10 Pokroky v biológii za posledných 30 rokov

Biológia dosiahla za posledných 30 rokov veľký pokrok. Tieto pokroky vo vedeckom svete presahujú všetky oblasti, ktoré obklopujú človeka a priamo ovplyvňujú blahobyt a rozvoj spoločnosti všeobecne.

Biológia ako odbor prírodných vied sa zameriava na štúdium všetkých živých organizmov. Technologické inovácie umožňujú každý deň špecifickejšie skúmanie štruktúr, ktoré tvoria druhy piatich prirodzených ríš: zviera, zelenina, monera, protista a jedna z húb.

Týmto spôsobom biológia posilňuje svoj výskum a ponúka nové alternatívy k rôznym situáciám, ktoré postihujú živé bytosti. Podobne objavuje nové druhy a vyhynuté druhy, ktoré prispievajú k objasneniu niektorých otázok súvisiacich s evolúciou..

Jedným z hlavných úspechov týchto pokrokov je, že tieto vedomosti sa rozšírili za hranice výskumníka a dosiahli denný rozsah.

V súčasnosti nie sú pojmy ako biodiverzita, ekológia, protilátky a biotechnológie určené výhradne pre špecialistov; jeho zamestnanie a vedomosti na túto tému sú súčasťou každodenného života mnohých ľudí, ktorí nie sú oddaní vedeckému svetu.

Najvýraznejšie pokroky v biológii za posledných 30 rokov

Interferenčná RNA

V roku 1998 bola publikovaná séria výskumov týkajúcich sa RNA. V nich potvrdzujú, že expresia génu je riadená biologickým mechanizmom, nazývaným RNA interferencie.

Prostredníctvom tejto RNAi môžu byť gény špecifické pre genóm posttranskripčne umlčané. To sa dosahuje malými molekulami dvojvláknovej RNA.

Tieto molekuly pôsobia tak, že včas blokujú transláciu a syntézu proteínov, ku ktorým dochádza v génoch mRNA. Týmto spôsobom by sa kontrolovalo pôsobenie niektorých patogénov, ktoré spôsobujú vážne ochorenia.

RNAi je nástroj, ktorý má veľký prínos v terapeutickej oblasti. V súčasnosti sa táto technológia používa na identifikáciu molekúl, ktoré majú terapeutický potenciál proti rôznym chorobám.

Prvý klonovaný dospelý cicavec

Prvé práce, kde bol klonovaný cicavec, sa uskutočnili v roku 1996, vykonali ho vedci z domácej ovce.

Na vykonanie experimentu boli použité somatické bunky prsných žliaz, ktoré boli v dospelom stave. Použitý proces bol jadrový prenos. Výsledné ovce, zvané Dolly, rástli a vyvíjali sa, boli schopné prirodzene sa rozmnožovať bez akýchkoľvek nepríjemností.

Mapovanie ľudského genómu

Tento biologický prielom trvalo viac ako 10 rokov, čo sa dosiahlo vďaka príspevkom mnohých vedcov na celom svete. V roku 2000 skupina výskumníkov prezentovala takmer definitívny náčrt mapy ľudského genómu. Definitívna verzia práce bola dokončená v roku 2003.

Táto mapa ľudského genómu ukazuje umiestnenie každého z chromozómov, ktoré obsahujú všetky genetické informácie jedinca. S týmito údajmi môžu odborníci poznať všetky podrobnosti o genetických chorobách a iné aspekty, ktoré chcete skúmať.

Kmeňové bunky z kožných buniek

Pred rokom 2007 boli spracované informácie, že pluripotentné kmeňové bunky boli nájdené len v embryonálnych kmeňových bunkách.

V tom istom roku, dva tímy amerických a japonských výskumníkov, robili prácu, kde sa im podarilo zvrátiť dospelé bunky kože, aby mohli pôsobiť ako pluripotentné kmeňové bunky. Môžu byť diferencované, byť schopné stať sa akýmkoľvek iným typom buniek.

Objav nového procesu, v ktorom sa mení programovanie epitelových buniek, otvára cestu k oblasti lekárskeho výskumu..

Členovia robotického tela riadení mozgom

V priebehu roku 2000, vedci z Duke University Medical Center implantovali niekoľko elektród do mozgu opice. Účelom bolo, aby toto zviera mohlo vykonávať kontrolu nad robotickou končatinou, čo mu umožňuje zbierať jedlo.

V roku 2004 bola vyvinutá neinvazívna metóda so zámerom zachytiť vlny prichádzajúce z mozgu a používať ich na kontrolu biomedicínskych zariadení. Bolo to v roku 2009, keď sa Pierpaolo Petruzziello stal prvou ľudskou bytosťou, ktorá s robotickou rukou mohla vykonávať zložité pohyby.

Toto by sa mohlo dosiahnuť použitím neurologických signálov z jeho mozgu, ktoré boli prijaté nervami ramena.

Úprava báz genómu

Vedci vyvinuli presnejšiu techniku ​​ako editáciu génov, pričom opravili oveľa menšie segmenty genómu: základy. Vďaka tomu je možné nahradiť DNA a RNA bázy, pričom sa riešia špecifické mutácie, ktoré môžu súvisieť s chorobami.

CRISPR 2.0 môže nahradiť jednu zo báz bez zmeny štruktúry DNA alebo RNA. Špecialistom sa podarilo zmeniť adenín (A) na guanín (G), "trikovať" ich bunky na opravu DNA.

Týmto spôsobom sa AT bázy stali GC párom. Táto technika prepisuje chyby prezentované genetickým kódom bez nutnosti strihať a nahrádzať celé oblasti DNA.

Nová imunoterapia proti rakovine

Táto nová terapia je založená na útoku na DNA orgánu, ktorý predstavuje rakovinové bunky. Nový liek stimuluje imunitný systém a používa sa v prípadoch melanómu.

Môže byť tiež použitý v nádoroch, ktorých rakovinové bunky majú takzvaný "defekt opravy nesprávneho párovania". V tomto prípade imunitný systém rozpozná tieto bunky ako cudzie a odstráni ich.

Liek bol schválený Úradom pre kontrolu potravín a liečiv Spojených štátov amerických (FDA).

Génová terapia

Jednou z najčastejších genetických príčin smrti detí je spinálna svalová atrofia typu 1. Títo novorodenci nemajú proteín v motorických neurónoch miechy. To spôsobuje oslabenie svalov a zastavenie dýchania.

Deti, ktoré trpia touto chorobou, majú novú možnosť zachrániť svoje životy. Je to technika, ktorá obsahuje chýbajúci gén v spinálnych neurónoch. Messenger je neškodný vírus nazývaný adeno-asociovaný vírus (AAV).

Génová terapia AAV9, ktorý má proteínový gén neprítomný v neurónoch miechy, sa podáva intravenózne. Vo vysokom percente prípadov, v ktorých sa táto terapia aplikovala, deti mohli jesť, sedieť, hovoriť a niektoré dokonca bežať.

Ľudský inzulín prostredníctvom technológie rekombinantnej DNA

Produkcia ľudského inzulínu prostredníctvom technológie rekombinantnej DNA predstavuje dôležitý pokrok v liečbe pacientov s diabetom. Prvé klinické štúdie s rekombinantným ľudským inzulínom u ľudí začali v roku 1980.

To sa uskutočnilo oddelením reťazcov A a B molekuly inzulínu a potom ich kombináciou chemickými technikami. Rekombinantný proces sa však líši od roku 1986. Ľudské genetické kódovanie proinzulínu sa vkladá do buniek Escherichia coli.

Tieto sa potom kultivujú fermentáciou za vzniku proinzulínu. Spojovací peptid sa enzymaticky štiepi z proinzulínu za vzniku ľudského inzulínu.

Výhodou tohto typu inzulínu je, že má rýchlejší účinok a nižšiu imunogenicitu ako bravčové alebo hovädzie mäso..

Transgénne rastliny

V roku 1983 sa kultivovali prvé transgénne rastliny.

Po 10 rokoch bola prvá geneticky modifikovaná rastlina komercializovaná v Spojených štátoch a o dva roky neskôr vstúpil na európsky trh výrobok z rajčiakových pretlakov GM rastliny (geneticky modifikovanej)..

Od tohto momentu sa genetické modifikácie každý rok zaznamenávajú v rastlinách po celom svete. Táto transformácia rastlín sa uskutočňuje genetickým transformačným procesom, do ktorého sa vkladá exogénny genetický materiál  

Základom týchto procesov je univerzálna povaha DNA, ktorá obsahuje genetickú informáciu o väčšine živých organizmov.

Tieto rastliny sú charakterizované jednou alebo viacerými z nasledujúcich vlastností: odolnosť voči herbicídom, odolnosť voči škodcom, modifikované aminokyseliny alebo zloženie tukov, samčia sterilita, zmena farby, neskoré zrenie, vloženie selekčného markera alebo rezistencia na vírusové infekcie.

referencie

1. SINC (2019) Desať vedeckých pokrokov v roku 2017, ktoré zmenili svet je
2. Bruno Martín (2019). Cena pre biológa, ktorý objavil ľudskú symbiózu s baktériami. Krajina. Zdroj: elpais.com.
3. Mariano Artigas (1991). Nové pokroky v molekulárnej biológii: inteligentné gény. Skupinová veda, rozum a viera. Univerzita v Navarre Obnovené de.unav.edu.
4. Kaitlin Goodrich (2017). 5 Významných prelomov v biológii z posledných 25 rokov. Stres mozgu Zdroj: brainscape.com
5. Národná akadémia vied Inžinierstvo medicíny (2019). Nedávne pokroky vo vývojovej biológii. Zdroj: nap.edu.
6. Emily Mullin (2017). CRISPR 2.0, schopný editovať jednu DNA bázu, by mohol vyliečiť desiatky tisíc mutácií. Preskúmanie technológie MIT. Získané z technologyreview.es.