Tänapäeval on lai alt tuntuks saanud sellised sõnad ja väljendid nagu DNA, geenitehnoloogia, geneetiliselt muundatud toiduained (GMO). Hoolimata sellest, et geneetika kui teadus on eksisteerinud üle saja aasta, pole siiani selget definitsiooni, kes on geneetik ja millega ta tegeleb. Kas see eriala on elukutse ja kui on, siis millisesse tegevusvaldkonda see kuulub: teadusele või meditsiinile? Ka ühiskonna suhtumine geneetikute töö tulemustesse on mitmetähenduslik. Ikka vaieldakse selle üle, kas GMO-toidud on inimestele kahjulikud või kasulikud.
Geneetika – uue teaduse sünd
Geneetika rajaja on Gregor Johann Mendel. Kuigi enne teda leidus teadlasi, kes püüdsid selgitada, kuidas pärilike tunnuste ülekandumine vanematelt lastele möödub, siis need teooriad ei põhinenud faktidel. Niisiis lükati teadlase eluajal eksperimentaalselt ümber Charles Darwini teooria, et pärilikud tunnused kanduvad edasi vere kaudu.
Mendel on esimene teadlane, kellel see õnnestusteha kindlaks, kuidas toimub pärilike tunnuste edasikandumine. Ta avastas selle, viies läbi rea katseid aedherneste seemnetega, millega ta töötas kaks aastat. Uurimistöö tulemused said aluseks uutele avastustele ja geneetika kui teaduse arengule. Seetõttu peetakse Mendelit geneetika rajajaks. Ta oli esimene, kes esitas idee, et pärilike tunnuste edasikandumine toimub rakutasandil. Ta oli esimene, kes avastas päriliku teabe edastamise seadused. Ta sai teada, et pärilikke tunnuseid on kahte tüüpi: retsessiivsed ja domineerivad, mille vahel käib võitlus.
Geneetika rajaja lühike elulugu
Esimene geneetik sündis 20. juulil 1822 Heinzendorfis, väikeses külas, mis asub Moraavia-Sileesia piiril. Johann Mendel sai oma esimese hariduse tavalises maakoolis. Pärast seda, kui ta astus Troppau gümnaasiumisse, õppis seal 6 aastat. Ta lõpetas 1840. aastal.
Aastal 1843 sai temast munk Brunni Augustinuse Püha Thomase kloostris, kus ta sai uueks nimeks Gregor. Aastatel 1844–1848 õppis ta Brunni Teoloogia Instituudis. 1847. aastal sai ta preestriameti. Mendel ei lõpetanud kogu aeg õpetamist. Õppis iseseisv alt kreeka keelt ja matemaatikat. Kuigi ta ei suutnud oma eksameid sooritada, suutis ta osaleda õpetamistegevuses.
Aastatel 1849–1851 õpetas ta matemaatikat, ladina keelt jakreeka keel. Ajavahemikul 1851-1853 alustas ta tänu rektorile Viini ülikoolis loodusloo õpinguid. Mendel õppis loodusteadusi ja üks tema õpetajatest oli Franz Unger, üks maailma esimesi tsütolooge. Viinis viibides tundis Mendel huvi taimede hübridisatsiooni valdkonna teaduslike uuringute vastu. Ta hakkas iseseisv alt läbi viima katseid ja vaatlusi teatud tüüpi taimede ja loomadega. Kõige olulisem teaduslik panus oli tema katsed aedhernestega, mille tulemusena koostas ta aruande.
1865. aastal esines ta kahel korral, 8. veebruaril ja 8. märtsil Brunni Loodusuurijate Seltsi ees ettekandega. Aruanne kandis nime "Taimehübriidide katsed". Seejärel aruanne paljundati ja levitati. Mendel ise tegi oma töödest 40 koopiat ja saatis need suurematele botaanikuteadlastele, kuid ta ei saanud neilt kunagi tunnustust. Tema tööd tunnustati hiljem, kuid tol ajal polnud veel teadmisi geneetikast ja sellest, kes on geneetik. See oli esimene töö selles teadmiste valdkonnas.
Arenguajalugu
Geneetika arengulugu võib jagada kahte etappi. Esimene etapp hõlmab pärilike tunnuste edasikandumise seaduse avastamist Mendeli poolt, kromosoomide, DNA, geenide keemilise koostise ja nende struktuuri avastamist.
Teine etapp – kui geeniteadlased avastasid viisi DNA struktuuri muutmiseks, geenide ümberkorraldamiseks, selle üksikute osade sisestamiseks ja eemaldamiseks ning isegi täiesti uute soovitud omadustega organismide loomiseks. Selles etapis toimus inimeste, loomade ja taimede (ainult mõne üksiku) DNA täielik dekodeerimine.
Esimene etapp
Geneetika kui teaduse arengu esimesel etapil tehti järgmised avastused:
- 1865. aastal koostas Gregor Mendel ettekande teemal "Katsed taimehübriididega". See töö pani aluse geneetikale, kuigi seda teadusena veel ei eksisteerinud.
- Aastal 1869 avastas Friedrich Miescher DNA kui raku tuuma peamise komponendi olemasolu. Ta nimetas seda nukleiiniks.
- 1901. aastal avaldati Hugo de Vriesi teooria muutuste (mutatsioonide) kohta: Eksperimendid ja tähelepanekud taimeriigi liikide pärilikkuse kohta.
- Aastal 1905 võttis termini "geneetika" kasutusele William Batson.
- 1909. aastal võttis W. Johansen kasutusele päriliku üksuse – geeni – mõiste.
- 1913 Alfred Sturtevant koostab maailma esimese geneetilise kaardi.
- 1953 Jason Watson ja Francis Crick dešifreerisid esmakordselt DNA struktuuri.
- Aastal 1970 leiti, et geneetiline kood koosneb kolmikutest.
- Aastal 1970, uurides bakterit Haemophilus influenzae, õnnestus tuvastada restriktsiooniensüüme, mis võimaldab lõigata ja kleepida DNA molekulide lõike.
Teine etapp
Uue teaduse arengu teine etapp algas, kui geeniteadlased hakkasid läbi viima katseid DNA struktuuri muutmiseks geene lisades, eemaldades ja asendades. Geneetika valdkonna avastuste rakendamine praktilistel eesmärkidel:
- 1972. Esimeste geneetiliselt muundatud taimede proovide saamine.
- 1994. aastal esimeneGMO-toidud – tomatid.
- 2003. Inimese DNA dešifreerimine. See võimaldas diagnoosida loote geneetilisi haigusi raseduse varases staadiumis.
- 2010 aasta. Kunstliku DNA-ga organismi loomine laboris.
- 2015. aastal tuli müüki esimene geneetiliselt muundatud loom Atlandi lõhe.
Inimese DNA dešifreerimine
Kaasaegse geneetika ajaloo kõige olulisem avastus on inimese DNA täielik dekodeerimine. Tänu sellele sai võimalikuks välja selgitada mitte ainult nii üksikisiku kui ka kogu inimkonna kogu sugupuu. Sai võimalik ennustada pärilike haiguste ilmnemise ja arenemise tõenäosust inimestel, lisaks ravida raskeid haigusi varases arengustaadiumis või vältida raskete geneetiliste kõrvalekalletega lapse sündi.
Kuid selles mõttes kritiseeritakse geneetikat sageli võrreldes eugeenikaga. Inimese DNA mõistatuse lahtiharutamine koos võimega kontrollida selle struktuuri ja hankida soovitud omadustega inimesi on toonud kaasa eetiliste probleemide ilmnemise. Inimkonna ajaloos oli perioode, mil eugeenika ideed ja teaduslikud avastused geneetikas viisid inimeste massilise hävitamiseni rahvuslikul või rassilisel alusel.
Geenitehnoloogia
Kui inimestega on igasugused geneetilised katsed keelatud, siis loomade ja taimede puhul on sellised katsed jauurimine pole mitte ainult lubatud. Neid julgustavad riigid, suured põllumajandus- ja ravimifirmad. Vaatamata mõnede geeniteadlaste kriitikale on geneetiliselt muundatud taimede tootmise edusamme kasutatud juba pikka aega. Tänapäeval on peaaegu kogu soja geneetiliselt muundatud. Mõnda GMO-taimi on põllumajanduses kasutatud üle 40 aasta.
Geneetiliselt muundatud põllukultuurid on inimesele absoluutselt kahjutud, kuid samal ajal annavad nad stabiilselt kõrge saagi, on vastupidavad halbadele ilmastikutingimustele ja parasiitidele. Nende kasvatamine nõuab vähem väetist, mis tähendab, et sellised põllukultuurid sisaldavad vähem nitraate ja muid inimesele kahjulikke aineid. Kuid ajaproovitud sorte on vähe. Enamik olemasolevaid GMO põllukultuure ilmus vähem kui 30 aastat tagasi ja nende mõju inimestele on siiani halvasti mõistetav.
Samas on geenitehnoloogia juba tõestanud, et kaasaegse geneetika teema ja ülesanded ei piirdu ainult laboriuuringute ja katsetega. See on uus teadus, mis aitab inimestel kohaneda planeedi uute elutingimustega ja varustada end vajaliku toiduga.
Kes on geneetik? Millistes valdkondades ta töötada saab?
Geneetik on spetsialist, kes uurib inimese ja teiste elusolendite geneetilise materjali ehitust ja muutusi. Ta uurib pärilikkuse mehhanisme ja mustreid. Geeniteadlase elukutse on enim levinud meditsiinis, farmaatsias ja põllumajanduses. Teadussaavutuste kasutamine aastalGeeniuuringute valdkond on võimaldanud välja töötada uut tüüpi ravimeid hemofiilia ja muude vanematelt lastele päritavate haiguste vastu.
Sai võimalikuks välja kirjutada ravimeid, mis ei põhjusta patsiendil allergilist reaktsiooni või on tema jaoks kasutud. Lähitulevikus määratakse ravi individuaalselt, lähtudes konkreetse inimese DNA-testi tulemusena saadud teabest. Kohtuekspertiisi puhul aitab geneetika leida kurjategijat higi-, vere- ja nahaosakeste järgi.
Geneetika meditsiinis
Meditsiinivaldkonnas töötav geneetik peab tundma geneetika põhitõdesid, oskama kasutada elektronmikroskoopi, spektromeetrit ja töötada spetsiaalsete arvutiprogrammidega. Analüüsi materjalina kasutab arst patsiendi veeniverd, tampooni suu limaskest alt, platsenta vedelikku, s.o. ta peab teadma, kuidas ja millal analüüsiks proove võtta.
Kes on siis geneetik? Enamasti tähendab see nimi arsti, kuid geeniinseneri ja geeniagronoomi elukutse muutub ajapikku levinumaks mõisteks kui praegu. Geneetika teadussaavutuste ulatus ainult laieneb.
