaľované a postupne chápané.
Geneticky modifikované organizmy (GMO) sú každodennou a neodmysliteľnou súčasťou života v dnešnej dobe. Sú vyzdvihované aj zatracované. Sú využívané pri fermentáciách, farmaceutickom priemysle, poľnohospodárstve, potravinárstve. Zo zdravotného hľadiska je život mnohých na nich závislý, keďže genetické manipulácie umožňujú prípravu liečiv a v budúcnosti možno celých orgánov „ušitých priamo na mieru“ prijímateľa.
Literatúra
