GENETIKA

Put u središte života

Šta je to što nas čini ovakvima kakvi jesmo? U čemu je enigma našeg postojanja? Ima li život svoju svetu tajnu i u čemu se ona sastoji - pitanja su na koja već mnoge generacije pokušavaju da daju odgovor... A "tajna'' je u ćelijskom jedru koje jedva možemo primetiti i pod mikroskopskom, u tom središtu života gde se "kriju'' sićušne niti DNK, geni, te nasledne informacije koje valja tečno i do kraja pročitati, kako zbog naše prošlosti, tako i budućnosti, predstojećeg Kosmosa o kojem je nadahnuto pisao i Karl Sagan, opisujući čudnovato zanimljiv put u središte - ćelije.

Tekst i crteži Srđan Udovički

Ne, zaboga! Nije ta "tajna'' ništa veliko; to je toliko malo da ga, i pri najvećem uvećanju mikroskopa, jedva možemo videti. To je jedro skriveno u svakoj našoj ćeliji. A u njemu, tom jedru, kriju se niti DNK koje možemo spaziti tek pod elekronskim mikroskopom i koje su, najjednostavnije rečeno, stvaraoci svih nas, ovakvih kakvi jesmo, sa svim našim manama i vrlinama.

Ali, pošto jedino neznalice počinju priču od sredine, mi ćemo ipak svoj put u središte života, započeti - od početka, izbegavajući stranputice, kozije staze i zabune koje tvrde da je genetika u suštini - jednostavna i laka. Zato, krenimo već jednom...

Genetika je grana biologije koja se bavi izučavanjem građe, zakonitostima koje vladaju u njoj, mehanizmima replikacije, sastavom i građom gena, mehanizmima i zakonitostima nasleđivanja, poremećajima u tim zakonitostima... Ali, genetika, kao mlada nauka, još uvek je velika nepoznanica i samim genetičarima. I zato, s obzirom na obimnost problema, ovo naše putovanje počećemo sa građom ćelije, da bismo kasnije nastavili sa konkretnim problemima vezanim za nasleđe.

AB OVO

Ćelija je osnovna jedinica (stanica) građe i funkcije svakog živog organizma. Sve ćelije u osnovi imaju istu građu, s tim da se funkcija razlikuje od tkiva do tkiva. Znači, kao osnovna funkcionalna i morfološka jedinica, ćelija je odgovorna za rad određenog tkiva ili organa. Da bi ćelija mogla da vrši svoju ulogu potrebni su joj određeni organi tj. ćeliske organele. Za nas najvažnija je organela jedro u kome se nalazi nasledni materijal DNK. Izuzev eritrocita (crvenih krvnih ćelija, nikako zrnaca!) sve ćelije imaju jedro, pojedine i više.

GRAĐA ĆELIJE

Animalne ćelije su raznovrsne po svojoj strukturi, veličini i funkciji ali, u osnovi, imaju istu građu. Svaka ćelija okružena je omotačem, plazma membranom, unutar koje se nalaze organele. Plazma membrana sastavljena je od duplog sloja lipidnih molekula u koje su ugrađeni proteini. Njena uloga je očuvanje intergriteta ćelije. Unutrašnjost ćelije ispunjena je citoplazmom (ćelijskom vodom) u kojoj se nalaze ćeliske organele. Citoplazma održava volumen ćelije stalnim. Od značajnijih organela izdvajamo: goldžijev aparat čija je glavna uloga sortiranja ćeliskih proteina, mitohondrije koje proizvode ATP ćelisku energiju, endoplazmatični retikulum, koji prizvodi lipide, i lizozomi čija je funkcija ćelijsko varenje.

Ali, najznačajnija organela je jedro (nukleus). To je velika okruglasta organela, od citoplazme odvojena jedarnom opnom unutar koje je jedrova tečnost nukleoplazma. Unutar jedra nalazi se jedarce (nukleolus) koje se organizuje oko posebnog dela DNK tzv. organizator nukleusa i sadrži brojne kopije ribozomske RNK. Sva raspoloživa ćelijska DNK rasuta je u nukleoplazmi.

ŠTA JE DNK, A ŠTA RNK?

DNK ili deoksiribonukleinska kiselina je sveopšti upravljač stvaranja i funkcionisanja jednog organizma. RNK ili ribonukleinska kiselina u organizmu eukariota ima važne uloge u procesu replikacije DNK, dok kod nekih virusa predstavlja naslednu osnovu.

GRAĐA DNK I FUNKCIONALNE CELINE

DNK je polimer sastavljen iz monomernih jedinica nukleotida. Mononukleotid se sastoji iz azotne baze, šećera pentoza (deoksiriboza) i fosfatnog ostatka.

Azotne baze su: purini adenin (A) i guanin (G) i pirimidini citozin (C) i timin (T). Mononukleotidi se povezuju u lanac fosfodiestarskim vezama. Dva polipeptidna lanca se međusobno povezuju bazama i to adenin satiminom, a guanin sa citozinom. Odnos bazaje 1:1, a njihov linijski raspored je proizvoljan.

Ovakav lanac, spiralno uvijen, predstavlja naslednu osnovu eukariota, prokariota i gotovo svih virusa. Prosečna nit DNK ima oko 3,5 x 109 baza. Prosečan gen sastavljenje od 1.500 parova baza. Svaki gen sastavljen je iz kodova (triplet baza). Pomoću koda se formira druga nit DNK prilikom replikacije. Triplet baza formira jednu amino kiselinu od kojih su sastavljeni proteini.

Jedan lanac DNK čini hromatidu, a dve hromatide hromozom. Hromozom je nosilac gena, a geni određuju osobine organizma. Svaki organizam, u zavisnosti od vrste kojoj pripada, ima određen broj hromozoma. Čovek, recimo, ima 23 para (46 hromozoma), a pas 78 hromozoma itd.

FUNKCIJA I VRSTE RNK

Glavna (ako ne i osnovna) funkcija RNK je koordinacija sintezom proteina. Kako su proteini najbrojniji molekuli u organizmu i ulaze u sastav svih ćelija, to sinteza proteina ima centralno mesto unutar bioloških mehanizama. Proteini su sastavljeni iz lanca amino kiselina čiji raspored određuje njihovu funkciju. Sinteza proteina sastoji se iz dva procesa: transkripcijei translacije.

Transkripcija je proces stvaranja tri vrste RNK, a translacija proces prevođenja informacija sa RNK u vidu rasporeda amino kiselina. Procesom transkripcije stvaraju se: informaciona RNK (iRNK), prenosi informaciju prepisanu sa DNK; transportna RNK (tRNK), prenosi amino kiseline do ribozoma gde se spajaju u lanac (protein) i ribozomskaRNK (rRNK), koja čita zapis sa iRNK. Nakon traskripcije nastupa proces traslacije tj. proces čitanja zapisa i stvaranja proteina.

U SREDIŠTU ĆELIJE

Crteži od broja 1 do 5 su, u stvari, crteži napravljeni na osnovu fotografija objavljenih u knjizi "Kosmos'' Karla Sagana. Pošto rezolucija i kolorit slika ne dozvoljavaju kopiranje, jedini način da vam dočaramo unutrašnjost ćelije bio je pravljenje crteža.

Kroz ćelijsku membranu ulazimo u ćeliju (crtež br. 1) i nailazimo na glatki endoplazmatični retikulum (formacija koja liči na stene). U centru crteža vide se pet tačkica, tj. ribozoma. Nakon prolaska kroz glatki endoplazmatični retikulum (crtež br. 2) nailazi se na citoplazmu. Formacije nalik bičevima su mikrotubuli (ćeliski skelet). Pasuljaste formacije (označene sa m) su mitohondrije. Centralno se nalazi jedro (nukleus) označeno sa N. Levo od njega (označeno sa G ) je granulisani endoplazmatični retikulum čija je membrana spojena sa membranom jedra.

Na crtežu broj 3 je uvećan prikaz jedra, granulisanog endoplazmatičnog retikulima i mitohondrije. Zasenčena polja na jedru su udubljenja u kojima su jedrove pore putem kojih jedro komunicira sa citoplazmom.

Na crtežu br. 4 su označene strelicama jedrove pore, dok crtež br. 5 predstavlja "pogled'' kroz jedrovu poru. Formacija koja podseća na "eksploziju špageta'' su, u stvari, niti DNK difuzno raspoređene u nukleoplazmi. Niti DNK se pod mikroskopom vide kao tanje i brojnije, ali su ovde, zbog jasnoće, predstavljene debljom linijom.

(Nastaviće se)

...........

(Kao vodič i pomoć korišćen udžbenik "Biologija sa humanom genetikom'', autora: Diklić, Kosanović, Dukić, Nikoliš, izdavač Medicinski fakultet, 1991. i knjiga "Kosmos'', Karla Sagana, izdavač "Otokar Keršovani'', Rijeka 1982)

Natura broj 21 (april 1999)

Natura Online (4.12.2009)