0000006 3

GENETYKA

2. Nośnik informacji genetycznej

„Informacja —obiekt abstrakcyjny, który w postaci zakodowanej (tzw. danych) może być przechowywany, przesyłany, przetwarzany i użyty do sterowania ” (Encyklopedia Popularna PWN).

2.1. Podstawowe odkrycia

Problem, skąd właściwie biorą się organizmy żywe, przez całe wieki pozostawał nierozstrzygnięty. Przede wszystkim stan zaawansowania techniki nie pozwalał jeszcze, w tzw. wiekach średnich, na prowadzenie obserwacji komórek i ich losów. Stąd przez wiele stuleci funkcjonowało kilka — dzisiaj śmiesznych — „teorii”. Jedna z nich, tzw. teoria samorództwa zakładała, że organizmy żywe mogą powstawać z materii nieożywionej, np. muchy z gnijącego mięsa, ale już szczury ze starych szmat, czy coś w tym rodzaju. Obalił ją dopiero w XVIII w. Ludwik Pasteur, który przeprowadził bardzo pomysłowe doświadczenie, znane dzisiaj każdemu średnio rozgarniętemu uczniowi (por. Ryc. 1).

KONTROLA:

silny rozwój bakiem

DOŚWIADCZENIE:

końcówki

Ryc. I.

Schemat dośwriadczenia Pasteura, które ołmlalo teorię samorództwa.

silny rozwój bakiem

Pierwszym człowiekiem, który odkrył, że dziedziczenie cech odbywa się według prostych, powtarzalnych reguł był Grzegorz Mendel (por. później. ROZDZ: 5.1). Jednak ani on, ani nikt inny w owych czasach nie potrafił odpowiedzieć na pytanie:

CO ZA WIERA INFORMACJĘ DZIEDZICZNĄ. GDZIE ZNAJDUJE SIĘ TO „COŚ I W JAKI SPOSÓB JEST ZORGANIZOWANE?

Zanim jednak zaczniemy poszukiwać odpowiedzi na to złożone pytanie, zastanówmy się, do czego właściwie miałby służyć podstawowy nośnik informacji genetycznej? Otóż powinien

on:

1.    Zawierać wszystkie istotne informacje o budowie danego organizmu. Ponieważ zaś podstawowymi cząsteczkami budulcowymi i regulatorowymi każdego żywego układu są białka, można powiedzieć, że nośnik musi zawierać informacje o budowie wszystkich białek:

2.    Dawać możliwość przekazywania informacji genetycznej do kolejnych pokoleń komórek somatycznych i do komórek rozrodczych (gamet). Dlatego nośnik musi podlegać kopiowaniu najlepiej bardzo dokładnemu;

Dzisiaj dla każdego (?) ucznia jest oczywiste, że rODSTA WOWYM NOŚNIKIEM INFORMACJI GENETYCZNEJ JEST DNA

Zakładam też. że ten sam miody człowiek posiada podstawową wiedzę o transkrypcji i translacji (odnoszące się do pkt. 1) oraz o replikacji (odnoszącej się do pkt. 2).

UWAGA: Problem RN A. jako podstawowego nośnika informacji genetycznej, został tutaj całkowicie pominięty (por. jednak później ROZDZ: 4.1).

Naszą przygodę zacznijmy więc od jednoznacznego rozstrzygnięcia:

SKĄD WIADOMO, ZE TO DNA JEST PODSTA WOWYM NOŚNIKIEM INFORMACJI GENE-TYCZNEJ?

Kwas dezoksyrybonukleinowy (deoksyrybonuklcinowy), czyli DNA (od ang. deoksyrybo-nuklcid acid) odkrył już w latach 60-tych XIX w. Fryderyk Micscher. Badacz ten nie wiedział jednak, jakiego kalibru było jego dokonanie, ale też poziom ogólny w iedz)’ o zjawiskach biochemicznych był wówczas niezbyt wysoki. Pod koniec XIX wieku szukano raczej odpowiedzi na ogólniejsze pytanie — gdzie znajduje się centrum decyzyjne komórki? Dopiero w tych latach rozpoczęły się więc poważne badania cytologiczne przy użyciu mikroskopów optycznych. Ponieważ już wcześniej wykazano, że jedynym materialnym łącznikiem pomiędzy rodzicami a ich potomstwem są gamety, na te ostatnie zwrócono baczną uwagę. Szybko okazało się, iż są to ..normalne” komórki z jądrem i cytoplazmą. Z tych „dwojga" zaś. głównym ..podejrzanym", odpowiedzialnym za przekazywanie cech dziedzicznych i sterowanie procesami komórkowymi było niewątpliwie jądro komórkowe. Ostatecznym potwierdzeniem tego założenia stały się jednak dopiero bardzo proste, ale niezwykle pomysłowe doświadczenia przeprowadzone przez Joachima Hammerlingaw 1931 r. (por. Ryc. 2). Badacz ten zajmował się niewielkim glonem — zielenicą z rodzaju Acetabularia.

Ta morska roślina jest jednokomórkowcem osiągającym kilka centymetrów wysokości. Najciekawszy w niej jest jej charakterystyczny kształt przypominający parasol osadzony na trzonku oraz duże kuliste jądro. W dużym skrócie badania Hammerlinga można podzielić na kilka doświadczeń:

a)    odcięcie górnej części komórki, czyli ..parasola" powodowało jego obumieranie, o ile jądro znajdowało się w' dolnej części czyli w „trzonku". Jednocześnie ten ostatni, jeśli miał jądro, zawsze odtwarzał utracony „parasol" (por. Ryc. 2 a). Jasne stało się więc. że jądro steruje procesami regeneracji oraz umożliwia funkcjonowanie komórki „w ogóle";

b)    po odcięciu parasola Hammerling usuwał z „trzonka” jądro komórkowe i na jego miejsce wprowadzał inne. z gatunku charakteryzującego się odmiennym kształtem „parasola (por. Ryc. 2 b). Odtwarzany w tych warunkach parasol był charakterystyczny dla gatunku, z którego pochodziło jądro, a nie cytoplazma i inne organeli..

11