Connect with us

Znanost

Bakterije i virusi

Svi strahujemo od virusa, a njih se moraju bojati i bakterije


Iz matičnih je stanica moguć programiran razvoj rezervnih tkiva, organa ili novog organizma, tj. klona

U prethodnom smo nastavku doznali kako je iz specijaliziranih stanica živog organizma moguće umjetno inducirati njihov povratak u stanje matičnih stanica. Iz matičnih je stanica, pak, moguć programiran razvoj rezervnih tkiva, organa ili novog organizma, tj. klona. Pritom je spomenuto i kako rezervni organi ne moraju ni slijediti izvornu genetsku uputu originala, već se mogu čak i unaprijediti doradom te upute. Ali na koji način je moguće, u bilo kojoj živoj stanici našeg organizma, izmijeniti gensku uputu – onu istu iz naše prve stanice?

Već je objašnjeno kako genska uputa u našim stanicama nije sasvim stabilna i kako postoje brojni razlozi zašto ona stalno teži odstupanju od izvornog slijeda. Ipak, ona se s vremenom ipak ne pretvara u potpuno nasumičan, kaotični slijed. Izmjena genskih uputa To treba zahvaliti mehanizmima koji stalno otkrivaju i popravljaju sve mutacije, vraćajući genomski zapis u izvorno stanje. Tri takva mehanizma otkrili su švedsko-britanski znanstvenik Tomas Lindahl, američki biokemičar Paul Modrich i američko-turski biokemičar Aziz Sancar, što im je donijelo Nobelovu nagradu za kemiju 2015. godine. Dakle, slučajne mutacije i njihov stalni povrat u izvorno stanje jedan su oblik izmjene genske upute.

No, ako ti mehanizmi ne uspiju korigirati baš svaku mutaciju, može li se genska uputa bilo koje žive stanice izmijeniti i namjerno, na način koji smo zamislili? To je nedavno postalo moguće zahvaljujući velikom prodoru koji će francuskoj znanstvenici Emmanuelle Charpentier sa Sveučilišta Umea u Švedskoj i američkoj biokemičarki Jennifer Doudna s Kalifornijskog sveučilišta u Berkeleyu, a možda i još ponekom pioniru ovoga područja s vremenom donijeti Nobelovu nagradu. Ovaj je neočekivani prodor toliko značajan za biomedicinu da bi trebao postati dijelom opće kulture u 21. stoljeću. Kako to često biva s doista velikim otkrićima, Charpentier i Doudna bavile su se prilično neobičnim područjem istraživanja, koje je rijetko koga zanimalo. Iako svi imamo razloga strahovati od bakterija i virusa koji uzrokuju zarazne bolesti u ljudi, malo tko se brine što i same bakterije zaziru od napada virusa. Naime, bakterije su jednostanični organizmi i njihove stanice imaju, uz neke razlike, mnoga obilježja nalik ljudskim stanicama: staničnu membranu, citoplazmu i genetsku uputu. Virusi su, međutim, puno jednostavniji: oni imaju samo nukleinsku kiselinu ovijenu proteinskom ovojnicom, tzv. kapsidom. Da bi se razmnožavao, virus se mora zateći na membrani neke stanice i zatim iz proteinske ovojnice u stanicu ubaciti svoju DNK ili RNK molekulu.

Već smo naučili kako ta molekula “hakira” izvornu gensku uputu stanice: pronalazi način da se umetne u nju. Zatim koristi stanične mehanizme, potičući napadnutu stanicu na stvaranje novih virusa. Stanici to, međutim, ne odgovara – ni ljudskoj, a ni bakterijskoj. Charpentier i Doudna otkrile su kako bakterijske stanice, za razliku od ljudskih, imaju razvijen mehanizam obrane protiv tih umetaka virusnih gena u svoj vlastiti genom. Sustav nazvan CRISPR-Cas9 skraćenica je koja označava nakupinu regularno razmaknutih, kratkih palindromnih ponavljajućih sljedova u genomu i enzim kaspazu-9. Tim sustavom bakterija provjerava ima li u svom genomu umetke virusne DNK ili RNK. Pronađene umetke precizno izrezuje i odbacuje, kako bi očuvala integritet svoje vlastite upute. Ubrzo je znanstvenicama postalo jasno da bi se ovaj sustav mogao primijeniti za precizno “izrezivanje” bilo kojeg dijela genoma bilo koje žive stanice. Moguće je i “ubacivanje” drugačijeg slijeda te izmjena slijeda na točno određenim mjestima po želji. Ljudski “kompjutor” U idućih nekoliko godina CRISPR-Cas9 metodu počele su koristiti tisuće laboratorija diljem svijeta.

Kad je završen projekt ljudskog genoma, prvi smo put ugledali svoj vlastiti biološki kod. Bili smo tada nalik koloniji robota, zaboravljenih na ovom planetu, koji su smislili kako sklepati printer i ispisati vlastiti računalni program. Svoj program još uvijek ne razumijemo, tek smo počeli naslućivati poneka pravila. Međutim, samo nekoliko godina nakon što smo svoj genom uspješno očitali, u CRISPR-Cas9 sustavu stekli smo nov alat, koji omogućuje potpunu izmjenu genomskog zapisa. Ali tko bi razuman želio mijenjati svoj vlastiti kôd, koji je na nevjerojatno precizan način odredio cjelokupan rast i razvoj cijelog bića, prije no što u cijelosti shvati što taj kôd točno znači i kako funkcionira? Jednom kada to polako shvatimo, mogućnosti popravljanja i unapređenja postojećih genoma, kao i dizajna sasvim novih oblika života postat će doista nepregledne. Najvažnije od svega, nakupljanje mutacija u našim genomima tijekom vremena trebalo bi se moći ispravljati ovom metodom te tako spriječiti starenje, a time nadvladati i drugu od tri velike spomenute prepreke na putu prema vrlo značajnom produljenju ljudskog života.

Ostavi komentar

Ostavi komentar

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

Više u Bakterije i virusi

Popularno

Advertisement

Pratite nas na Fejsu

Na Vrh