Генетика – болашақтың ғылымы

0 148

Адамзат қай ғасырда болмасын өзін танудан еш жалыққан емес. Жаратылыс пайда болғаннан бастап бірге жасасып, қарыштап дамып келе жатқан ғылымның бірі – генетика. Бүгінде генетика ғылымы барлық салада сұранысқа ие. Егіншілікте жақсы өнім алуда, ұлтымыздың арғы тарихын анықтауда, дүниеге дені сау бала алып келуде, тіпті медицинада да генетикаға жүгінуге тура келеді.

Тірі табиғаттың заңдылықтарын зерттейтін ғылымдардың ішінде генетика сияқты қарқынды әрі биологияның басқа да салаларымен тығыз байланыста дамыған ғылым кемде-кем. Соңғы жылдары биологияның жаңа молекулалық-генетикалық әдістерін және клеткалық технологияның жетістіктерін қолданудың нәтижесінде генетика ғылымы жаңа белестерге көтерілді. Соның арқасында молекулалық механизмдерді зерттеуге көптеген мүмкіндіктер ашылуда. Генетика тұқым қуалаушылықты зерттеп қана қоймай, ағзаны өзгертудің нақты жолдарын айқындайды.
Генетиканы жаратылыстану ғылымдары ішінде қарқынды дамып келе жатқан салалардың бірі және бірегейі деп айтуға болады. Кез келген ғылым саласын толыққанды ғылым деп тану үшін теориялық ойлау мен тәжірибелік жоспарлары қатар дамып отыруы керек. Осы тұрғыдан алғанда, XXI ғасырдың басы генетикада тірі организмдердің геномдарын зерттеуге бағытталған жаңа технологиялардың қарқынды дамуымен ерекшеленді. Бүкіл организмдердің геномдары масштабында гендік нуклеотидтік ДНҚ мен РНҚ реттілігін анықтау әдістері пайда болып, зерттеушілер оларды кең көлемде қолдана бастады.

Генетиканың бүгінгі белестері

Қазіргі таңда әлемдік генетика саласы гендердің және геномның басқа генетикалық элементтерінің қызметтерін зерттеуде. Соның ішінде тұқым қуалайтын ауруларды емдеу технологияларын дамытып, шаруа­шылыққа тиімді жануарлар мен өсімдіктерді сұрыптады.
Бұл мәселелерді тиімді шешу клеткасыз ортада да, клеткаларда да ДНҚ нуклеотидтер реттілігін редакциялау құралдарын құруды қажет етеді. Соңғы жылдары тиімділігі жоғары, қолдануға жеңіл гендік және геномдық редакциялау құралдарын жасау қарқын алғаны байқалады. Бұл құралдар генетика саласында жиі қолданылатын модельдік объектілердің геномындағы нуклеотидтер реттілігін модификациялау үшін және өсімдіктер, жануарлар мен адамның клеткаларын культивирлеуде белсенді түрде қолданылады. Сондай-ақ зерттеушілердің шығармашылық жұмыстарының арқасында гендердің қызметін басқаруға және бүкіл геномдардың масштабына өзгерістер енгізуге арналған құралдар жасалды.
Қазір генетикада тірі жүйелерді түсінуге негізделген жаңа биологияның қарқынды дамуы жүріп жатыр. Биология мен генетиканың бүгінгі таңдағы негізгі міндеті – тірі жүйелердің құрылымдық және функционалдық ұйымдастырылуын, дамуы мен эволюциясын генетикалық реттеу механизмдерін зерттеу. Барлық организмдердің геномдарында кодталған, тірі жүйелердің дамуы мен жұмыс істеуін бақылайтын ақпарат гендік желілердің жұмысы арқылы фенотиптік деңгейде жүзеге асырылады. Гендік желілер – өте күрделі болмыс. Өйткені олар ондаған, жүздеген, тіпті мыңдаған гендерді қолдана алады. Сонымен қатар ақуыздар мен биохимиялық метаболиттердің көп мөлшері клеткалар мен тіндердің әртүрлі түрлерінде таралған. Сондықтан көп параметрлік эксперименттік деректердің үлкен көлемін өндіруді қамтамасыз ететін заманауи жоғары өнімді әдістердің кең спектрін қолдана отырып, тірі жүйелерді зерттеу қажет. Бұл деректердің көлемі мен күрделілігі соншалық, оларды түсіну, түсіндіру, әсіресе практикада жаңа ақпараттық технологияларды қолдану қиынға соғады. Деректерді талдаудың тиімді әдістерін және тірі жүйелерді компьютерлік модельдеусіз жүзеге асыру мүмкін емес.

Нобель сыйлығын генетика саласы иеленді

Былтыр генетикада ғылыми серпіліс жасалды. Қазан айының басында Нобель сыйлығы америкалық ғалым Дженнифер Дудна мен француз ғалымы Эммануэль Шарпантьерге «Гендер мен геномды редакциялау әдісін» жасағаны үшін берілді. Нобель комитеті генетикалық редакциялау жүйесін әдіс ретінде бағалады. Бұл технология арқылы ғалымдар жануарлардың, өсімдіктердің, микроорганизмдердің және адамдардың ДНҚ-сын жоғары дәлдікпен өзгерте алады. Нобель комитетінің пікірінше, бүгінгі таңда бұл әдіс деп аталатын «генетикалық қайшылар» ғылымды дамудың жаңа кезеңіне шығарды. Геномды редакциялау әдісінің мәні мынада: «генетикалық қайшылар» вирустардың, бактериялардың немесе басқа организмдердің ДНҚ-сын танып қана қоймай, оларды басқаруға да мүмкіндік береді. Ғалымдар кез келген ДНҚ молекуласын алдын ала белгіленген жерде «кесіп» немесе «қайта жаза» алады. Бұл құрал іргелі зерттеулер саласындағы көптеген маңызды ашылуларға ықпал етті. Уақыт өте келе жүйенің модификация­лары пайда болды. Енді генетиктер ДНҚ-дан тізбекті кесіп қана қоймай, сонымен қатар РНҚ-ны да өңдей алады. Сондай-ақ геномға зақым келтірместен ДНҚ тізбегіндегі жеке нуклеотидтерді алмастыруға болады. Ғалымдар, атап айтқанда, зең саңырауқұлақтарына, зиянкестер мен құрғақшылыққа төзімді культураларды өсіре алды. Медицинада бұл құрал қатерлі ісік ауруын емдеудің жаңа әдістерін клиникалық сынауға қатысады. Бұл жүйе Қытайда балалардың генетикалық өзгерісіндегі ақауларды қалпына келтіруде пайдаланылып жүр. Алайда бұл әдісті қандай жағдайда қолдану керектігі туралы дау-дамайлар әлі де болуы мүмкін. Сондықтан да шығар Нобель сыйлығы физиология мен медицина саласына емес, химия саласына берілгені.
Бұл жаңалық адамдардың өмірін сақтап қалуға үлкен әсер етеді. Осы уақытқа дейін адамзат баласы күресіп келе жатқан қатерлі ісік аурулары мен тұқым қуалайтын ауруларды емдеуге жол ашты.
Қазіргі таңда генетиктер ДНҚ реттілігін қиып қана қоймай, РНҚ-ны редакциялай алады. Геномды зақымдамай, жекелеген нуклеотидтерді алмастыра алады.
«Тұқым қуалайтын ауруларды олардың себебін яғни гендер мен геномдардағы мутацияны тікелей түзету арқылы емдеуге бола ма?», «Биотехнологиялар мен ауыл шаруашылығын тиімді дамыту үшін жаңа қасиеттері бар және маңызға ие өсімдіктер мен жануарлардың тұқымын жасау үшін организмдердің геномдары туралы білімді қалай пайдалануға болады?», «Сирек кездесетін тұқым қуалайтын аурулардың дамуында және қант диабеті, жүректің ишемиялық ауруы және қатерлі ісік сияқты жалпы ауруларға бейімділікте гендер мен мутациялар қандай рөл атқарады?» деген сынды сұрақтар бүгінгі күн тәртібіндегі мәселелер. Әлемнің көптеген зертханалары генетикаға байланысты осы сұрақтарға жауап іздеуде.
Молекулалық генетиканың заманауи әдістерін, соның ішінде гендік және геномдық редакциялау әдістерін қолдана отырып, алдағы жылдары осы және өзге де сұрақтарға жауаптар алынады деп сеніммен айтуға болады.
Генетика – бүкіл әлемді өзгертетін ғылым. Оған былтыр ғана Нобель сыйлығын алған қос ғалымның еңбегі дәлел. Енді өсімдіктер мен жануарлардың тіпті микроорганизмдердің, адамдардың ДНҚ-сын салыстырмалы түрде тез және жоғары дәлдікпен өзгерте аламыз. Нәтижесінде көптеген аурулардың, соның ішінде қатерлі ісікті емдеуге жол ашылады.

Рахметқажы БЕРСІМБАЙ,
Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия Ұлттық
университетінің жалпы биология және геномика
кафедрасының меңгерушісі, биология ғылымдарының
докторы, профессор, Ұлттық ғылым академиясының академигі

Пікір жазу

Почтаңыз жарияланбайды

11 + 5 =