Quantum of Science

Izvor ilustracije: Harvard.edu                       Već neko vrijeme na ovom blogu pokušavam pričati o epigenetici . Međutim, ova priča o genetici i epigenetici postaje sve teža za one koji u tančine ne razumiju procese i nivoe kodiranja genetičke informacije. Pokušaću sada da sumiram neke stvar jer mi nije želja da zvučim superpametno i da svi vi mislite da sam ja nešto iznad prosjeka jer "kontam" nešto - želja mi je da u budućnosti svaki školarac, svaki građanin, bez obzira čime se u životu bavi i da li mu je background nauka ili ne, razumije neke stvari iz genetike. Vjerujem da će u budućnosti teme iz oblasti genetike     (ali i iz drugih naučnih disciplina) biti teme small talks - jednostavno, moraćete nešto znati o tome jer će se u civiliziranim društvima uz kafu i čašicu pričati o ovim stvarima, a mediji će sve više pisati o nauci. (Rekla sam "civiliziranim društvima", nemojte me proglašavati utopi...

Postoji jedno vrlo interesantno pitanje. Ljudski genom (cjelokupna DNK u jednoj stanici) sadrži oko 20 000 gena, ali genom proizvodi oko 100 000 različitih proteina. Upravo stoga su naučnici, kada je rađen Human Genom Project, predviđali kako bi ljudski genom trebao sadržavati oko 100 000 gena. Čak su se organizovala i klađenja ko će pogoditi broj gena. A onda - ka-bum! - ispostavilo se da genom naše vrste ima manje od 20 000 gena. Ako je je gen šifra za protein, kako onda da 3/4 proteina nema svoju šifru u DNK? Ovo je jasno mojim kolegama, biolozima, ali objasniti bilo kome drugom, nekome ko ima samo malo predznanja iz oblasti genetike (pod tim podrazumijevam da je čuo/čula za pojmove gen, hromosom, DNK, protein) je jako težak zadatak. Naime, bojim se da ću u pokušaju da pojednostavim i ne zbunim novim informacijama preskočiti neke stvari te time stvoriti "rupu" u objašnjenju. Kao kad gledate krimić, pa onda odete u WC, u međuvremenu se nešto dogodilo i sad v...

" Malo poznato ali PCR aparat je ustvari ringla sa tajmerom na sebi.", Imer Muhović, Twitter Ima tih nekih stvari što se po školama ne uče, a, kako čujem, ostaju na vrlo opskurnom nivou razumijevanja i onima koji studiraju biologiju.  PCR Vi koji ste pratili C.S.I. (ok, ta serija sad već prilično demode) ili Bones (ok, i ova serija je prošlost), možda ste naletili na termin PCR. Puno stvari u genetici zvuče čudno i nejasno, mnogo postupaka i tehnika djeluju kao magija, a PCR je jedna od tih tehnika čiji su principi tako razumljivi ljudima iz branše, a tako čudni svima ostalim. PCR je termin koji se odnosi na tehniku umnožavanja DNK. Da vas podsjetim - DNK je neobična molekula sa mnogo neobičnih svojstava, a jedno od njih je da DNK može proizvesti samu sebe u procesu koji se naziva autoreplikacija /duplikacija. DNK se duplicira u S-fazi staničnog ciklusa i nakon duplikacije DNK hromosomi dobijaju dvije hromatide. Također, DNK funkcioniše kao neka vrsta otis...

Naučnici sa Garvan medicinskog instituta u Australiji su nas ove godine iznenadili objavivši 23. aprila 2018. rad u Nature Chemistry pod naslovom " I-motif DNA structures are formed in the nuclei of human cells"   u kojem opisuju    sasvim novi tip DNK u ljudskim stanicama.  Ova "i-motiv" (i-motif) DNK nema strukturu dvostruke spirale kakvu su opisali Watson i Crick, nego se radi o "uvrnutim" čvorovima DNK. Izgleda kao da ovi "čvorovi" imaju po četiri kraka. Ono što je najzanimljivije od svega je to što se kod ove DNK ne povezuju komplementarne heterociklične baze (adenin i timin, gvanin i citozin), nego se povezuju citozini suprot nih strana. Sama nova DNK, za koju su postojale pretpostavke da postoji u živim stanicama, a ne samo u laboratorijskim uslovima, otkrivena je pomoću molekula posebnih antitijela. Nedostatak specifičnih antitijela je razlog zašto naučnici prije nisu mogli primijetiti ovu vrstu DNK. Koristeći specifična ant...

Već smo rekli da je jedro ili nukleus stanice dio stanice koji se može vidjeti pod mikroskopom kao region okruglastog oblika i nešto jače obojen od ostatka stanice. Stanice se, radi lakšeg praćenja, prije gledanja na mikroskop obično boje jednom posebnom bojom, a jedro se boji bolje nego ostatak stanice. Stanice obično imaju po jedno jedro, ali postoje i stanične strukture koje imaju više jedara, poput stanica poprečno-prugasth mišića, ali i one bez jedra, kakva su crvena krvna zrnca. U jedru postoji i struktura koja se zove jedarce ili nukleolus . Također smo rekli da je jedro kontrolni centar stanice. Međutim, šta znači kontrolni centar i šta on to kontroliše? Kontrolni centar našeg tijela je centralni nervni sistem, naročito mozak. To je sistem koji reaguje na podražaje okoline i daje neku vrstu naredbe organizmu kako da reaguje. Međutim, stanice nema ni nervni sistem niti mozak. Istovremeno, u stanici postoji mnogo različitih organela koje obavljaju neku funkciju i ...

(Ovaj kratki rječnik nije nastao sa intencijom da to bude stručni rječnik svih pojmova iz genetike, nego je namijenjen učenicima i laicima te su stoga pojmovi objašnjeni što je moguće jednostavnije)  Kloniranje: metoda manipulacije genetičkim materijalom u cilju dobijanja genetički istovjetnih jedinki. Jedinke koje imaju istovjetan genetički materijal se nazivaju klonovima.  Mitohondrijalna DNK (mDNK):  mitohondrijalna i hloroplastna DNK su zasebne molekule u genomu viših organizama, onih čije stanice imaju organele. Prema teoriji endosimbioze, mitohondrije i hloroplasti su nastali od bakterija, koje je neka stanica progutala. DNK koja se nalazi u ovim organelama stanice ima više sličnosti sa bakterijskom DNK - cirkularna je, a geni su kontinuirani (nema introna). Međutim, i na ovoj DNK se nekada mogu dogoditi mutacije koje izazivaju ozbiljne poremećaje metabolizma. Mi nasljeđujemo svu svoju mitohondrijalnu DNK od majke, jer spermatozioidi pri oplodnji svo...

Primijetila sam da ljude zbunjuju neke stvari u genetičkim strukturama: ako je DNK nasljedni materijal, šta su onda hromosomi? Ljudima tek što je ušao u uho termin gen, a već se javio novi - genom... a šta je to proteom, transkriptom? Aleli? Egzoni, introni, transposoni. Neka ovaj tekst bude samo kratki, "džepni" rječnik nekoliko osnovnih pojmova iz genetike. Tih pojmova ima veoma velik broj, pa ću ovdje izdvojiti samo one koji dolaze do ušiju šire publike. O vaj kratki rječnik nije nastao sa intencijom da to bude stručni rječnik svih pojmova iz genetike, nego je namijenjen učenicima i laicima te su stoga pojmovi objašnjeni što je moguće jednostavnije. Aminokiseline: organske molekule koje čine proteine. Postoji 20 aminokiselina koje izgrađuju proteine. Nizanjem aminokiselina jedne iza druge, pri čemu se one spajaju peptidnom vezom, nastaje dugačka molekule (polimer) koju zovemo protein (bjelančevina). Osobine različitih proteina te oblik molekule proteina ovise o ...

Dakle, DNK je jedna dugačka molekula, smještena u jedru stanice/ćelija koja ima nekakve veze sa nasljeđivanjem osobina, jer kontroliše proces biosinteze proteina koji su odgovorni za osobine. Međutim kakve je građe DNK? Molekula dezoksirobonukleinske kiseline koju skraćeno zovemo DNK ima oblik dvostruke spirale – kao da imate ljestve koje nekako možete uvrtati oko jedne ose. Dvostruku spiralu možemo još nazvati i dvostruka zavojnica ili dvostruki heliks. Strane te spirale građene su od naizmjenice poredanih i međusobno povezanih molekula fosforne kiseline i šećera zvanog dezoksiriboza. Fosforna kiselina H 3 PO 4  je mineralna, anorganska kiselina koja je česta u živim bićama, naročito u obliku svog jona PO 4  kojeg zovemo fosfatni jon i kao takva se nalazi i u DNK. Šećer dezoksiriboza je pomalo sličan šećeru kojeg jedemo, ali se od njega po mnogo čemu razliku. Zapravo, šećer koji koristimo za kolače i šećer dezoksiriboza spadaju u istu klasu jedinjenja jer ima...

Naučnici mogu mijenjati DNK organizama. Mogu rezati DNK, ubacivati neke nove gene, isijecati štetne gene, mogu umnožavati DNK i klonirati. Sve ovo je moguće jer se DNK svakog organizma sastoji iz istih gradivnih komponenti – azotnih baza, šećera dezoksiriboze i fosfatne skupine. Hajmo probati vidjeti kako i zašto naučnici manipulišu sa DNK i mijenjaju je. Da li znate nekog ko ima šećernu bolest, dijabetes? Sigurno onda znate da ta osoba mora sebi davati insulin, hormon, koji je po prirodi bjelančevina, a koji reguliše nivo šećera u krvi. Nekada davno, kada se tek otkrilo šta je uzrok šećerne bolesti – da organizam ovih bolesnika ne može proizvoditi insulin – ljekari su koristili goveđi insulin. Goveđi insulin je slične građe kao i ljudski, pa je pomagao bolesnicima, ali je trebalo oko 2 tone goveđih pankreasa da se dobije oko 200 grama insulina.  Međutim, kako su naučnici bolje upoznavali osobine DNK, shvatili su da insulin mogu proizvoditi lakše, i da ga mogu pro...