Современная генетика

Современная генетика

Nicolae Popa

BIOLOGIE ?I GENETIC? MODERN?

Material didactic: prelegeri alese

Cuprins:

Din partea autorului 8

I. DIN ISTORIA CONCEP?IILOR DESPRE ERIDITATE 10

II. LEGILE EREDIT??II 14

2.1 Descoperirea celulei 14

2.2 Experien?ele lui Gr. Mendel ?i formularea legilor eredit??ii 15

2.3 Bazele citologice ale eredit??ii 19

III. TEORIA CROMOZOMIAL? A EREDIT??II 23

3.1 Cromozomii, genele ?i caracterele 23

3.2 Muta?iile ca surs? de alele noi 24

3.3 Muta?iile ?i mediul 25

IV. BAZELE MOLECULARE ALE EREDIT??II 27

4.1 Acizii nucleici 27

4.2 Mecanismul de replicare a ADN 28

4.3 Codul genetic 31

4.4 Mecanismul de repara?ie a defectelor din ADN 36

V. DETERMINISMUL GENETIC AL SEXULUI 39

5.1 De ce sunt necesare dou? sexe? 39

5.2 Mecanismele biologice de determinare a sexului 40

5.3 Mecanismul cromozomial de determinare a sexului 40

5.4 Determinarea sexului la om 42

5.5 Ob?inerea sexului dorit 45

VI. GENETICA UMAN? 47

6.1 Variabilitatea genetic? ?i mo?tenirea caracterelor la om 47

6.2 Ereditatea grupelor sanguine ?i a factorului rezus (Rh) 49

6.3 Metodele de studiere a eredit??ii omului 51

VII. GENETICA MEDICAL? 55

7.1 Ereditatea patologic? la om 55

7.2 Eugenica ?i genetica 57

7.3 Consulta?iile medico-genetice 58

VIII. DETERMINISMUL EREDITAR AL LONGEVIT??II 62

8.1 Gerontologia ?i genetica 62

8.2 Teoriile genetice ale оmb?trвnirii 63

8.3 Perspectivele juvenologiei 65

IX. REALIZ?RILE ?I PERSPECTIVELE GENETICIII 67

9.1 Genetica ?i fitotehnia 67

9.1.1 Hibridarea ca metod? de ob?inere a soiurilor noi 68

9.1.2 Rolul poliploidiei оn ameliorarea plantelor 70

9.1.3 Mutageneza experimental? 70

9.2 Genetica ?i zootehnia 72

9.2.1 Fenomenul heterozisului la animale 72

9.2.2 Reвnvierea speciilor disp?rute 73

9.2.3 Banca de gene 74

9.3 Genetica ?i pedagogia 76

9.3.1 Genotipul ?i mediul social 76

9.3.2 Talentul ?i ereditatea 77

9.3.3 Embriogenetica ?i pedagogia 79

9.4. Genetica ?i psihologia 81

9.4.1 Omul ca fiin?? biiosocial? 81

9.4.2. Factorii ereditari ?i intelectul 82

9.4.3. Aptitudinile ?i ereditatea 83

X. INGINERIA GENETIC? 89

10.1 Structura genomlui 89

10.2 Direc?iile principale ale ingineriei genetice 91

10.3 Separarea ?i sinteza artificial? a genelor 93

10.4 Clonarea genelor 95

XI. INGINERIA GENETIC? LA MICROORGANISMELE INDUSTRIALE 97

11.1 Activitatea enigmatic? a microorganismelor vii 97

11.2 Ingineria genic? оn natur?: transforma?ia, transduc?ia ?i

conjugarea la bacterii 99

11.3 Ameliorarea microorganismelor 101

11.4 Industria ADN ?i biotehnologia 102

XII. INGINERIA GENETIC? LA PLANTE 105

12.1 Clonarea plantelor 105

12.2 Industria celulelor vegetale 107

12.3 Hibridarea celulelor somatice ?i ob?inerea hibrizilor asexua?i

109

12.4 Transferul interspecific al genelor 113

XIII. INGINERIA GENETIC? LA ANIMALE 116

13.1 Hibrizi neobi?nui?i: ob?inerea animalelor alofene 116

13.2 O turm? оn retort?: transplantarea embrionilor 118

13.3 Descenden?? copiat?: clonarea animalelor 120

13.4 Animale transgenice 122

XIV. FONDUL GENETIC AL BIOSFREREI 125

14.1 Rolul organismelor vii оn natur? ?i оn economia na?ional? 125

14.2 Banca de gene a plantelor 127

14.3 Fondul genetic al plantelor 129

XVI. INGINERIA GENIC? ?I SISTEMATICA 134

15. Genele ?i sistematica 134

15.2 Gradul de оnrudire genetic? 135

15.3 Realiz?rile ?i perspectivele genosistematicii 137

XVI. INGINERIA GENETIC? ?I MEDICINA 139

16.1 Povara genetic? оn societatea uman? 139

16.2 Medicamentele – sub controlul genelor 141

16.3 Genoterapia ?i perspectivele ei 144

XVII. ASPECTELE SOCIALE ALE INGINERIEI GENETICE 148

17.1 Cutia Pandorei sau consecin?ele imprevizibile ale ingineriei

genice 148

17.2 Clonarea oamenilor! 150

17.3 Controlul genetic la om: pro ?i contra 152

17.4 Ereditatea patologic? ?i criminalitatea 154

Din partea autorului

Evident, pentru nimeni nu prezint? greutate s? deosebeasc? m?rul de par?,

grвul de secar?, oaia de capr?, lupul de vulpe. Este bine cunoscut ?i

faptul c? reprezentan?ii lumii vegetale ?i animale, de-a lungul unui ?ir

infinit de genera?ii, dau via?? unor descenden?i, care sunt dup? chipul ?i

asem?narea lor: leoaica na?te pui de leu, pisica - pui de pisic?, cвinele -

pui de cвine. Tot odat?, din semin?e de floarea-soarelui vor r?s?ri numai

plante de floarea-soarelui, iar din ghind? - numai arbori de stejar. Оn mod

obi?nuit aceste fenomene sunt legate de ereditate.

Prin no?iunea de ereditate se оn?elege capacitatea organismelor vii de a

transmite caracterele ?i оnsu?irile lor descenden?ilor.

Se ?tie, оns?, c? asem?n?rile dintre p?rin?i ?i descenden?i nu sunt

absolute - chiar ?i оn cazurile cвnd se spune «leit taic?-s?u» sau «leit

maic?-sa». Descenden?ii prezint? anumite diferen?e individuale оn raport cu

caracterele definitorii ale p?rin?ilor. Aceste deosebiri sau – devieri de

la tr?s?turile tipice ale p?rin?ilor constituie a?a-numitul fon de

variabilitate sau variabilitatea. Оn virtutea acesteia organismele sunt

capabile de a suferi la ac?iunea unor factori interni sau externi anumite

modific?ri. Pe fundalul alb al coroanelor pomilor dintr-o livad? оn floare

un ochi atent va deosebi ?i numeroase nuan?e cromatice diferite de

colora?ia general? a petalelor; оntre sutele de mii de frunze de pe oricare

arbore nu vom vedea dou? identice ca form?, dimensiuni ?i colorit; printre

cei cinci miliarde ?i jum?tate de oameni, care populeaz? planeta noastr?,

nu vom g?si doi, care s? aib? exact acelea?i caractere ?i tr?s?turi.

Exemple de acest fel se оntвlnesc pretutindeni.

Оn ce mod, оns?, are loc transmiterea prin ereditate a caracterelor? Unde

?i cum este fixat? informa?ia ereditar?? De ce se nasc uneori mon?tri,

adic? indivizi cu anomalii grave? Pot fi oare schimbate caracterele

organismelor, corectate defectele naturii? Putem ob?ine sexul dorit,

«construi» noi forme de organisme?

Aceste ?i numeroase alte оntreb?ri sunt оntr-un fel sau altul legate de

ereditate ?i variabilitate, care au devenit principalul obiect de studiu al

unei ?tiin?e relativ tinere - genetica. Оn prezent genetica s-a divizat оn

numeroase direc?ii de investiga?ie, fiecare dintre acestea dispunвnd de

metode specifice de lucru.

Оn cartea pe care v-o propunem sunt examinate doar o parte din ele.

Sarcina principal? autorul ?i-a v?zut-o, оns?, оn familiarizarea unui cerc

larg de cititori cu legile de baz? ale geneticii, cu realiz?rile ei cele

mai importante, precum ?i cu cele mai оnsemnate domenii de aplicare a lor.

Оn primele trei capitole am g?sit de cuviin?? s? prezent?m baza teoretica

a acestei ?tiin?e, conducвndu-l pe cititor, оntr-o trecere sumar?, dar

consecvent?, prin labirintul ideilor despre ereditate, оncepвnd cu

antichitatea ?i pвn? оn prezent; s? prezent?m natura material? a acestui

fenomen, precum ?i modul оn care se produce el la nivel molecular-genetic.

Probabil, c? anume aceste capitole se ?i disting printr-o anumit?

dificultate de оn?elegere, dar, dup? cum se ?tie, a se scrie despre lucruri

complicate nu este o treab? u?oar?, iar simplificarea lor pвn? la

primitivizare ar оnsemna, dup? profunda noastr? convingere, s? facem un

prost serviciu cititorului.

Fiecare dintre capitolele urm?toare sunt consacrate prezent?rii

sarcinilor practice ale geneticii оn diferite ramuri ale economiei

na?ionale. Оn acest sene deosebit de larg sunt dezv?luite realiz?rile

geneticii оn agricultur? ?i medicin?. Cele din domeniul pedagogiei ?i

sociologiei - domenii оn care genetica ?i-a g?sit recent aplicare, sunt mai

modeste, ?i ocup? respectiv, un loc mai modest. Partea a doua a c?r?ii e

consacrat? ingineriei genetice. Ce leg?tur? poate exista оntre genetic?,

una dintre cele mai tinere ?tiin?e biologice, ?i inginerie - una dintre

cele mai vechi ?tiin?e tehnice? E adev?rat c? secolul XX, pe m?sura

avвntului s?u tumultuos, genereaz? оn ?tiin?? orient?ri mereu noi,

neobi?nuite la prima vedere, care, pentru a fi realizate, necesit?

antrenarea reprezentan?ilor celor mai diverse specialit??i.

Acest lucru nu e оntвmpl?tor. De cele mai multe ori noile descoperiri se

fac mai ales оn punctele de jonc?iune ale ?tiin?elor, acolo unde

speciali?tii de diverse profiluri parc? se completeaz? reciproc prin ideile

?i concep?iile lor. Tot a?a s-a оntвmplat ?i оn cazul nostru. Biologia

molecular? ?i genetica, folosind pe parcursul cercet?rilor lor nu numai

metodele proprii, ci ?i metodele fizicii, chimiei, matematicii,

ciberneticii ?i celorlalte ?tiin?e, au dat na?tere unei noi ?tiin?e

aplicate - ingineria genetic?.

Оn c?r?ile de specialitate aceast? ?tiin?? are dou? denumiri: ingineria

genetic? ?i ingineria genic?, care, de fapt, sunt sinonime. Sensul lor оns?

nu este absolut identic: cuvвntul «genetic» provine de la «genetic?», pe

cвnd cuvвntul «genic» ?ine de gene. Denumirea «ingineria genetic?» este mai

ampl?, deoarece, conform spuselor academicianului A. A. Baev, cunoscut

cercet?tor оn acest domeniu, ea se ocup? de construirea structurilor

genetice func?ional active, adic? de crearea unor programe genetice

artificiale, iar un оntreg program genetic nu se mai refer? doar la o

simpl? gen?.

Astfel, оns??i denumirea acestei ?tiin?e reflect? con?inutul cercet?rilor

ei. Precum a marcat academicianul N. P. Dubinin, оmbinarea cuvintelor

«genetic?» ?i «inginerie» arat? c?, оn sfвr?it, a оnceput a se realiza

visul savan?ilor, a оnceput timpul cвnd biologul, asemeni f?uritorului de

mijloace tehnice moderne, va putea construi modele biologice, pe care le va

traduce apoi оn via??, creвnd con?tient orice organism viu cu propriet??i

programate anterior.

Ingineria genetic? n-a ap?rut, bineоn?eles, spontan, pe un loc gol.

Na?terea ei a fost determinat? de dezvoltarea impetuoas? a biologiei

moleculare ?i a geneticii, care a оnceput оn a doua jum?tate a secolului

nostru. Apari?ia acestei ?tiin?e se datoreaz? realiz?rilor anterioare ale

biologiei ?i geneticii clasice, temeliile c?rora au fost puse оn prima

jum?tate a secolului XX.

Оn cartea noastr? ne-am propus s? relat?m acele evenimente care au condus

treptat, dar consecvent la constituirea acestei noi ?tiin?e. Vom vorbi

despre realiz?rile practice ale ingineriei genetice оn fitotehnie,

zootehnie ?i оn industria microbiologic?, despre perspectivele pe care le

au protec?ia fondului genetic, genosistematica ?i genetica medical?. Vom

analiza ?i fenomenele controversate, ce ?in de aceste cercet?ri, precum ?i

aspectele lor sociale.

Оn carte se opereaz? оn temei cu adev?ruri general acceptate, dar pe

alocuri ne oprim aten?ia ?i asupra unor aspecte insuficient elaborate, a

c?ror elaborare, оns?, se va realiza оn timpul cel mai apropiat. Aceasta se

refer? la astfel de probleme importante, ca reglarea sexului, clonarea

animalelor ?i a plantelor, prelungirea vвrstei de tinere?e a omului,

descoperirea hipertimpurie a capacit??ilor deosebite la copii ?. a. Credem

c? par?ial faptul este justificat prin interesul pe care-l nutre?te

tineretul contemporan fa?? de aceste probleme, la a c?ror rezolvare el va

participa, f?r? оndoial?, оn mod nemijlocit.

Vom tr?i un sentiment de fireasc? bucurie atunci, cвnd fiecare dintre

cititori va g?si pe parcursul lucr?rii ceva de folos ?i interesant pentru

el.

?i vom fi recunosc?tori pentru orice sugestie, care ni se va face

referitor la carte.

Autorul

I. DIN ISTORIA CONCEP?IILOR DESPRE ERIDITATE

De?i ca ?tiin?? genetica a оnceput a se constitui la r?scrucea secolelor

XIX-XX, fenomenele ereditare au preocupat demult min?ile oamenilor. Din

timpuri str?vechi omul se оntreba: de ce copiii seam?n? sau nu cu p?rin?ii?

Care este mecanismul transmiterii materialului ereditar ?i ce structuri o

оnf?ptuiesc?

Evolu?ia concep?iilor cu privire la ereditate este ea оns??i extrem de

interesant?, de aceea credem c? pentru оnceput este potrivit s? prezentam

unele dintre aceste idei оn succesiunea lor cronologic?.

Оn Egiptul antic slujitorii cultului explicau toate particularit??ile

proprii eredit??ii ?i variabilit??ii cu ajutorul teoriei metapsihozei

(despre str?mutarea sufletelor de la un organism la altul). Ei afirmau pe

aceast? baz? c? toate tr?s?turile ?i оnsu?irile fiin?elor vii depind de

calit??ile sufletului care se instaleaz? оn fiecare dintre ele оn momentul

concep?iei.

?i оn Grecia antic? mul?i filozofi au оncercat s? explice fenomenul

eredit??ii. Astfel, filozoful materialist Democrit este exponentul, unei

оnv???turi, оn multe privin?e naiv?, dar consecvent materialist? despre

ereditate, conform c?reia оn procesul form?rii produselor sexuale toate

componentele corpului secret? particule minuscule, care se concentreaz? оn

s?mвn?? (sperm?) ?i оmpreun? cu aceasta sunt transmise descenden?ilor. Tot

odat?, dup? Democrit, la acest proces de transmitere a tr?s?turilor ?i

оnsu?irilor care le sunt proprii contribuie оn egal? m?sur? tat?l, ?i mama.

Aceast? doctrin? a fost dezvoltat? оn continuare de c?tre Hipocrat (460-375

о. e. n.), fiind denumit? pangenez?.

Оn lucrarea «Despre s?mвn?? ?i despre natura copilului» Hipocrat scria

urm?toarele: «S?mвn?a - atвt cea femeiasc?, cвt ?i cea b?rb?teasc?-provine

de la corpul оntreg, cea provenit? din p?r?ile slabe este slab?, cea

provenit? din p?r?ile puternice-este viguroas?, ?i, de regul?, оn acela?i

mod se repartizeaz? ?i оn copil. ?i dac? dintr-o parte a corpului оn

s?mвn?? se secret? mai multe elemente de la b?rbat decвt de la femeie,

copilul seam?n? mai mult cu tat?l; iar dac? dintr-o parte oarecare se

secret? mai multe elemente de la femei, copilul seam?n? mai mult cu mama.

Nici odat?, оns?, nu se poate оntвmpla ca f?tul s? semene mamei cu toate

p?r?ile corpului, iar cu tat?l s? nu semene deloc sau invers, ori, оn

general, s? nu semene оn nici un fel cu amвndoi, fiindc? s?mвn?a din

corpurile amвndurora se transmite f?tului».

Aristotel (384-322 о. e. n.) s-a pronun?at оmpotriva ipotezelor pe care

se sprijinea pangeneza. El remarca: «Mai оntвi de toate, asem?narea nu

poate servi drept dovad? a secret?rii semin?ei din оntreg corpul, deoarece

asem?n?toare devine ?i vocea, ?i unghiile, ?i p?rul, ?i chiar mi?c?rile,

iar de la toate acestea nu se secret? nimic»

Aristotel, spre deosebire de Hipocrat, afirma totodat? c? fiecare dintre

p?rin?i joac? un rol cu totul diferit la apari?ia descenden?ei: de la mam?

provine numai o materie moart?, pasiv?, incapabil? de a se dezvolta оn mod

independent, оn timp ce tat?l furnizeaz? for?a vital?, care оnsufle?e?te

aceast? materie inactiv? ?i dirijeaz? dezvoltarea organismului. Dup?

Aristotel, for?a vital?, pe care el o denume?te enteslehie, este

imaterial?, indivizibil? ?i reprezint? acel ideal spre care tinde

organismul оn procesul dezvolt?rii sale. Din s?mвn??, conform opiniei lui,

for?a vital? se revars? prin tot organismul, determinвnd toate

particularit??ile specifice ale diferitelor ?esuturi ?i organe din el.

La оnceputul erei noastre Galen (129-199 e. n.), un alt оnv??at grec,

afirma, c? ambii p?rin?i particip? оn egal? m?sur? la transmiterea

tr?s?turilor ?i оnsu?irilor ce le sunt lor proprii copiilor. O dovad? a

acestui fapt o constitui asem?narea copiilor cu ambii p?rin?i, asem?nare ce

se observ? оn majoritatea cazurilor.

Оn perioada Evului Mediu cuno?tin?ele despre ereditate nu s-au dezvoltat.

Toate publica?iile cu acest subiect erau interzise de biseric?, deoarece

concep?iile despre mo?tenirea caracterelor ?i evolu?ia organismelor nu

corespundeau cu principiile ?i ideile ei. Abia оn secolul al XVII-lea se

fac primele descoperiri importante оn domeniul eredit??ii. Este perioada оn

care au fost construite primele microscoape, cu ajutorul c?rora a оnceput

studierea celulelor ?i ?esuturilor organismelor. Savan?ii A. Levenhuc, M.

Malpighi ?i G. Laibni? au descoperit ?i au descris spermatozoizii (celulele

sexuale masculine) la cвteva specii de animale. Ei au fost primii care au

lansat concep?ia cu privire la faptul c? spermatozoizii con?in оn stare

gata preformat?, dar miniatural?, un оntreg embrion ?i, din contra, al?i

biologi erau de p?rerea c? embrionul preformat se afl? оn ovul (celula

sexual? feminin?). A?a a luat na?tere teoria preformist?, conform c?reia

celulele sexuale, atвt cele feminine, cвt ?i cele masculine, con?in

viitoarele organisme оn stare integr?, оn stare preformat?, cu toate

organele ?i ?esuturile оn miniatur?, care mai apoi о?i m?resc, pur ?i

simplu, dimensiunile ?i cap?t? aspectul unui individ matur. Оn acest fel,

preformismul admite numai modific?rile cantitative ale p?r?ilor deja

formate ale organismului ?i le neag? pe cele calitative, ce se produc оn

procesul dezvolt?rii individuale, adic?, de fapt, neag? оns??i dezvoltarea.

O prim? lovitur? important? asupra teoriei preformiste a fost dat? de

c?tre S. F. Wolf, care оn anul 1759 a formulat teoria epigenezei. Conform

acestei teorii, embrionul nu se afl? оn stare format? оn ovul sau

spermatozoid, ce rezult? din ovulul fecundat ca urmare a unei serii оntregi

de transform?ri calitative succesive, care conduc la formarea ?esuturilor

?i organelor.

Cristalizarea unor noi idei despre ereditate a devenit posibil? odat? cu

dezvoltarea teoriei transformiste, care a deschis calea unei fundament?ri

experimentale a unor fenomene biologice. Оn lucrarea sa «Filozofia

zoologic?» savantul francez J. B. Lamark a expus principiile de baz? ale

modific?rii organismelor ?i ale mo?tenirii a?a-numitelor caractere

favorabile. Conform acestor principii, organismele sufer? оn permanen??

schimb?ri ca urmare a ac?iunii factorilor mediului оnconjur?tor Dup? opinia

lui Lamark, influen?a ambian?ei determin? modific?ri adecvate оn interiorul

organismelor, adic? оn acestea se formeaz? caractere ce corespund оntocmai

condi?iilor de via??. Aceste caractere se transmit prin ereditate, sunt

mo?tenite ?i de aceea ele se afl? la baza evolu?iei progresive.

Iat?, de exemplu, cum explic? Lamark lungirea gвtului la giraf?.

Se cunoa?te c? str?mo?ii girafei aveau gвtul scurt. Odat? cu schimbarea

condi?iilor de via??, ei au оncetat treptat s? se mai hr?neasc? cu iarb?

(dat fiind faptul c? aceasta era tot mai greu de g?sit) ?i au оnceput s? se

hr?neasc? cu frunze de copac de pe p?r?ile inferioare ale coroanelor, apoi

?i de pe cele superioare. Pentru aceasta animalele о?i оntindeau gвtul ?i-l

exersau. Opera?ia fiind repetat? de nenum?rate ori, оncetul cu оncetul

lungimea gвtului crescu. Ap?ru astfel un nou caracter, care s-a transmis

prin ereditate genera?iilor ulterioare. Exerci?iul impus de condi?iile de

via?? continu? ?i оn final apar girafele contemporane, animale care au cel

mai lung gвt.

E simplu, nu? Оn aparen??-da, оn realitate, оns?, unei astfel de

explica?ii a eredit??ii оi scap mecanismele propriu-zise ale procesului de

mo?tenire a caracterelor dobвndite. S? zicem, c? animalele mature au

dobвndit un caracter nou – gвtul lung. Informa?ia cu privire la acest

caracter dobвndit (nu mo?tenit) trebuie s? se transmit? оntr-un mod

oarecare оn celulele sexuale, deoarece numai prin acestea ea poate deveni

un bun al urm?toarelor genera?ii ale organismului dat. Care, оns?, e

modalitatea de transmitere a acestei informa?ii? Nici Lamark ?i nici

oricare altul dintre adep?ii teoriei sale n-au oferit explica?ia

mecanismului real al acestei transmiteri.

De men?ionat c? оnc? Jorj de Buffon (1707-1788) constata categoric оn

operele sale: «Cвinii, c?rora li se taie din genera?ie оn genera?ie

urechile ?i cozile, transmit aceste defecte urma?ilor lor». ?arl Bone (1720-

1793), negвnd aceast? afirma?ie, spunea: «Nu este oare destul exemplul

cailor engleze?ti, c?rora li se taie cozile timp de dou? secole ?i care se

nasc cu cozi, pentru a-l combate pe domnul de Buffon ?i a pune la оndoial?

faptul pe care el оl prezint? drept veridic».

Ideea despre mo?tenirea caracterelor dobвndite p?rea atвt de elocvent?,

оncвt timp оndelungat ea a fost considerat? inatacabil?. Оnsu?i cunoscutul

fiziolog I. P. Pavlov a f?cut оncercarea de a explica transformarea

reflexelor condi?ionate (dobвndite, ne ereditare) ?i necondi?ionate

(оnn?scute, mo?tenite) la ?oareci.

Reflexe оnn?scute, sunt de exemplu, primul ?ip?t al copilului imediat

dup? na?tere, obi?nuin?a cucului de a-?i depune ou?le оn cuiburi str?ine ?.

a. Ele nu se formeaz? оn cursul vie?ii, ce se transmit descenden?ilor de la

p?rin?i.

De categoria reflexelor condi?ionate ?ine obi?nuin?a de a lua masa la

anumite ore, fumatul tutunului ?i altele, care nu se transmit prin

ereditate, ce se formeaz? ?i dispar pe parcursul vie?ii individuale.

I. P. Pavlov i-a dat colaboratorului s?u N. P. Studen?ov misiunea s?

studieze posibilitatea transform?rii reflexelor condi?ionate оn

necondi?ionate.

Formarea reflexului condi?ionat consta оn оnv??area ?oarecelui supus

experien?ei s? alerge spre locul de hr?nire la emiterea unui semnal sonor.

Rezultatele experien?ei au ar?tat c? pentru formarea acestui reflex la

prima genera?ie de ?oareci sunt necesare 300 de lec?ii. La genera?ia a doua

- de numai 100 de lec?ii, genera?ia a trei s-a оnv??at dup? 30 de lec?ii, a

patra dup? 10, iar a cincia - dup? 5 lec?ii. Pe baza acestor date Pavlov a

f?cut concluzia, c? peste o perioad? de timp o nou? genera?ie de ?oareci,

la auzul semnalului sonor, va alerga spre locul de hr?nire f?r? lec?ii

prealabile.

Оn leg?tur? cu aceasta un alt savant cu faim? - N. C. Col?ov - i-a f?cut

o vizit? lui I. P. Pavlov special pentru a-l convinge de imposibilitatea

mo?tenirii reflexelor condi?ionate, el fiind de p?rerea, c? «se оnv??au nu

?oarecii, ce experimentatorul, care pвn? la momentul respectiv nu avea

experien?? de lucru cu ?oarecii». Nu este inutil s? amintim, c? artistul de

circ V. Durov, ne оntrecut оn arta dres?rii animalelor, s-a mirat mult,

cвnd a auzit despre cele 300 de lec?ii de оnv??are a ?oarecilor. El avea

nevoie doar de cвteva ore pentru a оnv??a ?oarecii s? execute anumite

procedee. Ca urmare, rezultatele experien?elor lui Studen?ov au fost puse

sub semnul оndoielii ?i dup? cвteva verific?ri оn diferite laboratoare s-a

stabilit definitiv c? ele nu se confirm?. Nu s-au mai confirmat nici оn

laboratorul lui I. P. Pavlov.

Pentru el, experimentator iscusit, aceast? оntвmplare a fost cвt se poate

de ne pl?cut?. La 13 mai 1927 Pavlov scria оn ziarul «Pravda» urm?toarele:

«Experien?ele ini?iale asupra transmiterii prin ereditate reflexelor

condi?ionate la ?oarecii albi, folosindu-se o metodic? оmbun?t??it? ?i

aplicвndu-se un control mai riguros, pвn? оn prezent nu au dat rezultatele

scontate, de aceea nu am motive s? m? consider adept al acestei

transmiteri».

S? ne imagin?m pentru o clip?, c? mo?tenirea caracterelor dobвndite (ne

ereditare) este posibil?. Оn acest caz оn familiile atle?ilor ar trebui s?

se nasc? numai atle?i, la muzicieni - numai muzicieni, iar copiii tuturor

intelectualilor n-ar mai avea nevoie de ?coal? - ar ?ti cu to?ii s? scrie

?i s? citeasc?. Doar toate aceste capacit??i se ob?in оn cursul vie?ii.

Mo?tenirea lor ar fi o performan?? remarcabil?.

S? presupunem, c? avem de rezolvat sarcina ob?inerii unui nou soi de

p?pu?oi, care d? roade bogate chiar ?i pe soluri obi?nuite, f?r? a se

introduce оngr???minte. Nimic mai simplu! Am proceda оn felul urm?tor: pe

parcursul cвtorva genera?ii am trata cu оngr???minte Iotul, pвn? vom ob?ine

roada cea mai bogat? posibil?, iar оn continuare acest caracter dobвndit

(rodnicia оnalt?) se va transmite prin ereditate ?i se va manifesta chiar

?i pe solurile care n-au fost introduse оngr???minte. Dar lucr?torii din

agricultur? ?tiu foarte bine c? atunci cвnd оn sol se introduc

оngr???mintele necesare, se ob?ine o road? bogat? ?i invers. Acela?i adev?r

este valabil ?i referitor la animale. Buna оntre?inere duce la indicatorii

dori?i, iar оntre?inere rea - la indicatorii corespunz?tori.

Faptul ?i-a g?sit o bun? reflectare оn aceste versuri ale lui A. Busuioc:

«Eu nu ?tiu zootehnie,

Dar cunosc un adev?r:

Dac? dai la porc hвrtie,

Nu vezi carne m?i b?die,

Cum nu vezi pe broasc? p?r»

Este cunoscut c? T. D. Lвsenco a experimentat timp de peste 20 de ani,

pentru a putea ob?ine o ras? de vaci cu lapte gras. ?i totul a fost

zadarnic. De?i vi?eii mai multor genera?ii succesive, au fost оntre?inu?i

dup? o diet? special? (erau hr?ni?i cu lapte cu un procent ridicat de

gr?sime), acest caracter nu s-a transmis prin ereditate. Dar s? revenim la

tem?.

Оn anul 1859 marele savant englez Charlz Darwin a dat publicit??ii

lucrarea «Originea speciilor», оn care a expus bazele teoriei

evolu?ioniste. Оn acest context ereditatea a fost acceptat? ca unul din

factorii evolu?iei, de?i ?i pentru Darwin mecanismul eredit??ii, esen?a ei,

au r?mas necunoscute.

Оn vederea explic?rii eredit??ii Darwin a apelat, la concep?ia respectiv?

a lui Hipocrat, a reоnviat-o, aprofundвnd-o, ?i a expus-o ca pe o «ipotez?

provizorie a pangenezei». Darwin era de p?rerea c? toate celulele

organismelor pluricelulare secret? particule foarte mici (corpusculi) pe

care le-a numit gemule. Deplasвndu-se cu u?urin??, aceste gemule se

concentreaz? оn locurile unde are loc formarea produselor sexuale. Оn

procesul dezvolt?rii noului organism gemulele diferitelor celule,

formatoare de produse sexuale, condi?ioneaz? dezvoltarea unor celule

similare celor care le-au generat pe ele.

Tot odat?, Darwin considera, c? celulele modificate produc gemule

modificate, care genereaz? ulterior celule de asemenea modificate,

presupunвnd c? aceast? particularitate a gemulelor reprezint? baza

materiala a mo?tenirii modific?rilor care au loc оn procesul dezvolt?rii

individuale.

Оn acest fel, Darwin accepta ideea materialit??ii ?i segment?rii

(caracterul discret) al eredit??ii ?i considera c? unit??ile materiale ale

eredit??ii - gemulele se deplaseaz? liber prin tot corpul ?i оntr-o anumit?

m?sur? se pot transmite independent una de alta.

Оn prezent teza lui Darwin referitoare la materialitatea ?i caracterul

discret al eredit??ii a c?p?tat o recunoa?tere unanim?, de?i teoria despre

migrarea gemulelor prezint? doar un interes istoric.

Оn 1892 zoologul german August Waisman a emis оn calitate de antitez? a

«ipotezei provizorii a pangenezei» a?a-numita teorie a plasmei germinative

(idioplasma). Waisman considera c? corpul organismelor pluricelulare este

compus din dou? componente diferite sub raport calitativ - soma

(totalitatea celulelor somatice sau corporale, excep?ie f?cвnd cele

sexuale) ?i plasma germinativ?, care condi?ioneaz? ansamblul de оnsu?iri

ereditare ale organismelor ?i care оn cantitate deplin? se con?ine doar оn

celulele sexuale.

Conform teoriei lui Waisman, plasma germinativ? este deosebit de

constant?, fapt care-i asigur? p?strarea оn stare neschimbat? оn decursul

multor mii de genera?ii. Waisman a numit particulele materiale heterogene,

din care este alc?tuit? plasma germinativ?, determinan?i. Determinan?ii au

facultatea de a se multiplica ?i de a forma particule de acela?i fel cu ei.

Plasma germinativ? ?i determinan?ii se afl? оn nucleul ovulului fecundat

(zigotului). Concomitent cu prima diviziune are loc o оmp?r?ire inegal? a

determinan?ilor оn celulele-fiice. Nucleele unor celule о?i men?in оntreaga

plasm? germinativ? f?r? modific?ri, оn cadrul nucleelor altor celule ea se

repartizeaz? оn a?a fel, оncвt, spre sfвr?itul procesului de divizare a

ovulului, оn nucleele acestor celule r?mвne un num?r ne оnsemnat de

determinan?i. Datorit? repartiz?rii inegale a plasmei germinative, оn

embrionul оn dezvoltare se formeaz? dou? tipuri de celule: pe de o parte,

celulele c?ii germinative, din care se formeaz? celule sexuale ?i care

con?in оntreaga garnitur? de determinan?i, iar pe de alta - celulele

somatice, ale c?ror nucleu con?ine un num?r variabil de determinan?i, de

aceea ele pun оnceputul diferitelor ?esuturi din organism.

Conform acestei teorii, plasma germinativ? este un tot ?i se transmite

integral de la o genera?ie la alta. Mai tвrziu, оns?, s-a constatat c?

informa?ia ereditar? este localizat? nu numai оn celulele sexuale, dar ?i

оn cele somatice. Astfel, se cunosc cazuri de dezvoltare a plantelor numai

din celule somatice (ne sexuale).

Оn prezent оmp?r?irea organismului оn dou? p?r?i - som? ?i plasm?

germinativ? - propus? de Waisman, care considera c? ele ar fi diferite prin

ereditate, a fost categoric respins? de genetic?. Оn acest fel, ideile

despre ereditate, оncepвnd cu cele mai vechi timpuri ?i pвn? оn secolul

XIX, s-au dovedit a fi оn bun? parte naive ?i bazate pe intui?ie.

Dezvoltarea оn continuare a teoriei despre ereditate putea fi fructuoas?

doar bazвndu-se pe numeroasele experien?e privind оncruci?area оntre ele a

diferitelor specii de plante ?i animale.

II. LEGILE EREDIT??II

2.1 Descoperirea celulei

Analizвnd opiniile marilor savan?i a dou? epoci оndep?rtate, a

antichit??ii ?i a Rena?terii, оn?elegem c? concep?iile lor asupra esen?ei

eredit??ii con?in acelea?i no?iuni intuitive. Ei оncercau s? оn?eleag? ?i

s? descrie fenomenele pe care le observau, dar pe care nu le puteau dovedi

оn mod experimental. Pentru ca aceste fenomene s? fie dovedite оn mod

experimental, a fost nevoie de mult timp, pe parcursul c?ruia savan?ii au

acumulat cuno?tin?e noi, p?trunzвnd treptat оn microuniversul proceselor ?i

fenomenelor biologice.

Cu peste trei secole оn urm? olandezul Antoni van Levenhuc (1632-1723) оn

timpul liber a оnv??at s? ?lefuiasc? sticla ?i a ob?inut оn acest sens mari

succese. El a izbutit s? observe, privind prin aceste sticle, ni?te obiecte

foarte mici, care erau m?rite de 200 ?i chiar de mai multe ori. Aparatul

s?u Levenhuc l-a numit microscop. Оn compara?ie cu realiz?rile tehnice

moderne microscopul lui Levenhuc era destul de primitiv, dar la sfвr?itul

secolului XVII el a reu?it s? observe cu ajutorul lui lucruri pe care nu le

v?zuse pвn? la el nici un om din lume. Cu ajutorul microscopului s?u el a

descoperit, c? o pic?tur? de ap? con?ine o cantitate enorm? de animale

neobi?nuite, foarte mici, de diferite forme. El a numit aceste fiin?e

bizare «animalcula», ceea ce оnseamn? оn traducere din limba latin?

«animal».

Astfel, un naturalist amator necunoscut a descoperit o lume necunoscut?

pвn? la el. Savan?ii englezi au acordat aten?ie scrisorilor ?i desenelor

microuniversului v?zut de Levenhuc, pe care acesta le-a trimis Societ??ii

regale din Londra, lucru foarte important pentru ?tiin??. Оn anul 1680 el a

fost alese membru-corespondent al acestei societ??i.

Robert Huc (1635-1703), naturalist englez, contemporan lui A. Levenhuc,

f?cea ?i el parte din num?rul celor оnseta?i de cuno?tin?e. Odat? i-a atras

aten?ia un dop de sticl?. El a t?iat o sec?iune foarte sub?ire din dop ?i a

cercetat-o la microscop, r?mвnвnd uluit de descoperirea f?cut?: pe

sec?iunea dopului a observat o structur? ce se asem?na mult cu fagurii de

miere. Huc a numit elementele observate ale sec?iunii sub?iri a dopului

«celula» - celul?.

Mai tвrziu, savan?ii s-au convins cu ajutorul unor microscoape mai

perfecte c? nu numai lemnul stejarului, dar c? ?i celelalte plante sunt

compuse din diferite celule. Cercet?torii au observat оn multe celule cвte

o «insuli??». Оn anul 1831 botanistul englez Robert Brown (1773-1858) a

numit aceast? «insuli??» «nucleus», adic? «nucleu» оn traducere din latin?.

Savantul german Matias ?chleiden (1804-1881), aflвnd despre descoperirea

nucleielor оn celulele vegetale, f?cut? de R. Brown, a emis teoria despre

originea ?esuturilor celulare. Aceast? teorie a produs o deosebit? impresie

asupra lui Teodor Schwan, tвn?r biolog, contemporan lui. Studiind embrionii

?i ?esuturile animalelor, Schwan a descoperit оn ele ni?te forma?iuni care

aminteau celulele vegetale. El a comunicat acest lucru compatriotului s?u

?cleiden. Discutвnd problema structurii celulare a ?esuturilor animale, ,

Schwan ?i ?chleiden se convingeau de adev?rul presupunerilor lor: оn celule

sunt concentrate temeliile vie?ii. Aceast? tez? cunoscut? sub denumirea de

teorie celular? Schleiden-Schwan o con?in majoritatea manualelor de

biologie.

Vom vedea оn continuare, оns?, c? lucrurile nu-s chiar a?a. Structura

?esuturilor organismelor vii a fost studiat? ?i de al?i savan?i, care au

contribuit la formarea teoriei celulare. Unul dintre ace?tia a fost

naturalistul ceh Ian Purchine (1787-1869). Оn anul 1837 Purchine a

prezentat la congresul naturali?tilor ?i medicilor germani un raport, оn

care a enun?at teoria (argumentele оn sus?inerea ei, el le-a prezentat

оnc? оn anul 1825), conform c?reia toate ^ celulele animale ?i vegetale au

nuclee. Astfel cu doi ani : pвn? la apari?ia operei fundamentale a lui

Schwan «Cercet?ri microscopice» (1839), оn care se descria structura

celular? a ?esuturilor plantelor ?i animalelor, Purchine a expus aceia?i

idee.

Pe baza cercet?rilor efectuate mai tвrziu s-a aflat c? nucleul este cea

mai important? parte component? a celulei, centrul ei de comand?. Оn nucleu

sunt concentrate toate dispozi?iile, aici se iau, de fapt, toate deciziile

ce ?in de activitatea vital? a celulei. Este important ?i faptul c?

celulele se deosebesc foarte pu?in оntre ele, iar sistemele lor de

reproduc?ie ?i de conducere s-au dovedit a fi absolut identice.

Toate aceste realiz?ri au fost cu adev?rat epocale, deoarece ele nu au

descoperit numai un microunivers necunoscut ochiului ne оnarmat, ce au

determinat ?i direc?ia unor noi cercet?ri ?tiin?ifice, care ne-au apropiat

de tainele eredit??ii.

2.2 Experien?ele lui Gr. Mendel ?i formularea legilor eredit??ii

Primele lucr?ri importante de hibridizare a plantelor au fost efectuate

оn a doua jum?tate a secolu-lui XVIII de I. G. K(lreuter, membru al

Academiei din Sanct-Peterburg. K(lreuter a demonstrat definitiv existen?a

la plante a caracterelor de sex, fecunda?ia, precum ?i posibilitatea

ob?inerii hibrizilor interspecifici. Tot K(lreuter a descoperit fenomenul

numit heterozis, care se produce la оncruci?area unor soiuri diferite:

hibrizii din prima genera?ie sunt mai productivi ca formele parentale.

Cultivatorii de plante ?i selec?ionatorii au dat aprecierea cuvenit?

acestor descoperiri remarcabile, aplicвndu-le pe larg оn practica lor. O

aten?ie оnsemnat? au acordat metodelor de hibridizare T. Nait, mul?i ani

pre?edinte al societ??ii pomicultorilor din Londra, M. Sageret, naturalist

?i agronom-savant, membru al societ??ii agricole pariziene ?i al?i savan?i

din Europa. Оns? eroarea de baz?, оn care au c?zut, consta оn faptul c? ei

studiau transmiterea prin ereditate a unui grup оntreg de caractere formate

prin hibridizare ?i ignorau eviden?a cantitativ? a fiec?rui caracter оn

parte la descenden?ii dintr-un ?ir consecutiv de genera?ii. Anume din

aceast? cauz? ei n-au reu?it s? formuleze legile eredit??ii ?i s? explice

mecanismul acestui fenomen biologic.

Onoarea acestor descoperiri apar?ine lui Iohan Gregor Mendel, str?lucit

cercet?tor ceh.

Fiu de ??ran, I. Mendel n-a putut s?-?i termine studiile universitare ?i

din cauza greut??ilor de ordin material a fost nevoit s? se c?lug?reasc?

(c?p?tвnd cu acest prilej un nume nou – Gregor). Concomitent cu predarea

fizici, matematici, ?tiin?elor naturii la ?coala real?, el efectua

experien?e privind оncruci?area unor soiuri diferite de maz?re (comanda la

diferite firme, produc?toare de semin?e, 34 de soiuri de maz?re). Timp de

doi ani Mendel a examinat soiurile ob?inute sub aspectul purit??ii ?i,

numai dup? ce s-a convins c? fiecare soi d? na?tere unei descenden?e

absolut uniforme, a оnceput s? efectueze experien?e pentru cercetarea unor

caractere clar exprimate. Mendel ?i-a ales maz?rea pentru experien?e,

deoarece la aceast? plant? nu are loc polenizarea оncruci?at?: florile de

maz?re sunt bisexuate, adic? dispun ?i de sta-mine, ?i de pistil, al c?rui

stigmat se acoper? de polen оnc? оnainte de оnflorire. Оn acest fel se

produce autopolenizarea plantelor. Pentru ob?inerea hibrizilor de la

diferite soiuri, оns?, este necesar? polenizarea artificial?. Оn acest scop

Mendel alegea momentul cвnd butonul era gata de fecundare, оl deschidea,

оnl?tura una dup? alta toate staminele ?i pres?ra pe stigmatul pistilului

polen de pe alte plante. Mendel aplica aceast? opera?ie la mii de flori.

Erau supuse оncruci??rii artificiale plante prezentвnd caractere diferite:

cu semin?e galbene ?i verzi, netede ?i rugoase, cu flori ro?ii ?i albe. ?i

оn toate experien?ele se ob?ineau rezultate identice - un caracter era de

fiecare dat? mai exprimat decвt cel?lalt (domina). De exemplu, culoarea

galben? a semin?elor domina asupra culorii lor verzi, culoarea ro?ie a

florii – asupra celei albe, suprafa?a neted? a semin?elor – asupra celei

rugoase. Astfel, ca urmare a оncruci??rii plantelor cu semin?e galbene ?i

verzi, оntreaga descenden?? avea semin?ele galbene. Se isc? оntrebarea:

unde a disp?rut culoarea verde? Dar Mendel nu se gr?bea s? trag? concluzii.

Prim?vara urm?toare el introduce semin?ele оn sol ?i nu mai intervine;

plantele ce urmau s? creasc? au fost l?sate s? se autopolenizeze. Spre

sfвr?itul verii strвnge roada ?i o supune analizelor. El a observat ceva

interesant. ?i anume: dac? la prima genera?ie toate semin?ele erau la fel

?i mo?teneau doar caracterul dominant (culoarea galben?), la cele din

genera?ia a doua, pe lвng? caracterul dominant, ap?ru un altul (culoarea

verde), pe care l-a numit caracter recesiv. Faptul l-a condus pe Mendel la

concluzia c? culoarea verde a semin?elor primei genera?ii nu disp?ruse cu

totul, ce оntr-o form? atenuat?, ascuns?, s-a p?strat. ?i aceea ce era

deosebit de interesant, оntre caracterul dominant ?i cel recesiv se

constata o corela?ie cвt se poate de riguroas?. Astfel, dintr-un num?r de

8023 de semin?e 6022 erau dominantele galbene, iar 2001 – recesivele verzi.

Acest raport s-a dovedit a fi egal cu 3,01:1. Оntre cele 7324 semin?e din

genera?ia a doua 5474 erau netede ?i 1850 rugoase. Оn acest caz raportul s-

a dovedit a fi egal cu 2,96:1. Acela?i lucru s-a constatat ?i оn cazul

celorlalte perechi de caractere contrastante. Оn genera?ia a doua are loc

segregarea caracterelor оn a?a fel, оncвt un caracter recesiv revine la

trei caractere dominante. Este descoperit?, deci, o foarte important?

legitate! Dar pe Mendel оl intereseaz? modul оn care se vor manifesta

aceste caractere la urm?toarea, cea de-a treia genera?ie. ?i din nou ob?ine

rezultate nea?teptate: оn cazul autopoleniz?rii plantelor cu caractere

recesive fenomenul segreg?rii lipse?te, оntreaga descenden?? este omogen?.

Оn schimb, plantele cu caractere dominante se manifest? оn mod diferit: o

treime din ele nu segreg? оn continuare; la celelalte dou? se produce

segregarea caracterelor dominante ?i recesive оntr-un raport de 3 la 1!

Plantele care in genera?iile urm?toare о?i p?streaz? neschimbate

caracterele au fost numite homozigote (omogene), iar plantele la care avea

loc segregarea caracterelor au fost numite heterozigote (heterogene) sau

hibride.

Reie?ind din experien?ele efectuate, Mendel a formulat dou? reguli:

regula domin?rii, denumit? ulterior prima lege a lui Mendel, sau legea

uniformit??ii hibrizilor din prima genera?ie; ?i cea de-a doua – regula

segreg?rii sau a doua lege a lui Mendel. Ea se bazeaz? pe faptul c? оntr-o

descenden?? de plante hibride, pe lвng? caractere dominante, apar ?i

caractere recesive, reprimate оn prima genera?ie. Este cunoscut? ?i legea a

treia a lui Mendel – legea purit??ii game?ilor sau legea reparti?iei

independente a factorilor ereditari. Aceast? lege se manifest? оn cazurile

оn care formele parentale alese pentru оncruci?are se deosebesc оntre ele

dup? cвteva perechi de caractere contrastante.

Оn acest fel Mendel a fost primul care a reu?it s? stabileasc?

raporturile cantitative ?i legile de manifestare a eredit??ii. Cu ajutorul

acestor legi el a putut s? demonstreze de ce caracterele ereditare se

comport? anume оntr-un fel ?i nu оn altul.

Mendel a f?cut presupunerea, c? factorii ereditari (genele) formeaz?

perechi ?i constau din dou? subunit??i, cunoscute оn prezent sub numele de

alele. Оn procesul form?rii celulelor sexuale (proces, numit gametogenez?)

genele alele nimeresc оn game?i diferi?i, iar оn procesul fecunda?iei se

unesc iar??i оn perechi.

Folosind diferite semne conven?ionale, Mendel a prezentat оn felul

urm?tor procesul de combinare a alelelor ?i, prin urmare, a caracterelor.

Formele parentale el le-a оnsemnat prin P (de la latinescul parenta –

p?rin?i), forma matern? – prin semnul ?, care la grecii antici simboliza

oglinda Venerei, iar forma patern? prin semnul ? , care semnifica scutul ?i

suli?a zeului Marte. Alelele dominante au fost оnsemnate cu majuscule, iar

cele recesive - cu litere mic. Semnul X urma s? simbolizeze procesul

оncruci??rii formelor parentale, F1 ?i F2 – prima ?i a doua genera?ie (F –

de la latinescul filii – copii).

S? examin?m cazul, cвnd pentru оncruci?are, оn calitate de forma matern?

a fost folosit? maz?re cu flori ro?ii, iar оn calitate de forma patern?-

maz?re cu flori albe. Dat fiind faptul c? formele parentale sunt uniforme

(homozigote), ele se оnseamn? prin urm?toarele perechi de alele: AA –

pentru forma matern? (culoarea ro?ie a florilor) ?i aa pentru forma patern?

(culoarea alb? a florilor).

Оn procesul form?rii game?ilor (celulelor sexuale) fiecare dintre aceste

alele se integreaz? lor. Оn timpul fecund?rii game?ii masculi

(spermatozoizii) se unesc cu game?ii femeli (ovulele) ?i produc zigo?i

(ovule fecundate), ce con?in o alel? dominant? provenit? de la forma

matern? ?i una recesiv?, provenit? de la forma patern?. Оn acest fel,

formula lor genetic? va fi Aa.

Dar оn virtutea faptului c? alela A reprim? complect ac?iunea alelei a,

оn descenden?? se manifest? caracterul unuia dintre p?rin?i ?i anume

culoarea ro?ie a florilor, care o domin? pe cea alb?. Anume prin aceasta se

explic? uniformitatea hibrizilor din prima genera?ie.

Iar acum s? urm?rim оn ce mod se combin? alelele ?i caracterele la

plantele hibride din a doua genera?ie.

Оn procesul gametogenezei la hibrizi genele alele se localizeaz? iar??i

оn game?i. La rвndul lor, diferi?i game?i оn timpul fecund?rii se combin?

cu o probabilitate egal? ?i formeaz? patru tipuri de zigo?i. 'Trei din ei

con?ii alele dominante, dezvoltвndu-se оn plante cu flori ro?ii, cel de-al

patrulea con?ine numai alele recesive ?i se. dezvolt? оn planta cu flori

albe. Iat? ?i explica?ia segreg?rii оn raport de 3 la plantelor cu flori

dup? fenotipul-culoare. Este de asemenea limpede c? unul dintre zigo?i

con?ine ambele alele dominante (AA), doi-cвte una dominant? ?i cвte una

recesiv? (Aa), iar ultimul – ambele recesive (aa). De aici reiese c?

segregarea dup? genotip este egal? cu 1:2:1.

Ce se are оn vedere prin no?iunea de fenotip ?i genotip? Prin fenotip se

оn?elege totalitatea caracterelor ?i оnsu?irilor vizibile ale unui

organism, iar prin genotip - totalitatea оnsu?irilor sale ereditare, a

genelor care determin? modul de dezvoltare a acestor caractere ?i оnsu?iri.

Cu alte cuvinte, genotipul reprezint? identitatea (localizat? оn gene) a

organismului.

Dup? un princpiu analogic are loc combinarea alelelor ?i оn cazul cвnd

formele parentale se deosebesc prin mai multe perechi de caractere. S?

analiz?m cazul cвnd Mendel a luat pentru оncruci?are maz?rea cu culoarea

galben? ?i suprafa?a neted? a semin?elor (AABB) ?i maz?rea cu culoarea

verde ?i suprafa?a rugoas? a lor (aabb). Оn procesul gametogenezei la

ambele forme parentale оn game?i se instaleaz? cвte o alel? de la fiecare

pereche de gene.

Оn rezultatul fecund?rii se formeaz? plante hibride cu genotipul

heterozigotat dup? ambele perechi de alele (AaBb) ?i fenotipul de culoare

galben? ?i suprafa?a neted? a boabelor. Deci, ?i de data aceasta se observ?

aceea?i uniformitate a hibrizilor ca ?i оn cazul monohibrid?rii.

Plantele hibride din prima genera?ie prin combinarea liber? ?i

independent? a alelelor formeaz? cвte patru tipuri de game?i, care,

contopindu-se оntre ei, dau na?tere la 16 tipuri de zigo?i diferi?i. 9

dintre ei con?in оn genotipul lor alelele dominante ale ambelor perechi de

gene (A-B-). De aceea dup? fenotip boabele vor fi galbene ?i netede. Trei

zigo?i con?in alele dominante de la prima pereche de gene ?i alele recesive

de la a doua pereche (A-bb).Dup? fenotip aceste boabe vor fi galbene ?i

rugoase. Al?i trei zigo?i, din contra, con?in оn genotip alelele recesive

ale primei perechi de gene ?i pe cele dominante de la a doua pereche (aa B-

). Fenotipul semin?elor va fi verde ?i neted. Оn sfвr?it, unul din 16

zigo?i con?ine оn genotipul s?u numai alelele recesive ale ambelor perechi

de gene (aabb). Aceste boabe sunt verzi ?i rugoase.

A?a dar, оn cazul оncruci??rii plantelor ce se deosebesc dup? dou?

perechi de caractere segregarea lor оn genera?ia a doua are loc оn raport

de 9:3:3:1.

Anume acest rezultat al segreg?rii i-a permis lui Mendel s? conchid? c?

factorii ereditari nu se contopesc ?i nu dispar, ce о?i p?streaz?

caracterul discret ?i se combin? liber cu o probabilitate egal?, iar

fiecare-pereche de caractere se transmite independent una de alta de la o

genera?ie la alta.

Оn acest fel Mendel nu numai c? a fost primul care a descoperit

principalele legit??i dup? care are loc mo?tenirea caracterelor, dar a

reu?it intuitiv, f?r? s? dispun? de nici un fel de date despre natura

factorilor ereditari, s? le dea o explica?ie. Оn aceasta ?i constat

genialitatea sa. Aceste descoperiri au acoperit de glorie numele lui

Mendel, dar faptul s-a produs abia dup? moartea sa.

Rezultatele experien?elor sale, verificate ?i iar??i verificate, Mendel

le-a prezentat оn martie 1865 la ?edin?a societ??ii naturali?tilor la

Briunn (denumirea german? a ora?ului Brno). ?i-a оntitulat expunerea

simplu: «Experien?e asupra hibrizilor vegetali», dar n-a fost оn?eles de

audien?? – nu i s-a pus nici o оntrebare. Aceast? lips? de оn?elegere nu

avea nimic surprinz?tor: el vorbea despre fenomenele ereditare оn cu totul

al?i termini decвt se obi?nuia s? se fac? la acel moment. Оn afar? de

aceasta, el a apelat pe larg la serviciile matematici, lucru de asemenea

f?r? precedent.

Оn 1866 expunerea lui Mendel a fost publicat? оn «Buletinul societ??ii

naturali?tilor din Briunn», care s-a expediat la 120 de biblioteci din

diferite ??ri ale Europei. Dar pesta tot lucrarea a оntвmpinat lipsa de

оn?elegere a contemporanilor. Vestitul Carl fon N(geli, profesor de

botanic? la Universitatea din Miunhen, a apreciat lucrarea ca fiind «un fel

de vinegret? - un amestec de botanic? cu algebr?», considerвnd, оns?, c?-?i

poate permite s?-l sf?tuiasc? pe Mendel s? verifice concluziile sale pe

al?i subiec?i, de exemplu, pe vulturici. Acesta s-a dovedit a fi un prost

serviciu, care a avut urm?ri nefaste. Florile vulturicilor sunt mici ?i (ca

?i alte compozite) formeaz? adesea semin?e f?r? a avea nevoie de

polenizare. De aceea experien?ele efectuate pe vulturici, pentru care

perseverentul Mendel a cheltuit cв?iva ani, au dat rezultate atenuate ?i l-

au f?cut chiar s? se оndoiasc? de juste?a descoperirii sale. A?a a ?i

murit, f?r? ca meritele s?-i fie recunoscute.

Оn anul 1900 оn «Anale ale societ??ii germane de botanic?» au fost

publicate lucr?ri, apar?inвnd lui Hugo de Vries din Olanda, Carl Correns

din Germania ?i Eric Tschermak din Austria ?i care con?ineau rezultate

uimitor de asem?n?toare cu cele din lucrarea lui Mendel scris? cu 35 de ani

mai оnainte. Fiecare dintre ace?ti autori remarca cu regret faptul c? luase

cuno?tin?? de lucrarea lui Mendel abia dup? ce ?i-a оncheiat experien?ele.

Anul 1900, anul redescoperirii legilor lui Mendel, a devenit ?i anul de

na?tere a unei noi ?tiin?e – a geneticii. Din acest moment v?d оncontinuu

lumina tiparului numeroase lucr?ri ale multor savan?i din diferite ??ri,

care vin s? confirme ideile lui Mendel despre factorii ereditari materiali.

Mendelismul a devenit fundamentul geneticii contemporane. Iat? cum

apreciaz? munca lui Mendel cunoscutul geneticiian T. G. Morgan: «Оn cei

zece ani cвt a lucrat cu plantele sale оn gr?dina m?n?stireasc? G. Mendel a

f?cut cea mai mare descoperire dintre toate cвte au fost f?cute оn biologie

оn ultimii cinci sute de ani».

2.3 Bazele citologice ale eredit??ii

Cine nu a fost surprins de diversitatea organismelor vii din natur?! ?i

оntr-adev?r, reprezentan?ii lumii microorganismelor, ai plantelor ?i ai

animalelor par la prima vedere lipsi?i de vre-o asem?nare оntre ei.

Studiindu-se, оns?, structura intern? a organismelor, se descoper? dovezi

concludente ale similitudinilor existente оntre acele elemente vitale

minuscule din care se compun organele ?i ?esuturile lor. Astfel de

particule vitale elementare sunt celulele. Num?rul de celule, care

constituie corpul plantelor ?i animalelor superioare, este enorm. Astfel,

spre exemplu, оn corpul uman se con?in aproximativ 5-1014 celule. ?i ele

toate provin din divizarea consecutiv? a unei singure celule – a ovulului

fecundat.

De?i num?rul de celule rezultate este mare, num?rul de diviz?ri necesare

form?rii lor este relativ mic – aceasta оn virtutea faptului c? оn urma

fiec?reia dintre diviz?rile ulterioare num?rul general de celule din

organismul оn cre?tere se m?re?te de dou? ori оn raport cu num?rul existent

la divizarea precedent?. S? explic?m, apelвnd la tabla de ?ah.

Conform unei legende, оmp?ratul indian ne nume Sheram, care a tr?it cu o

mie cinci sute de ani оn urm?, ?i care nu prea manifesta pricepere оn

cвrmuirea ??rii, a dus-o repede la ruin?. Atunci оn?eleptul Sessa a compus

jocul de ?ah, оn care regele – figura cea mai important? – nu putea s?

realizeze nimic f?r? ajutorul acordat de alte figuri. Lec?ia jocului de ?ah

a produs o mare impresie asupra regelui ?i i-a promis lui Sessa s?-l

r?spl?teasc? cu tot ce numai va dori. Sessa a cerut s?-i fie pus? pe primul

p?trat al tablei de ?ah un gr?unte, iar pe fiecare din cele 64 – de dou?

ori mai mult decвt pe cel precedent. Regele a c?zut repede de acord,

bucurвndu-se de faptul c? s-a achitat , atвt de ieftin cu оn?eleptul. Din

hambare a оnceput s? se aduc? grвu. Dar foarte curвnd a devenit limpede c?

condi?ia lui Sessa este irealizabil?: pentru strвngerea unei astfel de

cantit??i de grвu ar fi necesar s? se semene ?i s? se recolteze de opt ori

оntreaga suprafa?? a globului p?mвntesc.

Indiferent de faptul dac? fac parte dintr-un organism multicelular sau

reprezint? ni?te vie?uitoare unicelulare de tipul protozoarelor, toate

celulele vii – au o structur? similar? ?i destul de complicat?. Ele sunt

compuse din membran?, citoplasm?, nucleu ?i din alte componente structurale

(fig. 3-4), care оndeplinesc diferite func?ii.

Оn via?a celulelor un rol excep?ional de mare оl joac? nucleul. Celulele

lipsite de nucleu nu se pot divide ?i mor.

Fig. 3. Schema structurii celulei dup? datele microscopiei electronice

Fig. 4. Schema combinat? a structurii celuleeucariotice cc?zut? la

microscoppul electronic (sec?iune transversal?)

a) selula animal?; b) celula vagetal?

1– nucleu cu cromatin? ?i nucleoli; 2 – mimbran? plasmatic?; 3 –

membran? celular?; 4 – plasmodesm?; 5 – reticul endoplasmatic

granulat; 6 – reticul neted; 7 – vacuol? pinocitotic?; 8 – apartul

Golgi; 9 – lizozomi; 10 – incluziunni de gr?simi оn reticulul neted; 11

– centriol? cu microtuburile centrosferei; 12 – mitocondrii; 13 –

poliribozomi ai hialoplasmei; 14 – vacuuuol? central?; 15 – cloroplast.

Principalele elemente ale nucleului celular sunt forma?iile, de obicei

filiforme, de dimensiuni microscopice, care pentru capacitatea lor de a se

colora intens au fost denumite cromozomi (corpuri ce se pot colora). La

organismele de diferite specii num?rul de cromozomi variaz? оn limite mari:

la maz?re exist? 14, la p?pu?oi – 20, la ?oareci – 40, la om – 46, la

cimpanzeu – 48 ?. a. m. d. Оn schimb, la reprezentan?ii uneia ?i aceleia?i

specii num?rul de cromozomi r?mвne constant. Celulele noi iau оntotdeauna

fiin?? din cele existente pe calea diviz?rii acestora din urm?. Un moment

deosebit de important оn procesul diviz?rii celulelor оl reprezint?

dublarea num?rului de cromozomi, care precede migr?rii lor оn celulele-

fiice.

Оnainte de divizarea celulei, fiecare cromozom se dubleaz?, formвnd

cromozomi identici cu el. Оn momentul оn care celula matern? se divide оn

dou? celule-fiice cromozomii pari se оndep?rteaz? unul de altul ?i migreaz?

оn celule diferite. Оn consecin??, celulele fiice primesc cromozomi de

acela?i fel ca ?i cromozomii din celula matern?. Dup? distribuirea

cromozomilor оn celulele fiice are loc ?i procesul de repartizare a

citoplasmei din celula matern?. Acest tip de diviziune a celulei a fost

numit mitoz?. Celulele formate cu ajutorul mitozei au aceea?i garnitur?

cromosomal?. Оnmul?irea celulelor cu ajutorul mitozei asigur? cre?terea

organismului.

Pe lвng? mitoz?, este cunoscut ?i un alt tip de diviziune a celulelor

numit? diviziune reduc?ional? sau meioz?. Ea se produce оn ?esuturile

generative ale plantelor ?i animalelor ?i se afl? la baza form?rii

celulelor sexuale.

Spre deosebire de mitoz?, meioza este оnso?it? de dou? diviziuni

succesive ale celulelor, prima dintre ele se nume?te diviziune

reduc?ional?, iar cea de-a doua diviziune ecua?ional? sau de echilibrare. -

?i prima, ?i cea de-a doua diviziune sunt compuse din patru faze: profaz?,

metafaz?, anafaz? ?i telofaz?. Оnainte de a оntra оn proces de diviziune

reduc?ional? cromozomii, ca оn mitoz?, se dubleaz? ?i ca urmare fiecare

cromozom este compus din dou? jum?t??i egale – cromatide - surori.

Fig. 5. Schema fazelor mitozei оn celula animal? (dup? M. Loba?ev);

1 – interfaza; 2 – profaza; 3 – prometefaza; 4 – metafaza; 5 – anafaza; 6 –

fusul nuclear; 7 – telofaza; 8 – ?an?ul de plasmodierez?.

Оn faza ini?ial? (profaz?) a diviziuni reduc?ionale cromozomii omologi

(materni ?i paterni) оncep, s? se apropie ?i formeaz? perechi, ceva mai

tвrziu, оn anafaz?, ei se deplaseaz? cвte unul spre cele dou? poluri ale

celulei. Оn acest fel celula-fiic? con?ine cвte un cromozom de la fiecare

pereche ?i de aceea num?rul total de cromozomi оn sa este de dou? ori mai

mic decвt оn celula matern?.

A doua etap? de diviziune prin meioz? (diviziunea de echilibrare) se

produce dup? principiul mitozei obi?nuite. Singura diferen?? const? оn

faptul c? оn anafaza acestei diviziuni spre polurile celulei migreaz? nu

cromozomi оntregi (constвnd din cвte dou? cromatide) de la fiecare pereche

ca оn anafaza diviziunii reduc?ionale, ce numai cвte o jum?tate (cвte o

cromatid?-sor?) de la fiecare cromozom.

Celulele care con?in un num?r redus (pe jum?tate) de cromozomi se numesc

celule haploide, iar cele care con?in o garnitur? оntreag? (sau dubl?) de

cromozomi se numesc diploide.

Celulele organismului, cu excep?ia, celor sexuale sunt diploide, celulele

sexuale sau game?ii con?in un num?r redus de cromozomi.

Оn urma unirii оn procesul fecunda?iei game?ii formeaz? zigo?i, оn care

se restabile?te garnitura cromozomal? diploid?: una este adus? de

spermatozoizi, iar alta de ovul. Dezvoltвndu-se, zigotul d? na?tere

embrionului, iar din acesta se dezvolt? organismul matur. Cвnd оntr-un

astfel de organism diploid se formeaz? game?ii, ei ob?in din nou o

garnitur? haploid? de cromozomi. Prin unirea ulterioar? a celulelor sexuale

se constituie iar??i organisme diploide. A?a, din genera?ie оn genera?ie,

fiecare organism diploid, care apare din game?ii haploizi, dup? atingerea

perioadei de maturitate, formeaz? la rвndul s?u game?i, prin care о?i

transmite caracterele genera?iei urm?toare. Prin urmare, ereditatea asigur?

continuitatea material? ?i func?ional? оntre un ?ir de genera?ii. Ea este

legat? nemijlocit de procesul оnmul?irii, оnmul?irea, la rвndul ei, fiind

legat? de procesul diviziunii celulelor ?i de cel al reproducerii

elementelor lor structurale. Ovulul ?i spermatozoidul constituie puntea de

leg?tur? care une?te dou? genera?ii succesive, iar baza materiala a

eredit??ii o constituie acele elemente structurale ale celulelor care оn

procesul diviziunii lor sunt capabile s? se autodubleze ?i s? se

repartizeze оn mod egal оntre celulele-fiice.

Fig. 6. Schema meiozei

Numeroase cercet?ri au permis s? se poat? stabili, c? cromozomii

nucleului celular sunt capabili s? satisfac? aceste condi?ii. Treptat s-a

format opinia c? unit??ile materiale, denumite de Mendel factori ereditari,

sunt localizate оn cromozomi.

Primele confirm?ri experimentale оn acest sens au fost ob?inute оn anul

1902 de c?tre V. Sutton оn SUA ?i de c?tre T. Boveri оn Germania. Studiind

procesul de gametogenez? la l?cust? ?i la alte specii de animale, Seton a

reu?it s? urm?reasc? modul de repartizare a cromozomilor оn game?i,

reunirea lor оn zigo?i ?i principiul de transmitere a caracterelor

urma?ilor. Concomitent s-a constatat c? comportamentul specific al

caracterelor, stabilit de Mendel, este condi?ionat de acela?i mecanism ca

?i comportamentul cromozomilor omologi оn procesul gametogenezei ?i

fecunda?iei. A devenit cunoscut faptul c? genele alele sunt localizate pe

perechile de cromozomi omologi: cвte una оn fiecare cromozom. Prin urmare,

combinarea cromozomilor duce оn mod automat ?i la combinarea genelor alele

localizate оn ei. Оn acest fel comportamentul cromozomilor omologi serve?te

оn calitate de mecanism citologic al combin?rii genelor ?i, corespunz?tor,

al caracterelor оntr-un ?ir consecutiv de genera?ii. Prin acest mecanism

legile eredit??ii, descoperite de Mendel, cap?t? o bun? explica?ie.

Concluziile f?cute de V. Sutton ?i T. Boveri au pus o baz? solid? teoriei

cromozomale a eredit??ii, numit? morganism, оn cinstea vestitului

geneticiian american T. Morgan, care a adus o mare contribu?ie la

demonstrarea experimental? a rolului cromozomilor оn transmiterea

ereditar?.

III. TEORIA CROMOZOMIAL? A EREDIT??II

3.1 Cromozomii, genele ?i caracterele

Dup? cum am men?ionat deja оn urma cercet?rilor citologice ?i a primelor

cercet?ri genetice la оnceputul secolului nostru au devenit absolut

evidente urm?toarele:

1. Toate celulele au un num?r determinat de cromozomi, localiza?i оn

nucleu.

2. Оn celulele somatice cromozomii formeaz? perechi.

3. La reproducerea celulelor cromozomii se divizeaz? ?i sunt distribui?i

оn p?r?i egale оntre cele dou? celule-fiice. Datorit? acestui fapt fiecare

celul? ob?ine dou? copii de cromozomi de fiecare tip.

4. La formarea celulelor sexuale (game?ilor) se produce o diviziune

reduc?ional? (meioz?), care asigur? mic?orarea de dou? ori a num?rului de

cromozomi. Game?ii au numai cвte o copie de cromozom de fiecare tip.

5. Ovulele fecundate conduc la formarea zigotului (ovulului fecundat), оn

nucleul c?ruia se restabile?te garnitura dubl? de cromozomi. Zigotul este

celula ini?ial? a noului organism, care оncepe a se dezvolta.

Aceste principii se afl? la baza teoriei cromozomice a eredit??ii, numit?

morganism, оn cinstea cunoscutului savant american T. Morgan, care prin

cercet?rile sale a dovedit pe cale experimental? rolul cromozomilor оn

transmiterea ereditar? a caracterelor. Conform acestei teorii, unit??ile

materiale ale eredit??ii (genele) formeaz? elementele structurale ale

cromozomilor ?i se localizeaz? оn ele оn ordine liniar?.

Оn aceea?i perioad?, datorit? alian?ei dintre genetic? ?i citologie, a

luat na?tere citogenetica, o ramur? independent? a biologiei, care a

explicat ?i a dovedit aptitudinile ereditare abstracte, descoperite de

Mendel.

Pe baza a numeroase observa?ii ?i experien?e cu musculi?a o?etului

(Drozophila melanogaster) Morgan a stabilit modul оn care sunt mo?tenite

caracterele cele mai manifeste. Luвnd оn considera?ie, c? drozofila are

caractere multe, iar cromozomi doar 8, el a f?cut concluzia c? оntre

cromozomi ?i gene nu poate fi pus semnul egalit??ii, ele nu sunt identice:

genele reprezint? componentele structurale ale cromozomilor ?i sunt

localizate оn num?r mare оn ei оn ordine liniar?.

A fost confirmat faptul c? genele sunt elementele prin care se transmite

informa?ia ereditar?.

Genele joac? un rol dintre cele mai оnsemnate оn toate procesele vitale.

Pu?in probabil c? exist? vre-un caracter care s? nu se g?seasc? оntr-o

m?sur? oarecare sub controlul genelor. Genele controleaz? culoarea ?i forma

animalelor ?i a plantelor, dimensiunile ?i ritmul lor de cre?tere,

capacitatea de a vedea, auzi, mirosi ?i chiar m?sura оn care copilul este

receptiv la educa?ie.

Pentru a ne da sama de importan?a genelor, s? compar?m organismul cu o

fabric? sau uzin?, unde se desf??oar? un num?r enorm de procese. Grupe de

muncitori specializa?i execut? opera?ii conform unor indica?ii precise date

de cineva. Оn «fabrica» organismu-lui aceste indica?ii sunt date de gene.

Genele о?i exercit? ac?iunea la orice stadiu de dezvoltare a organismului

de-a lungul оntregii lui vie?i. Cu toate acestea nu оnseamn? deloc c?

genele constituie unicul factor ce condi?ioneaz? dezvoltarea. Asemenea

proceselor de produc?ie de la оntreprinderi industriale, procesele vitale

depind, bun?oar?, de aprovizionarea cu materialele necesare, precum ?i de

alte aspecte. De exemplu, genele care condi?ioneaz? cre?terea normal? nu-?i

pot manifesta pe deplin poten?ele la plantele cultivate pe un sol s?rac sau

la animalele prost alimentate. Remarcabile capacit??i intelectuale,

determinate de gene, pot r?mвne f?r? manifestare-la copiii care nu au

c?p?tat instruirea necesar?. Dezvoltarea оn cadrul fiec?rei etape este

controlat? prin interac?iunea genelor ?i a factorilor din mediul extern.

Ce sunt, totu?i, genele?

Оn istoria cercet?rii structurii Genei momentul principal l-a constituit

dezv?luirea naturii alelismului. T. Morgan, autorul teoriei cromozomiale a

eredit??ii, considera c? genele reprezint? structuri elementare, f?r?

diviziuni ulterioare, care ocup? un loc strict determinat оn cromozom ?i

care оn timpul muta?iilor (modific?rilor ereditare) se schimb? integral.

Baz? pentru o asemenea concluzie au servit experien?ele оn domeniul

alelizmului. Alele se numesc diferitele st?ri (muta?ii) ale uneia ?i

acelea?i gene.

Оn anii 1928-1930 renumitul geneticiian N. P. Dubinin a descoperit la

drozofil? un ?ir de muta?ii de tipul «scut», care priveau dezvoltarea

peri?orilor. Desenul amplas?rii pe corpul acestei musculi?e a perilor mari

are un caracter cвt se poate de precis. Оn schimb diferitele muta?ii «scut»

conduceau la faptul c? оn diferite p?r?i ale corpului drozofilei peri?orii

nu se dezvoltau. Aceste noi fenomene nu puteau fi nici оntr-un fel

explicate, reie?ind din concep?ia indivizibilit??ii genelor. N. P. Dubinin

a fost primul care a emis ideea c? genele muteaz? pe p?r?i ?i nu integral.

Оn acest context urma s? se accepte ipoteza c? genele se divid, adic? sunt

compuse din forma?ii ?i mai mici. Prin lucr?rile lui N. P. Dubinin, I. I.

Agol, A. O. Gaisinovici, A. S. Serebrovschii, S. G. Levit, N. I. ?apiro ?i

ale altor savan?i a fost creat? teoria centric? a genei conform c?reia оn

gene exist? numeroase centre, dispuse оn ordine liniar? ?i capabile s? se

modifice (s? muteze) unul independent de altul.

3.2 Muta?iile ca surs? de alele noi

Muta?ia reprezint? o modificare structural? ?i func?ional? a genelor,

care se transmite prin ereditate ?i din care rezult? gene alele. Оn urma

unui ?ir de muta?ii ale unei gene care ocup? un loc constant (locus) оn

cromozom, se formeaz? o serie de gene alele. Alela normal? sau alela «de

tip s?lbatic», cum i se mai spune, se consider? dominant?, iar alela care

apare оn urma modific?rii acestea se nume?te alel? mutanta sau recesiv?. La

musculi?a o?etului culoarea ochilor este determinat? de o serie dintr-un

num?r do 12 alele, care ?i condi?ioneaz? apari?ia tuturor varia?iilor

coloristice de la ro?u-aprins pвn? la alb. La iepuri s-a descoperit o serie

din patru alele care condi?ioneaz? culoarea neagr?, cenu?ie, himalaian? ?i

alb? a bl?nii. Culoarea neagr? reprezint? culoarea dominant?, iar cea alb?,

оn raport cu celelalte culori, este recesiv?. La rвndul ei, culoarea

cenu?ie este recesiv? оn raport cu cea neagr? ?i dominant? оn raport cu

alte culori. Culoarea himalaian? este dominant? оn raport cu cea alb? ?i

recesiv? оn raport cu celelalte.

Cuno?tin?ele teoretice despre modul оn care sunt mo?tenite caracterele

date sunt folosite pe larg оn practic? оn vederea ob?inerii culorii dorite

a bl?nii la iepuri. De exemplu, prin оncruci?area a doi iepuri de culoare

neagr? оn genera?iile care rezult? se pot ob?ine nu numai iepuri negri, ci

?i suri, himalaeni ?i chiar albi. Оn toate cazurile rezultatele

оncruci??rii depind de genotipul perechilor parentale. Dac? sunt

оncruci?a?i doi iepuri negri heterozigo?i dup? culoarea neagr? ?i cenu?ie,

оn descenden?? se vor ob?ine 75 % de iepuri de culoare neagr? ?i 25% de

culoare cenu?ie. Dac?, оns?, p?rin?ii sunt heterozigo?i dup? culoarea

himalaian? ?i alb?, 75% de descenden?i vor fi himalaeni, iar 25%-albi. La

iepurii himalaeni colora?ia bl?nii este alb?, iar pe vвrful urechilor, pe

coad?, bot ?i pe labe - neagr?.

Dat fiind faptul c? ?i cromozomii, ?i genele sunt destul de statornice ?i

оn virtutea acestei оmprejur?ri, muta?iile se produc relativ rar apari?ia

de noi gene are loc la fel de rar. Dac? ar fi altfel, оn natur? ar domina,

оn schimbul legilor dup? care se desf??oar? transmiterea de caractere, un

haos general.

S? prezent?m cвteva exemple de muta?ie. Оn anul 1791 оn statul Masacusets

(SUA) оntr-o turm? de oi a ap?rut un miel-mutant cu picioare foarte scurte.

Cresc?torii de oi l-au remarcat ?i au g?sit c? este ra?ional ca prin

selec?ie acest caracter (picioarele scurte) s? fie fixat оn ereditate.

Explica?ia? Nu mai era nevoie de a se construi ocoale оnalte. A?a a ap?rut

vestita ras? ancon? de oi cu picioare scurte.

Dup? cum se ?tie, vaci f?r? coarne se оntвlnesc rar. Muta?ia оn urma

c?reia au ap?rut aceste soiuri de vaci s-a produs оn 1889 оn statul Canzas

(SUA). Tot pe calea selec?iei ea a fost fixat? ?i astfel s-a pus оnceputul

vitelor de rasa Herford f?r? coarne. Vacile f?r? coarne, de?i din

neobi?nuin?? ele ne par nu tocmai ar?toase, оn schimb au mai pu?ine ?anse

de a se r?ni оn timpul «disputelor».

Este general cunoscut? compara?ia cu o cioar? alb?. Dar a v?zut oare

cineva dintre dumneavoastr? o cioar? alb?? Оn muzeul Darwin din Moscova

sunt expuse sub forma оmp?iat? p?s?ri ?i animale de culoare alb?, a?a-

numi?ii albino?i: exemplare de cioar?, st?ncu??, vulturi, samur ?. a. De

curвnd оn Primorie ni?te vвn?tori au capturat un lup alb. Оn gr?dina

zoologic? din Deli exist? un tigru alb, iar la Tochio se afl? o giraf? de

culoare alb? - singurul exemplar din lume. Оn octombrie 1967 оn junglele

Rio-Muni (Guineea Ecuatorial?) a fost descoperit? o goril? complet alb?,

fapt care a produs o adev?rat? senza?ie printre zoologi. Ei i s-a dat

numele de «Fulgu?orul» ?i a fost dus? оntr-una din gr?dinile zoologice ale

acestei ??ri.

Se оntвlnesc de asemenea mutan?i de alt tip, cвnd func?iile genelor nu

sunt reprimate, ci, din contra, se intensific?. Оn urma anumitor modific?ri

se poate forma o gen? care s? condi?ioneze formarea unui pigment ne

оntвlnit la indivizii de specia dat?. Exist?, de exemplu, lupi negri,

ro?ii. Оn sovhozul «Cabadian» din Republica Tadjic? s-a n?scut un miel cu

blan? albastr?.

3.3 Muta?iile ?i mediul

Muta?iile pot fi utile, neutre sau d?un?toare pentru organismul dat.

Muta?iile utile (adaptive) stau la baza dezvolt?rii evolutive a

organismelor prin intermediul selec?iei naturale. Astfel, gвtul lung al

girafei, ap?rut ca urmare a unei muta?ii, prezenta avantaje оn lupta pentru

existen?? fa?? de gвtul scurt. Microbii mutan?i, care sunt mai rezisten?i

la antibiotice, continu? s? existe, оn timp ce microbii sensibili la

acestea per.

De regul?, muta?iile d?un?toare duc la moartea organismelor sau le

determin? sterilitatea, ?i, deoarece nu pot l?sa descenden?i, aceste

organisme sunt treptat eliminate de pe arena evolu?iei. Оn cel mai bun caz,

оn urma muta?iilor d?un?toare organismele r?mвn vii, dar caracterele le

sunt schimbate оntr-o a?a m?sur?, оncвt nu mai sunt capabile s? ?in? piept

concuren?ei cu alte organisme ?i sunt nevoite s? cedeze locul unor indivizi

mai adapta?i.

Muta?iile neutre sau indiferente nu afecteaz? caractere ?i оnsu?iri de

importan?? vital? ale organismului, care s? determine o modificare a

poten?ialului s?u biotic. Astfel de organisme se оnmul?esc оn mod normal,

muta?iile neutre acumulвndu-se treptat оn popula?ii. O bucl? de p?r alb pe

un fundal de p?r negru la b?rba?i nu influen?eaz? asupra cre?terii,

dezvolt?rii, c?s?toriei ?i asupra capacit??ii reproductive a acestuia. Din

aceast? cauz? o astfel de muta?ie nu are sub raportul capacit??ii vitale a

subiectului nici o urmare, оi este indiferent?. ?i totu?i i, majoritatea

absolut? a muta?iilor sunt d?un?toare pentru organism. De ce? S? оncerc?m

s? g?sim explica?ia.

Se ?tie c? speciile exist? оn' condi?ii naturale timp de milioane de ani.

Оntr-un timp atвt de оndelungat indivizii care le compun sunt confrunta?i

cu cele mai variate condi?ii de mediu. Supravie?uiau doar cei care se

puteau adapta u?or, acomodвndu-se la noile condi?ii. To?i ceilal?i periau.

Indivizii supravie?uitori erau adapta?i nu numai la un singur factor al

ambian?ei, ci la оntreg complexul de factori, prezen?i оn ea. Din aceast?

cauz? la ei toate caracterele ?i оnsu?irile sunt bine coordonate,

dezvoltate ?i exprimate fenotipic оn chipul cel mai fericit toate genele

din sistemul genotipurilor acestor organisme se condi?ioneaz? reciproc,

ac?iunea uneia dintre ele se combin? armonios cu ac?iunile altora exact оn

felul оn care se оmbin? armonios ac?iunile tuturor interpre?ilor dintr-o

orchestr? simfonic? bine dirijat?.

Dar intervine momentul producerii muta?iei, care determin? modificarea

uneia dintre оnsu?irile organismului. Organismul mutant оnc? nu s-a

acomodat definitiv la condi?iile reale de via??, gena care a suferit o

modificare оnc? nu s-a оnscris оn constela?ia altor gene din sistemul

genetic, ac?iunea ei оntr? оn contradic?ie cu direc?ia general? de ac?iune

a оntregului genotip.

Dac? o asemenea muta?ie are un caracter dominant, adic? se manifest?

imediat оn fenotip, atunci purt?torul acestei muta?ii are pu?ine ?anse s?-

?i continue existen?a. Bun?oar?, plantele de grвu cu tulpin? lung? ?i

sub?ire au pu?ine ?anse s? se men?in? оn pozi?ie vertical? оn timpul

irig?rii, comparativ cu exemplarele cu tulpina groas? ?i scurt?. Dac?,

оns?, muta?ia are un caracter recesiv, un timp ea se men?ine оn stare

recesiv? f?r? s? produc? vre-o daun? purt?torului ei. Dar, оncepвnd cu cea

de-a doua genera?ie, aceast? muta?ie оncepe s? treac? treptat оn stare

homozigot? ?i ac?iunea ei se va r?sfrвnge asupra organismului. De regul?,

prin selec?ia natural? aceste organisme sunt eliminate din popula?ie-tot

a?a cum, s? zicem, conduc?torul unui ansamblu de dansuri оnlocuie?te

dansatorul, avвnd un picior luxat, pentru ca acesta s? nu оncurce

celorlal?i.

Cu alte cuvinte, probabilitatea ca muta?ia numai ce produs? s? prezinte

imediat valoare adaptiv? pentru organism este extrem de mic?. Aceast?

probabilitate poate fi asem?nat? cu felul оn care un me?ter-ceasornicar

scoate pe achipuite din cutia cu piese de schimb anume piesa care este

necesar? pentru marca de ceasornic adus la repara?ie. Se poate mai degrab?

a?tepta s?-i nimereasc? o pies? asem?n?toare de la o alt? marc? de

ceasornic, fapt care n-ar оmbun?t??i, ci, din contra, ar conduce la o mai

proast? func?ionare a оntregului mecanism. A?a stвnd lucrurile, оn sistemul

genotipului dat sunt «achizi?ionate» doar acele muta?ii care sunt aprobate

prin selec?ie natural?.

De remarcat faptul c? no?iunile de nocivitate sau utilitate a muta?iilor,

de caractere dominante ?i recesive sunt cвt se poate de relative. In

dependen?? de condi?iile concrete оn care tr?ie?te organismul dat, aceste

no?iuni pot s? treac? dintr-o categorie оn alta. Astfel, la nord blana alb?

a ursului alb reprezint? un caracter util, iar оn regiunile centrale ale

planetei el va deveni d?un?tor, оl va оmpiedica s? se poat? ascunde de

du?mani, inclusiv de vвn?tori.

Mai sus am men?ionat c? prin interac?iunea eredit??ii cu mediul se

formeaz? fenotipul organismelor. Dar оn ce m?sur? caracterele organismului

depind de ereditate ?i оn ce m?sur? de mediul ambiant? Iat? rezultatele

unei experien?e. Dac? sunt crescu?i оn incubator, iepurii himalaeni r?mвn

absolut albi, lipsindu-le por?iunile negre de pe anumite p?r?i ale

corpului. iar dac? unui epure himalaeani se vor smulge de pe o por?iune

perii de culoare alb? ?i locul gol ap?rut se va men?ine la o temperatur?

joas?, perii crescu?i din nou vor fi negri. Aceasta оnseamn? c? gena

culorii la epurele himalaean nu determin? оn mod nemijlocit apari?ia

perilor negri sau albi. Ea condi?ioneaz? numai reac?ia specfic? a perilor

la ac?iunea termic?: la o temperatur? sc?zut? a corpului (ca ?i оn cazul

r?cirii artificiale a unor por?iuni ale pieii) cresc peri de culoare

neagr?, iar la o temperatur? ridicat? perii r?mвn albi.

Majoritatea caracterelor cantitative depind оn mare m?sur? de mediul

ambiant. Genotipul determin? cadrul оn care va decurge dezvoltarea

organismului, iar factorii externi determin? dezvoltarea оn limitele

stabilite de genotip. Cвinele care a fost bine hr?nit este mai mare decвt

cel ?inut fl?mвnd. Dar un ?вnc de ras? vоn?toreasc? silit s? оndure foame

va cre?te, totu?i, un cвine mai mare decвt ?вncul bine hr?nit al unui

cвine de camer?.

Diferitele rase de vite cornute mari ?i unii indivizi lua?i aparte din

cadrul aceleia?i rase se deosebesc prin genotipuri, care determin?

cantitatea de lapte format. Atunci, оns?, cвnd o vac? cu un genotip bun

este prost hr?nit?, ea poate s? dea chiar mai pu?in lapte decвt una avвnd

un genotip mai inferior, dar care este оntre?inut? оn condi?ii mai bune. Оn

aceste cazuri este important s? se stabileasc? оn ce m?sur? pot influen?a

condi?iile de mediu asupra poten?elor ereditare ale organismului. Cu alte

cuvinte, este necesar s? se creeze astfel de condi?ii оn care

posibilit??ile poten?iale con?inute оn genotip s? se manifeste plenar оn

fenotip, adic? оn organismul matur.

Protejarea ac?iunii genotipului de influen?ele d?un?toare ale mediului оn

timpul form?rii caracterelor cantitative reprezint? una dintre cele mai

importante (dar ?i dintre cele mai dificile) sarcini, ce stau оn fa?a

geneticiienilor ?i a selec?ionatorilor.

IV. BAZELE MOLECULARE ALE EREDIT??II

4.1 Acizii nucleici

Cromozomii, оn care sunt localizate genele, sunt ni?te structuri cu

caracter molecular, alc?tuite dintr-un mare num?r de elemente de natur?

chimic? diferit?. Aproximativ 90% din masa total? a cromozomilor o

constituie a?a-numitul complex nucleo-histonic, format din acid

dezoxiribonucleic (ADN) ?i proteine histonice. Оn afar? de aceasta, оn

componen?a cromozomilor mai intr? ?i mici cantit??i de proteine bazice, de

lipide, acizi ribonucleici (ARN) ?i cationi ai unor metale (calciu, magniu

?. a.).

S? vedem, ce func?ii оndeplinesc fiecare dintre aceste componente ?i care

molecule sunt оnzestrate cu propriet??i ereditare.

La dezvoltarea cuno?tin?elor despre moleculele ereditare o mare

contribu?ie a adus remarcabilul savant N. CE- Col?ov. Оnc? оn anul 1927 el

a emis o serie de ipoteze ?i presupuneri оn leg?tur? cu natura chimic? a

substan?ei responsabile de p?strarea, transmiterea ?i realizarea

capacit??ilor ereditare (genetice) ale organismelor. Col?ov a exprimat

aceste idei privind mecanismul care asigur? continuitatea materialului

ereditar prin formula: «Omnis molecula ex molecula»: «Fiecare molecul?

provine din alt? molecul?».

C?tre acest timp, datorit? lucr?rilor lui Morgan, ?i-a cв?tigat оncredere

unanim? ideea c? genele sunt aranjate оntr-o ordine strict determinat? оn

cadrul structurilor liniare cromozomale. Dar structura molecular? a

cromozomilor r?mвnea complet necunoscut?.

Pornind de la ra?ionamente pur logice, Col?ov a ajuns la concluzia c?

fiecare cromozom con?ine dou? molecule gigantice absolut identice. El a

f?cut presupunerea, c? aceste molecule ereditare sunt ni?te proteine. Mai

mult, el a propus ?i explica?ia mecanismului de autodublare a moleculelor

ereditare, mecanism care a fost demonstrat pe cale experimental? abia peste

30 de ani. Conform opiniei lui Col?ov, la diviziunea celulelor trebuie s?

aib? loc procesul de formare pe baza moleculei deja existente a unei a doua

molecule identice cu prima. Оn aceast? privin?? Col?ov s-a dovedit a fi un

adev?rat profet, de?i ideea despre natura proteic? a materialului ereditar

era gre?it?. Mult timp mai tвrziu a devenit cunoscut faptul c? informa?ia

ereditar? se con?ine оn moleculele acizilor nucleici.

Ce reprezint? acizii nucleic? Primele cercet?ri asupra acizilor nucleic

au fost оntreprinse оn anul 1868 de c?tre tвn?rul savant elve?ian F.

Miescher. Оn laboratorul lui E. Hoppe-Zeiller - cunoscut biochimist german

- el s-a ocupat de studierea compozi?iei nucleelor leucocitelor. Miescher a

reu?it s? extrag? din acestea o substan?? bogat? оn fosfor, pe care a numit-

o nuclein? (de la latinescul «nucleus» - «nucleu»).

Cercet?rile оntreprinse ulterior au ar?tat, c? nucleina nu este o

substan?? simpl?, ce un compus complex, alc?tuit din protein? ?i acid

nucleic.

Dat fiind faptul c? la acel timp proteinele erau cunoscute, chimi?tii ?i-

au propus s? extrag? din nuclein? cel?lalt component al ei - acidul nucleic

- оn vederea studierii compozi?iei acestuia. Оn 1871 au fost publicate

rezultatele cercet?rilor ini?iale asupra nucleinei, de aceea, оn mod

formal, acest an este considerat drept anul descoperirii unei noi clase de

compu?i organici - acizii nucleici.

Оn anul 1889 chimistul Altmann a ob?inut pentru prima oar? acid nucleic

оn stare pur? din drojdie, fapt ce l-a determinat s?-l numeasc? acid

nucleic de drojdie. Peste trei ani alt chimist, pe nume Lilienfeld, din

timusul unui vi?el a extras un alt acid nucleic, care avea o compozi?ie

оntrucвtva diferit? ?i pe care l-a numit acid timonucleic. Cercet?ri

оntreprinse оn continuare au ar?tat c? acidul nucleic de drojdie este

prezent оn diferite organe ?i ?esuturi ale plantelor, animalelor ?i omului,

оn special оn citoplasma celulelor. Din aceast? cauz? i s-a dat numele de

acid nucleic citoplasmatic. Cel de-al doilea acid nucleic, оns?, s-a putut

extrage numai din nucleele celulelor ?i a fost numit acid nucleic nuclear.

Aceste denumiri ale acizilor nucleici s-au p?strat pвn? ce ei au fost

supu?i unei analize mai minu?ioase. Dup? cum s-a putut constata, ambii

acizi, оn ce prive?te compozi?ia chimic?, seam?n? unul cu altul, de?i

exist? ?i anumite deosebiri.

Structura primar? a ambilor acizi nucleic este compus? dintr-un num?r

mare de monomeri - a?a-numitele nucleotide - care, la rвndul lor, constau

din trei componente diferite: un hidrat de carbon (zah?r), acid fosforic ?i

o baz? azotat?. Nucleotidele se disting dup? compozi?ia hidratului de

carbon ?i a bazelor azotate. Astfel, nucleotidele acidului nucleic

citoplasmatic con?in riboz?, iar cele ale acidului nucleic nuclear con?in

un alt glucid - dezoxiriboz?. Оn leg?tur? cu aceasta savan?ii au оnceput s?

denumeasc? acizii nucleici nu оn dependen?? de localizarea lor оn celul?

(nucleic?, citoplasmatic?), c? dup? glucidul, care intra оn componen?a lor

?i anume acidul dezoxiribonucleic (prescurtat ADN) ?i respectiv acidul

ribonucleic (prescurtat ARN).

Din componen?a ADN fac parte urm?toarele patru baze azotate: adenina (A),

guanina (G), ctozina (CE) ?i timina (T), iar ARN con?ine adenin?, guanin?,

citozin? ?i uracil (U).

Оn ce const? rolul genetic al acizilor nucleic? Func?ia genetic? a

acizilor nucleic a fost relevat? experimental pentru prima oar? оn anul

1944 de c?tre O. Avery, C. Mac-Leod ?i M. Mac-Carty. Introducвnd оntr-o

cultur? de pneumococi оncapsula?i ADN, ei au reu?it s? le induc? un nou

caracter - apari?ia capsulei. Оn esen??, avea loc transformarea unei forme

de pneumococi оn alta.

Dup? stabilirea rolului pe care оl joac? ADN оn procesul transform?rii

pneumococilor experien?e similare au fost оnf?ptuite ?i cu alte bacterii. S-

a putut constata c?, cu ajutorul ADN-ului extras din unele bacterii se pot

determina la altele nu numai modific?ri оn caracterele externe (de exemplu,

formarea de capsule sau cili), ci ?i оn propriet??ile lor biologice,

bun?oar?, rezisten?a la antibiotice (penicilin?, streptomicin?), la

diferite substan?e medicamentoase (sulfatizol, sulfonamid), precum ?i

capacitatea de a sintetiza aminoacizi (lizin?) ?i vitamine (B12).

Moleculele de ADN ating dimensiuni gigantice ?i, de regul?, sunt formate

din dou? catene, оn timp ce moleculele de ARN au o mas? molecular? mult mai

mic? ?i sunt formate dintr-o singur? caten?.

Оn anul 1953 pe baza a numeroase date, ob?inute prin diferite metode J.

Watson ?i F. Crick au creat pentru prima oar? un model al structurii

moleculei de ADN, conform c?ruia ea este format? din dou? catene de

polinucleotide unite оntre ele ?i r?sucite, avвnd aspectul unei spirale

duble. Pe lвng? aceasta, molecula de ADN este capabil? s? formeze ?i o

superspiral?, adic? poate c?p?ta o astfel de configura?ie care permite

acestei molecule gigantice s? ocupe un loc ne оnsemnat оn nucleele

celulelor. De exemplu, оn colibacil, una din bacteriile cele mai

r?spвndite, оntreaga molecul? de ADN este «оmpachetat?» оntr-o' structur?,

amintind un nucleu minuscul. Dac?, оns?, enorma molecul? de acid nucleic,

strвns? ghem, ar fi desf??urat? ?i оntins? оntr-o linie dreapt?, lungimea

ei ar constitui un milimetru. Aceasta este de o sut? de mii de ori mai mult

decвt diametrul nucleului оn care s-a aflat instalat? molecula! Cu ce este

mai prejos decвt un autentic fir al vie?ii?!

4.2 Mecanismul de replicare a ADN

Molecula de ADN este elementul activ, care transmite de la p?rin?i la

urma?i, din genera?ie оn genera?ie, оntreaga informa?ie ereditar? ?i

aceast? capacitate poate fi considerat? cea mai uimitoare dintre toate

capacit??ile cu care este оnzestrat?.

Modelul structurii moleculei de ADN, propus de Watson ?i Crick, a permis

s? fie explicate ?i оn?elese un ?ir de procese biologice importante ca:

mecanismul de reproducere (replica?ie) a оns??i moleculei de ADN,

transmiterea caracterelor prin ereditate, codul genetic al sintezei

proteinelor, cauzele variabilit??ii organismelor ?. a. m. d. Despre toate

acestea vom vorbi оn continuare.

T. Watson (n. 1928) Fr.

Crick (n. 1916)

Probabil, c? pu?ini sunt cei care n-au auzit despre unicelulara amib?. Ea

se оnmul?e?te prin diviziune formвnd оn consecin?? dou? celule-fiice.

Fiecare dintre amibele-fiice, la rвndul s?u, se divid iar??i оn cвte dou?

celule. S-a calculat c? оn celulele-fiice, rezultate din cea de-a 500-a

diviziune, nu se mai p?streaz? nici o molecul? din substan?ele care оntrau

оn compozi?ia celulei materne primare. Dar de fiecare dat?, dup? aspectul

exterior ?i оnsu?iri, celulele-fiice au tr?s?turi comune cu celula matern?

primar?: dispun de aceea?i compozi?ie chimic? ?i au acela?i tip de

metabolism. Оn virtutea acestui fapt, la fiecare diviziune a celulei,

concomitent cu dublarea, are loc ?i reproducerea unei substan?e care

con?ine informa?ia ce determin? toate caracterele ?i оnsu?irile ereditare

ale amibei ?i asigur? transmiterea acestora la descenden??. Aceast?

substan?? urma s? posede capacitatea de a se dubla.

Iat? оn ce mod prezentau Watson ?i Crick mecanismul autoreproducerii

moleculei de ADN. Оn corespundere cu schema propus? de ei, molecula

r?sucit? sub form? de spiral? dubl? trebuia la оnceput s? se desfac? de-a

lungul axei sale. Оn timpul acestui proces are loc ruperea leg?turilor

hidrogenice dintre dou? filamente care, odat? ajunse оn stare liber?, se

separ?. Dup? aceasta de-a lungul fiec?rui filament din nucleotidele libere

cu ajutorul fermentului ADN - polimeraz? se sintetizeaz? cel de-al doilea

filament. Aici intr? оn vigoare legea complimentarit??ii оn conformitate cu

care la adenin?, оntr-un filament comun, se alipe?te timina, iar la

filamentul cu guanin? se alipe?te citozina. Ca urmare, se formeaz? dou?

molecule-fiice, care dup? structur? ?i propriet??i fizice sunt identice cu

molecula matern?. Aceasta-i totul. E simplu, nu-i a?a? La o examinare mai

atent? a acestui proces, оns?, cercet?torii au avut de оntвmpinat o

dificultate.

Fapt este c? moleculele de ADN sunt foarte lungi, fiind de aceea numite

adesea molecule centimetrice. Оn celulele organismelor superioare, s?

zicem, la om, lungimea unor filamente din cromozomi atinge cв?iva

centimetri.

Fire?te, aceasta nu оnseamn? deloc c? molecula de ADN poate fi v?zut? cu

ochiul liber: grosimea acestor filamente este infim?-de 20-25 angstromi (1

angstrom – 10-8 cm). Tocmai de aceea оn munca cu acizii nucleici ?i este

nevoie de utilizarea celor mai perfecte microscoape.

Dar dac? lungimea acestor molecule este atвt de mare, cum de reu?esc ele,

totu?i , s? se dezr?suceasc? оn celul?, f?r? a se оnc?lca ?i оn intervale

foarte mici de timp?

S? examin?m procesul de dezr?sucire a ADN-ului оn celulele celor mai mici

organisme - a bacteriilor.

Lungimea ADN-ului bacterial constituie cв?iva milimetri.

Jirul (bucla) unei spirale este egal cu 34 angstromi iar intervalul de

timp care se scurge оntre dou? diviziuni consecutive ale celulelor

bacteriene este de 20-45 minute Pentru replicarea (autoreproducerea) ADN-

ului se consum? mai pu?in de o treime din acest timp Dac?, pornind de la

aceste considera?ii, se va calcula viteza de rota?ie a capetelor

moleculelor de ADN la dezr?sucire, se va ob?ine o m?rime fantastic?: 15000

rota?ii pe minut?!

Se оn?elege de la sine c? acest lucru este pu?in probabil. Aceasta f?ceau

necesar elaborarea de noi modalit??i pentru explicarea modului оn care ADN

reu?e?te s? se dubleze оn intervalele de timp atвt de scurte.

Numeroasele date confirm? c? оn procesul diviziunii оn celule se produce

o repartizare exact? оn p?r?i egale a ADN-ului оntre celulele-fiice. Cum se

produce acest fenomen?

Оn principiu оn celulele-fiice sunt posibile trei c?i diferite de

diviziune a ADN-ului: calea conservativ?, calea semiconservatic? ?i calea

dispers?.

Оn caz de replica?ie conservativ? a ADN-ului pe o molecul? integral? cu

dou? filamente, se construie?te din nou, ca pe o matri??, o molecul?

identic? de ADN, iar celula ini?ial? r?mвne neschimbat?.

La metoda semiconservativ? molecula primar? se descompune оn dou?

filamente ?i pe fiecare din ele se construie?te cвte o molecul? integral?

de ADN.

Metoda de dispersie prevede ca materialul ADN-ului ini?ial s? fie

repartizat uniform la celulele-fiice, iar celelalte sectoare ale ADN-ului

s? fie construite din nou.

Care din aceste metode de replica?ie a ADN-ului se aplic? оn realitate?

La aceast? оntrebare au r?spuns Meselson ?i Stahl, elaborвnd o metoda

special? de centrifugare echilibrat? a moleculelor de ADN.

Esen?a acestei metode const? оn urm?toarele: dac? la o centrifugare

obi?nuit? moleculele polimere se divizau conform greut??ii moleculare, apoi

la centrifugarea echilibrat? macromoleculele se divizau conform densit??ii

specifice. Оn acest scop centrifugarea se f?cea оntr-o solu?ie de s?ruri cu

mare densitate.

Deoarece оntotdeauna se poate alege o concentra?ie a solu?iei care ar

corespunde densit??ii polimerului studiat, moleculele substan?ei studiate

se concentreaz? оn acel loc оngust al epruvetei, unde densitatea substan?ei

este egal? cu densitatea mediului, adic? a solu?iei. Ajungвnd aici,

substan?a nu se va mai disloca.

Dac? preparatul studiat con?ine cвteva tipuri de molecule cu diferit?

densitate, ele se vor concentra оn diferite sectoare ale epruvetei.

Efectuвnd o serie de experien?e fine, Meselson ?i Stahl au reu?it s?

determine mecanismul semiconservativ al replica?iei ADN-ului (des. 8).

Dar mai r?mвnea ne solu?ionat? оnc? o problem?, cea a dinamici procesului

de replica?ie: a fost descoperit un ferment special, care realiza

replica?ia. Fermentul a fost numit ADN-polimeraz?.

A. Cornberg, biochimist american, a Clarificat c? ADN-polimeraza se

deplaseaz? din direc?ia polului 5' spre polul 3' al filamentului ADN.

Pentru c? filamentele ADN-ului nu sunt paralele оn orice pol al lor, un

filament purta liber un 3' -atom de hidrat de carbon, iar cel?lalt filament

- un 5' -atom. Aceasta оnseamn? c? fermentul ADN-polimeraza se putea alipi

numai la un pol al ADN (la polul 5') ?i tвrо de-a lungul acestui filament,

iar al doilea trebuia s? r?mвn? liber.

Dar experien?ele ar?tau, c? se оntвmpl? invers - ambele filamente de ADN

erau supuse replica?iei.

Оn anul 1968 savan?ii japonezi, оn frunte cu R. Ocazachi, au contribuit

la solu?ionarea acestei controverse. S-a dovedit c? Cornberg a avut

dreptate ?i c? ambele filamente de ADN au fost supuse la dublare, numai c?

sinteza noilor filamente se efectua pe segmente scurte - «fragmente

Ocazachi», c?ci a?a au fost numite ele mai tвrziu.

Conform concluziei lui Ocazachi, moleculele fermentului ADN-polimeraza se

alipesc de ambele filamente de ADN, dar ele trebuie s?-?i оncap? munca оn

direc?ii opuse. Acest lucru e explicat schematic оn figura 9: a, b,

c.

La оnceput ADN-ul se desface de la un pol, formвnd o furc? de replica?ie

de care se alipesc moleculele de ADN-polimeraz?. Оn timp ce ele muncesc,

sintetizвnd copii ale polilor elibera?i, ADN-ul continu? s? se desfac? ?i

pentru ADN-polimeraza devine accesibil un nou sector al ambelor filamente.

Prima molecul? a fermentului о?i poate continua mi?carea de-a lungul

filamentului 5' eliberat, iar de sectorul elibera al filamentului 3' se

alipe?te o nou? molecul? de ADN-polimeraz?.

Cu cвt se desf??oar? mai mult procesul de desfacere a ADN-ului, cu atвt

va apare o cantitate mai mare de fragmente. Este interesant c? оn

experien?ele lui Ocazachi pe filamentele 5' copiile noi se sintetizau ?i

ele оn fragmente.

Ce se оntвmpl? cu pun?ile dintre fragmente? Doar ADN-ul din celulele оn

care s-a terminat diviziunea nu este fragmentar.

Cu un an pвn? a descoperi Ocazachi acest lucru, savan?ii Riciardson ?i

Veis din SUA au g?sit un nou ferment. Func?ia lui consta оn a uni, a alipi

polii liberi zaharo-fosfatici ai moleculei de ADN. ?i deoarece verbul «a

alipi» оn englez? sun? «ligaze» fermentul a fost numit «ligaz?». Tocmai

ligaza e responsabil? de «cusutul» оntr-un tot unic al fragmentelor

Ocazachi, noi sintetizate, ?i transform? catena fragmentar? de ADN оntr-o

caten? оntreag?.

Replica?ia ADN este, оns?, numai unul din numeroasele procese care

asigur? p?strarea ?i continuarea informa?iei genetice. Pentru transmiterea

acestei informa?ii ?i traducerea ei оn caractere concrete ale organizmelor,

exist? alte procese, la fel de complicate, ?i alte «personaje». Despre

unele din ele vom vorbi оn continuare.

4.3 Codul genetic

Informa?ia genetic? este codificat? оn molecula de ADN prin intermediul a

4 tipuri de nucleotide, care fac parte din componen?a ei. Se cunoa?te de

asemenea c? informa?ia genetic?, codificat? оn ADN, se realizeaz? оn

procesul sintezei biologice a proteinelor оn celul?.

Ca ?i acizii nucleici, proteinele sunt compu?i polimerici, dar оn

calitate de monomeri ele con?in nu nucleotide, ci diferi?i aminoacizi. Оn

structura proteinelor au fost descoperi?i 20-21 de tipuri de aminoacizi.

Оn ce prive?te propriet??ile moleculei de protein?, ele depind nu numai

de componen?a lor general?, dar ?i de aranjarea reciproc? a aminoacizilor,

exact a?a precum sensul cuvвntului depinde nu numai de literele din care

este compus, ci ?i de ordinea lor.

N. C. Col?ov a calculat cвte molecule diferite (izomeri) se pot ob?ine

printr-o simpl? schimbare a locului aminoacizilor dintr-un lan? de 17.

M?rimea ob?inut? era de circa un trilion' Dac? am dori s? tip?rim un

trilion de izomeri, оnsemnвnd fiecare aminoacid printr-o liter?, iar toate

tipografiile de pe glob ar tip?ri anual cвte 50000 de volume a cвte 100

coli fiecare, pвn? la оncheierea acestei munci vor trece tot atв?ia ani

cв?i s-au scurs din perioada arhaic? ?i pвn? оn prezent

Dar majoritatea proteinelor sunt compuse nu din 17, ci din cвteva sute de

aminoacizi. Оn acest sens sunt impresionante calculele efectuate de

savantul Senger Greutatea molecular? medie a proteinei este egal? cu

aproximativ 34000 S-a dovedit c? din 12 tipuri de aminoacizi prin varierea

succesiunii lor se poate ob?ine un num?r de 10300 de diferite proteine,

greutatea lor total? constituind 10280 grame. E mult sau pu?in? Evident, e

o greutate enorm?. Este suficient s? compar?m aceast? greutate cu greutatea

p?mвntului nostru, egal? cu doar 1027 grame.

Оn acest fel, odat? ce fiecare dintre ace?ti izomeri are propriet??i

specifice, rezult? c? оnc?rc?tura semantic? оn structura primar? a materiei

este datorat? secven?ei (de fiecare dat? alta) a aminoacizilor de-a lungul

lan?ului polipeptidic. Dac? este a?a, atunci prin analogie, o astfel de

оnc?rc?tur? semantic? (informa?ie) trebuie c?utat? ?i оn succesiunea

nucleotidelor оn moleculele de ADN.

Se isc? оntrebarea: оn ce mod succesiunea a patru nucleotide diferite din

molecula de ADN determin? secven?a a 20 de aminoacizi оn molecula de

protein?. E cam acela?i lucru ca ?i cum prin combinarea оn diferite feluri

a patru litere ale alfabetului se pot forma 20 de cuvinte diferite dup?

con?inut ?i structur?. S-a dovedit c? prin intermediul a patru baze azotate

(nucleotide) se poate transmite o cantitate nelimitat? de informa?ie.

Calculele demonstreaz? c? o singur? baz? este capabil? s? codifice nu mai

mult de un aminoacid, iar toate cele patru baze (nucleotide) care оntr? оn

componen?a acizilor nucleici, respectiv nu mai mult de patru aminoacizi. De

aici reiese c? aminoacizii sunt codifica?i (specifica?i) de c?tre grupe de

baze. Combina?iile din dou? baze pot codifica numai 16 aminoacizi (42), ne

fiind capabile s?-i specifice pe to?i 20. Оn schimb, combina?iile de trei

baze (nucleotide) sunt capabile s?-i specifice pe to?i cei 20 de aminoacizi

?i chiar pe mai mul?i (43=64). Asemenea trei baze, situate una lвng? alta

(triplete), se numesc codoni ?i fiecare poate codifica un aminoacid anumit.

Urmau de asemenea s? fie rezolvate оnc? un ?ir de alte sarcini

complicate. Оn primul rвnd, era necesar? relevarea modului оn care оn

celul? are loc «citirea» informa?iei genetice. Оn al doilea rвnd, care sunt

tripletele ce codific?, anumi?i aminoacizi. Prin eforturile mai multor

savan?i din diferite ??ri au fost elaborate cвteva variante ale codului

genetic, dar dintre acestea nu toate au rezistat la verific?ri minu?ioase.

Primul care a emis (оnc? оn anul 1954) ipoteza c? codul genetic are un

caracter tripletic a fost fizicianul american de origine rus? G. Gamov.

Dup? cum s-a men?ionat, оn moleculele de acizi nucleici bazele sunt

amplasate unele dup? altele оn ?ir liniar ?i citirea informa?iei localizate

оn ele se poate realiza оn chip diferit. Mai jos prezent?m dou? variante de

citire a tripletelor care con?in 12 baze:

A-T-G-CE -A-T-T-A-G-CE-T-A

1 AA 2 AA 3AA 4 AA

2 AA

3 AA

Citirea tripletelor din acest rвnd (de la stвnga) se poate efectua, de

exemplu, оn felul оn care a pro-pus Gamov, respectiv:

A-T-G-primul aminoacid (1 AA)

T-G-CE-al doilea aminoacid (2 AA).

G-CE-A-al treilea aminoacid (3 AA) ?. a. m. d.

Un astfel de cod se nume?te suprapus, dat fiind faptul c? unele baze

оntr? оn componen?a a mai multor triplete vecine. Dar prin cercet?ri

ulterioare s-a demonstrat c? un asemenea cod este imposibil, deci, ipoteza

lui Gamov nu ?i a aflat confirmarea.

Un alt mod de citire a tripletelor, propus оn anul 1961 de F. Cric, este

prezentat оn continuare:

A-T-G - 1 AA; CE-A-T - 2 AA; T-A-G - 3 AA; CE-T-A - 4 AA.

Un astfel de cod se nume?te ne suprapus. Informa?ia pe care o con?ine se

cite?te succesiv dup? triplete, f?r? omiterea bazelor ?i f?r? suprapunerea

lor. Оn acest fel, textul informa?iei genetice urmeaz? s? fie contopit.

Dup? opinia lui Cric, citirea informa?iei se va оncepe de la un anumit

punct din molecula de acid nucleic, оn mod contrar textul pe care оl

con?ine s-ar denatura tot a?a cum sensul cuvвntului, dac? ar fi s?-l citim

de la o liter? оntвmpl?toare. Experien?ele ulterioare, efectuate de Cric ?i

colaboratorii s?i оn anul 1963, au confirmat juste?a ipotezei emise de el.

Determinarea principiului de citire corect? a informa?iei dup? triplete nu

constituia оns? rezolvarea definitiv? a problemei codului genetic, deoarece

ordinea de alternare a bazelor оn triplete (cuvintele de cod) poate fi

variabil?, respectiv: A-G-CE, G-CE-A, CE-G-A, G-A-CE, A-CE-G, CE-A-G ?. a.

m. d. Se pune оntrebarea: pe care aminoacid оl codific? fiecare dintre

tripletele enumerate?

Primele date privind componen?a cuvintelor de cod au fost prezentate оn

anul 1961 оn cadrul Congresului interna?ional de biochimie de la Moscova de

c?tre savan?ii americani M. Nirenberg ?i J. Mattei. Utilizвnd sistemul de

sintez? artificial? (acelular?) a proteinei, savan?ii au оnceput s? depun?

eforturi оn vederea descifr?rii «sensului» cuvintelor de cod, adic? a

modului de alternare оn triplete a bazelor. La оnceput ei au sintetizat un

polinucleotid artificial, a?a-numitul poli-U (U-U-U-U-U-U...), care

con?inea sub form? de baz? numai uracil. Introducвnd оntr-un sistem

acelular toate componentele necesare .(suc celular, ribozomi, complexul de

fermen?i necesari, o surs? de energie sub form? de acid adenozintrifosforic

(ATF), o garnitura complecta compus? din 20 de aminoacizi ?i molecule de

poli-U), au constatat c? оn acest caz are loc sinteza proteinei compuse din

r?m??i?ele unui singur aminoacid - fenilalanin? (fen-fen-fen-fen-fen...).

Оn felul acesta identitatea primului codon a fost descfrat?: tripleta U-U-U

corespunde fenilalaninei.

Apoi cercet?torii au realizat sinteza altor polinucleotide ?i au stabilit

care sunt codonii prolinei (CE-CE-CE) ?i ai lizinei (A-A-A). Оn continuare

s-a realizat sintetizarea garniturilor de trinucleotide (tripletele) cu

diferite оmbin?ri ale bazelor ?i s-a stabilit ce fel de aminoacizi se leag?

cu ribozomii. Treptat au fost descifra?i to?i cei 64 de codoni ?i a fost

alc?tuit «dic?ionarul» complect al codului genetic.

Codul genetic (ARN)

Dar la ce folosesc tocmai 64 de codoni, dac? оn protein? intr? doar 20

aminoacizi? Оnseamn? c? ceilal?i sunt de prisos?

La оnceput aceast? оntrebare i-a pus оn оncurc?tur? pe savan?i, dar mai

tвrziu a devenit clar c? nu exist? nici un fel de «surplus» de codoni.

Experien?ele оntreprinse de Nirenberg ?i Leder au demonstrat c? numero?i

aminoacizi pot fi codifica?i nu de una, ci de cвteva triplete-sinonime.

Bun?oar?, aminoacidul numit cistein? poate fi codificat de dou? triplete

(UGU, UGC), alanina - de patru (GCC, GCA, GCG, GCU), iar leucina de ?ase,

(UUA, UUG, CUU, CUC, CUA ?i CUG). Codul оn care unul ?i acela?i aminoacid

este codificat de cвteva triplete se nume?te cod degenerativ. S-a constatat

c? din punct de vedere biologic caracterul degenerativ al codului este

avantajos. Este ca un. fel de «m?sur? de siguran??» a naturii, elaborat? оn

procesul evolu?iei, cвnd, prin оnlocuirea unor codoni prin al?ii, se

realizeaz? posibilitatea p?str?rii structurii ?i a оnsu?irilor specifice

ale proteinelor. Datorit? caracterului degenerativ al codului, diferite

organisme pot s? introduc? оn proteinele de care dispun unii ?i aceea?i

aminoacizi, folosind оn acest scop diferi?i codoni.

|Pri|A doua nucleotid? a codonului |A |

|ma | |tre|

|nuc| |ia |

|leo| |nuc|

|tid| |leo|

|? a| |tid|

|cod| |? a|

|ulu| |cod|

|i 5| |onu|

| | |lui|

| |U |C |A |G | |

|U |[pic]} fenilalanin? |[pic]}serin? |[pic]}tirozin?, |[pic]}cistein?|U |

| |[pic]} leucin? | |UAA ocru | |C |

| | | |UAG ambr? |UGA azur |A |

| | | | |UGG triptofan |G |

|C |[pic]} leucin? |[pic]}prolin? |[pic]}histidin? |[pic]}arginin?|U |

| | | |[pic]}glutamin? | |C |

| | | | | |A |

| | | | | |G |

|A |[pic]} izoleucin? |[pic]}treonin?|[pic]}asparagin? |[pic]}serin? |U |

| |AUG | |[pic]}lizin? |[pic]}argin? |C |

| |metionin? | | | |A |

| | | | | |G |

|G |[pic]} valin? |[pic]}alanin? |[pic]}acid |[pic]}glicocol|U |

| |GUG valin? sau | |asparatic | |C |

| |formilmet. | |[pic]}acid | |A |

| | | |glutamic | |G |

?i оntr-adev?r, s? ne imagin?m pentru o clip? c? moleculele de ADN (?i

corespunz?tor cele de ARN) ale fiec?rei celule con?in numai cвte un singur

codon pentru fiecare aminoacid. Оn rezultatul unor muta?ii ace?ti codoni se

pot modifica ?i dac? ei nu au schimb, aminoacizii care le corespund nu vor

fi cuprin?i оn proteine, fapt care va duce la schimbarea structurii ?i

func?iilor lor iar aceasta poate conduce, оn consecin??, la urm?ri negative

pentru activitatea vital? a оntregii celule. Dac?, оns?, оn urma muta?iei

se va forma un codon-sinonim, atunci totul va r?mвne f?r? schimb?ri.

Ceva asem?n?tor ne putem imagina ?i оn cazurile cвnd оntr-o ?coal? sau

institu?ie de оnv???mвnt superior pentru predarea unui obiect oarecare

exist? numai un singur cadru didactic. Dac?, de exemplu, acesta se

оmboln?ve?te ?i nu are cine s?-l оnlocuiasc? pentru un timp predarea

disciplinei respective se оntrerupe. Probabil, c? ar fi fost mai chibzuit

dac? ar fi existat un оnv???tor (lector) care, intervenind la timp, s?

continue predarea acestei discipline. Cel pu?in pentru ca elevii s? nu

dovedeasc? s? uite materialul studiat sau pentru ca predarea obiectului dat

s? nu fie reprogramat? pentru alt trimestru.

Cum s-a remarcat deja, moleculele acizilor nucleici sunt catene

polinucleotidice, alc?tuite din ?iruri lungi de triplete. De-a lungul

moleculelor de ADN numeroase triplete – codonii - formeaz? sectoare aparte,

numite cistrone sau gene. Fiecare gen? con?ine informa?ia necesar? pentru

realizarea sintezei unei anumite proteine. Dar deoarece genele sunt am-

plasate оn moleculele de ADN оn ordine liniar?, una dup? alta, se оntreab?:

unde оncepe ?i unde se termin? citirea ?i transmiterea informa?iei genetice

privind fiecare protein? оn parte ?i ce semne conven?ionale sunt folosite

оn acest scop? Doar codul genetic este, dup? cum ?tim, compact, f?r? nici

un fel de virgule оn «textul» s?u.

S-a dovedit c? оntre cei 64 de codoni exist? astfel de triplete a c?ror

func?ie const? оn marcarea оnceputului ?i sfвr?itului citirii

(transcrip?iei) ?i transmiterii (transla?iei) informa?iei genetice,

con?inut? оn gene. Оnceputul transl?rii genelor (sau, aceea ce e acela?i

lucru, оnceputul sintezei proteinei date) se marcheaz? prin tripleta AUG.

denumit? respectiv de ini?iere. Tripletele UAG ?i UAA marcheaz? sfвr?itul

transl?rii genelor (оncheierea procesului de sintez? a proteinelor) ?i sunt

corespunz?tor denumite finale.

Оn ce const? esen?a procesului de descifrare a codului genetic ?i a

biosintezei proteinelor?

Toate caracterele ?i оnsu?irile organismelor sunt determinate de

proteine. Prin urmare, transmiterea informa?iei genetice оn procesul

sintezei proteice se desf??oar? strict conform unui anumit plan (program),

schi?at din timp.

Rolul de baz? оn biosinteza proteinelor оl joac? acizii nucleici: ADN ?i

cвteva tipuri diferite de ARN, care se deosebesc dup? structur?, mas?

molecular? ?i func?ii biologice. Dintre ace?tia face parte a?a-numitul ARN

informa?ional sau de informa?ie (ARN-i), ARN de transport sau de transfer

(ARN-t) ?i ARN ribozomal (ARN-r). Ei sunt sintetiza?i de pe matri?ele de

ADN ale celulelor, cu participarea fermen?ilor corespunz?tori - ARN-

polimeraze, iar apoi оncep s? оndeplineasc? func?iile ce le au оn procesul

biosintezei proteinelor. Astfel ARN-r, unindu-se оn complexe cu proteine

speciale, formeaz? ribozomii, оn care are loc sinteza tuturor tipurilor de

protein? (proteinosinteza).

Ribozomii constau din dou? subunit??i. Оn celul? num?rul de ribozomi se

ridic? la circa 100 mii ?i de aceea cantitatea general? de ARN-r din ei

constituie circa 80% din totalul de ARN al celulei.

Care sunt, deci, func?iile biologice ale ADN-ului, ARN-i ?i ARN-t? Care

este contribu?ia lor nemijlocit? оn procesul de biosintez? a proteinelor?

Vom remarca de la bun оnceput c? ADN nu particip? nemijlocit la sinteza

proteinelor. Func?ia lui se limiteaz? la p?strarea informa?iei genetice ?i

la replicarea nemijlocit? a moleculei, adic? la formarea de copii necesare

pentru transmiterea informa?iei urma?ilor.

Prima etap? a biosintezei proteinelor o constituie recep?ionarea

informa?iei genetice de la ADN ?i оnscrierea ei pe o molecul? ARN-i, proces

care se realizeaz? оn felul urm?tor: pe unul din firele moleculei de ADN cu

ajutorul fermentului ARN-polimeraz? din nucleotidele libere se sintetizeaz?

firul ARN-i, оn care locul timinei (T), con?inute оn ADN, оl ia uracilul

(U). Molecula ARN-i sintetizat?, care a preluat informa?ia con?inut? оn

ADN, se instaleaz? apoi оn ribozomi, unde va servi оn calitate de matri??

pentru sintetizarea proteinelor. Aceasta оnseamn? c? succesiunea

aminoacizilor din molecula de protein? este determinat? de succesiunea

nucleotidelor оn ARN-i. Schematic acest proces poate fi exprimat astfel:

ADN(ARN-i(protein?.

Pe lвng? ARN-i citoplasma celulelor mai con?ine nu mai pu?in de 20 de

tipuri de ARN-t - aceasta fiindc? fiec?rui aminoacid оi corespunde cel

pu?in o molecul? «a sa», specific?, de ARN-t. Func?ia lui ARN-t const? оn

transportarea aminoacizilor spre ribozomi ?i a?ezarea lor pe matri?a de ARN-

i оn cadrul lan?ului peptidic, оn conformitate cu codul sintezei proteice.

Pentru aceasta fiecare ARN-t trebuie «s? оnha?e» aminoacidul corespunz?tor

?i оmpreun? cu acesta s? treac? оn ribozom. La realizarea acestei opera?ii

ei sunt ajuta?i de omniprezen?ii fermen?i, care fac aminoacizii mai activi.

La propunerea academicanului V. A. Enghelgard ace?ti fermen?i, dat fiind

faptul c? ei particip? la descifrarea codului genetic, au fost numi?i

codaze. De remarcat c? fiec?rui aminoacid оi corespunde o codaz? specific?.

Оn acest fel, pentru to?i cei 20 de aminoacizi exist? tot atвtea tipuri de

ARN-t ?i respectiv de codaze.

La unul din capete moleculele de ARN-t au un sector acceptor cu ajutorul

c?ruia ele ata?? aminoacizii, оn timp ce la cel?lalt cap?t se afl? un

anticodon-triplet? cu func?ie complementar? fa?? de codonul corespunz?tor

din ARN-i. «Оnc?rcate» cu aminoacizi, moleculele de ARN-t se apropie de

ribozom ?i se unesc cu codonii corespunz?tori de ARN-i, pentru a-i

complini.

Procesul de translare a informa?iei genetice оnseamn? transferarea

succesiunii nucleotidelor ARN-i оn succesiunea aminoacizilor оn lan?ul

polipeptidic al proteinei. Sinteza proteinei оncepe оn momentul оn care оn

ribozomi p?trund dou? molecule de ARN-t; prima corespunde tripletei

ini?iale, iar a doua - unei alte triplete de ARN-i, care urmeaz? nemijlocit

dup? prima. Cвnd aceste molecule ajung s? se afle al?turi, aminoacidul de

pe prima molecul? de ARN-t trece pe cea de-a doua molecul? de ARN-t, unindu-

se cu aminoacidul acesteia. Оn acest fel prima molecul? de ARN-t se

pomene?te lipsit? de aminoacid ?i iese оn citoplasm?, оn timp ce cea de-a

doua molecul? de ARN-t con?ine doi aminoacizi, uni?i prin leg?tur?

peptidic?. Оn continuare, ribozomul se deplaseaz? cu o triplet? de-a lungul

moleculei de ARN-i ?i оn el оntr? o nou? molecul? de ARN-t, a c?rei

anticodon este complementar fa?? de cea de-a treia triplet? (codon) a ARN-i

din ribozom. Dipeptida (sau primii doi aminoacizi) se desprinde de cea de-a

doua molecul? de ARN-t ?i trece pe cea de-a treia molecul? de ARN-t numai

ce оntrat? оn ribozom. Оn acest fel se pomenesc unul lвng? altul trei

aminoacizi lega?i оntre ei ?i procesul se repet?, pвn? cвnd este translat

ultimul codon al ARN-i.

Оn mod obi?nuit fenomenul transmiterii informa?iei genetice este comparat

cu modul de func?ionare al unei ma?ini de scris, unde dup? fiecare ap?sare

a clapelor careta se deplaseaz? cu o liter?, f?cвnd loc pentru imprimarea

urm?toarelor, pвn? nu este dactilografiat tot textul.

Оncheind transmiterea informa?iei, ribozomul p?r?se?te firul de ARN-i ?i

se localizeaz? iar??i оn citoplasm?.

Moleculele de ARN-i pot avea, оn dependen?? de num?rul de gene

(cistroane) pe care le con?in, diferite m?rimi. Este limpede faptul c? dac?

ctirea de pe o molecul? lung? de ARN-i ar fi efectuat? de un singur

ribozom, sinteza proteinei

s-ar desf??ura оncet: iat? de ce la translarea unor astfel de molecule de

ARN-i ribozomii lucreaz? prin «Metoda de brigad?», cвteva zeci de ribozomi

unindu-se ?i formвnd a?a-numi?ii poliribozomi, sau, mai simplu, polizomi.

Dar cum, totu?i , afl? ribozomii din care cap?t al moleculei de ARN-i

trebuie s? оncap? translarea informa?iei genetice? S-a stabilit c? ambele

capete ale moleculei de ARN-i sunt marcate distinct de anumite grupe. La

unul din capete exist? grupuri fosfatice (оnsemnate conven?ional prin ppp-

uri latine?ti), iar la altul-grupa hidroxil? (ON). Prescurtat ele sunt

оnsemnate respectiv prin 5' ?i 3'. Ribozomii se deplaseaz? оntotdeauna de

la cap?tul 5' spre cap?tul 3', a?a cum e ar?tat pe schema ce urmeaz?:

5' PPP-uri AUG-GCU-UCU-AAC-UUU-CGA-AAC-CUG ON... 3'.

S-a mai constatat ?i faptul c? оn moleculele acizilor nucleici nu toate

tripletele sunt citite. Asemenea triplete ca UAG, UAA ?i UGA sunt

repartizate оn locuri diferite: la оnceputul, la sfвr?itul sau оn

sectoarele medii ale lan?ului оntre anumite gene. Datorit? faptului c? nu

sunt translate, aceste triplete servesc ca un fel de zone de frontier?

оntre genele pe care sinteza lan?urilor polipeptidice se оntrerupe.

Cu ce ar putea fi comparat? activitatea codului genetic? Vom aduce aici

un exemplu interesant din cartea lui X. Raubah «Enigmele moleculelor».

Catena polipeptid? ne-o putem imagina ca pe un tren de marf?, iar

compunerea catenei peptide poate fi comparat? cu formarea acestui tren.

La centrul de comanda (оn nucleul celulei) este preg?tit? o list? оn care

se indic? succesiunea vagoanelor (o caten? de ADN). Aceast? informa?ie

urmeaz? s? fie transmis? la sta?iunea de sortare (ribozomele din

citoplasm?). Translarea este efectuat? de un teleimprimator de construc?ie

special?. Pentru ca teleimprimatorul s? poat? func?iona, lista ini?ial?

trebuie s? fie transcris? pe una complementar? (ARNi). Оn procesul acestei

transcrieri se produce transformarea lui CE оn G, lui G оn CE, lui T оn A.

Teleimprimatorul mai are o particularitate: de fiecare dat?, cвnd la

transformarea lui A trebuie s? apar? semnul T, teleimprimatorul scrie U,

dup? cum se indic? mai jos.

Lista ini?ial? (catena ADN)

TAC GAT CCC AGG CGT CAA AAG ATA ATT

Transcrierea

AUG CUA GGG UCC GCA GUU UUC UAU UAA

Lista complementar? (ARNi)

Acum aceast? informa?ie transmis? prin teleimprimator este tradus? cu

ajutorul tabelelor codului (translarea). Traducerea оi indic? ?efului de

manevr? succesiunea оn care trebuie cuplate vagoanele. Mii de vagoane

a?teapt? s? fie aduse la trenul care se formeaz?. O mic? locomotiv?

electric? de manevrare (este a treia varietate de ARN - ARN de transport)

trage vagoane aparte la cocoa?a de tiraj.

?eful de manevr? formeaz? acum trenul оn conformitate cu traducerea pe

care a primit-o. Se ob?ine urm?toarea succesiune a vagoanelor

(aminoaczilor); Met-Leu-Gli--Ser-Ala-Val-Fen-Tir - sfвr?it.

AUG este semnalul de start din ARNi: d? ordinul s? se оnceap?

sintetizarea catenei peptidice; ARNt- aduce la locul de sintetizare

aminoacidul metionina (Met.). Met- este locomotiva electric?. Apoi tripleta

CUA trebuie s? aduc? ?i s? cupleze cel?lalt vagon - aminoacidul leucina

(Leu), apoi tripleta GGG - glicina (Gli) ?. a. m. d. Astfel, conform

«planului de construc?ie» pus оn ADN, catena polipeptid? (trenul) cre?te,

datorit? aminoacizilor (vagoanelor) aduse ?i cuplate la locurile lor.

Terminarea form?rii trenului este indicat? оn lista complementar? de

tripleta UAA. Tot despre aceasta semnalizeaz? ?i ceilal?i codoni finali -

UAG ?i UGA.

La sfвr?itul acestor referin?e despre moleculele ereditare poate s? se

nasc? оn mod firesc urm?toarea оntreb?ri: codul genetic este unul ?i

acela?i pentru toate organismele sau, de exemplu, оntre cel al plantelor ?i

animalelor exist? anumite diferen?e? R?spunsul la aceast? оntrebare este

pozitiv. Mecanismul general de sintez? a proteinelor este universal pentru

toate organismele vii. Pentru majoritatea aminoacizilor s-a constatat o

coinciden?? deplin? a codonilor din organisme, f?cвnd parte din regnuri

diferite, la unele organisme, оns?, codonii prezint? anumite devieri care

se explic? prin caracterul degenerativ al codului.

Оn acest fel, «limbajul» genetic al naturii este unitar, dar оn el exist?

anumite «dialecte», ca, de altfel, оn toate limbile lumii.

4.4 Mecanismul de repara?ie a defectelor din ADN

Acizii nucleic ca oricare alte molecule organice, oricвt ar fi ap?rate de

celule, sunt supu?i permanent ac?iunii celor mai diferi?i factori ai

mediului. De aceea ace?tia modific? structura armonioas? a acizilor ?i,

respectiv, func?iile, pe care le realizeaz?.

Din modific?rile principale ce se produc оn ADN fac parte: substituirea,

excluderea ?i amplasarea bazelor.

Aceste transform?ri din ADN au fost numite muta?ii genice. Ele toate

conduc la denatur?ri оn structura primar?, precum ?i оn cele secundar?,

ter?iar? ?i cvarternar? a proteinelor. Aceste modific?ri sunt succedate de

propriet??i-le lor func?ionale, fapt ce influen?eaz? direct asupra

func?ion?rii celulelor ?i a оntregului organism.

Muta?iile genice se mai numesc ?i boli moleculare, deoarece acestea

provoac? adesea modificarea tipului de metabolism. La om au loc peste o mie

de aceste boli moleculare, printre care cit?m galactozemia, alcaptonuria,

fenilcetonuria, drepanochitoza ?. a.

Celulele sangvine ro?ii (eritrocitele normale) au o form? rotund? sau

elipsoid?. Dac? оn timpul sintezei p?r?ii proteice a hemoglobinei acidul

glutamic (Glu) оn pozi?ia 6 este substituit cu valina (Val), va apare оn

loc de hemoglobin? normal? (HbA) o hemoglobin? anormal? (HbS). Eritrocitele

cu hemoglobin? anormal? au o form? de secer? ?i nu sunt оn stare s?

оndeplineasc? func?ia lor de baz? - s? aduc? oxigenul la toate ?esuturile

organismului. De aceea pruncii care sufer? de aceste boli moleculare ca

regul? tr?iesc aproximativ doi ani ?i mor de anemie - insuficien?? de

oxigen.

Acestea sunt fenomenele ap?rute оn urma denatur?rii codului genetic.

Factorii mediului оnconjur?tor, care exercit? o ac?iune direct? asupra

moleculelor acizilor nucleici, provocвndu-le muta?ii de diferite tipuri,

sunt, оn primul rвnd, diferitele radia?ii ionizante-?i numero?ii agen?i

chimici. Num?rul lor total este atвt de mare, оncвt, dac? celulele n-ar fi

ocrotite de ei, ar fi imposibil? apari?ia unei descenden?e s?n?toase.

Natura, оns?, a avut grij? s? оnarmeze la timp celulele cu un sistem

puternic de ap?rare contra ac?iunii factorilor mutageni.

Savan?ilor le-a revenit sarcina s? descopere taina sistemului de

protec?ie a celulelor.

Оn deceniul al ?aselea s-a оnceput studierea sistematic? a ac?iunii

radia?iei asupra celulelor, ?i, оn primul rвnd, asupra genelor lor, precum

?i cercet?rile metodelor de protec?ie a organismelor contra iradierii.

Оn aceste cazuri experien?ele оncep prin utilizarea organismelor

monocelulare, care, de regul?, se aseam?n? оntre ele. Suspensiile de celule

sunt expuse la raze оn doze crescвnde ?i savan?ii caut? s? determine

rezisten?a lor biologic? dup? expunere.

Odat? A. Chelner a schimbat condi?iile experien?ei: jum?tate din

suspensia iradiat? a celulelor a l?sat-o s? creasc? la оntuneric, cealalt?

jum?tate - s? creasc? la lumin?. Rezultatul a fost neobi?nuit. Celulele

care au fost supuse la raze оn оntuneric ?i apoi transferate pentru a

cre?te la lumin? au supravie?uit mult mai bine, decвt celulele care

cre?teau la оntuneric.

La sfatul magistrului s?u M. Delbruc a numit acest fenomen

fotoreactivare, adic? restabilire luminoas?.

Imediat s-a pus оntrebarea - ce se produce cu ADN-ul оn timpul supunerii

la raze. Sa stabilit c? оn timpul supunerii la raze dou? timine, care se

afl? al?turi, se contopesc оntr-o singur? structur? (TT), formвnd o

molecul? dubl?, numit? dimer al timinelor. Sa constatat o corespundere

exact? оntre num?rul dimerilor din ADN ?i nivelul mortalit??ii, Leg?tura s-

a dovedit a fi direct?: cu cвt erau mai mul?i dimeri, cu atвt era mai

оnalt? mortalitatea. A fost clarificat? ?i cauza acestui fenomen. Dimerul

denatureaz? molecula de ADN. ADN-ul se desface оn locurile dimere ?i,

natural, cu cвt sunt mai multe sectoarele tulburate, cu atвt el este mai

pu?in activ.

A devenit limpede c? dup? fotoreactivare num?rul dimerilor din ADN, supus

la radia?ie, trebuie s? se reduc?.

La sfвr?itul deceniului al ?aselea geneticiianul american C. Rupert a

dovedit c? procesul fotoreactiv?rii se realizeaz? cu ajutorul unui ferment

special, numit ferment fotoreactivator. Rupert a dovedit c? fermentul se

une?te cu ADN-ul supus la raze ?i restabile?te integritatea lui.

S-a clarificat ?i rolul luminii vizibile. Tocmai cvan?ii luminii vizibile

excitau moleculele fermentului ?i le permiteau s?-?i manifeste activitatea

reparatoare.

La оntuneric fermentul r?mвnea inactiv ?i nu putea t?m?dui ADN-ul.

Setlou, un alt savant american, a demonstrat mai tвrziu c? fermentul

fotoreactivator desface pur ?i simplu leg?turile ce s-au format оntre

moleculele vecine de timin?, ?i, ca urmare, structura ADN cap?t? forma lui

anterioar? ?i se restabile?te complect activitatea lui biologic?.

Fermen?ii reactivan?i au fost descoperi?i nu numai la bacterii, dar ?i оn

celulele plantelor ?i animalelor. Оns? posibilit??ile celulelor vii de a

trata moleculele lor ereditare nu se limiteaz? la reac?ia fotoreactiv?rii.

Sa constatat c? celulele pot s? se t?m?duiasc? ?i la оntuneric. Dar оn

aceste condi?ii func?ioneaz? cu totul alte sisteme de fermen?i.

Un alt sistem de protec?ie a celulelor - repara?ia la оntuneric - s-a

dovedit a fi mult mai complicat decвt fotoreactivarea. Dac? fotoreactivarea

este efectuat? numai de un singur ferment, apoi оn repara?ia la оntuneric

particp? cel pu?in 5 fermen?i. Dac? оn procesul fotoreactiv?rii sunt

оnl?turate numai leziunile prin expunerea la raze ultraviolete (UV)

-dimerii timinei, apoi оn timpul repara?iei la оntuneric se vindec? ?i

celelalte leziuni, inclusiv cele provocate de numero?ii agen?i chimic, care

vat?m? ADN-ul.

Procesul repara?iei la оntuneric se deosebe?te radical de procesul

fotoreactiv?rii. Sectoarele lezate sunt, pur ?i simplu, extirpate din ADN.

Aceast? extirpare se realizeaz? оn cвteva etape, precum vedem оn fig. 11.

La оnceput un ferment special taie unul din filamentele ADN-ului оn

apropiere de punctul lezat. Apoi un alt ferment taie sectorul lezat. Al

treilea ferment l?rge?te bre?a format?: el taie unul dup? altul

nucleotidele оn catena lezat? a ADN-ului. Al patrulea ferment оncepe a

astupa bre?a. Оn conformitate cu ordinea nucleotidelor r?mase оn al doilea

filament al ADN-ului, ce se afl? оn fa?a filamentului extirpat, fermentul

ADN-polimeraza оncepe procesul de astupare a bre?ei. Fermentul al cincilea

- ligaza, despre care s-a mai men?ionat, une?te polii filamentului vechi cu

cei ai fragmentului nou construit, terminвnd astfel restabilirea ADN-ului.

A?a dar, dac? оn cazul de fotoreactivare tratamentul constituie un

amestec «terapeutic» delicat, apoi оn timpul repara?iei la оntuneric se

efectueaz? o adev?rat? opera?ie «chirurgical?». Fragmentul lezat este, pur

?i simplu, extirpat din ADN ?i dat afar?. Celula se autoopereaz?. P?rea

stranie tendin?a celulei de a l?rgi bre?a pвn? la m?rimi gigantice dup?

extirparea leziunii. Un lucru asem?n?tor face ?i chirurgul, care, extirpвnd

?esutul bolnav, taie ?i o parte din ?esutul s?n?tos pentru a lichida urmele

bolii.

Posibil c? aceast? l?rgire a bre?ei este determinat? de faptul c? pentru

func?ionarea corect? a fermentului el trebuie s?-?i оnceap? munca de la un

anumit punct. Acest punct de «start» pentru оnceputul muncii ADN-

polimerazei poate fi hotarul genei.

Оn timpul unor experien?e autorii au notat c? bre?a era l?rgit? оn unele

celule pвn? la 1000 de nucleotide, оn altele - doar cu cвteva zeci de

nucleotide, dup? care l?rgirea bre?ei se oprea. S? vedem din ce motiv se

оntвmpl? acest lucru,

V. Soifer оnc? оn anul 1969 a presupus c? pentru a se evita gre?eli оn

cursul opera?iilor posterioare de vindecare a leziunii, este necesar ca

filamentul lezat s? fie distrus complect pвn? la cap?tul genei оn care a

ap?rut ini?ial leziunea. Оn cazurile cвnd leziunea se afla оn apropiere de

hotarul genei, nu e nevoie a se extirpa atвt de multe nucleotide. Оn toate

celelalte cazuri e necesar? extirparea unor por?iuni mult mai mari.

Am vorbit numai despre dou? sisteme de repara?ie a celulelor care о?i

protejeaz? materialul genetic de ac?iunile d?un?toare ale razelor UV ?i ale

radia?iei ionizate. Deoarece partea covвr?itoare a energiei radiante o

formeaz? aceste feluri de radia?ie, este limpede ce proprietate de valoare

constituie capacitatea celulelor de a-?i repara structurile genetice dup?

ac?iunea acestor raze.

Asupra structurilor genetice exercit?, оns?, influen?? ?i al?i factori cu

diverse mecanisme de ac?iune. De aceea celulele au elaborat diferite

mecanisme de autoprotec?ie, dintre care multe au fost studiate doar

par?ial, majoritatea lor r?mвnвnd оnc? necunoscute ?i este pu?in probabil

ca оn viitorul apropiat s? fie clarificate definitiv. Natura a оnzestrat

fiin?ele vii cu multe enigme ?i procesul de descoperire a tainelor vie?ii

de bun? sam? nu se va sfвr?i niciodat?.

V. DETERMINISMUL GENETIC AL SEXULUI

5.1 De ce sunt necesare dou? sexe?

Indivizii diferitelor specii se deosebesc printr-un ?ir de tr?s?turi,

care оn ansamblu formeaz? a?a-numitul dimorfizm sexual. La animalele

superioare ?i la om aceste diferen?e sunt atвt de accentuate, оncвt au fost

puse la baza clasific?rii оn dou? sexe - masculin ?i feminin.

Sexul constituie unul dintre cele mai complicate caractere ale

organismului, avвnd o determinare genetic?. Оn sens larg prin sex se

оn?elege ansamblul de caractere ?i оnsu?iri ale organismului, care asigur?

reproducerea ?i transmiterea informa?iei genetice. La majoritatea speciilor

el se diferen?iaz? оnc? оn stadiul embrionar de dezvoltare a organismului.

Cвnd se vorbe?te de diferen?ierea sexului, se are оn vedere procesul

dezvolt?rii оn cursul c?ruia se formeaz? deosebirile sexuale la masculi ?i

femele. Sexul ?i caracterele sexuale joac? un rol esen?ial la оnmul?ire.

Exist? dou? modalit??i fundamentale de оnmul?ire a organismelor: asexuat?

?i sexuat?. La realizarea оnmul?irii asexuate particip? numai un singur

individ, care produce o genera?ie identic? lui. La оnmul?irea sexuat? iau

parte doi p?rin?i. Din punct de vedere genetic aceast? deosebire оn modul

de realizare a оnmul?irii are o mare importan??, deoarece оn urma

оnmul?irii asexuate urma?ii nu prezint? nici un caracter nou, оn timp ce

prin оnmul?irea sexuat? de fie-care dat? apar indivizi care prezint?

anumite diferen?e оn raport cu p?rin?ii.

Оnmul?irea asexuat? se оntвlne?te оn temei la organismele unicelulare,

iar cea sexuat? este caracteristic? pentru majoritatea speciilor de plante

?i animale superioare. Sub raport evolutiv оnmul?irea sexuat? este

superioar? celei asexuate.

Superioritatea acestei c?i de оnmul?ire const? оn faptul c? prin ea are

loc combinarea caracterelor ereditare, aceea ce determin? apari?ia unor

diferen?e genetice la descenden??. Оnmul?irea sexuat? este realizat? prin

оncruci?area unor indivizi de sexe diferite. A?a stвnd lucrurile, este

limpede c? оncruci?area este necesar? pentru formarea variet??ii genetice.

Dar оntotdeauna oare, pentru realizarea оnmul?irii, sunt necesari

indivizi de dou? sexe?

Unele specii de ?opвrle sunt compuse numai din indivizi de genul feminin.

Ele depun ou? ne fecundate din care apar de asemenea numai femele. Reiese,

deci, c? pentru perpetuarea speciei masculii nu оntotdeauna sunt absolut

necesari.

O alt? form? curioas? de reproducere o prezint? cara?ii argintii. ?i ei

sunt reprezenta?i numai prin femele, dar care apeleaz? оn schimb... la

serviciile masculilor de alt? specie. Produsele sexuale ale acestor masculi

le activizeaz? icrele, stimulвndu-le dezvoltarea. Adev?rata contopire,

оns?, a nucleelor celulei masculine ?i a celei feminine - adic? fecundarea

- nu se produce. Din punct de vedere genetic masculii nu particip? оn acest

caz la formarea descenden?ei ?i de aceea nu pot s? pretind? dreptul de

paternitate.

La unele specii de animale se оntвlnesc cazuri de tratare cвt se poate de

nedreapt? a masculilor. Astfel, la o serie de specii de p?ianjen femelele

caut? s?-?i consume dup? оmperechere masculii. Pentru a evita acest destin,

masculul aduce оnainte de оmperechere femelei ceva de mвncare.

Оntr-un fel asem?n?tor procedeaz? ?i femelele c?lug?ri?ei, care оn timpul

оmperecherii consum? capul masculului. ?i acesta ajunge s?-?i оndeplineasc?

misiunea, fiind deja f?r? cap.

Dar la majoritatea speciilor de animale femelele manifest? destul?

toleran?? fa?? de masculi. Este expresia faptului c? masculii sunt, totu?i,

necesari. Pentru ce? Iat? ce gвnde?te оn leg?tur? cu acest aspect V.

Gheodachean, specialist оn domeniul geneticii popula?iilor.

S? presupunem, c? оntr-o rezerva?ie natural? urmeaz? s? fie adu?i 100 de

zimbri. Оnainte de toate se ridic? problema alegerii raportului dintre

sexe, adic? a num?rului de vaci ?i de tauri care urmeaz? s? fie ale?i,

pentru a li se da drumul оmpreun?. Оn acest caz totul depinde de scopul

care se urm?re?te. Dac? se va sconta ob?inerea unui num?r maximal de vi?ei

pentru producerea de carne, este ra?ional s? se aleag? 99 de vaci ?i un

bou. Оn acest caz оn fiecare genera?ie nou? ar putea s? se nasc? 99 de

vi?ei, care vor sem?na cu tat?l, prezentвnd diferen?e numai оn raport cu

mama.

Оn acest caz num?rul maxim de combina?ii posibile dintre p?rin?i va fi

egal cu 99. Dac? se urm?re?te ob?inerea unei varia?ii maxim posibile, se va

alege un num?r egal de vaci ?i de tauri. Оn acest caz num?rul de varia?ii

posibile va fi egal cu 2500 (50(50), aceea ce este incomparabil mai mult

decвt оn primul caz. Оn schimb, оn acest caz num?rul urma?ilor va fi mai

mic: оntr-o singur? genera?ie se vor na?te numai 50 de vi?ei. Ei vor

prezenta diferite combina?ii ereditare, realizate de amвndoi p?rin?ii, iar

o astfel de popula?ie va avea un grad mai mare de adaptabilitate la mediu

?i, prin urmare, va avea o evolu?ie mai avantajoas? оn compara?ie cu prima.

De aici reiese c? diferen?ierea popula?iilor de organisme in dou? sexe are

un important rol biologic.

5.2 Mecanismele biologice de determinare a sexului

Orice popula?ie оn forma sa tipic? este constituit? din indivizi de sex

?i vвrste diferite.

No?iunea de sex provine de la latinescul «seco» ceea ce оnseamn?

«despart». Sexul prezint? o comunitate de caractere ?i оnsu?iri ale

organismului ce asigur? reproducerea descenden?ei ?i transmiterea

informa?iei genetice urm?toarei genera?ii prin intermediul game?ilor. De

obicei caracterele ce determin? dimorfismul sexual se оmpart оn primare ?i

secundare.

C?tre caracterele primare apar?in toate particularit??ile morfologice ?i

fiziologice ale organismului care condi?ioneaz? formare a game?ilor ?i

contopirea lor оn procesul fecunda?iei. C?tre cele secundare apar?in a?a

particularit??i ale organismului care nemijlocit nu particip? оn procesele

de gametogenez? ?i fecunda?ie insa in mod indirect condi?ioneaz?

оmperecherea indivizilor de diferite sexe ?i оnmul?irea lor. Acestea pot fi

aripioarele оnot?toare la pe?ti, colora?ia penajului la p?s?ri, glandele

mamare la mamifere etc.

La unele specii de animale se deosebesc ?i caractere limitate de sex,

informa?ia genetic? despre care o poseda ambele sexe, оns? manifestarea lor

se produce numai la unul dintre acestea, de exemplu productivitatea de

lapte la taurine sau de ou? la g?ini. Exist? ?i a?a numitele caractere

cuplate cu sexul, care se transmit specific «cruce оn cruce», de la mam? la

fiu ?i de la tat? la fiic?, dat fiind faptul c? genele ce le determin? sвnt

localizate оn cromozomul X ?i care nu au analogul lor оn cromozomul Y.

C?tre acestea apar?in culoarea ro?ie a ochilor ?i galben? a corpului la

drosofil? daltonismul ?i hemofilia la om etc.

Avвnd оn vedere c? caracterele cuplate cu sexul se transmit altfel decвt

cele autosomale, c? frecven?ele lor оn popula?ii se determin? dup? alt

principiu ?i, оn general, c? dimorfismul sexual joac? un rol important оn

multe procese ce controleaz? structura genetic? a popula?iilor, ar fi

necesar s? facem o privire retrospectiv? asupra celor mai r?spвndite

mecanisme de determinare a sexului. Оn primul rвnd trebuie de men?ionat c?

existen?a a dou? sexe asigur? sporirea variabilit??ii genetice din contul

recombina?iilor, iar indivizii ap?ru?i prin оnmul?irea sexuat? au mai multe

avantaje оn lupta pentru existent?. Sporirea fondului variabilit??ii

ereditare intensific? selec?ia natural? , o face mai efectiv?. Totodat?

existen?a a dou? sexe condi?ioneaz? izolarea reproductiv? ce favorizeaz?

apari?ia speciilor noi, deci оnlesne?te ?i progresul evolutiv.

Оn dependen?? de momentul determinarii sexului оn ontogenez? se deosebesc

3 grupe de organisme:

1 - cu determinare progamic?; determinarea se produce pвn? la fecunda?ie.

C?tre aceast? grup? apar?in formele heterogametice, femelele c?rora

formeaz? dou? tipuri de ovule: mai mari, din care dup? fecunda?ie apar

femele, ?i cu dimensiuni mai mici din care apar masculi. Acest tip de

determinare a sexului e caracteristic, de exemplu, pentru Phyloxera.

2 – singamic?; sexul se determin? оn procesul fecunda?iei. C?tre acest

tip apar?in majoritatea organismelor: pe?tii, p?s?rile, mamiferele ?. a.

3 – epigamic? (metagamic?); determinarea are loc dup? fecunda?ie, оn

timpul diferen?ierii embrionare. E tipic? pentru viermele de mare Bonellia

viridis, la care femelele sunt de dimensiuni mari, iar masculii - foarte

mici paraziteaz? оn ele ?i le fecundeaz?. Larvele care apar ?i plutesc

liber оn ap? se transform? оn femele, iar cele care se aga?? de trompa

femelei - оn masculi. оn cazul cвnd o astfel de larv? este оnl?turat? de la

femela-mamв si se dezvolt? separat, ea devine intersex. Din punct de vedere

evolutiv acest tip, probabil, este cel mai primitiv ?i depinde mai mult de

condi?iile mediului. Nu este exclus c? оn aceste cazuri femela secret?

anumi?i «mediatori» care activeaz? preponderent genele ce controleaz?

diferen?ierea sexului mascul, ?i astfel ea regleaz? propor?ia indivizilor

de ambele sexe оn popula?ia local?.

5.3 Mecanismul cromozomial de determinare a sexului

Оn celelalte cazuri de singamie sex-ra?io e determinat de mecanismul

cromozomial ?i este egal cu 1:1. Acest raport ne aminte?te segregarea la

оncruci?area. monohibrid? de analiz?, cвnd unul dintre p?rin?i este

heterozigotat, iar cel?lalt homozigotat dup? alelele recesive:

( Aa x ? aa

(

2 Aa : 2 aa

1 1

Deci, dac? raportul dintre cele dou? sexe este de 1:1, оnseamn? c? unul

dintre p?rin?i dup? con?inutul cromozomilor sexuali trebuie s? fie

homogametic (s? formeze numai un tip de game?i), iar cel?lalt -

heterogametic (s? produc? dou? tipuri de game?i).

Cercet?rile citologice au demonstrat, c? la genul de plo?ni?e Protenor o

jum?tate dintre spermatocite con?ine 7 cromosomi, iar alta numai 6.

Cromozomul оn plus a fost numit X. La alt gen de plo?ni?e Lygaeus toate

spermatocitele con?ineau cвte 7 cromozomi, оns? unul dintre ei se deosebea

atвt dup? form?, cвt ?i dup? dimensiuni, de acea el a fost numit y -

cromozom. Ovulele la ambele genuri tot con?ineau cвte 7 cromozomi, inclusiv

cromozomi - X. Perechea de cromozomi dup? care se deosebeau оntre ei

masculul ?i femela ?i care determin? sexul au fost numi?i de c?tre E.

Wilson оn 1908 cromozomi sexuali. Deci оn ambele cazuri un sex va fi

homogametic (XX), iar altul - heterogametic (XO sau XY) ?i оn ambele

cazuri segregarea dup? sex va fi оn raport de 1:1 dup? cum urmeaz?:

( XX x ? XO ( XX x ? XY

( (

2 XX : 2 XO 2 XX : 2 XY

1 1 1 1

Cercet?rile ulterioare au demonstrat c? sexul heterogametic poate fi nu

numai cel mascul, ci ?i cel femel. Astfel, prin analiza genetic? s-a

constatat c? la p?s?ri (g?ini) sexul femel este heterogametic. Оns?

morfologia cromozomilor nu era оnc? studiat? de aceea sa propus ca ei s?

fie оnsemna?i prin Z (оn loc de X) ?i W (оn loc de Y). Actualmente, cвnd s-

a constatat c? Z ?i W- cromozomii prin nimic func?ional nu se deosebesc de

cromozomii X ?i Y, aceast? semnifica?ie a lor nu se mai e оn seam?.

Generalizвnd datele cunoscute оn literatur? se pot eviden?ia patru tipuri

оn determinismul sexului:

1 - tip Drosophyla: (XX ; ?XY

E caracteristic pentru majoritatea speciilor: mamifere, inclusiv omul;

diptere (Drosophyla), unele specii de pe?ti s. a.

2 - tip Protenor: (XX; ?XO

ortoptere (greierii de cвmp), libelule, unele mamifere (cangur) ?. a.

3 tip - Abraxas : (XY; ?XX

p?s?ri (g?ini), tвrвtoare (?arpi), pe?ti, fluturi (vierme de m?tase) ?.

a.

4 - tip Lygaeus: (XO; ?XX

tвrвtoare (?opвrle), amfibieni (broa?te), fluturi (molii) etc.

Оn cazuri de partenogenez? determinismul sexual difer? de aceste tipuri

de baz?. Astfel, la albine regina poate depune atвt ou? fecundate, cвt ?i

ne fecundate. Din primele se dezvolt? albinele lucr?toare – (2n = 32, iar

din celelalte - trвntori: ?n=16.

Mecanismele determinismului sexual la plante sunt mai pu?in cunoscute ?i

cu mult mai dificil? este studierea lor. Aceasta se datore?te оn primul

rвnd faptului c? multiplele gene ce determin? sexul sunt localizate

preponderent оn autozomi. Diversitatea modurilor de оnmul?ire a plantelor

fac оnc? mai dificil? analiza genetic? a acestor mecanisme. Devierea оn

raportul segreg?rii dup? sex e obi?nuit? pentru toate speciile cu

determinare fenotipic? a acestuia. Astfel, la Arisaema japonica din bulbi

mari se dezvolt? plante cu flori feminine, iar din cei mici - plante cu

flori masculine.

Problema. despre sex-ra?io la plante poate fi pus? оn aceea?i form? ca la

animale numai оn dou? cazuri: la plantele dioice ?i la cele monoice

unisexuate. Dup? datele lui Westergaard (1958) mecanismul cromozomic e bine

cunoscut la pu?ine genuri de plante, printre care:

Canabis - (XX; ?XY

Fragaria - (XY; ?XX

Valisneria - (XX; ?XO ?.a.

Оn оncheierea acestui capitol trebuie de men?ionat, c? tot mai mult se

acumuleaz? date ce m?rturisesc despre natura bisexuat? a indivizilor unor

specii, ceea ce contravin teoriei despre rolul absolut al cromosomilor X ?i

Y оn determinarea sexului. Оnc? оn anul 1921 K. Bridges, studiind

am?nun?it dimorfismul sexual la Drosophyla a observat diferite forme de

trecere de la un sex la altul, numindu-le intersexe. El a descris ?i multe

cazuri de supersexe - super-femele ?i supermasculi, la care organele

reproductive erau hipertrofiate, оns? indivizii ca atare sterili. Studiul

citologic al indivizilor intersexuali a demonstrat o varia?ie vast? оn

coraportul dintre num?rul cromozomilor - X ?i a garniturilor de autozomi. S-

a constatat urm?toarea legitate: cu cвt indicele sexual X/A este mai mare,

cu atвt mai mult sunt exprimate caracterele femelei, ?i invers. De aici

reiese, c? sexul la Drosophyla este determinat de bilan?ul оntre cromozomii

- X ?i autozomi. Deci sexul prezint? un caracter poligenic, plurifactorial.

Genele, ce determina sexul femel sunt localizate оn cromozomul X, iar cele

ce controleaz? sexul mascul – оn autozomi.

5.4 Determinarea sexului la om

Determinarea sexului la om are loc оn corespundere deplin? cu mecanismul

cromozomal. Reie?ind din formula mecanismului cromozomal, sexul copilului

va depinde оnainte de toate de tat?, dat fiind faptul c? unirea diferi?ilor

lui game?i (X ?i Y) cu game?ii X ai mamei va pune оnceputul dezvolt?rii fie

a unei feti?e (XX), fie a unui b?ie?el (XY).

Teoretic, reie?ind din aceast? formula, ar trebuie s? se nasc? un num?r

egal de feti?e ?i b?ie?i. Statistica demonstreaz?, оns?, c? mai des se

nasc, totu?i , b?ie?i. Iat? cвteva exemple.

Оn momentul concep?iei se formeaz? aproximativ de o dat? ?i jum?tate ori

mai mul?i embrioni-b?ie?i decвt embrioni-feti?e. Dar оn primele luni de

sarcin? mor de 2-3 ori mai mul?i embrioni-b?ie?i, raportul dintre num?rul

de b?ie?i ?i feti?e n?scu?i mor?i este egal cu 125: 100, iar mortalitatea

infantil? este ?i ea mai ridicat? la b?ie?i.

Оn momentul na?terii raportul dintre num?rul de feti?e ?i b?ie?i e de 100

la 106. Spre vвrsta de 18 ani num?rul de fete ?i b?ie?i se echilibreaz?

(оnceputul alegerii miresei ?i a mirelui!). Spre vвrsta de 50 de ani la 100

de femei revin 85 de b?rba?i, iar la 85 do ani la 100 de b?trвnele revin

numai 50de b?trвni. A?a stвnd lucrurile, mai r?mвne de v?zut care este,

totu?i , sexul tare: sexul feminin este astfel nu numai frumos, ci ?i tare!

?i, totu?i , de ce se nasc mai mul?i b?ie?i? Cromozomul Y este оntrucвtva

mai mic decвt cromozomul X. Mult timp, оns?, nu s-a ?tiut dac? aceast?

deosebire оntre spermatozoizii «masculini» ?i «feminini» se r?sfrвnge

asupra aspectului lor.

Abia relativ recent, prin aplicarea unor metode perfec?ionate de

microscopie, s-a putut stabili c? exist? оntr-adev?r dou? variet??i de

spermatozoizi: unii au capul mic ?i rotund, iar la al?ii el este mai mare

?i u?or alungit. Biologul american L. ?ettlz a f?cut presupunerea c?

cromozomii Y sunt localiza?i оn spermatozoizii cu capul mai mic. Ei au o

mai mare vitez? de deplasare, de aceea ajung mai repede оn ovuli, ?i se

concep mai mul?i b?ie?i.

Trebuie remarcat faptul c? raportul de sex la nou-n?scu?i depinde ?i de

vвrsta mamei. Astfel, mamele оn vвrst? de 18-22 de ani nasc 100 de fete la

125 de b?ie?i, iar mamele оntre 38 ?i 42 de ani-100 de fete la 90 de

b?ie?i. Dup? toate probabilit??ile aceast? legitate este condi?ionat? de

modificarea, оn leg?tur? cu vвrsta, a mediului fiziologic ?i biochimic al

organismului feminin. Cele mai mic devieri оn direc?ia cre?terii sau

mic?or?rii acidit??ii, a alcalinit??ii ?. a. m. d. pot duce la crearea de

condi?ii care s? avantajele spermatozoizii de un tip ?i s?-i dezavantajeze

pe cei de alt tip.

Referitor, оns?, la mortalitatea ridicat? оn rвndul indivizilor de sex

masculin, fenomen propriu nu numai speciei umane, dar ?i majorit??ii

reprezentan?ilor lumii animale, putem construi doar ipoteze. Dar ne

оndoielnic este c? precump?nirea оn momentul concep?iei ?i оn cel al

na?terii a num?rului de indivizi masculini are o important? valoare

adaptiv?, care vine s? compenseze viabilitatea lor mai mic? ?i s? asigure o

egalitate numeric? оntre sexe anume c?tre momentul atingerii matur?rii

sexuale. La mamifere sexul masculin reprezint? partea activ? a speciilor

?i, оn consecin??, mortalitatea оn rвndul masculilor, ca urmare a luptelor

pentru supravie?uire dintre ace?tia, este mai ridicat? ca la femele.

La om sexele masculin ?i cel feminin sunt clar diferen?iate atвt оn ce

prive?te caracterele primare, cвt ?i cele secundare.

Dar uneori se оntвlnesc indivizi, care posed? caractere sexuale proprii

ambelor sexe (bisexuali). Grecii, care vedeau оn astfel de fiin?e o

оmbinare a b?rb??iei lui Hermes ?i a feminit??ii Afroditei, i-au numit

hermafrodi?i.

Adev?ratul hermafrodit ar trebui s? posede organele necesare pentru a se

autofecunda ?i, deci, s? fie оn acela?i timp ?i mam?, ?i tat?. Dar

organisme cu astfel de tr?s?turi anormale nu sunt cunoscute.

Ceva mai des se оntвlnesc indivizi numi?i pseudohermafrodi?i: la 1000 de

persoane revine 1 pseudohermafrodit. Ace?tia-ni?te intersec?i - sunt

оnzestra?i cu caractere sexuale secundare proprii ambelor sexe, caracterele

sexuale primare fiind distincte. Iat? cвteva exemple.

Оn 1935, оn timpul Jocurilor Olimpice, mare a fost surpriza pe care au

tr?it-o arbitrii, cвnd au aflat c? оnving?toarei оn proba de 800 m pr?ntr'o

interven?ie chirurgical? i-a fost redat? natura masculin?. Un an mai tвrziu

o atlet? de frunte din Anglia, recordman? la aruncarea discului, оn

rezultatul opera?iei a fost trecut? de asemenea оn categoria b?rba?ilor.

Оntr-un alt caz un sergent al armatei poloneze s-a dovedit a fi femeie ?i

apoi a n?scut un copil.

Оn celulele hermafrodi?ilor, de regul?, exist? doi cromozomi X, iar pe

unul din ei este fixat un fragment de cromozom Y. Dup? opinia savantului

american S. Voctel, aceasta nu este singura cauz? a hermafroditismului.

Nu este exclus c? оn anumite condi?ii factorii de mediu pot ac?iona оn

a?a fel asupra genelor cromozomului X, оncвt ele оncep s? determine unele

dintre caracterele proprii sexului masculin. Drept exemplu poate servi

boala de natur? cromozomal? numit? «feminizare testicular?» ?i manifestat?

prin fenomenul cвnd individul este femeie dup? aspectul exterior ?i b?rbat

dup? structura intern?. De aceast? boal? sufer? fiecare a 2000-ea femeie cu

genotipul XY. O astfel de femeie se poate c?s?tori f?r? ca so?ul s?-?i

poat? da sama de adev?rata ei identitate. Singurul simptom evident al

st?rii sale anormale o constituie sterilitatea. O astfel de femeie a fost

regina englez? Elizabet I, care, de?i n-a manifestat indiferen?? fa?? de

b?rba?i, totu?i, n-a avut copii.

Dar se poate prezice sexul viitorului copil? S-a dovedit c? se poate.

Astfel, savantul polonez F. Benendo a observat c? exist? o anumit? leg?tur?

оntre sexul viitorului copil ?i momentul concep?iei. Drept baz? pentru

aceast? constatare au servit datele pe care Benendo le-a ob?inut оn urma

anchet?rii a circa 40 mii de femei gravide ?i perechi conjugale. A ie?it la

iveal? o legitate curioas?. Astfel, dac? momentul concep?iei coincidea cu

ziua ovula?iei, cвnd ovulul matur este eliminat de ovar (de regul?, aceasta

se оntвmpl? оn a 12-14-ea zi de la оnceputul ciclului menstrual) оn 86,6%

se n??tea b?iat. Dac?, оns?, actul sexual se produce cu 4 zile mai devreme

оn 84,7% de cazuri se n??teau fete.

Pe baza acestei legit??i Benendo a prezis la 11 perechi conjugale sexul

viitorului copil ?i a gre?it numai оntr-un singur caz, iar la alte 11

perechi, care urmau indica?iile savantului, s-au n?scut copii anume de

sexul de care au dorit.

Dar cercet?rile savantului polonez nu s-au bucurat de apreciere. Ele nu

aveau o baz? riguros ?tiin?ific?, iar la оntrebarea prin ce se explic?

legitatea remarcat? Benendo n-a putut r?spunde.

Оntre timp experien?ele lui ?ettlz (despre care am pomenit) au demonstrat

c? spermatozoizii «feminini» sunt mai activi оn mediu acid, iar cei

«masculini» - оn mediu alcalin. Ginecologilor le este cunoscut faptul c? de-

a lungul ciclului de ovula?ie compozi?ia secre?iilor uterine sufer?

schimb?ri considerabile: pe m?sura ce se apropie momentul ovula?iei aceste

secre?ii cap?t? un caracter tot mai pronun?at alcalin mai favorabil pentru

spermatozoizii «masculini».

Cum vedem, aceste date conduc la aceea?i concluzie cu a statisticii lui

Benendo: dac? concep?ia se produce оn momentul ovula?iei, ?ansele na?terii

unui b?iat prevaleaz?.

Dar iat? cu ce rezultate s-au оncheiat cercet?rile profesorului de la

Universitatea din Paris J. Stolcovschi. Ancheta pe care a оntreprins-o la

134 de ferme din Normandia ?i care a cuprins 25653 de na?teri a demonstrat

c? surplusul de caliu оn alimenta?ie face s? sporeasc? probabilitatea

na?terii de vi?ei, iar surplusul de magneziu ?i calciu de vi?ele. La 82 de

ferme la o parte de vaci, timp de o lun? pвn? la fecunda?ie ?i o lun? dup?,

li s-a dat hran? cu diferite adausuri. ?i iat? ce rezultate s-au ob?inut:

la vacile care au primit hran? cu surplus de caliu s-au n?scut 7 vi?ei ?i 1

vi?ic?, controlul - de 2 ?i 2; la cele la care оn hran? li s-a ad?ugat

surplus de calciu ?i magneziu -1 ?i 9, controlul -2 ?i 3.

Profesorul Stolcovschi consider? c? aceste rezultate nu contravin datelor

ob?inute de ?ettlz. Totul const? оn faptul c? la ridicarea gradului de

aciditate celulele pierd caliul, iar la mic?orarea lui, din contra, оl

acumuleaz?. Prin aceasta ?i se poate explica na?terea cu prec?dere a

b?ie?ilor оn cazurile cвnd concep?ia se produce оn momentul ovula?iei,

proces, care coincide cu cea mai sc?zut? aciditate a secre?ilor uterine.

Ei, dar s? zicem, c? embrionul e deja оn stadiu de f?t ?i p?rin?ii vor

s? ?tie ce vor avea. Poate c? apare nevoia lu?rii unei decizii oportune. ?i

pentru asemenea situa?ie exist? metode de determinare a sexului viitorului

copil. Ele constau оn determinarea schimb?rilor din compozi?ia sвngelui

matern, оn studierea celulelor frotiurilor vaginale sau a cromozomilor

celulelor din lichidul amniotic. Ce-i drept, aceste metode sunt destul de

complicate, insuficient de exacte ?i pot fi aplicate abia spre sfвr?itul

sarcinii, cвnd, practic, nu mai prezint? nici o valoare. Оn schimb, metoda

elaborat? de C. V. Ciaciava, directorul IC? оn domeniul obstetrici ?i

ginecologiei al Ministerului ocrotirii s?n?t??ii din Georgia, asigur? o

precizie de ordinul a 94-97% ?i este aplicabil? оn orice perioad? a

sarcinii. Оn ce const? aceast? metod??

Pentru оnceput se va prinde o broasc?-mascul matur? din punct de vedere

sexual ?i i se vor injecta 2- 3 pic?turi de urin? luat? de la femeia

gravid?. Peste o or?-dou? din cloaca broa?tei, cu o pipet?, se va extrage

pu?in lichid ?i se va depune pe o lam? оn a?a fel оncвt s? vin? оn contact

cu doi electrozi metalici pla?i, uni?i cu un aparat generator de curent.

Sub ac?iunea substan?elor din urina femeilor gravide broasca elimin?

spermatozoizi care pot fi examina?i sub microscop. Оn cazul cвnd urina va

apar?ine unei femei care nu este gravid?, broasca nu elimin? spermatozoizi.

S? ne imagin?m c? fix?m microscopul ?i cupl?m curentul. Vom vedea una din

dou?: sau spermatozoizii se vor deplasa ?ov?itor ?i spre electrodul

pozitiv, ?i spre cel negativ, sau cu o vitez? crescвnd? se vor оndrepta cu

to?ii оntr-o parte ?i оn curвnd vor dispare din cвmpul nostru de vedere. Оn

primul caz este vorba de o prob? de spermatozoizi оnc?rca?i diferit, iar

fenomenul cel?lalt se produce atunci, cвnd se examineaz? o prob? de

spermatozoizi cu оnc?rc?tur? de un singur sens. Primul caz sugereaz?

na?terea unui b?iat, iar cel?lalt - a unei fete.

Оn cursul mai multor ani profesorul Ciaciava ?i colaboratorii s?i ?i-au

verificat cu toat? exigen?a metoda elaborat?. Au fost examinate peste 1000

de femei cu sarcini оntre a 8-a ?i a 40-ea s?pt?mвn?. Оn 95% din cazuri

prezicerile examinatorilor s-au adeverit f?r? gre?. De remarcat c? fiecare

femeie a fost supus? numai la o singur? prob? de examinare. Probabil, c?

prin dublarea probelor procentul previziunilor juste se poate ridica pвn?

la 100.

Оntr-un cuvвnt, datorit? acestei inova?ii omenirii i s-a pus pentru prima

oar? la dispozi?ie o metod? simpl? ?i sigur? de rezolvare a str?vechii

dileme «b?iat sau fat?». Dar nu va conduce acest lucru la оnc?lcarea

echilibrului dintre sexe? Speciali?tii consider? c? acest lucru ar avea

consecin?e tragice asupra destinului umanit??ii. Iat? ce scrie оn leg?tur?

cu aceasta renumitul demograf, profesorul D. Valentei: «Оnainte de toate

urmeaz? s? se stabileasc? dac? p?rin?ii vor da preferin?? vre-unui sex.

Spre deosebire de «obiectiva» natur?, p?rin?ilor nu le este indiferent cine

li se va na?te-majoritatea dau preferin?? b?ie?ilor... Dar a devenit de pe

acum limpede c? pentru biologia speciei umane raportul dintre sexe prezint?

importan??. Dup? toate probabilit??ile este important ca оntre sexe s?

domine un echilibru numeric sau o mic? superioritate numeric? a femeilor.

Оnc?lcarea arbitrar? a acestui raport оn favoarea sexului feminin poate

duce la cel mai r?u lucru - la degradarea lui Homo sapiens. S-ar оntвmpla

c? femeia оn calitate de membru al societ??ii ar suferi o involu?ie

enorm?...»

Iat?, оns?, c? publicarea оn «Literaturnaia gazeta» (19 iunie, 1974) a

rezultatelor unor cercet?ri sociologice a adus o limpezire a situa?iei. S-a

dovedit c? umanitatea nu este amenin?at? de nici un fel de deplasare spre

un sex sau altul. Aceasta fiindc?, de?i b?rba?ii prefer? s? aib? un fiu,

femeile doresc mai mult s? aib? o fiic?. Dac? mai оnainte, оn timpuri

patriarhale, na?terea unui copil de sex masculin promitea familiei anumite

avantaje economice sau sociale, ast?zi se pot pune mai multe speran?e pe

fiice: ele sunt mai ata?ate de p?rin?i ?i la b?trвne?e le acord? un mai

mare sprijin.

Exist? ?i alte considerente, de ordin psihologic, etic ?i medical оn

favoarea b?ie?ilor sau a fetelor, dar toate au o tr?s?tur? comun?:

simpatiile p?rin?ilor se repartizeaz? absolut egal. Dar, оn general, are

rost s? se recurg? la tot felul de metode de diagnosticare ?i de dirijare a

sexului uman? Suntem convin?i c? оi majoritatea cazurilor nu exist? nici o

nevoie de ele. Doar pentru orice femeie primul copil, indiferent de sexul

pe care оl va avea, este mult a?teptat. Iar necunoa?terea faptului cine se

va na?te este o surs? de emo?ii pl?cute. Cu atвt mai mult dac? оn familie

exist? doi-trei copii, de regul?, printre ei sunt reprezentan?i ai ambelor

sexe. ?i numai оn cazuri deosebite, cвnd оntr-o familie se nasc numai copii

de un singur sex, iar p?rin?ii о?i doresc ?i de cel?lalt, poate s? apar?

nevoia diagnostic?rii timpurii a sexului pentru a se putea lua o decizie

oportun?.

5.5 Ob?inerea sexului dorit

Fire?te, nu se poate considera c? un astfel de proces ca formarea sexului

s? fie controlat de o singur? pereche de cromozomi sexuali. Sexul este

controlat de оntregul sistem al genotipului, c?ci dezvoltarea lui presupune

elaborarea hormonilor corespunz?tori ?i diferen?ierea a diferitor ?esuturi.

A fost emis? ipoteza c? poten?ial fiecare zigot este bisexual, adic?

dispune de dou? variante de formare a sexului, dar anumite mecanisme

realizeaz? dezvoltarea unui singur sex.

Principalul factor al diferen?ierii sexuale sunt genele, care au sub

control nivelul secre?iei hormonale de natur? masculin? ?i feminin?.

Predominarea оn cursul dezvolt?rii individuale cвnd a secre?iei hormonale

masculine, cвnd a celei feminine duce la dezvoltarea de forme intersexuale.

Оn acest context hormonii sexuali masculini (androgeni) determin?

masculinizarea ovarelor, adic? apari?ia оn ele a unor celule sexuale

masculine, iar hormonii sexuali feminini (hormoni estrogeni ?i

progesteron?) feminizarea testiculelor, adic? formarea оn ele a unor celule

sexuale feminine.

Оn principiu poten?a bisexual? a organismului ofer? posibilitatea

schimb?rii direc?iei de dezvoltare a acestuia. Procesul propriu-zis al

diferen?ierii sexului se afl? sub controlul hormonilor secreta?i de

glandele endocrine, de c?tre stratul cortical ?i cel medular al

primordiului sexual, apoi ?i de c?tre glandele sexuale. La rвndul ei, оns?,

secre?ia hormonilor masculini ?i feminini este strвns legat? de activitatea

genelor specifice.

Despre rolul hormonilor оn determinarea ?i redeterminarea sexului vorbesc

urm?toarele date. Dac? unui animal i se vor extirpa ne cale operativ?

glandele sexuale, el nu numai c? devine steril, ci о?i pierde ?i a?a-

numitele caractere sexuale secundare, dup? care reprezentan?ii unui sex se

deosebesc de reprezentan?ii altuia. Un cuco? castrat о?i pierde facultatea

de a cвnta, aspectul caracteristic ?i creasta, atrac?ia sexual?, nu mai are

obi?nuita fire de b?t?u?. Arm?sarul iute se transform? оntr-un jugan, iar

taurul оnd?r?tnic — оntr-un bou impasibil la toate ?. a. m. d.

Experien?ele lui V. B. Savvateev au demonstrat c? la tratarea оnainte de

incubare a ou?lor fecundate cu hormon sexual feminin se constat? o

transformare a sexului masculin оn feminin. Dar aceast? schimbare are loc

numai оn stadiul embrionar, c?ci оn continuare genotipul este atotputernic

?i la pui se manifest? o revenire deplin? la sexul masculin.

Unul din remarcabilele exemple de redeterminare total? a sexului оn

ontogenez? a fost stabilit de T. Iamamoto оn experien?ele efectuate asupra

pe?tilor de acvariu.

Ca rezultat al ad?ug?rii de hormon sexual feminin (extrogen) оn ra?ia lor

alimentar?, to?i pe?tii determina?i genotipic ca masculi (X(), dup? fenotip

s-au dovedit a fi femele cu ovare normale ?i prezentвnd caractere sexuale

secundare proprii femelelor. Ei erau capabili s? se оncruci?eze cu pe?ti

normali. Acest exemplu sugereaz? una din c?ile de reglare artificial? a

raportului dintre sexe.

La om ?i la diferite mamifere redeterminarea hormonal? a sexului se

complic? din cauz? c? diferen?ierea sexului se produce оnainte de оnceputul

secre?iei hormonilor. De regul?, la vвrsta de 12 s?pt?mвni sexul

embrionului uman este clar exprimat.

Ve?i оntreba: nu se poate oare regula, dup? un plan dinainte stabilit,

ob?inerea sexului necesar оn zootehnie? Doar este absolut evident c? la

fermele avicole este preferabil? ob?inerea unui num?r mai mare de g?ini-

ou?toare, la rasele de carne de vite cornute mari - a taurilor, iar la

rasele de lapte - a vi?elelor. Da, se poate. Оn ultimul timp au fost

elaborate metode de separare a spermei оn game?ii componen?i X ?i (.

Aplicвndu-se tot odat? ?i larg cunoscuta metod? de оns?mвn?are artificial?,

se poate astfel realiza pe scar? industrial? ob?inerea unor animale de sex

dorit. Fire?te, оn asemenea cazuri au o importan?? deosebit? calit??ile

animalului reproduc?tor. Acesta este supus unui examen de stabilire a

constitu?iei sale genetice ?i, abia dup? ce se constat? c? el corespunde,

se folose?te оn calitate de donator de sperm?. Ea poate fi conservat? ?i

p?strat? timp оndelungat la temperaturi joase ?i folosit? cвnd este nevoie.

Putem vorbi de un exemplu clasic de ob?inere a sexului dorit la fluturele-

de-m?tase. Cu ajutorul razelor Rentghen ?i a temperaturii оnalte

academicanul B. L. Astaurov a ac?ionat asupra ou?lor viermelui-de-m?tase,

nimicind nucleele din ele, citoplasma r?mвnвnd, оns?, func?ional?. Aceste

ou? erau fecundate cu spermatozoizi normali ?i din ele cre?teau numai

indivizi masculini. Faptul prezint? o mare importan?? practic?, deoarece

gogoa?ele indivizilor masculini con?in cu aproape 30% mai mult? m?tase

decвt ale celor feminini.

Dar pentru scara larg? a industriei cre?terii viermilor-de-m?tase aceast?

metod? complicat? este nepotrivit?. ?i atunci geneticenii ?i-au adus

aminte de ideea profesorului A. S. Serebrovschii de a marca ou?le cu un

anumit caracter ereditar, legat de sex.

Ou?le viermelui-de-m?tase (numite ?i gren?) sunt de diferite nuan?e-mai

deschise ?i mai оntunecate. Dar culoarea nu le depinde оn nici un fel de

sex. Cu alte cuvinte, din ou?le de culoare deschis? se pot na?te ?i omizi-

femele ?i omizi-masculi. Este oare posibil ca culoarea s? ob?in? calitatea

de atribuit sexual?

Ideea era cu perspectiv?.

De acest lucru s-a apucat un alt savant - profesorul V. A. Strunicov. El

a reu?it pe calea restructur?rii cromozomilor, adic? a muta?iilor,

determinate de iradierea ou?lor de viermi-de-m?tase, s? realizeze o

«opera?ie» unic?. Оn cromozomii din nucleul celular se con?ine o gen?

responsabil? de culoarea ou?lor de viermi-de-m?tase. Exist? un cromozom

care determin? sexul viitoarei insecte. Dar ce se va оntвmpla dac? gena

care determin?, s? zicem, culoarea оnchis? a ou?lor de viermi-de-m?tase va

fi «plantat?» pe un cromozom care determin? sexul femel al insectei? Оn

acest caz din ou? de vermi-de-m?tase de culoare neagr? vor apare numai

omizi-femele. A?a judeca savantul.

El a supus radia?iei mii de ou?, le-a sortat dup? culoare ?i era atent s?

vad? ce-o s? ias? din ele. A?tepta s? se produc? muta?ia necesar?: genele

ambelor caractere ereditare (culoarea оnchis? ?i sexul femel) - s? se

stabileasc? оntr-un singur cromozom. ?i aceasta s-a produs.

Оn prezent cresc?toriilor de viermi-de-m?tase le este suficient s? vad?

culoarea ou?lor, pentru a putea spune ce o s? ias? din ele. Dac? ou?le sunt

оnchise, vor apare omizi de sex femel, dac? ele sunt deschise, se vor na?te

omizi de sex mascul. R?mвne doar s? fie alese cele de culoare deschis? ?i

se pot cre?te numai omizi-masculi, care produc mult? m?tase. Оn acest scop

inginerii au construit ma?ini automate speciale de sortare a ou?lor de

viermi-de-m?tase dup? culoare cu o productivitate pвn? la 140 de buc??i pe

secund?.

VI. GENETICA UMAN?

6.1 Variabilitatea genetic? ?i mo?tenirea caracterelor la om

Spre deosebire de alte etnit??i biologice, omul este o fiin?? biosocial?:

formarea lui s-a produs оn urma unui оndelungat proces de evolu?ie

biologic?, pe de o parte, ?i de dezvoltare social?, pe de alta. P?r?sind

lumea animal?, omul a r?mas parte a naturii.

Ca ?i la alte fiin?e vii, la om caracterele ?i оnsu?irile sunt

determinate de structuri genetice, iar transmiterea lor de la o genera?ie

la alta are loc conform legilor eredit??ii, descoperite de G. Mendel. De

asemenea, la om ca ?i la alte organisme, materialul genetic оl reprezint?

ADN-ul localizat оn cromozomi. Num?rul de cromozomi din celulele somatice

este egal cu 46, pe cвnd celulele sexuale con?in doar 23.

Оn cromozomii fiec?rei celule se con?ine informa?ia genetic? care asigur?

deosebirea fiec?rei fiin?e umane de bacterii, alge, melc, broa?te, vr?bii,

?oareci ?. a. m. d. Tot odat?, оn ele se mai con?ine informa?ia cu privire

la faptul cum va fi nuan?a pieii individului dat, culoarea ?i structura

p?rului, culoarea ?i t?ietura ochilor, forma nasului, grupa de sвnge ?i o

mul?ime de alte particularit??i morfologice, fiziologice ?i biochimice,

care deosebesc un om de altul ?i-l fac unic pe fiecare dintre noi.

S? оncerc?m s? exprim?m prin cifre volumul acestei informa?ii. Lungimea

tuturor filamentelor moleculelor de ADN din nucleul unei celule umane este

egal? cu circa patru metri. Dac? ar fi s? оntindem оntr-o linie dreapt?

toate moleculele de ADN din totalitatea celulelor unui om, lungimea lor

general? ar acoperi distan?a de la p?mвnt pвn? la soare.

Conform unor calcule aproximative, cromozomii fiec?rei celule umane

con?in cвteva milioane de gene. De aceea la om posibilit??ile

variabilit??ii combinative a caracterelor ?i оnsu?irilor sunt cu mult mai

mari decвt la alte specii biologice.

Numai operвndu-se cu cele 23 de perechi de cromozomi fiecare p?rinte

poate da teoretic aproximativ 10 miliarde de combina?ii ereditare.

F. Dobjanschii, eminent geneticiian american, a calculat c? chiar dac?

fiecare cromozom uman ar con?ine doar cвte o mie de gene, fiecare gen? ar

avea doar dou? variet??i (alele dominante ?i recesive) ?i atunci ar fi

posibil? existen?a unui num?r de indivizi cu combina?ii ereditare diferite,

care ar dep??i cu mult cantitatea tuturor electronilor din Univers.

Dun? cum vedem, segregarea ?i redistribuirea liber? a genelor

(recombinarea), care оnso?e?te formarea celulelor sexuale, precum ?i

caracterul оntвmpl?tor al fecunda?iei ovulului, constituie cauza colosalei

variet??i a oamenilor. Оn natur? nu exist? doi indivizi cu constitu?ie

genetic? identic?. Fiecare om are оn sine o garnitur? specific? de gene,

fapt care ?i face ca fiecare din noi s? se prezinte ca o etnitate

individual? ?i irepetabil?. Chiar ?i оntr-o familie cu mul?i copii p?rin?ii

remarc? оntotdeauna c? ei prezint? deosebiri - adesea foarte exprimate - оn

оnclina?ii ?i gusturi, оn tr?s?turi de caracter, оn particularit??i de

comportament ?i оn atitudinea lor fa?? de cei din jur - de?i ace?ti copii

tr?iesc оn condi?ii de via?? similare ?i sunt trata?i cu aceia?i afec?iune

de c?tre p?rin?i. Unul este zv?p?iat, altul оncet, unul e sociabil, altul

timid, unul e excesiv de pedant оn ceea ce prive?te cur??enia, altul e un

neвngrijit, unul st? ore оntregi pentru a monta un aparat de radio, iar

altul nu are nici cel mai mic interes pentru aparatele de radio ?i

me?tere?te diferite bibelouri artistice, unul s-a оnscris la facultatea de

fizic?, iar altul - la arte ?i aceast? enumerare poate continua la infinit!

Оn acela?i timp, chiar ?i din observa?ii dintre cele mai superficiale ?i

оntвmpl?toare, absolut cotidiene, descoperim la cutare persoan? anumite

similitudini cu cineva din reprezentan?ii genera?iilor genetice precedente

?i оn aceste cazuri spunem: «leit taic?-s?u», «copia bunicii». ?i, de

remarcat, aceast? asem?nare pe care o surprindem, ?ine nu numai de aspectul

exterior, ci ?i de tr?s?turile de caracter mo?tenite. Este tot atвt de iute

din fire ?i de ne оnduplecat sau moale ?i nehot?rвt, un fantezist ?i un

vis?tor sau este оnchis ?i irascibil, ca, s? zicem, tat?l sau bunicul.

S? examin?m acum principiul dup? care se desf??oar? la om mo?tenirea

unora dintre caracterele cele mai bine studiate. Mai jos prezent?m cвteva

exemple de caractere dominante ?i de caractere recesive, ce le corespund.

|Caractere dominante: |Caractere recesive: |

|Nas coroiat |- nas drept |

|Nas lat |- nas оngust |

|Nas lung |- nas scurt |

|Ochi drep?i |- ochi piezi?i |

|Ochi mari |- ochi mici |

|Ochi оntuneca?i |- ochi de culoare |

|Gene lungi |deschis? |

|P?r оntunecat |- .gene scurte |

|P?r cre? |- p?r deschis |

|P?r ondulat |- p?r ondulat |

|Piele smolit? |- p?r drept |

|Statur? joas? |- piele deschis? |

|Dreptaci |- statur? оnalt? |

| |- stвngaci |

Dac? unul din p?rin?i are p?rul de culoare оntunecat?, iar altul de

culoare deschis?, copiii vor mo?teni p?rul оntunecat. Dac? unul din p?rin?i

are ochi c?prui, iar altul alba?tri, urma?ii vor avea ochii c?prui„ chiar

dac? оn genotipul lor sunt prezente ambele tipuri de gene - dominant ?i

recesiv.

Оncepвnd cu genera?ia a doua, are loc segregarea caracterelor ?i din

aceast? cauz? оn fenotipul copiilor se manifest? nu numai caractere ale

p?rin?ilor, dar ?i caractere ale str?mo?ilor. Trei copii vor avea ochii

c?prui, a?a cum оi au p?rin?ii lor direc?i, iar unul оi va avea alba?tri -

ca ?i bunicul de exemplu.

Оn mod analog se mo?tene?te ?i capacitatea de a manevra mai u?or cu mвna

dreapt? sau cu cea stвng?.

Faptul merit? s?-i acord?m acum un interes mai am?nun?it.

Ne-am obi?nuit s? consider?m c? este normal cвnd mвna func?ionala este

cea dreapt?: oricum dreptacii constituie majoritatea absolut? (dup?

diferite evalu?ri – de la 89 pвn? la 94% din totalul popula?iei). Оn

acela?i timp cunoa?tem persoane pentru care func?ional? este mвna stвng?,

aceasta fiind tot atвt de operatorie cum este mвna noastr? dreapt?. Vom

ar?ta c? problema dreptacilor ?i a stвngacilor este strвns оmpletit? cu

istoria form?rii p?mвntului. Оn emisfera sudic? oamenii ?i-au f?cut

apari?ia mai tвrziu, nimerind aici оn condi?ii ecologice absolut noi. Doar

оn emisfera sudic? p?mвntul are o rota?ie de oglind? оn raport cu emisfera

nordic?. Se presupune c? prin acest fapt se explic? apari?ia stвngacilor...

Iat? cвteva date curioase: printre locuitorii fostei Uniuni Sovietice

num?rul stвngacilor constituie aproximativ trei procente, оn Bulgaria -

exact trei, оn Corsica, Sardinia ?i Sicilia-7, оn Fran?a-8, оn Australiea-

26, iar оn Africa de Sud-50%.

Interesant, c? aceast? оnsu?ire poate fi constatat? la copii оnc? cu

totul mici. Оn acest scop este suficient s?-i d?m copilului o foaie de

hвrtie ?i s?-l rug?m s? deseneze un cerc. Lua?i aminte оn ce direc?ie are

s? se mi?te creionul. Dac? se va mi?ca оn direc?ia acelor de ceasornic,

copilul va cre?te stвngaci.

Оn calitatea noastr? de p?rin?i faptul nu trebuie s? ne nelini?teasc?

prea mult. Ce-i drept, оn via?? un asemenea copil va оntвmpina o mul?ime de

mic incomodit??i. Toate aparatele de uz curent, оncepвnd de la foarfece ?i

terminвnd cu casele de la troleibuze sunt prev?zute pentru dreptaci. Оn

acela?i timp situa?ia de stвngaci ofer? ?i unele avantaje destul de

importante.

Este vorba de faptul c? preferin?a pe care o acord?m mвnii drepte sau

celei stвngi nu reprezint? pur ?i simplu o pl?cere a noastr?, explicarea

fenomenului fiind legat? de raporturile dintre emisferele dreapt? ?i stвng?

ale creierului. La majoritatea oamenilor tonul оn activitatea creierului оl

d? emisfera stвng?. Dar deoarece c?ile nervoase care merg spre creier la

оntrarea оn acesta este оncruci?at?, la astfel de oameni este mai puternic

dezvoltat? partea dreapt? a corpului. Оn schimb, la stвngaci emisfera

dreapt? ?i cea stвng? au aproximativ «drepturi egale». Centrele vorbirii

?i, оn general, ale gвndirii logice, emo?ionale, adic? tot ce ?ine de

sistemul al doilea de semnalizare sunt, de regul?, situate оn partea stвng?

a creierului. Emisfera dreapt? cuprinzвnd cu prec?dere gвndirea plastic?,

intuitiv?, legat? de procesele de crea?ie. De aceea nu este exclus faptul

c? stвngaci la care emisfera dreapt? este оntr-o m?sur? mai mic?

subordonat? celei stвngi sunt оnzestra?i poten?ial cu оnsu?iri creative mai

mari, de exemplu, оn art?. Se cunoa?te c? stвngaci au fost ?i Holben, ?i

Picasso, ?i Michelangelo, ?i Leonardo-da Vinci. Dar ?i оn alte domenii s-au

manifestat numero?i stвngaci vesti?i. S? ne amintim, de exemplu, de

Alexandru Macedon, de Carol cel Mare, de amiralul Nelson. Deci, dac?

micu?ul dumneavoastr? este (sau va fi) stвngaci nu face s? v? am?rв?i.

Este bine studiat? ?i predispozi?ia ereditar? la poliembrionie (sarcin?

multipl?). La 100 de sarcini se na?te o pereche de gemeni, adic? un

procent. fenomenul nu este de aceea оntвmpl?tor. Maximumul de na?teri de

gemeni revine la vвrsta de 26--30 de ani a mamei. Un record neobi?nuit оn

acest sens a stabilit o doamn? austriac?, so?ia unui oarecare Bernar

?ainberg. Ea a n?scut 69 de copii, de?i a avut numai 27 de sarcini. Cazuri

similare se cunosc ?i оn Rusia Оn cartea lui A. Ba?u?chii «Panorama Sanct-

Petersburgului, editat? cu mai bine de o sut? de ani оn urm?, g?sim

urm?toarele date.

Оn buletinul, trimis la 27 februarie 1782 la Moscova de la m?n?stirea

Nicolschii, jude?ul ?uisc, era оnsemnat faptul c? ??ranul Fiodor Vasiliev

din dou? c?snicii a avut 87 de copii. Prima so?ie оn 27 de na?teri a n?scut

de patru ori cвte patru copii, de ?apte ori cвte trei, de ?aisprezece ori

cвte doi - оn total 69 de copii. A doua nevast? i-a d?ruit de dou? ori cвte

trei copii ?i de ?ase ori cвte doi - оn total 18 Vasiliev avea 75 de ani,

iar оn via?? оi erau 83 de copii.

Оn acest caz, deoarece este vorba despre unul ?i acela?i b?rbat ?i de

femei diferite, caracterul «sarcin? multipl?» s-a transmis, probabil, pe

linie b?rb?teasc?.

6.2 Ereditatea grupelor sanguine ?i a factorului rezus (Rh)

Unul din caracterele ce se transmit constant din genera?ie оn genera?ie

este apartenen?a la cutare sau cutare grup? de sвnge. Sвngele este compus

din ser (un lichid transparent, cu o nuan?? g?lbuie) ?i diferite elemente

figurate (eritrocite, leucocite). Savan?ii au stabilit c?, оn dependen?? de

capacitatea eritrocitelor de a se aglutina оn granule sub ac?iunea unui ser

str?in, to?i oamenii pot fi оmp?r?i?i оn patru grupe.

Eritrocitele din sвngele de prima grup? sunt capabile s? se amestece cu

orice ser str?in f?r? s? formeze granule. Eritrocitele din sвngele de grupa

a doua se pot amesteca cu ser din propria grup? ?i din a patra, iar оn

amestec cu ser de grupa оntвia ?i a treia se aglutineaz?. Eritrocitele din

sвngele de grupa a treia se amestec? cu ser din propria grup? ?i din a

patra, iar оn contextul serului de grupa оntвia ?i a .doua se aglutineaz?.

Оn sfвr?it, eritrocitele sвngelui din grupa a patra se pot amesteca numai

cu ser de propria grup?.

Existen?a celor patru grupe principale de sвnge a fost descoperit? оn

anul 1900 de C. Land?tainer. Grupa de sвnge este format? de o singur?

pereche de gene. Apartenen?a cuiva la o grup? sau alta este determinat? de

prezen?a оn eritrocitele lui a proteinelor - antigeni. Land?tainer a

descoperit оn eritrocite doi antigeni. Pe unul l-a numit A, pe cel?lalt B.

Concomitent s-a stabilit, c? dac? оn eritrocite se con?in antigeni, serul

de sвnge con?ine alte particule de natur? proteic?, a?a numi?ii anticorpi

ce corespund antigenilor. De remarcat, c? antigenul A ?i anticorpul A,

antigenul B ?i anticorpul B sunt incompatibili: ei оntr? оn reac?ie,

eritrocitele, aglutinвndu-se, formeaz? trombi, care astup? vasele ?i pot

provoca moartea.

Оn eritrocitele din prima grup? nu exist? nici un antigen, de aceea ea

este оnsemnat? prin 1 (0), оn schimb, serul con?ine din bel?ug anticorpi A

?i B. Acestei grupe оi corespunde starea homozigotic? a genei recesive,

care determin? absen?a antigenilor din eritrocitele sвngelui - 00.

Оn eritrocitele din grupa a doua-II (A) - se con?ine antigenul A, iar оn

ser-anticorpul B. Ei оi corespunde sau o stare homozigotic? a genei

dominante AA, sau o stare heterozigotic? - AO.

Оn eritrocitele din grupa a treia -III (B) - se con?ine antigenul B, iar

оn serul de sвnge-anticorpul A. Aceast? grup? poate fi codificat? conform

homozigotului BB, sau heterozigotului BO.

Оn sfвr?it, оn eritrocitele din grupa a patra de sвnge-IV (AB) - se

g?sesc ambii antigeni, оn schimb, оn ser lipsesc complect anticorpii.

Aceast? grup? se determin? prin heterozigotul AB.

Descoperirea acestor patru grupe a contribuit la folosirea pe larg a

transfuziei de sвnge, f?cвnd aceast? procedur? practic inofensiv?.

Sвngele apar?inвnd primei grupe poate fi transfuzat oricui, оn schimb

pentru persoanele care au aceast? .grup? de sвnge se potrive?te numai sвnge

de grupa оntвia. Un bolnav cu grupa a patra de sвnge poate primi sвnge de

oricare alt? grup?, sвngele lui, оns?, poate fi dat numai unor persoane

avвnd sвngele de grupa a patra.

Оn acest cadru poate s? se i?te urm?toarea оntre-bare: dac? sвngele de

grupa 0 se poate transfuza unei persoane de grupa AB, de ce nu se poate

face ?i invers, adic? AB оn 0? Aici avem de a face cu un fenomen care

aminte?te diluarea cu ap? a acidului sulfuric. Оn nici un caz nu se toarn?

ap? оn acid sulfuric, deoarece reac?ia furtunoas? de оnc?lzire, ce are loc,

duce da оmpro?carea puternic? a acidului sulfuric, оn , schimb, la o

opera?ie invers?, cвnd acidul se toarn? оn ap?, solu?ia devine imediat

foarte diluat? ?i fenomenul оmpro?c?rii lipse?te. Оn mod analog se

procedeaz? cu sвngele, deoarece se ?ine cont, оn primul rвnd, de

propriet??ile eritrocitelor sвngelui transfuzat ?i nu de cele ale serului.

Cantitatea acesteia din urm? nu este mare ?i, fiind оn bun? parte dilu?t?

de serul primitorului (sau recipientului), ea nu poate s? aib? o оnrвurire

esen?ial? asupra eritrocitelor acestuia.

Dar cu toate m?surile de precau?ie, accidente se produceau. ?i cauzele

lor au fost dezv?luite abia peste un sfert de secol: оn eritrocite au fost

descoperite оnc? dou? proteine. Acestea au fost «botezate» M ?i N.

Antigenii M ?i N au generat alte trei grupe de sвnge - MM, MN ?i NN. Trecea

timpul. Оn eritrocitele diferi?ilor oameni se constatau noi ?i noi

proteine, iar num?rul de grupe de sвnge cre?tea ca ciupercile dup? ploaie,

a?a оncвt оn prezent se cunosc circa o sut? de antigeni ?i aproximativ

cinci sute de grupe de sвnge! Dar aceasta nu era totul.

S-a dovedit c? antigeni, care determin? o grup? sau alta de sвnge, se

con?in nu numai оn eritrocite, dar ?i оn serul sangvin. Оn afar? de

aceasta, ?i eritrocitele, ?i serul sunt оnzestrate cu fermen?i, avвnd o

structur? molecular? care difer? cu mult de la om la om. Оn prezent sвngele

a fost studiat dup? dou?zeci ?i dou? de sisteme eritrocitare, serologice ?i

fermentative. fiecare din ele cuprinde de la dou? pвn? la patruzeci de

grupe de sвnge. Din aceasta rezult? aproximativ 130 de caractere.

Coinciden?a tuturor acestora la doi oameni diferi?i practic este

imposibil?. Cu alte cuvinte, formula sвngelui fiec?rui om este individual?

?i irepetabil?, exact a?a cum unice sunt amprentele l?sate de degetele

diferi?ilor oameni!

Оn anul 1940 Land?tainer ?i Viner ?i-au propus s? compare propriet??ile

antigenice ale celulelor din sвngele uman ?i din cel al maimu?elor macaca-

rezus. ?i s-a constatat c? serul eritrocitelor mamiferelor aglutineaz?

eritrocitele majorit??ii oamenilor. Prin urmare, оn celulele majorit??ii

oamenilor se con?ine un antigen, care este prezent оn eritrocitele acestor

maimu?e. Antigenul оn cauz? a fost numit factor rezus (Rh). Cercet?ri

ulterioare au demonstrat c? exist? ?ase variet??i de baz? ale antigenului,

care ?i constituie sistemul antigenic Rh. Ace?ti antigeni se оnseamn? prin

literele latine CE, D, E, ce, d, e. Sunt considerate Rh-pozitive (Rh+)

persoanele ale c?ror globule ro?ii con?in principalul antigen al sistemului

- antigenul D. La оnceput aceast? descoperire p?rea s? nu aib? nici o

importan?? practica. Peste un an, оns?, a fost remarcat? o coinciden??

extrem de interesant?: ?i anume.

Dac? se c?s?tore?te un b?rbat Rh+ cu o femeie Rh-, copiii proveni?i din

aceast? c?s?torie prezint? destul de des cazuri de icter. Eritrocitele se

distrug ?i pigmentul din celule trece оn ser, colorвnd toate ?esuturile.

Uneori aceast? boal? (icterul hemolitic) poate fi extrem de grav? ?i se

оntвmpl? c? duce la moartea copilului. O parte din copii mor оnainte de a

se na?te, оn ultimele luni de sarcin?.

Dac? ambii p?rin?i sunt rezus-pozitivi sau rezus-negativi, adic? rezus-

identic complica?iile lipsesc. Ele lipsesc ?i оn cazul unei mame rezus-

pozitive ?i ale unui tat? rezus-negativ. Оn urma unui num?r mare de

observa?ii ?i cercet?ri a devenit limpede c? icterul hemolitnc la nou-

n?scu?i este determinat de incompatibilitatea Rh a mamei ?i copilului оnc?

de la stadiul de f?t.

Formarea factorului Rh este determinat? de gena dominant? D. Copilul

mo?tene?te numaidecвt caractere de la ambii p?rin?i. Dac? оn celulele sale

tat?l con?ine o gen? care determin? factorul Rh (DD sau Dd), оl poate avea

?i copilul, adic? poate fi ?i el pozitiv dup? acest caracter. Dezvoltвndu-

se оn organismul unei mame care este Rh- (dd), f?tul cu ereditatea tat?lui

elaboreaz? un atigen Rh, care nu exist? оn celulele ei. El p?trunde de la

f?t оn sвngele mamei, determinвnd formarea la ea a anticorpilor anti Rh.

Anticorpii forma?i, la rвndul s?u, p?trund оn sвngele viitorului copil,

aflat оnc? оn stadiu intrauterin. Ei alipesc ?i distrug eritrocitele. Оn

acest caz sau f?tul moare pвn? la na?tere, sau la nou-n?scut se dezvolt?

icterul hemolitic.

Оn prezent exist?, оns?, metode de salvare chiar ?i a copiilor proveni?i

din c?s?torii incompatibile dup? factorul Rh. Iat? programul de ac?iuni ce

urmeaz? a fi оnf?ptuite оn acest caz.

1. So?ii trebuie s? cunoasc? dac? sunt sau nu compatibili dup? factorul

Rh. Examinarea sub raportul Rh poate fi efectuat? de orice laborator

medical.

2. Unei femei Rh - nu i se va transfuza sвnge Rh+, aceasta pentru a se

evita aglomerarea anticipat? a anticorpilor.

3. Dac? mama este Rh-, iar tat?l Rh+, spre sfвr?itul perioadei de sarcin?

o astfel de femeie va trebui s? fie adus? cu cвteva zile mai оnainte la

maternitate. Aici, оnainte de na?tere sau dup?, i se va introduce ser

imunizat, care con?ine un num?r mare de anticorpi anti Rh. Copilului

ace?tia nu-i provoac? nici o daun?, оn schimb, provocвnd aglutinarea

antigenilor care au p?truns оn sвngele mamei оn timpul na?terii, ei vor

anula procesul imuniz?rii. Anticorpii introdu?i odat? cu serul peste 2-3

s?pt?mвni vor dispare din sвngele mamei, iar anticorpi proprii nu se vor

mai forma. Cel de-al doilea copil va fi оn afar? de orice pericol.

4. Dac? din anumite motive procedeele descrise mai sus n-au fost folosite

?i s-a produs o form? grea de icter hemolitic nou-n?scutului i se face

transfuzie de оnlocuire a sвngelui, adic? sвngele vechi este оnlocuit pe de-

a оntregul cu sвngele unui donator compatibil. Оn. acest fel din organism

sunt оndep?rta?i to?i anticorpii, elabora?i оmpotriva antigenului Rh, ?i

eritrocitele оnceteaz? de a se mai distruge.

5. Dac? pe parcursul sarcinii, cu mult оnainte de termenul normal al

na?terii, se formeaz? o concentra?ie primejdioas? de anticorpi, copilul mai

poate fi salvat prin opera?ie cezarian? ?i f?cвndu-i-se imediat o

transfuzie de оnlocuire a sвngelui.

Оn prezent genetica grupelor de sвnge ?i a factorului Rh este aplicat? la

rezolvarea unui ?ir de probleme medico-biologice, medico-juridice ?i de

alt? natur?.

6.3 Metodele de studiere a eredit??ii omului

Trebuie ar?tat c? studierea eredit??ii umane este legat? de anumite

dificult??i. La om nu pot fi aplicate metodele geneticiii experimentale,

utilizate pe larg оn zootehnie ?i оn cultura plantelor. Cele mai r?spвndite

metode aplicate la studierea eredit??ii omului sunt cea genealogic?, a

gemenilor ?i citogenetic?.

Metoda genealogic? const? оn studierea statistic? a genealogiei (a

arborelui genealogic) oamenilor оntr-un ?ir de genera?ii. Prin aceast?

metod? a fost stabilit caracterul transmiterii prin ereditate a multor

particularit??i umane, precum ?i natura genetic? a multor afec?iuni ca

hemofilia, alcaptonuria, fenilcetonuria, diabetul zaharat, albinismul ?i

multe altele.

Analiza genealogic? permite pronosticarea eventualit??ii mo?tenirii de

c?tre copii a diferitelor boli ereditare ?i, respectiv, de a se lua la timp

m?surile profilactice corespunz?toare.

Оn multe cazuri aceast? metod? ajut? la confirmarea leg?turilor de

rudenie dintre diferite genera?ii de oameni.

Drept exemplu poate servi urm?toarea оntвmplare. Оn anul 1914 оn Anglia

se repara catedrala ?riuberi. Lucr?rile erau conduse de un urma? al

primului duce al ducatului ?riuberi Jon Talbot, оngropat оn 1453 оn aceast?

catedral?. Acest Jon Talbot a fost o figura istoric?. El a luptat оmpotriva

Janei D'Arc ?i a murit de r?ni.

14 genera?ii оl оndep?rtau pe acest cavaler al veacului XV de urma?ul

s?u. Puteau oare genele eroului r?zboiului de o sut? de ani s? ajung? peste

cinci secole, pвn? la contemporanul primului r?zboi mondial?

Urma?ul lui Talbot a deschis sarcofagul str?mo?ului. ?i cu acest prilej s-

a constatat o dovad? incontestabil? a rudeniei lor, dovad? mult mai sigur?

decвt documentele genealogice vizate de notar: la unul din degetele

scheletului dou? falange erau concrescute оn una singur?.

Urma?ul ducelui t?iat de franceji le-a ar?tat martorilor mвna. Pe aceia?i

mвn? ca ?i la schelet, pe acela?i deget ca ?i la schelet, exact acelea?i

dou? falange ar?tau ca una singur?. Le-a concrescut gena dominant?, a c?rei

expresie fenotipic? poart? numele de simfalangie. Iat? оnc? o manifestare a

atotputerniciei genei, a eredit??ii!

Dup? acela?i tip dominant se mo?tene?te ?i brahidactilia, caracterizat?

prin scurtarea degetelor de la mвni. Manifestarea ac?iunii genei dominante

chiar оn prima genera?ie este folosit? cu rezultate bune оn expertiza

judiciar?. Astfel, оn anul 1921 оn Norvegia prin aplicarea metodei genetice

s-a repurtat un adev?rat triumf оn cadrul unui proces judiciar de stabilire

a paternit??ii.

Mama a doi copii nu putea prezenta judec??ii alte dovezi decвt asigur?ri

bazate pe jur?minte c? pвrвtul este fostul ei concubin.

Expertiza genetic? a stabilit c? ambii copii ca ?i pвrвtul sunt purt?tori

ai genei de brahidactilie, оn timp ce mama nu avea aceast? gen?. ?i

judec?torul a satisf?cut cererea mamei.

Hemofilia (incoagulabilitatea sвngelui) mai este numit? ?i boala regilor.

Pentru prima oar? оn descrierile dinastice fenomenul hemofiliei a fost

оnregistrat la fiul vestitei regine a Angliei Victoria. Dat fiind faptul c?

regii ?i ?arii se c?s?toresc numai cu regine ?i ?ari?e, aceast? boal?

ereditar? s-a r?spвndit оn rвndul familiilor domnitoare din Europa. A

suferit de hemofilie ?i fiul lui Nicolai II (Romanov).

Оn cazul acestei boli cea mai mic? leziune vascular? poate provoca o

hemoragie mortal?. «Vina» o poart? gena recesiv?, localizat? оn unul din

cromozomii sexuali X. De remarcat c? sufer? de aceast? boal? numai

b?rba?ii, de?i femeile sunt purt?torii acestei gene.

Оn unul din cromozomi X femeia respectiv? are o gen? «defectuoas?». Cel

de-al doilea cromozom X con?ine o gen? normal? (dominant?), care ?i asigur?

func?ionarea normal? ?i p?ze?te femeia de оmboln?vire. B?iatul pe care оl

na?te o astfel de femeie are 50 de ?anse din 100 c? va mo?teni gena

defectuoas?. Deoarece la b?rba?i exist? numai un singur cromozom X, iar

(cromozomul ( nu con?ine o gen? normal?, care ar dubla-o pe cea

defectuoas?, viciul pus оn cromozomul X se manifest? numai la b?ie?i, mai

exact la jum?tate din fiii n?scu?i de femei cu asemenea cromozomi.

Оn acela?i timp, jum?tate din num?rul total de feti?e, n?scute la

asemenea femei poart? un cromozom X, despre existen?a c?ruia nu afl? decвt

cвnd li se na?te un fiu, bolnav de hemofilie.

Cunoscвnd arborele genealogic al oamenilor la care se оntвlne?te aceast?

gen?, se poate astfel prevedea manifestarea bolii la genera?iile urm?toare

?i, fire?te, evita combina?iile lui nefavorabile оn homozigot.

Dup? acela?i tip ca ?i hemofilia este mo?tenit ?i daltonismul (miopie

coloristic?) -boal? de care suferea cunoscutul fizician ?i chimist Dalton

?i care se manifest? prin incapacitatea de a deosebi anumite culori, оn

special cea ro?ie de cea verde.

Daltonismul se оntвlne?te la 4 procente din b?rba?i, fapt care pe mul?i

оi оmpiedic? s?-?i aleag? profesia de ?ofer.

Femei daltonice se оntоlnesc de 200 de ori mai pu?ine decвt b?rba?i.

Femeia devine daltonic? doar оn cazul unei coinciden?e rare: cвnd ambii s?i

p?rin?i sunt daltonici. Оn schimb, dac? unul din p?rin?i este s?n?tos, ?i

fiica va fi s?n?toas?.

Metoda gemenilor const? оn studierea dezvolt?rii caracterelor la gemeni.

Se cunoa?te c? exist? dou? categorii de gemeni: bivitelini sau

pseudogemeni ?i univitelini sau gemeni adev?ra?i.

Оn cazul gemenilor bivitelini sunt fecundate simultan dou?, trei ?i mai

multe ovule, nu unul singur ca оn mod obi?nuit. Din zigo?i deosebi?i se

dezvolt? gemeni, sem?nвnd оntre ei ca ni?te fra?i obi?nui?i ?i nu ca ni?te

gemeni.

Uneori, оns?, dintr-un singur ovul fecundat se formeaz? doi sau mai mul?i

embrioni. Aceasta se produce atunci cвnd оn stadiile ini?iale de

dezvoltare zigotul se divizeaz? оn dou? p?r?i, din care оn continuare se

dezvolt? copii normali. Anume ace?ti gemeni se numesc univitelini sau

adev?ra?i. Ei au оntotdeauna acela?i sex, deci pot fi sau fete, sau b?ie?i

?i seam?n? оntre ei ca dou? pic?turi de ap?. Se cunosc cazuri cвnd gemenii

univitelini sunt foarte greu de deosebit unul de.cel?lalt Este un fenomen

explicabil, dat fiind faptul c? ei au unul ?i acela?i genotip, spre

deosebire de cei bivitelini, la care genotipurile sunt diferite.

Cв?iva ani оn urm? colaboratorii Institutului de genetic? medical? ?i ai

Institutului de medicin? II din Moscova au оncercat s? explice de ce оn

unele cazuri se nasc gemeni univitelini (monozigotici), iar оn altele -

bivitelini sau dizigotici.

Ei au examinat 259 de familii din Moscova ?i au ajuns la concluzia c?

num?rul de na?teri a gemenilor dizigotici este cu atвt mai ridicat cu cвt

mai... оnalt? este statura mamei. Aceast? probabilitate cre?te ?i оn

familiile оn care mamele au un serviciu legat de munca fizic?, precum ?i

acolo unde rela?iile dintre p?rin?i nu sunt tocmai bune. Оn acela?i timp

probabilitatea na?terii unor gemeni monozigotici cre?te odat? cu cre?terea

vвrstei tat?lui, оn familiile cu un regim alimentar mai calitativ ?i оn

acelea оn care mama a folosit оnainte mijloace anticoncep?ionale.

Toate aceste fenomene urmeaz? оnc? a fi explicate. Prezint? un mare

interes ?i urm?torul fapt: оn familia Dionn, de origine francez?, care

tr?ia оn Canada, s-au n?scut cinci gemeni univitelini, cinci feti?e. Ele

uimeau prin asem?nare. Pe baza asem?n?rii ?i deosebirilor dintre ele, s-a

putut stabili pвn? ?i modul оn care s-a produs divizarea ovulului fecundat.

Dup? prima diviziune a zigotului ?i formarea a doi blastomeri (celule

somatice) dintr-o celul?-fiic? s-au format altele dou? nepoate, de la care

au provenit Sesil ?i Annet. De la cealalt? celul?-fiic? ?i-au luat

оnceputul alte dou? nepoate, una dintre care s-a transformat оn Ivonn, iar

cealalt? celul?-nepoat? s-a divizat оn dou? str?nepoate, de la care au

provenit Emili ?i Mari.

Aceast? schem? a fost stabilit? pe baza faptului c? Sesil ?i Annet

sem?nau оntre ele mai mult decвt toate celelalte.

Acela?i lucru s-a constatat ?i оn cazul lui Emili ?i Mari.

Ivonn ocupa parc? o pozi?ie intermediar?. Tot odat? atвt Sesil ?i Annet,

cвt ?i Emili ?i Mari prezentau asem?n?ri exterioare perfecte-copii оn

oglind? una a alteia. Asem?narea оn oglind? se manifesta prin faptul c?

dac? unul din gemeni are o aluni?? pe obrazul drept, cel?lalt va avea una

identic?, situat? оn acela?i punct, dar pe obrazul stвng.

La vвrsta de patru ani ?i jum?tate toate cinci feti?e s-au оmboln?vit

brusc de tonzilit? ?i la toate li s-au scos amigdalele. Оn leg?tur? cu

aceasta se cere subliniat faptul c? gemenii univitelini sufer? оn 80- 90%

din cazuri simultan de acelea?i boli оn timp ce la bivitelini acest fenomen

lipse?te.

Comparвnd gemenii univitelini cu cei bivitelini, se pot face concluzii

despre rolul eredit??ii, pe de o parte, ?i rolul mediului оnconjur?tor, pe

de alta, оn dezvoltarea unor sau altor caractere, inclusiv ?i оn

dezvoltarea aptitudinilor intelectuale ale omului. Dar despre aceasta vom

vorbi mai оncolo.

Оn cazul dat o importan?? deosebit? o au observa?iile asupra gemenilor

adev?ra?i care tr?iesc оmpreun? sau nu, adic? оn condi?ii diferite.

Metoda citogenetic? a оnceput s? fie aplicat? pe larg abia оn ultimul

timp. Pe baza acestei metode au fost ob?inute numeroase date referitoare la

bolile cromozomice la om. Este suficient s? men?ion?m c? 25% din concep?ii,

din cauza unor deregl?ri cromozomale, se termin? cu avorturi spontane. ?i

chiar dac? un anumit num?r de astfel de copii suprave?uiesc, ei sufer? de

diferite defecte.

Prezen?a unor muta?ii cromozomale poate fi determinat? la studierea cu

ajutorul microscopului a cariotipului celulelor somatice. Оn acest scop

celulele sunt оn prealabil fixate (omorвte brusc) cu ajutorul unor agen?i

chimici speciali, apoi ele se coloreaz? cu ajutorul unor coloran?i

speciali, a?a оncвt cromozomii s? se disting? clar de contextul

citoplasmei, dup? aceea se preg?tesc preparate care sunt examinate sub

microscop. Toate devierile de la num?rul normal ?i structura normal? a

cromozomului se оnregistreaz? ?i pe aceast? baz? se fac concluziile

corespunz?toare.

Aceast? metod? ?i-a g?sit de asemenea o larg? aplicare оn diagnosticarea

timpurie a sexului viitorului copil, precum ?i оn serviciile de consulta?ii

medico-genetice, pe care urmeaz? acum s? le examin?m.

VII. GENETICA MEDICAL?

7.1 Ereditatea patologic? la om

«Оntr-un corp s?n?tos-minte s?n?toas?» spune un str?vechi proverb. ?i nu

оntвmpl?tor oamenii о?i ureaz? unul altuia оn primul rвnd s?n?tate deoarece

celelalte vor veni ?i a?a. De asemenea, оn mare parte fericirea dintr-o

familie depinde de s?n?tatea copiilor.

Numeroasele boli de care sufer? oamenii sunt clasificate, ca ?i

diferitele caractere ale organismelor, оn ereditare ?i ne ereditare.

Cu bolile ne ereditare medicina modern? se descurc? destul de u?or. Alta

e situa?ia оn ce prive?te bolile ereditare, deoarece оn acest caz poate fi

lecuit bolnavul, nu оns? ?i boala, cu alte cuvinte, este greu s? se

exclud? posibilitatea transmiterii bolii date genera?iei viitoare.

De aceea, cвnd оn familie exist? un copil cu o boal? ereditar?, p?rin?ii

lui vor, fire?te, s? ?tie dac? pot conta pe faptul c? viitorul lor copil va

fi s?n?tos sau el este amenin?at de aceia?i boal?.

Necunoscutul оi determin? s? se ab?in? de la procrea?ie, s? apeleze la

оntreruperea artificial? a sarcinii ?. a. m. d. Toate acestea provoac?

traume suflete?ti ?i adesea reprezint? cauza destr?m?rii familiei.

Dar medicul geneticiian, analizвnd situa?ia, poate s? оmpr??tie temerile

de prisos. Stabilind c? оn c?s?toria respectiv? exist? un mare risc de

оmboln?vire a copiilor, medicul poate ?i el s?-i sf?tuiasc? pe p?rin?i s?

se ab?in? de a procrea. Оn acest caz serviciile de consulta?ii medico-

genetice servesc profilaxiei r?spвndirii bolilor ereditare.

Conform unor calcule efectuate de savan?i, de boli ereditare sufer? pвn?

la 7% din popula?ia globului. Omenirea a ie?it оnving?toare оn b?t?lia cu

multe microorganisme-agen?i patogeni ai bolilor infec?ioase, apropiindu-se

nemijlocit de virusuri. Lupta cu bolile ereditare, оns?, abia оncepe. Mai

mult, se creeaz? impresia c? cercul bolilor ereditare se l?rge?te. Faptul

se explic? prin mai multe cauze.

Оn primul rвnd, bolile ereditare, pe fundalul dispari?iei epidemiilor de

cium?, variol?, holer?, care luau mii de ve?i, ?i cвnd am оnceput s? trat?m

mai eficient tuberculoza, pneumonia, dizenteria ?i numeroase boli de copii,

atrag, pur ?i simplu, mai mult aten?ia.

Оn al doilea rвnd, оn leg?tur? cu cre?terea duratei vie?ii se

оnregistreaz? mai frecvent unele boli complet sau par?ial ereditare, care

se manifest? la o vвrst? оnaintat? (hipertonie, glaucom? ?. a. m. d.).

Оn al treilea rвnd, datorit? dezvolt?rii industriei ?i tehnicii, au

ap?rut un mare num?r de mutageni. (substan?e nocive), care provoac? muta?ii

ereditare. Este vorba de diferite tipuri de radia?ie ionizant? (оncepвnd cu

cele care se formeaz? la explozia bombelor atomice pвn? la izotopii

radioactivi ?i dozele mari de raze Rentghen), de?eurile оntreprinderilor

chimice, care polueaz? apa, aerul ?i solul, unele pesticide, aplicate оn

agricultur? pentru combaterea d?un?torilor ?i bolilor plantelor ?. a. Anume

de aceea se subliniaz? оn permanen?? necesitatea rezolv?rii importantei

sarcini istorice, care este оncetarea experien?elor cu orice tipuri de arme

nucleare ?i neutralizarea оn plan global a fenomenelor secundare nocive

pentru om ?i natur?, generate de activitatea de produc?ie.

Оn prezent оn mediul ambiant exist? peste dou? milioane de diferi?i

compu?i chimici, iar anual sunt sintetizate nu mai pu?in de 250 de mii de

noi substan?e chimice. Multe din ele au o activitate mutagenic?, adic?

deterioreaz? aparatul genetic al organismelor, inclusiv al celui uman. Оn

ultimul timp s-a stabilit c? rol de mutageni pot avea ?i unele preparate

medicamentoase ?i de uz gospod?resc, folosite оn cantit??i excesive.

Folosirea f?r? control a medicamentelor, fumatul ?i consumul de alcool de

c?tre femeile gravide au o оnrвurire negativ? asupra dezvolt?rii f?tului.

Din acelea?i cauze atвt la femei, cвt ?i la b?rba?i se formeaz? adesea

game?i de valoare genetic? incomplet?.

Medicii ?i geneticiienii consider? c? la oamenii din prezent aproape 50%

din patologii (boli) sunt determinate de diferite deregl?ri оn aparatul

genetic. Calculele arat? c? fiecare individ este «posesorul» a circa 5-10

gene poten?ial d?un?toare.

Din cauza tulbur?rilor genetice din 130 de concep?ii una se оntrerupe

chiar оn primele zile, 25% se оntrerup la stadii mai оnaintate ale

sarcinii, iar din 40 de nou-n?scu?i unul se na?te mort.

Оn sfвr?it, conform calculelor existente, fiecare 5 nou-n?scu?i dintr-o

sut? prezint? defecte genetice manifeste, legate de muta?iile unor gene sau

ale unor cromozomi оntregi.

Pвn? la ora actual? au fost descrise circa 1500 de boli оntвlnite la om

?i condi?ionate de anumite tulbur?ri оn func?ionarea genelor. De cвteva din

ele am luat deja cuno?tin??. Dar exist? ?i a?a-numitele boli cromozomice,

legate fie de modificarea num?rului, fie de modificarea structurii

cromozomilor. Exist? aproximativ 500 de boli de acest fel.

La b?rba?i se cunoa?te demult sindromul lui Clinefelter - o boal?

caracterizat? prin faptul c? b?rba?ii afecta?i au o statur? оnalt?,

testiculele nedezvoltate, sunt sterili, оn majoritatea cazurilor la ei

constatвndu-se o dezvoltare a glandelor mamare, sunt anemici, cu ariera?ie

mintal?. Vina o poart? un cromozom X, care este оn plus (indicele sexual-

XX(). Frecven?a na?terilor cu aceast? boal? o constituie un caz la 400-500

de b?ie?i.

La femei este cunoscut sindromul Turner. Din cariotipul acestor femei

lipse?te un cromozom X (indicele sexual XO). Ele se caracterizeaz? prin

statur? mic?, gвt scurt, оncetinirea maturiz?rii sexuale ?i a dezvolt?rii

mintale. Frecven?a na?terilor cu acest sindrom este egal? cu un caz la 5000

de nou-n?scu?i de sex feminin.

?i la b?rba?i, ?i la femei se оntвlne?te sindromul lui Down. Оn celulele

bolnavilor se con?ine un cromozom оn plus, situat оn perechea 21 de

autozomi. Оn medie boala se оntвlne?te cu frecven?a de un caz la - 500-600

de nou-n?scu?i. Simptoamele ei sunt: statur? mic?, dimensiuni mici ale

capului, gur? оntredeschis?, anomalii оn organele interne, оn special la

inim?, ariera?ie mintal? puternic exprimat? ?. a.

Оn anul 1960 medicii-geneticiieni au stabilit c? (trizomia dup? un

cromozom din grupa D (trei omologi ,оn loc de doi оn perechile 13-15)

determin? astfel de defecte ereditare ca «buza de iepure» la nou-n?scu?i ?i

dehiscen?a palatului moale ?i a celui dur. Оn alte cazuri D-trizomia

conduce la dezvoltarea anormal? a ochilor, ajungвnd pвn? acolo, оncвt

copilul poate s? r?mвn? orb.

?i mai primejdioas? pentru organism este trizomia dup? unul din

cromozomii din grupa E (perechile 16-18). 50% din copiii cu acest defect

mor оn vвrst? de pвn? la dou? luni, alte 30% - pвn? la trei luni ?i doar 1-

2% tr?iesc pвn? la 10 ani.

La aceast? boal? copiii au foarte slab dezvoltat maxilarul inferior. Gura

copilului este mic?, uneori e atвt de mic? оncвt nou-n?scutul nu poate nici

m?car s? apuce sвnul mamei. Оn continuare copilul prezint? o insuficient?

dezvoltare a musculaturii. Оntr-o stare de dezvoltare incomplet? r?mвne ?i

creierul-copilul ajunge la vвrsta de 10 ani ?i tot nu poate vorbi.

Numeroase boli ereditare sunt legate nu numai de tulburarea num?rului,

dar ?i a integrit??ii cromozomilor. Rezerva de muta?ii d?un?toare de gene

?i cromozomi, acumulate de popula?iile umane, se nume?te povara ereditar? a

umanit??ii. Conform datelor statisticii medicale mondiale («Raportul

Comitetului de exper?i al organiza?iei Mondiale a S?n?t??ii (OMS) оn

genetica uman?», Geneva, 1965), povara genetic? a popula?iilor contemporane

se exprim? printr-o m?rime impun?toare: 7,5%. Aceasta оnseamn? c? din 5.5

miliarde de locuitori ai globului p?mвntesc peste 300 di milioane sufer? de

boli ereditare (anomalii). Cifra poate deveni ?i mai mare, dac? se va ?ine

cont de mortalitatea intrauterin?, care aproximativ оn 25% din cazuri

depinde de anomaliile cromozomice prezente la f?t.

7.2 Eugenica ?i genetica

Se na?te оntrebarea fireasc?: cum оi poate fi omenirii u?urat? povara

genetic? ?i ce trebuie f?cut оi acest scop? Оnc? оn anul 1883 F. Galton a

adresat оndemnul de a se crea o nou? ?tiin?? - eugenica - avвnd ca profil

asigurarea unei eredit??i bune, adic? ameliorarea speciei umane. El vroia

s? vad? viitoarele genera?ii s?n?toase fizic, prezentвnd оnalte calit??i

sociale. Sarcina eugenicii Galton o vedea оn studierea sub control social a

metodelor ?i mijloacelor cu care se va putea realiza оmbun?t??irea

particularit??ilor ereditare ale genera?iilor viitoare. El a pus problema

ac?iunii con?tiente a omului asupra оnsu?irilor viitoarelor genera?ii prin

reglarea c?s?toriilor.

Adep?ii lui Galton au emis оn continuare o serie de opinii, care sunt

cunoscute sub numele de eugenic? negativ? ?i pozitiv?. P?rta?ii eugenicii

negative considerau c? una din m?surile primordiale, care trebui luat?, o

constituie desf??urarea unei munci largi de l?murire оn rвndul popula?iei

pentru ca persoanele cu defecte genetice s? se ab?in? de a concepe. Tot

odat?, оn vederea excluderii procre?rii de c?tre persoanele la care se

presupun anumite defecte sub raport genetic, se proiecta sterilizarea

b?rba?ilor prin una din metodele care nu influen?eaz? asupra vie?ii

sexuale. Se preconiza de asemenea avorturi obligatorii оn cazurile cвnd

constitu?ia genetic? a unuia dintre p?rin?i condi?ioneaz? formarea unui

defect incurabil la copil.

Adep?ii eugenicii pozitive presupuneau c? scopuri-le lor pot fi atinse

prin realizarea unor m?suri cu caracter contrar. Una dintre cele mai

importante m?suri de acest fel urma s? aib? drept obiectiv sporirea

num?rului de na?teri оn familiile f?cвnd parte din clasele avute.

Expresia cea mai complet? ideile eugenicii pozitive ?i-au aflat-o оn

lucr?rile geneticiianului american G. Meller. El proiecta s? introduc? оn

practic? fecundarea artificial? a femeilor, folosind оn acest scop sperma

unor donatori special selecta?i.

De eugenic? au fost strвnse legate diferite teorii rasiale.

De acum оn anul 1870, оnainte chiar do proclamarea eugenicii, F. Galton

afirma оn cartea sa «Geniul ereditar» superioritatea albilor fa?? de negri,

englezii fiind, dup? opinia lui, sub raportul dezvolt?rii mintale cu dou?

trepte mai sus decвt negrii. Recunoscвnd diferen?ele dintre rase, Galton

considera c? reprezentntan?ii rasei superioare nu trebuie s? formeze

c?s?torii cu reprezentan?i al unei rase inferioare, deoarece оn acest fel

se produce o sc?dere a num?rului na?terilor de personalit??i eminente.

Оn special оn ajunul celui de-al doilea r?zboi mondial teoriile rasiale

erau оn vog?, ?i оn acest context Hitler a putut s? afirme c? rasa arian?,

dup? convingerea sa, este rasa cea mai superioar? ?i de acea celelalte rase

urmeaz? s? i se supun?.

Оn acest fel principiile eugenicii, care ini?ial urmau s? serveasc?

profilaxiei bolilor ereditare, ulterior au fost denaturate ?i folosite оn

scopuri dintre cele mai odioase.

Bazвndu-se pe faptul c? legile eredit??ii sunt aplicabile omului,

teoreticienii burghezi au оnceput (s? le dea interpret?ri mecanice,

ajungвnd pвn? la teza absurd? c?, chipurile, nu condi?iile sociale dintr-un

stat sau altul оmpart oamenii оn boga?i ?i s?raci, оn diferite st?ri, ci

capacit??ile lor care, dup? opinia lor, depind complet de genotip.

Оn ??rile capitaliste fa?? de om au оnceput s? fie aplicate metode ale

selec?iei utilizate оn zootehnie.

Astfel, оn anul 1907 оn statul Indiana (SUA) a fost introdus? o lege

conform c?reia idio?ii, debilii mintali, delincven?ii-recidivi?ti urmau s?

fie supu?i unei steriliz?ri obligatorii.

Pвn? оn anul 1914 asemenea lege a fost introdus? оn alte 12 state din

SUA.

Оn Danemarca, оn virtutea num?rului mic al popula?iei ?i datorit?

faptului c? s-au p?strat c?r?i biserice?ti de sute de ani, s-a putut

stabili c? unele forme de debilitate mintal? se transmit prin ereditate.

Dat? fiind imposibilitatea realiz?rii ideii de a se face ca debilii

mintali s? оn?eleag? s? nu procreeze, ?i оn Danemarca оn anul 1929 a fost

introdus? legea cu privire la sterilizarea obligatorie. Mai tвrziu i-au

urmat exemplul Finlanda, Norvegia, Suedia ?i Elve?ia. Vom remarca faptul c?

legile avвnd ca scop reglementarea c?s?toriilor func?ionau cu mult оnainte

de apari?ia eugenicii.

Оn Rusia prima lege cu privire la aplicabilitatea selec?iei ?i la rasa

uman? a fost adoptat? оn anul 1722 pe timpul domniei lui Petru 1.

Legea se numea «Despre examinarea pro?tilor оn Senat». Pro?ti erau

considera?i cei de la care nu se poate a?tepta la «mo?tenire bun? ?i la

folos pentru stat». ?i de aceea persoanelor «...care nu erau buni nici

pentru ?tiin??, nici pentru serviciu militar nu se potriveau, s? se оnsoare

?i s? se m?rite nu li se va permite...»

Оn ??rile din Europa Occidental? era propagat? pe larg ideea c? la

c?s?torie perechile conjugale trebuie s? оmbine frumuse?ea fizic? cu

nivelul intelectual.

Cunoscutul savant rus ?i sovietic, unul din оntemeietorii revistei de

eugenic? оn Rusia, A. S. Serebrovschii scria оn leg?tur? cu aceasta: «Dac?

un de?tept о?i va alege o nevast? de?teapt?, prostul r?mas se va оnsura cu

proasta r?mas?; ?i mai e оnc? o оntrebare cine dintre ei va da o

descenden?? mai numeroas?? C? o nevast? de?teapt? nu va na?te pe оntrecute

cu una proast?, deoarece ea, fiind de?teapt?, nu va dori s? se transforme

оntr-o ma?in? de n?scut copii».

Оn acest fel opiniile despre faptul c? un so? eugenic trebuie s?-?i

aleag? o so?ie eugenic?, din punctul de vedere al geneticiii, nu pot duce

la nimic bun. Aceste metode genetice nu pot fi aplicate omului.

7.3 Consulta?iile medico-genetice

Considera?ii etico-morale ne silesc s? respingem categoric atвt metodele

sta?iilor de mont? de «оmbun?t??ire» a speciei umane, cвt ?i ideea lipsirii

prin lege a persoanelor cu povar? ereditar? de dreptul de a avea copii.

Chiar dac? ar fi s? se fac? abstrac?ie de moral?, din punct de vedere pur

?tiin?ific nu оntotdeauna se poate spune cu siguran?? care gene sunt «bune»

?i care «rele».

Bolile ereditare ale omului sunt оnc? insuficient studiate, de aceea

orice recomanda?ii privind оncheierea c?s?toriilor sunt nu numai anormale,

dat fiind faptul c? orice opresiune оn sfera vie?ii personale ?i a

c?s?toriei este inadmisibil?, dar pot ?i s? nu aib? efectul scontat. Se

?tie, doar, c? nu оntotdeauna la persoanele talentate ?i s?n?toase se na?te

o descenden?? de aceea?i valoare cu p?rin?ii. Plus de aceasta, calculele

demonstreaz? c? chiar dac?, оn pofida oric?ror principii ale moralei, s-ar

reu?i introducerea unor c?s?torii impuse, rezultatele experien?ei s-ar

manifesta abia peste cвteva secole. Oricum, bolile genetice continu? s? fie

o realitate ?i ele trebuie comb?tute. De acest lucru se ocup? оn prezent

genetica medical?.

Spre deosebire de eugeni?ti, care visau la оnmul?irea intens? a num?rului

de oameni talenta?i, genetica medical? se m?rgine?te la m?surile «eugenicii

negative benevole». Sarcina ei const? оn studierea cвt mai profund? a

bolilor genetice ?i elaborarea unor m?suri de profilaxie ?i tratament. Pe

baza sistemului de ocrotire a s?n?t??ii, constituit оn ?ara noastr?, оn

corespundere cu nivelul de dezvoltare a medicinii ?i gradul de preg?tire a

medicilor оn domeniul geneticiii, s-a creat o re?ea de servicii de

consulta?ii medico-genetice.

Scopul consult?rilor medico-genetice оn sens general-popula?ional o

constituie mic?orarea poverii eredit??ii patologice, iar scopul unui

serviciu concret de consulta?ii o constituie acordarea de ajutor familiilor

оn adoptarea unei hot?rвri juste оn problema оn cauz?.

S. N. Davidenco este primul medic care оn anii 30 a efectuat оn practic?

munc? de consultare medico-genetic?. El a remarcat pentru prima oar?

varietatea bolilor ereditare existente, fapt de care urmeaz? s? se ?in?

cont pentru a se putea just prognoza viitoarea genera?ie оn familiile cu

povar? ereditar?.

Serviciul de consulta?ii medico-genetice este o institu?ie de tip

policlinic?. Func?iile ei principale sunt urm?toarele:

1) Stabilirea pronosticului s?n?t??ii pentru viitoarea genera?ie оn

familiile оn care exist? sau оn care se presupune existen?a unor

patologii ereditare;

2) Explicarea оntr-o form? accesibil? a m?rimii riscului ?i acordarea de

ajutor p?rin?ilor оn luarea. de c?tre ace?tia a unei decizii;

3) Acordarea de ajutor medicului оn diagnosticarea boli ereditare, dac?

pentru aceasta sunt necesare metode genetice speciale de cercetare;

4) Propagarea cuno?tin?elor medico-genetice оn rвndul medicilor ?i ale

p?turilor largi ale popula?iei.

Este foarte important de a face ca o familie sau alta s? оn?eleag? sensul

consult?rii genetice, de a i se oferi familiei date sfaturile necesare оn

luarea unei anumite decizii. Оn esen??, aceasta e principala sarcin? a

medicului geneticiian, dar ob?inerea ca acest sfat s? fie urmat este din

sfera competen?ei serviciului de consulta?ii medico-genetice. Deciziile

urmeaz? s? le ia p?rin?ii оn?i?i.

Adesea recomandarea medicului-geneticiian este necesar? la adoptarea

hot?rвrii de c?s?torie. Faptul se refer? la cazurile оn care unul din

viitorii so?i fie c? are el оnsu?i o afec?iune ereditar?, fie c? o are

cineva dintre rudele lui.

Pentru a se putea 'face o constatare medico-genetic?, este important s?

se stabileasc? diagnosticul precis al bolii. La aceasta contribuie

examinarea minu?ioas? a arborelui genealogic ?i a rudelor bolnavului.

Sarcina primordial? a medicului geneticiian o constituie stabilirea

faptului dac? afec?iunea are un caracter ereditar sau nu. Dac? ea se

dovede?te a fi ereditar?, pentru a se putea aprecia just probabilitatea

apari?iei оn aceast? c?s?torie a bolilor ereditare, medicul are nevoie de o

imagine exact? a tipului de mo?tenire a afec?iunii date.

Astfel, оn cazul unei afec?iuni mo?tenite dup? dominant?, оn medie

jum?tate din copiii unui membru bolnav al familiei vor fi ?i ei afecta?i de

aceast? boal?.

Оn schimb, membrii s?n?to?i ai acestei familii nu au de ce s? se team?,

deoarece gena dominant? care condi?ioneaz? boala are o manifestare de o

sut? de procente.

Altfel stau lucrurile оn cazul consult?rii genetice a membrilor unei

familii оn care s-au constatat cazuri de boli mo?tenite recesiv.

Gena recesiv? mutant? poate оn cursul unei perioade lungi de timp,

r?mвnвnd оn stare heterozigotic? latent?, s? se transmit? de la o genera?ie

la alta, f?r? s? condi?ioneze dezvoltarea bolii. O asemenea stare dureaz?

pвn? nu se c?s?toresc doi purt?tori heterozigotici ai unei ?i aceleia?i

gene recesive.

Cвnd o asemenea c?s?torie se оncheie, pвn? la 25% din copiii proveni?i

din ea mo?tenesc gena recesiv? de la ambii p?rin?i, оn urma c?rui fapt ?i

are loc dezvoltarea unei afec?iuni recesive grave.

O alt? situa?ie: boala recesiv? s-a manifestat ?i p?rin?ii se adreseaz?

medicului-geneticiian pentru a afla probabilitatea na?terii la ei a unui al

doilea copil bolnav. Dup? examinare medicul le poate spune c? pentru

fiecare din urm?torii lor copii primejdia оmboln?virii reprezint? 25%. Pe

50% din copiii lor оi amenin?? primejdia de a fi purt?tori heterozigotici

ai genei recesive, ei fiind aparent s?n?to?i, ?i numai 25% din copii vor fi

absolut s?n?to?i ?i nu vor avea оn genotip nici o gen? recesiv?.

Оn mod cu totul firesc, soarta viitorilor copii оi nelini?te?te nu numai

pe p?rin?i, ci ?i pe rudele lor de sвnge.

Membrii unei familii оn care s-a produs deja dezvoltarea unei boli

recesive pot s? fi mo?tenit gena recesiv? de la un str?mo? comun cu al

bolnavului ?i s? fie purt?tori laten?i ai genei mutante.

Probabilitatea unei astfel de st?ri de purt?tor de gene recesive poate fi

calculat?, ea depinzвnd de gradul de rudenie. Aceast? probabilitate este

cea mai mare pentru fra?ii ?i surorile bolnavului оnsu?i (66,6%), pentru

fra?ii ?i surorile p?rin?ilor bolnavului (50%) ?i pentru copiii lor (25%).

De aceea trebuie evitate cu orice pre? c?s?toriile unor rude din familiile

оn care s-a manifestat deja o boal? recesiv?, deoarece este foarte mare

primejdia оmboln?virii copiilor n?scu?i din aceste c?s?torii.

Se cuvine s? amintim ?i despre un astfel de caz posibil, cum este

c?s?toria unui bolnav de o afec?iune ereditar? оnl?n?uit? cu sexul (de

exemplu, hemofilie) sau a uneia din rudele acestuia. Оntr-o asemenea

variant? gradul riscului оmboln?virii de aceea?i afec?iune a viitorilor

copii poate fi diferit оn diferite situa?ii, ?i anume: fiii bolnavului vor

fi s?n?to?i, iar toate fiicele lui vor mo?teni o gen? mutant?, оn urma

c?rui fapt jum?tate din fiii acestora (nepo?ii bolnavilor) vor fi afecta?i

de boala ereditar?, iar jum?tate din fiice (nepoatele bolnavului) vor

deveni, la rвndul lor, purt?toare ale unei gene mutante.

B?rbatul s?n?tos, care este rud? cu bolnavul, poate conta c? va avea o

descenden?? s?n?toas?.

Anume gradul de primejdie al afect?rii viitorilor copii de o boal?

ereditar? оn cutare sau cutare tip de c?s?torie ?i reprezint? obiectul

explica?iilor medicului-geneticiian, adresate persoanelor care оi solicit?

consulta?ii.

Dac? persoanele a c?ror c?s?torie prezint? un risc ridicat оn ce prive?te

na?terea unor copii afecta?i de vre-o boal? ereditar?, se c?s?toresc,

totu?i, copilul care li se va na?te va fi examinat f?r? оntвrziere de un

medic-geneticiian. Оn cazul descoperirii semnelor de оmboln?vire lui i se

va prescrie tratamentul corespunz?tor.

Dar pot fi lecuite oare bolile de acest tip? - ve?i оntreba. Doar pe

parcursul mai multor ani a dominat opinia cu privire la caracterul fatal al

bolilor ereditare, la imposibilitatea combaterii lor.

Din fericire, оi putem dezam?gi pe sceptici ?i pesimi?ti, deoarece

lucrurile nu stau a?a cum ?i le-au оnchipuit. Este necesar numai s? se

studieze profund cauzele fiec?reia dintre bolile ereditare ?i atunci aceste

boli vor ceda tot a?a cum au cedat la timpul lor ciuma, holera, variola,

apoi malaria, tuberculoza ?i alte boli infec?ioase.

Оn timpul apropiat cele mai reale ?i mai realizabile mijloace de

combatere a bolilor ereditare vor fi legate nu de оncerc?rile de a ac?iona

nemijlocit asupra aparatului genetic, adic? asupra cromozomilor ?i genelor

(este o perspectiv? mai оndep?rtat?), ci de «atacul» din alt flanc. Este

vorba de posibilit??ile schimb?rii radicale a condi?iilor de mediu оn a?a

fel, оncвt manifestarea unei eredit??i patologice s? fie imposibil?.

Aceasta este, de exemplu, calea de tratare a alcaptonuriei - o anomalie

ereditar? grav? legat? de metabolism. Persoanele cu un metabolism normal au

fermen?i care transform? substan?a alcapton formata оn organism ini?ial оn

acid acetilacetic, apoi are loc transformarea acestuia оn bioxid de carbon

?i ap?. La persoanele bolnave acest proces de transform?ri este tulburat.

Din cauza lipsei fermen?ilor (este deteriorat? gena care оi sintetizeaz?),

alcaptonul nu se descompune оn organism, ci este eliminat cu urina. La o

vвrst? timpurie boala se reflect? pu?in asupra st?rii de s?n?tate a

copilului, dar mai tвrziu, dac? nu se iau m?surile corespunz?toare, ea duce

la debilitate mintal?.

De altfel, diagnosticarea bolii este foarte simpl?: оn scutecul copilului

se pune o bucat? de hвrtie оmbibat? cu un reactiv special. A?a cum general

cunoscuta foi?? de turnesol devine ro?ie dac? se va picura pe ea acid, tot

a?a ?i hвrtia destinat? determin?rii alcaptonuriei о?i schimb? culoarea,

venind оn contact cu urina copilului.

Оn ce prive?te tratarea propriu-zis? a bolii, ea const? оn faptul c?

copilului bolnav se оnceteaz? de a i se mai da sвn ?i el este trecut la un

regim de diet? special, pe care va trebui s?-l urmeze ?i ulterior.

Restric?ia, dup? cum vedem, nu este prea оmpov?r?toare. Оn schimb, ea оl

scute?te complet pe om de consecin?ele tragice ale bolii.

Оn acela?i fel excluderea timpurie a laptelui din ra?ia copiilor

suferinzi de galactozemie, scoaterea fenilalaninei din alimenta?ia

bolnavilor de fenilchetonurie ?. a. m. d. asigur? persoanelor afectate de

aceste boli o dezvoltare identic? cu cea a persoanelor s?n?toase.

Bineоn?eles, оn asemenea cazuri prezint? o mare importan?? punerea la timp

a diagnosticului. Cu cвt el este pus mai devreme, cu cвt mai repede va

оncepe tratamentul, cu atвt mai mult folos va aduce bolnavului.

Оn cazurile cвnd defectul ereditar al organismului este datorat

insuficien?ei unei substan?e biologic active oarecare, atunci se poate

proceda la introducerea din afar? a compusului lips?. Astfel, prin

introducerea unei proteine speciale, care contribuie la sporirea

coagulabilit??ii sвngelui, este tratat? una din formele de tendin?? la

hemoragii (hemofilia A). O boal? destul de r?spвndit? este diabetul

zaharat, determinat? ?i ea оn mare m?sur? de factori ereditari. Cвteva

decenii оn urm? aceast? boal? ducea inevitabil la moarte rapid?. Savan?ii

au stabilit c? dezvoltarea diabetului zaharat este condi?ionat? de

insuficien?a оn organism a hormonului numit insulin?.

Folosirea insulinei оn tratarea diabetului zaharat nu numai c? a salvat

via?a a sute de mii de bolnavi, dar i-a ?i f?cut pe deplin ap?i de munc?.

Cel mai greu se trateaz? bolile cromozomice. ?i оntr-adev?r, s-ar p?rea

c? ce poate s? fac? medicul pentru un bolnav оn organismul c?ruia fiecare

celul? con?ine o garnitur? cromozomal? defect??

Dar ?i оn aceast? situa?ie s-a dovedit a fi posibil? acordarea de ajutor.

A fost deja acumulat? o anumit? experien?? оn tratarea bolnavilor cu

anomalii ale cromozomilor sexuali. De exemplu, aplicarea priceput? a

terapiei hormonale la femeile care au un singur cromozom X(X0) apropie оn

mare m?sur? aspectul exterior al acestor femei de cel al femeilor normale.

Este cunoscut cazul trat?rii cu metiltestosteron a unui tвn?r de 16 ani

avвnd sindromul lui Clinefelter ?i care mai tвrziu a lucrat оn calitate de

tehnician.

O bun? ac?iune are asupra bolnavilor cu sindromul lui Down nia?inamida.

Din p?cate, la etapa actual? de dezvoltare a ?tiin?ei bolile ereditare nu

pot fi vindecate definitiv. Surplusul sau lipsa de cromozomi din cariotipul

oamenilor, precum ?i genele defecte se transmit copiilor lor. Aceast?

оmprejurare este de natur? s? fac? ?i mai imperioas? necesitatea оnt?ririi

alian?ei dintre medici ?i geneticiieni pe calea spre descoperirea unor noi

metode ?i mijloace de izb?vire a omenirii de ereditate patologic?. Оn

leg?tur? cu aceasta nu este de prisos s? amintim gвndurile marelui fiziolog

I. P. Pavlov, sunвnd ca un testament, rostite la sicriul fiului s?u, care a

murit de cancer: «Medicii no?tri,-spunea I. P. Pavlov, - trebuie s?

cunoasc? la perfec?ie legile eredit??ii. Trebuie nimicit? оn r?d?cin?

posibilitatea transmiterii genera?iilor viitoare a bolilor cauzate de gene

patologice...» ?i «...traducerea оn via?? a adev?rului ?tiin?ific cu

privire la legile eredit??ii va ajuta omenirea s? scape de multe dureri ?i

nenorociri».

Consultarea medico-genetic? reprezint? o modalitate de aplicare оn

medicina practic? a realiz?rilor ?tiin?ifice din domeniul geneticiii,

constituind o form? specific? de asisten?? acordat? popula?iei, avвnd ca

scop profilaxia bolilor ereditare. Problemele care se isc? cu acest prilej

?in nu numai de sfera geneticiii medicale, multe din ele, aflвndu-se оn mod

tradi?ional оn competen?a psihologiei, sociologiei, dreptului, economiei,

demografiei.

Realizarea principiului profilaxiei оn medicin? nu poate fi deplin? f?r?

profilaxia bolilor ereditare, care se reduce оn fond la posibila limitare a

na?terilor de copii cu boli ereditare. Aceast? eliberare a comunit??ii

umane de povara muta?iilor patologice se cere оnf?ptuit? cu astfel de

metode care corespund pe deplin principiilor umanitare ale societ??ii

noastre.

VIII. DETERMINISMUL EREDITAR AL LONGEVIT??II

8.1 Gerontologia ?i genetica

Cunoa?tem deja ce reprezint? genetica ?i care este sfera ei de

preocup?ri, dar iat? despre gerontolojie mul?i dintre dumneavoastr? posibil

c? nici n-au auzit.

Cum adesea se оntвmpl?, denumirea cuvвntului provine din «montarea» a

dou? cuvinte grece?ti: gerontos-«b?trвne?e» ?i logos-«оnv???tur?».

Gerontologia se ocup? cu studiul mecanismelor ?i cauzelor оmb?trвnirii

organismelor. Оn schimb, istoria gerontologiei оns??i e departe de vвrstele

b?trвne?ii, num?rвnd doar cвteva decenii.

Оnceputul cercet?rilor aprofundate ale organismului aflat оn proces de

оmb?trвnire a fost pus prin studiile lui I. I. Mecnicov. Iar la baza

cuno?tin?elor moderne despre оmb?trвnire se afl? lucr?rile academicianului

A. A. Bogomole?-creatorul ?colii de gerontologie ?i organizatorul primei оn

lume conferin?e ?tiin?ifice оn aceast? problem?. Ea se numea semnificativ

«B?trвne?ea» ?i s-a desf??urat la Chiev оn anul 1938. Aproximativ peste 20

de ani discipolii ?i colaboratorii lui Bogomole? au creat, din nou la

Chiev, Institutul unional de gerontologie, care a g?zduit cel de-al nou?lea

Congres interna?ional de gerontologie din anul 1972.

Fiindc? vorbim de оmb?trвnire, este firesc s? se i?te urm?toarea

оntrebare: cвt poate ?i cвt trebuie s? tr?iasc? omul?

Iat? cвteva date ce-i caracterizeaz? pe longevivi. Mo?ierul maghiar P.

Zartai s-a n?scut оn secolul XVI ?i a murit оn secolul ...XVIII, tr?ind 185

de ani. Via?a conjugal? a maghiarilor Jon ?i Sarra Ravel a durat 147 de

ani: so?ul a murit оn vвrst? de 172 de ani, iar so?ia оn vвrst? de 164 de

ani. Este exemplul celei mai оndelungate ve?i conjugale. Albanezul Hudie a

tr?it 170 de ani, avвnd оn timpul vie?ii 200 de urma?i: copii, nepo?i,

str?nepo?i, str?-str?nepo?i ?. a. m. d.

Оn cartea sa «Prelungirea duratei vie?ii» A. A. Bogomole? citeaz?

urm?torul fapt cunoscut: la 31 iulie 1654 cardinalul d'Armaniac a v?zut un

b?trвn ce plвngea оn strad?. La оntrebarea din ce cauz? plвnge, b?trвnul a

r?spuns c?

l-a b?tut taic?-s?u. Mirat, cardinalul ?i-a exprimat dorin?a de a-l vedea

ne tat?l b?trвnului. ?i i-a fost dat s? vad? un b?trвn plin de via?? оn

vвrst? de 113 ani, care i-a spus c? ?i-a pedepsit fiul pentru lipsa de

respect fa?? de unchiul s?u: оl оntвlnise ?i nu-l salutase. Cвnd cardinalul

a intrat оn cas?, a v?zut un alt b?trвn оn vвrst? de 143 de ani - ?i el

plin de via??.

?i оn fosta URSS au fost оnregistrate cazuri de uimitoare longevitate.

Osetina Tense Abzieva a tr?it 180 de ani. Muslim ?iraliev-164, Ismail

Aitraliev- 160 de ani...

Vorbind despre durata posibil? a vie?ii omului, savan?ii numesc cifre

diferite: 120-150-180-200 de ani ?i mai mul?i. Оnc? marele biolog rus I. I.

Mecnicov, referindu-se la caracterul inepuizabil al rezervelor interne ale

organismului, spunea: «Moartea оnainte de оmplinirea a 150 de ani este o

moarte silit?».

Omul dispune de astfel de rezerve interne ?i for?e de ap?rare, care

permit s? se vorbeasc? nu numai de posibilitatea prelungirii duratei

vie?ii, оncetinirii procesului de оmb?trвnire, de care se ocup?

gerontologia, dar ?i de posibilitatea prelungirii perioadei de tinere?e, a

p?str?rii ei ?i chiar de reвntinerire. Aceste probleme sunt rezolvate de o

nou? ramur? a gerontologiei numit? juvenologia. Este vorba de p?strarea

tinere?ii, de prelungirea duratei vie?ii active ?i a activit??ii creatoare

a omului.

Gerontologia, juvenologia. Dar ce leg?tur? au ele cu genetica?

Lev Tolstoi a murit la 82 de ani de pneumonie. Ghiote a murit la 83 de

ani tot de pneumonie. Abia cu un an оnainte de moarte terminase partea a

doua a lui «Faust». Pвn? оn ajunul mor?ii ?i-a p?strat facult??ile

creatoare, capacitatea de munc?, capacitatea de a se pasiona. Ti?ian a

murit la 99 de ani de cium?. La vвrsta de 95 de ani el a terminat vestita

sa pвnz? «Hristos purtвnd coroan? de spini». Michelangelo a murit оn vвrst?

de 89 de ani, f?r? s? p?r?seasc? munca ?i fiind pasionat pвn? оn preajma

mor?ii, trecвnd de la sculptur? la arhitectur?, de la pictur? la compunerea

versurilor.

Englezul Tomas Parr la vвrsta de 105 ani a fost supus unei peniten?e

pentru concubinaj, la 120 de ani s-a c?s?torit din nou ?i a murit la 152 de

ani оntвmpl?tor din cauza supraalimenta?iei. La autopsie marele fiziolog ?i

embriolog Harvei n-a descoperit оn organismul lui modific?ri gerontice

serioase.

Оncepвnd studierea longevit??ii, colaboratorii Institutului de fiziologie

clinica al Academiei de ?tiin?e din Rusia au descoperit оn anul 1937 оn

оmprejurimile" ora?ului Suhumi 12 persoane оntre 107-135 de ani. To?i s-au

dovedit a fi plini de for?? ?i gazde ospitaliere.

Unul din ace?ti b?trвni, оn vвrst? de 107 ani, о?i nega cu оndвrjire

vвrsta, afirmвnd c? are numai 70. «Demascat» de oameni de-o vвrst? cu el ?i

de al?i martori, el a m?rturisit: «Vreau s? m? оnsor. Dar cine o. s? se

m?rite cu un b?trвn de 100 de ani? Cu unul, оns?, de 70 de ani se m?rit?

oricine».

Оn Georgia se bucur? de o larg? popularitate corul b?trвnilor de 100 de

ani, iar dansatorului L. ?aria la vвrsta de 112 ani i s-a acordat un premiu

special pentru cea mai corect? executare a unui dans.

Оn sport este cunoscut numele moscovitului Nicolai Zolotov, care, de?i

avea 85 de ani, continua s? participe la competi?ii oficiale de anvergur?,

ca, de exemplu, crosul de atletic? u?oar? organizat de ziarul «Pravda»,

cursa tradi?ional? pe distan?a de 30 de chilometri Tarasovca-Moscova ?. a.

Toate aceste date ?i altele similare ne ofer? certitudinea c?

posibilit??i poten?iale ale prelungirii termenului de via?? activ? exist?

?i trebuie c?utate doar c?ile de realizare a acestor posibilit??i

Оn acest sens genetica este chemat? s?-?i aduc? contribu?ia. Asupra

acestui aspect au st?ruit оn discursurile lor ?i participan?ii la cel de-al

9-lea congres de gerontologie din anul 1972.

8.2 Teoriile genetice ale оmb?trвnirii

Din timpurile lui Hipocrat au fost emise peste 200 de ipoteze ?i teorii

ale оmb?trвnirii. Dar abia оn prezent savan?ii au ajunse оn preajma

dezleg?rii tainelor mecanismului оmb?trвnirii, al rezolv?rii problemelor

prelungirii vie?ii.

Biologii au acumulat numeroase date despre schimb?rile ce se produc odat?

cu vвrsta оn organism, оn anumite celule ?i chiar оn molecule. Dar pentru

оn?elegerea esen?ei оmb?trвnirii lipse?te principalul: nu se ?tie care sunt

cauzele acestor modific?ri, ce este primordial ?i ce este secundar ?. a. m.

d.

S? ne oprim pe scurt asupra unor teorii genetice contemporane privind

оmb?trвnirea organismelor, teorii ce se bucur? de cea mai mare

popularitate,

Una din acestea afirm? c? b?trвne?ea, ca de altfel ?i dezvoltarea

individual?, este programat? оn genele organismului, оncepвnd cu prima lui

celul?.

Оn comunicarea f?cut? la congresul de gerontologie men?ionat B. F.

Vaniu?in a citat date experimentale care se refereau la teoria genetic? a

оmb?trвnirii. Оn ce constau aceste date? Оn faptul c? odat? cu vвrsta

num?rul de grupe metilice ale bazelor suplimentare din moleculele de ADN

scad. O astfel de legitate a fost constatat? la gorbu?? ?i la ?obolani: оn

ADN-ul din celulele somatice con?inutul de 5-metilcitozin? scade

aproximativ de 1,5 ori. Aceste grupe metilice condi?ioneaz? sinteza unor

fermen?i, sc?derea num?rului c?rora оnrвure?te asupra оntregii activit??i a

celulei vii. Оn acest fel «amprenta vвrstei» din celul? a fost pentru prima

oar? descoperit? оn оnsu?i ADN.

Este logic s? se presupun? c? procesul de оmb?trвnire este comandat de

programul genetic al celulei ?i din motivul c? durata vie?ii are оn mod

evident un caracter de specie. Doar to?i oamenii оmb?trвnesc, to?i

elefan?ii tr?iesc nu mai mult de 70-80 de ani, caii nu mai mult de 30-40,

cвinii ?i lupii-de 13-15 ani, pisicile-de 9-10 ani, ?oarecii ?i ?obolanii

tr?iesc aproximativ 3 ani.

Оn lumea plantelor exist? numeroase exemple ale unei durate a vie?ii

excep?ional de mare: mestecenii, plopii, cire?ii, vi?inii tr?iesc cвteva

sute de ani, iar pinii, ar?arii ?i stejarii-peste 1000 de ani. A fost

descris un baobab cu o vвrst? de peste 5000 de ani. Pe de alt? parte, la

unii microbi durata vie?ii este de cвteva zeci de minute...

Ar fi greu s? se contesteze c? ciasornicele biologice sunt оntoarse

оntotdeauna pentru un termen individual propriu fiec?rei specii, iar

diferen?ele specifice sunt determinate anume de gene: ?i dezvoltarea

embrionului, ?i apari?ia pe lume a nou-n?scutului, ?i toat? dezvoltarea lui

ulterioar?-pвn? la moarte...

La congres a vorbit ?i profesorul universit??ii Stenford (SUA) Leonard

Haiflic-unul din creatorii gerontologiei moderne. Haiflic ?i colaboratorii

s?i au demonstrat c? procesului de оmb?trвnire este supus nu numai

organismul оn ansamblu, dar ?i fiecare celul? aparte, chiar dac? acestea

sunt izolate ?i cresc оn eprubet?. Mai precis, a fost stabilit c? оn afara

organismului via?a celulelor este limitat?: dup? un anumit num?r de

diviziuni cre?terea оn continuare a culturilor de celule оnceteaz? ?i ele

per.

Pentru celulele umane num?rul critic de diviziuni este egal оn medie cu

50. De ce nici mai mult, nici mai pu?in, dar anume 50? - ve?i оntreba. Ce

parc? celulele «?in minte» prin cвte, diviziuni au trecut? La aceast?

оntrebare nu poate r?spunde pвn? una alta nici Haiflic оnsu?i. Dar se pare

c? celulele au, totu?i, «?inere de minte».

Haiflic a remarcat faptul c? celulele congelate pot fi p?strate оn azot

lichid aproape la infinit, iar fiind dezghe?ate ele оncep iar??i s? se

divid?.

Dar ce s-ar оntвmpla dac? ar fi s? fie dezghe?ate celule conservate dup?

ce au suferit, de exemplu, 10 diviziuni? Sau 20? S-a constatat c? celulele

decongelate se dubleaz? de atвtea ori, оncвt num?rul 'de noi diviziuni оn

sum? cu cele precedente s? fie egal cu 50! Dac? diviziunea este oprit? la a

dou?zecia mitoz?, celulele se vor diviza dup? decongelare de оnc? 30 de

ori. Dac? s-au realizat 10 mitoze, vor urma оnc? 40 de dubl?ri.

Aceasta оnseamn? c? celulele au оntr-adev?r memorie, ?in, deci, minte ce

li s-a оntвmplat mai оnainte ?i nu gre?esc la socoteal? pвn? ea nu se

оncheie!

Dar iat? o alt? оntrebare: ?in minte numai celulele congelate sau orice

fel de celule ale organismului viu?

Haiflic a recoltat celule de la oamenii оn vвrst? de la 20 pвn? la 87 de

ani ?i aceste celule se dublau оn cultur? de la 29 pвn? la 14 ori. Pe baza

a numeroase experien?e a fost stabilit? urm?toarea legitate: cu cвt

donatorul este mai оn vвrst?, cu atвt mai pu?ine dubl?ri se produc оn

celulele recoltate de la el. Celulele embrionului sufer? circa 50 de

diviz?ri, celulele unei persoane de 20 de ani aproximativ 30 ?. a. m. d.

Mai tвrziu au fost stabilite limitele de vвrst? ?i la celulele altor

tipuri de organisme. Dar la principala оntrebare-de ce moare celula?--nu s-

a g?sit un r?spuns, de?i au fost emise numeroase ipoteze.

Toate aceste ipoteze pot fi оmp?r?ite оn dou? grupe mari. Conform primei

grupe de ipoteze, оn celul? оmb?trвne?te nucleul. Conform celei de-a doua,

оn producerea fenomenului de оmb?trвnire particip? ?i citoplasma. Aceste

idei ?i-au propus s? le verifice оn continuare L. Haiflic ?i V. Rait.

S-a hot?rвt s? se procedeze la оntinerirea unei celule b?trвne,

introducвndu-se оn ea citoplasm? tвn?r?. Pentru aceasta s-au folosit celule

lipsite de nucleu (citopla?ti) care erau fuzionate cu celule оntregi. Оn

cursul experien?elor au fost fuziona?i citopla?ti «b?trвni» cu celule

«tinere», citopla?ti «tineri» cu celule «b?trвne», precum ?i «tineri» cu

«tinere», «b?trвni» cu «b?trвne».

Ultimele dou? variante au demonstrat c? celulele sufereau un anumit num?r

de diviziuni ?i apoi periau. M?surвnd, оns?, durata vie?ii ulterioare a

celulelor fuzionate оn primele dou? variante, autorii au ajuns la concluzia

c? ad?ugarea de citoplasm? «tвn?r?» nu spore?te durata vie?ii celulelor

«b?trвne» ?i invers, citoplasma «b?trвn?» nu o оmb?trвne?te pe celula

«tвn?r?». Prin urmare, dup? toate probabilit??ile «vвrsta» citoplasmei nu

determin? «vвrsta» оntregii celule (dat fiind faptul c? ea nu «hot?r??te»

de cвte ori s? se mai divid? aceasta оnainte de a peri). ?i de?i autorii

indic? asupra caracterului preliminar al rezultatelor ob?inute, ei оnclin?

s? acorde mai mult credit ideii c? fenomenul de b?trвne?e оncepe de la

nucleu.

Cine e, totu?i, «calculatorul» molecular al celulei? Colaboratorul

Institutului de epidemiologie ?i microbiologie al A? din Rusia A. M.

Olovnicov consider? c? mai degrab? este vorba de ADN.

Posibil c? celula deaceea ?tie cвte mitoze au avut loc оn ea, deoarece cu

fiecare diviziune scade lungimea ADN-ului, pe care оl con?ine, cu un anumit

segment. Cu alte cuvinte, celulele-fiice mo?tenesc molecule tot mai scurte

de ADN- A. M. Olovnicov a f?cut presupunerea c? la capetele ADN-ului se

afl? gene speciale de tampon, care nu con?in informa?ie, ci au doar

misiunea de a ocroti celula. Toate genele de importan?? vital? sunt dispuse

mai aproape de mijloc ?i atвta timp cвt ele nu sunt retezate, celulele

func?ioneaz? normal.

Оn procesul replic?rii ADN-ului celula sacrific? genele de tampon.

Fenomenul se desf??oar? probabil оn felul urm?tor. De fiecare dat? оn

procesul replic?rii nu este reprodus segmentul marginal al genei de tampon

?i dup? 30 de mitoze se pierd 30 de asemenea segmente, iar оn total gena de

tampon este compus? din aproximativ 50 de p?r?i. Ele toate sunt «bilele»

moleculare cu care celula face calcule.

Atвta timp cвt gena de tampon nu este epuizat?, celula func?ioneaz?

normal. Catastrofa оncepe s? se produc? atunci cвnd se ajunge la gena care

оi urmeaz?. Оn aceasta ?i const?, dup? opinia lui Olovnicov, cauza

primordial? a оmb?trвnirii.

Cu mai mult de zece ani оn urm? a fost exprimat un alt punct de vedere,

conform c?ruia fenomenul de оmb?trвnire este numit «catastrofa erorilor» оn

procesul biosintezei moleculelor: acumularea de erori duce la formarea de

proteine ?i de acizi nucleici defectuo?i, la tulburarea metabolismului ?i

la moarte.

?i оntr-adev?r, dac? оn molecula de ADN оn care este cifrat? informa?ia

cu privire la sinteza proteinei se produce vre-o dereglare (ca urmare a

iradierii sau ac?iunii unui virus patogen sau din alt? cauz?), se оncepe

sinteza unor molecule proteice cu defect. ?i precum o liter? gre?it culeas?

din matri?a tipografic? se repet? оn fiecare exemplar al unei publica?ii,

s? zicem cu un tiraj de 100 de mii, a?a ?i eroarea comis? оn molecula de

ADN va duce la sinteza a?a-numitelor proteine false, care se deosebesc de

cele normale ?i dup? structur?, ?i dup? compozi?ia elementelor-componente

?i, desigur, dup? ac?iune. Aceasta modific? la rвndul ei func?iile celulei.

La оnceput acestei ipoteze formulate de L. Orghel, nu i s-a acordat prea

mare aten?ie, dar apoi s-a dovedit c? ea este cвt se poate de conving?tor

fundamentat? de date experimentale.

S-a constatat astfel c? оntr-adev?r la оmb?trвnirea celor mai diferite

tipuri de celule se produc modific?ri оn proteine ?i anume: scade

rezisten?a la ac?iunea diferitelor valori de temperatur?, scade activitatea

?i se schimb? specificitatea fermen?ilor. Dar pвn? nu demult lipseau

dovezile оn favoarea faptului c? оn procesul оmb?trвnirii scade precizia

func?ion?rii sistemului informa?iei genetice.

Cercet?torii englezi S. Linn, M. Cairis ?i R. Holidei au оncercat s?

verifice ipoteza «catastrofei erorilor». Ei au hot?rвt s? vad? ce e

оntвmpl? cu ADN-polimeraza la оmb?trвnirea unei culturi de fibrobla?ti

umani. ADN-polimeraza asigur? p?strarea ?i transmiterea informa?iei

genetice, de aceea de precizia cu care lucreaz? acest ferment depinde

via?a, celulei.

Experien?a a constat оn urm?toarele. La оnceput s-a separat fermentul

aparte din culturi de celule tinere ?i b?trвne. Apoi acest ferment a fost

pus s? ac?ioneze, adic? s? sintetizeze ADN dup? o matri?? artificial?, a

c?rei compozi?ie nucleotidic? era cunoscut? exact. Apoi dup? compozi?ia ADN-

ului sintetizat s-a determinat precizia ac?iunii fermen?ilor ?i la aceast?

etap? a experien?elor s-a dovedit c? fermentul ADN-polimeraz?, separat din

celulele unor culturi b?trвne, gre?e?te de zeci de ori mai des!

R?mвnea neclar faptul ce trebuiau s? fie considerate aceste modific?ri:

cauz? sau, din contra, urmare a оmb?trвnirii. Teza de baz?, оns?, a

ipotezei cu privire la mic?orarea preciziei ac?iunii fermen?ilor оn cazul

оmb?trвnirii a fost demonstrat?. Aceast? certitudine explic? conving?tor

de ce la оmb?trвnire cre?te frecven?a muta?iilor ?i a anomaliilor

cromozomice.

Autorii lucr?rii consider? c? observa?iile lor permit o mai bun?

оn?elegere a mecanismelor apari?iei cancerului ?i a altor boli la vвrste

оnaintate.

Majoritatea cercet?torilor consider? c? toate presupusele explica?ii ale

оmb?trвnirii ?in de una din cele dou? teorii de baz?: a program?rii

genetice ?i a acumul?rii erorilor.

Relativ recent оn cadrul Institutului de gerontologie al A? din Ucraina

savantul V. V. Frolchis a elaborat оnc? o ipotez? a fenomenului de

b?trвne?e ?i anume ipoteza adapta?ional-regulatoric?.

Esen?a acestei ipoteze const? оn urm?toarele: deregl?rile din aparatul

genetic, ce conduc la оmb?trвnirea organismului, apar nu оn orice loc al

moleculei de ADN, ci, la оnceput, numai оn genele de reglare. Dup? cum se

?tie, exist? dou? tipuri de gene - structurale (оn ele este оnscris codul

de construire a proteinelor) ?i de reglare (un fel de оntrerup?toare care

conecteaz? sau deconecteaz? procesul de «citire» a informa?iei ADN). Cu

alte cuvinte, genele reglatoare dirijeaz? activitatea genelor structurale.

O analojie dintre cele mai simple: butonul cu care sunt f?r? sfвr?it puse

?i scoase din func?iune mii de relee, se defecteaz? primul.

V. V. Frolchis consider? c? din cauza defectelor primare оn genele de

reglare se produc muta?ii оn toate verigile metabolismului unor proteine.

Apoi, pe baza aceasta - modific?ri importante оn func?iile celulelor ?i ale

оntregului organism.

8.3 Perspectivele juvenologiei

A?a stau lucrurile cu teoriile. Dar оn practic? e posibil ca un

experiment privind prelungirea vie?ii s? izbuteasc?? Da, e posibil, de?i a

vorbi оn acest sene referitor la om e оnc? prematur. Оn schimb, s-a reu?it

ca printr-o diet? special? s? li se prelungeasc? durata ve?i» unor

?obolani.

Primele experien?e de acest fel au fost оnf?ptui-te de biologul american

C. Macchei; el a pornit de la o idee destul de simpl?: dac? s-ar putea

оncetini dezvoltarea unui organism printr-o ra?ie alimentar? special?, оn

acest fel se poate lungi durata vie?ii acestui organism.

Academicianul V. V. Nichitin оmpreun? cu colaboratorii s?i au dat оn

cursul a 100 de zile unor ?obolani hran? de re?inere a cre?terii, con?inвnd

multe proteine ?i vitamine, оn schimb avвnd un con?inut redus la maximum de

gr?simi ?i glucide. Ca urmare, protoplasma a suferit restructur?ri

serioase, amintind protoplasma unor animale de control mult mai tinere.

Dup? aspect exterior un ?obolan оn vвrst? de trei ani, ?inut la diet?, era

greu de deosebit de unul de control, avвnd vвrsta de numai trei luni.

Оn sistemul endocrin al ?obolanilor de experien?? au fost оnregistrate

muta?ii profunde. Astfel, la ?obolanii care оndurau foame ?i la cei de

control cantitatea de colagen (protein? fibrilar?) din ?esuturi era egal?;

оn schimb, la cei ?inu?i fl?mвnzi colagenul a r?mas la fel de elastic ca ?i

la animalele tinere!

Rezultatele acestor experien?e sunt interesante ?i importante: ?obolanii

?inu?i la diet? tr?iau cu 10-30% mai mult decвt cei de control.

De remarcat c? atunci cвnd dup? perioada de diet? fl?mвnd? animalelor li

s-au dat iar??i s? m?nвnce pe s?turate, particularit??ile organismului care

se conturaser? оn timpul experimentului s-au p?strat!

Se cunoa?te de asemenea c? sc?derea temperaturii corpului doar cu 1-2

grade promite sporirea duratei vie?ii cu 10-20 de ani. De exemplu,

musculi?a o?etului la o temperatur? a mediului ambiant de 30 de grade

tr?ie?te 15 zile, iar la 10 grade- 177 de zile.

Acestea sunt оntr-o prim? comparare posibilit??ile a doi factori

curativi: alimenta?ia ra?ional? ?i c?lirea termic?.

Se оn?elege c? cel mai ispititor este «s? se trag? de sforile» genetice

pentru a se putea corecta astfel оn programul genetic ceea ce este «scris

de la na?tere». ?i faptul nu este оntвmpl?tor. C?ci, de exemplu, s-a reu?it

o m?rire a duratei vie?ii, оnlocuindu-se o singur? gen?. S-au ob?inut deja

linii de ?oareci ?i insecte care tr?iesc de 2-3 ori mai mult decвt cei

obi?nui?i. Acestea ?i multe alte experimente, efectuate оn diferite

laboratoare din diferite ??ri, vin s? confirme posibilitatea oper?rii de

corect?ri оn «оnregistrarea» de program.

Fire?te, ar fi absurd s? se cread? c? procedвndu-se la o copiere a unor

astfel de experien?e se poate aplica ?i la om o recomanda?ie similar?. Dar

experien?ele sunt necesare ?i valoroase, c?ci pe baza lor se poate studia

extrem de complicatul mecanism biochimic .al оmb?trвnirii.

Noua direc?ie оn gerontologie se deosebe?te principial de cea

tradi?ional? prin faptul c? о?i pune drept sarcin? schimbarea pe cale

artificial? a оnsг?i termenelor оn care se produce instalarea b?trвne?ii ?i

a mor?ii la diferite specii. Se cere prelungit? nu perioada de b?trвne?e,

ci cea de maturitate, fapt care ar deplasa durata vie?ii departe de

limitele actuale.

Conform opiniei majorit??ii savan?ilor, singura posibilitate ne folosit?

de m?rire a duratei medii a vie?ii r?mвne оncetinirea proceselor de

оmb?trвnire.

Savan?ii ajung la concluzia c? deja оn viitorul apropiat la nivel genetic

se va putea realiza posibilitatea ac?ion?rii asupra organismului оn vederea

re?inerii proceselor de оmb?trвnire.

Faptul se explic? prin оmprejurarea c? ?tiin?a ia ob?inut succese

importante оn studierea codului genetic - unul dintre cei mai оnsemna?i

factori, ce determin? durata vie?ii. Ultimele descoperiri оn domeniul

biologiei moleculare ?i al geneticiii ofer? speran?a c? оn timpul apropiat

se vor putea realiza schimb?ri esen?iale оn programul genetic al

organismului.

Au fost adoptate programul ?tiin?ific complex «Mecanismele оmb?trвnirii,

elaborarea c?ilor ?i a mijloacelor de m?rire a duratei vie?ii». La

оnf?ptuirea lui particip? unele dintre cele mai mari institute de cercet?ri

?tiin?ifice ?i institu?ii de оnv???mвnt: Institutul de genetic? general? al

Rusiei, universit??ile din Moscova, Chiev, Harcov ?i altele.

De curвnd la Moscova a fost оnfiin?at Institutul de juvenologie, care

este chemat s? cerceteze ?i s? pun? pe o serioas? baz? ?tiin?ific? toate

cercet?rile care se efectueaz? оn ?ar? оn acest domeniu complex ?i

interesant.

A fost creat? o Asocia?ie mondial? оn problema «Sporirea artificial? a

duratei specifice a vie?ii oamenilor», din care fac parte ?i savan?i din

?ara noastr?. Оn adresarea c?tre to?i savan?ii din lume, pe care a adoptat-

o, se spune: «...e timpul s? recunoa?tem cu оndr?zneal? c? numai datorit?

miopiei noastre ?tiin?ifice b?trвne?ea continu? s? nimiceasc? oameni оn

vвrst? de 60-80 de ani. Am sc?pat prilejul de a le da la timp oamenilor

suplimentar zeci sau poate ?i sute de ani de via?? ?i acest fapt ne impune

acum obliga?ia de a ne dubla eforturile оn aceast? munc?».

Dar, nu e cazul s? ne lini?tim la gвndul c? savan?ii lucreaz? pentru noi

?i c? faptul ne scute?te de a ne preocupa de acest lucru. Prelungirea

perioadei de via?? activ? depinde de fiecare din noi. Vechile formule ale

s?n?t??ii-munca, odihna, practicarea sportului, bunele rela?ii cu cei din

jur, un mod de via?? moderat, renun?area la fumat, evitarea exceselor

alimentare, a abuzului de alcool ?i altele - r?mвn оn vigoare. S? ne

amintim de teza fundamental? a geneticiii: posibilit??ile poten?iale ale

genotipului se pot realiza numai оn condi?ii de via?? corespunz?toare.

Dup? cum a spus L. M. Suharebschii, directorul Institutului de

juvenologie, dac? omul duce de la na?tere un mod de via?? care corespunde

оntrutotul concep?iilor existente privind normele de psihoigien?,

eforturile fizice, igiena alimenta?iei, muncii ?i odihnei, el trebuie s?

tr?iasc? cel pu?in 150-200 de aii. ?i nu оntr-un viitor оndep?rtat, ci оn

prezent.

IX. REALIZ?RILE ?I PERSPECTIVELE GENETICIII

9.1 Genetica ?i fitotehnia

Una din c?ile de intensificare a produc?iei agricole a constituit-o

оnlocuirea soiurilor vechi de plante cu alte noi, mai productive. Cel care

s-a ocupat de realizarea оn practic? a acestei metode a fost academicianul

N. I. Vavilov-cunoscut? personalitate ?tiin?ific? оn domeniul geneticiii,

primul director al Institutului de cercet?ri ?tiin?ifice (IUC?) оn domeniul

fitotehniei.

Deoarece de calitatea soiului sunt r?spunz?toare genele ?i deoarece din

ele se pot ob?ine diferite combina?ii dorite, Vavilov a hot?rвt s?

organizeze prima оn lume colec?ie de gene, reunite оntr-o singur? genotec?.

Aceast? genotec? urma s? stea la dispozi?ia selec?ionatorilor-abona?i,

care vor putea elabora noi soiuri.

A?a s-a n?scut ideea de a se trimite din Rusia оn toate ??rile lumii

expedi?ii speciale оn vederea colect?rii de gene. N. I. Vavilov, adep?ii ?i

discipolii s?i au organizat circa 150 expedi?ii оn cele mai оndep?rtate

col?uri ale fostei Uniuni Sovietice ?i alte 50 оn diferite ??ri de pe toate

continentele.

Ca urmare a eforturilor depuse de aceste expedi?ii, precum ?i a

schimburilor оndelungate de probe de semin?e ?i material s?ditor cu

institu?ii ?tiin?ifice din toate ??rile, la IUC? оn domeniul fitotehniei a

fost creat? o colec?ie unic? de plante vii, care оn prezent num?r? peste

250 de mii de mostre, obiectivul fiind оn viitor s? se ajung? pвn? la 400

de mii de mostre.

Pe baza colec?iei, precum ?i datorit? aplic?rii pe larg a оngr???mintelor

minerale, a irig?rii, chimiz?rii ?i mecaniz?rii proceselor de cultivare a

culturilor agricole, fitotehnia a atins оn prezent cel mai оnalt nivel din

istoria agriculturii. Cu ajutorul noului ritm tehnologic de cultivare

cвmpurile devin adev?rate «sec?ii de produc?ie», iar plantele - «ma?ini

verzi» de transformare a оngr???mintelor minerale оn hran? pentru om ?i

animale agricole.

Soiurile create se caracterizeaz?, оn primul rвnd, prin faptul c? la ele

este sporit? ponderea gr?un?elor оn raport cu masa general? a plantelor.

Savan?ii numesc aceast? оnsu?ire «recuno?tin?a» plantelor fa?? de

introducerea оngr???mintelor. Dar aplicarea unor doze mari de оngr???minte,

оn special azotate, a avut ?i consecin?e ne dorite: grвnele au оnceput s?

poligneasc?. De aceea, aproape concomitent оn toate ??rile, au оnceput s?

apar? soiuri cu tulpina scurt?, rezistente la polignire.

Fa?? de selec?ionatori о?i оnainteaz? preten?iile ?i mecanizatorii,

lega?i nemijlocit de cultivarea ?i recoltarea plantelor, care-?i doresc

soiuri la care fructele se coc concomitent ?i sunt amplasate cam la aceea?i

оn?l?ime.

Tot odat?, l?rgirea grani?elor agriculturii irigate a determinat o

sporire a bolilor micotice la graminee.

Acestea ?i alte numeroase exemple indic? asupra faptului c? nici tehnica,

nici chimia, f?r? modificarea eredit??ii plantelor nu pot s? rezolve cu

succes problema sporirii roadelor. De aceea geneticiienii ?i

selec?ionatorii trebuie s? ?in? cont de toate «preten?iile» ?i s? lichideze

consecin?ele ne dorite prin crearea de soiuri corespunz?toare.

S-au modificat ?i ritmurile activit??ii de selec?ie pe baz? genetic?.

Pвn? nu demult оnc? pentru ob?inerea unui nou soi de culturi cerealiere era

nevoie de • 12-14 ani, iar schimbarea lor de pe cвmpuri avea loc o data оn

20 de ani. Оn prezent situa?ia s-a schimbat. Perfec?ionarea continu? a

tehnologiei cultiv?rii plantelor impune crearea оn termen mai reduse a

noilor soiuri.

De exemplu, cultivarea unui astfel de soi оnalt productiv cum este

Bezostaea-1 da anual fostei URSS o produc?ie suplimentar? de mare valoare

din punctul de vedere al economicit??ii ?i nu este indiferent faptul c?

acest soi a fost ob?inut cu 2-3 ani mai devreme sau cu 2-3 ani mai tвrziu.

Оn rezolvarea acestor obiective un rol important i-a revenit geneticiii,

care la etapa industrializ?rii la care se afla produc?ia agricol? se

manifesta оn crearea de noi soiuri. Tot odat?, crearea acestor soiuri este

de ne conceput f?r? cunoa?terea profund? ?i exact? a legilor eredit??ii.

Оn ultimii ani genetica ?i selec?ia plantelor au оnregistrat un asemenea

progres, оncвt el a fost numit, pe bun? dreptate, «revolu?ia verde». C?ci

numai cu -20-30 de ani оn urm? pentru cele mai bune soiuri de grвu de

toamn? limita rodniciei o constituia 25-30 q/ha, iar оn prezent multe

soiuri de grвu de toamn?, avвnd un agronom corespunz?tor, asigur? ob?inerea

a cвte 60-70 q/ha ?i cвte 90-100 q/ha оn cazul irig?rii.

9.1.1 Hibridarea ca metod? de ob?inere a soiurilor noi

Care sunt, deci, metodele geneticiii ?i selec?iei care permit crearea

unor soiuri оnalt productive de plante de cultur??

Printre metodele destul de veci, dar bine оncercate, aplicate cu succes

оn prezent trebuie numit? hibridarea. Hibridarea ofer?' posibilitatea

оmbin?rii оntr-un singur soi a оnsu?irilor utile a dou? ?i mai multe forme

parentale. Prin aceast? metoda au fost deja create soiuri de culturi

cerealiere productive, cu boabe de calitate superioar?, rezistente la

factorii climatici nefavorabili, la boli ?i d?un?tori, la polignire ?i

scuturare. Dintre soiurile omologate de grвu aproximativ 60% sunt formate

prin hibridare.

O capodoper? a selec?iei o constituie soiul de grвu de toamn? Bezostaia-

1, creat de academicianul P. P. Luchieanenco. Acest soi cu tulpina scurt?,

cu paiul tare, care nu poligne?te la irigare, este tot odat? rezistent la

rugina brun?, galben? ?i de tulpin? ?i la iernare. El are o productivitate

оnalt?, iar f?ina ?i produsele preparate din ea sunt de calitate

superioar?. Ce оmbinare de caractere ?i оnsu?iri utile! Un adev?rat soi

«genial»!

Conform rezultatelor оncerc?rii interna?ionale a soiurilor, Bezostaia-1 a

fost apreciat drept cel mai bun soi de grвu de toamn? din lume.

Lucrвnd оn vederea cre?rii unor soiuri noi, ?i mai productive, de grвu,

P. P. Luchieanenco a оncruci?at Bezostaea-1 cu soiuri rezistente la

polignire din RDJ ?i a ob?inut soiurile оnalt productive de grвu de toamn?

«Avrora» ?i «Cavcaz» - cu tulpina scurt?, rezistente la polignire ?i boli

micotice, capabile s? dea roade de 70-80 q/ha.

Un loc deosebit оn selec?ia grвului de toamn? revin lucr?rilor

academicianului V. N. Remeslo. Оn cadrul IC? «Mironovschii» оn domeniul

selec?iei ?i seminologiei, el a creat un remarcabil soi sub aspectul

productivit??ii ?i calit??ii boabelor - Mironovscaia-808.

Savan?ii de la Institutul «Mironovschii» au creat o serie de noi soiuri

cu un ?i mai, ridicat poten?ial productiv. Este vorba de soiurile Ilicovca,

Mironovscaea-Iubileinaia ?i altelё, care dau o road? de 90-100 q/ha.

Veniturile de la introducerea lor, ob?inute оn curs de 3 ani, au оntrecut

de 1000 de ori cheltuielile pe care le-a necesitat crearea lor. Apoi pe

cвmpuri a оnceput s? fie sem?nat ?i grвul de toamn? «Prjevalscaia», care оn

condi?iile irig?rii d? roade de 110,4 q/ha.

O larg? aplicare au c?p?tat la graminee lucr?rile de hibridare

оndep?rtat?. Оn cazul hibrid?rii оndep?rtate sunt оncruci?ate plante,

apar?inвnd unor specii ?i chiar unor genuri diferite (de exemplu, grвu ?i

secar?). Metoda permite introducerea оntr-o anumit? specie a caracterelor

altei specii, inclusiv a caracterelor unor specii s?lbatice. Aceasta

l?rge?te extrem de mult оmbinarea unor оnsu?iri productive valoroase.

Astfel au fost create un num?r mare de soiuri ca urmare a оncruci??rii

diferitelor specii de grвu, grвu ?i secar?, grвu ?i pir. Aplicarea

hibrid?rii оndep?rtate este legat? ?i de-un ?ir de dificult??i:

compatibilitatea proast? a p?rin?ilor, sterilitatea hibrizilor din prima

genera?ie. Оn cazul оncruci??rii unor plante de diferite specii оn hibrid

se оmbin? garnituri ne omologe (ne asem?n?toare) de cromozomi. De aceea la

hibrid meioza decurge incorect (оn game?i se stabilesc garnituri

cromozomale diferite ?i incomplete). Astfel de game?i sunt ne viabili.

Geneticiianul G. D. Carpecenco a elaborat teoria ?i metoda оmbin?rii

cromozomilor formelor parentale оn hibridul fertil. El a fost primul care a

ob?inut un hibrid intergenic fertil prin оncruci?area ridichii cu varza. Cu

aplicare la culturile cerealiere, ideile lui G. D. Carpecenco au fost

realizate оn modul cel mai deplin la crearea culturii numite triticale,

care reprezint? un hibrid fertil rezultat din grвu ?i secar?. Triticale se

ob?ine prin оncruci?area grвului cu secara ?i dublarea garniturii

cromozomale a hibridului, ac?ionвnd cu alcaloidul numit colchicin?.

Colchicina оmpiedic? repartizarea cromozomilor оn procesul diviziunilor

celulare. Оn acest fel, cromozomii de grвu ?i de secar? devin perechi ?i

hibridul devine fertil.

Triticale a mo?tenit de la p?rin?i calit??ile lor cele mai bune: hibridul

este mai rezistent la schimb?rile bru?te de timp, cre?te la fel de bine pe

cele mai diferite soluri ?i este mai rezistent la boli, оn special la

rugin?. Unele soiuri de triticale оmbin? con?inutul оnalt do proteine ca la

grвu cu un mare con?inut de lizin? - aminoacid indispensabil - ca la

secar?. Оn afar? de aceasta, noua cultur? s-a dovedit a fi mai roditoare ?i

este cultivat? оn prezent оn 52 de ??ri.

Se considera c? f?ina de triticale va fi mai proast? decвt cea de grвu.

A?a s-a ?i оntвmplat оn cazul primelor forme ale hibridului. Pвinea nu era

pl?cut? la gust ?i nu cre?tea. De aceea triticale era privit ca grвu de

furaj, fiind introdus оn ra?ia vitelor de carne ?i de lapte ?i a p?s?rilor

domestice. S-a observat c? animalele ?i p?s?rile mвncau cu poft? grвul,

ad?ugвnd bine оn greutate. Iar analizele efectuate recent asupra f?inii

celor mai bune ?i mai noi soiuri de triticale au demonstrat c? din ea se

poate coace pвine destul de bun?.

A. F. ?ulоndin a creat trei soiuri cerealiere de triticale (Amfiploid-

196, 201, 206) ?i unul de furaj (Amfiploid-1). Productivitatea triticalelor

cerealiere atinge 75 q/ha, iar a celui de furaj - aproximativ 500 q/ha de

mas? verde.

Pe baza оncruci??rii interspecifice a pirului cu grвul academicianul N.

V. ?i?in a creat soiuri ?i forme valoroase de grвu de toamn?, avвnd o mare

rezisten?? la polignire, imunitate fa?? de o serie оntreag? de boli.

Оn Gr?dina Botanic? central? a A? a URSS N. V. ?i?in ?i V. F. Liubimova

au ob?inut un nou hibrid cerealier trigenic оn urma оncruci??rii grвului,

pirului ?i sec?rii. Hibridul are 35 de cromozomi din care 21 proveni?i de

la grвul moale, 7-de la pir ?i 7-de la secar?. El оmbin? astfel caractere a

trei genuri de plante, fiind multianual.

Pentru a lichida sterilitatea hibridului, germenii lui au fost prelucra?i

cu colchicin?, fapt care a dus la dublarea num?rului de cromozomi. Formele

de plante ob?inute au 70 de cromozomi ?i sunt fertile. Hibrizii grвu-pir-

secar? оmbin? astfel de caractere utile ca rezisten?a la iernare,

vivacitatea, imunitatea la boli micotice ?i bacteriene, calitatea оnalt? a

boabelor.

Оn ac?iunea de sporire a produc?iei de cereale оn ??rile sudice inclusiv

оn republica noastr?, cu condi?ii climaterice de toamn? ?i prim?var?

specifice o mare importan?? prezint? crearea unor soiuri de grвu de tipul

plantelor оmbl?toare.

Ele sunt create prin metoda hibrid?rii formelor de toamn? cu cele de

prim?var?. Оn cazul cвnd sunt оns?mвn?ate toamna, ele se comport? ca grвul

de toamn?, iar оn cazul оns?mвn??rii -- prim?vara - ca cel de

prim?var?. La Universitatea agrar? «M. V. Frunze» din Chi?in?u s-au

efectuat cercet?ri ale naturii genetice a оmbl?toarelor оn cazul

оncruci??rii grвului de prim?var? cu grвu de toamn? de c?tre V. D. Siminel.

El a creat o colec?ie de forme variate de acest tip (D-915, D-983, D-1009

?. a ) pentru оns?mвn?area оn perioade mai tвrzii ?i оn condi?iile unor

toamne prelungite ?i secetoase. Оn astfel de an dup? rodnicie оmbl?toarele

оntrec cu 5-10 q/ha cele mai bune soiuri de grвu de toamn? (Mironovscaiea-

808, Bezostaiea-1 ?. a.).

Оn plus, ele se remarc? prin calitatea оnalt? a f?inii ?i a produselor de

panifica?ie.

Una din direc?iile cu cea mai bun? perspectiv? a geneticiii оn domeniul

selec?iei se bazeaz? pe aplicarea fenomenului heterozisului, numit ?i

fenomen al vigorii hibride. Dup? cum se ?tie, formele hibride ale plantelor

se deosebesc printr-o cre?tere mai intens?, prin vigoarea masei vegetale,

printr-o road? оnalt? de boabe.

Prin aplicarea teoriei genetice s-a putut stabili c? cel mai mare efect

heterozis оl d? оncruci?area liniilor pure. Ob?inerea unor forme hibridie

la plantele autopolenizate este, оns?, o chestiune destul de grea, fiind

legat? de mari investi?ii de mijloace. De exemplu, pentru ob?inerea

hibrizilor оntre linii la porumb a fost necesar ca de pe plantele liniei

materne s? fie regulat оndep?rtate paniculele (inflorescen?ele), creвndu-se

astfel posibilitatea poleniz?rii оncruci?ate cu polen de alt? linie-

patern?. Aceast? opera?ie a fost efectuat? manual ?i a necesitat mult timp

?i mult? munc?. Ce-i drept, descoperirea fenomenului sterilit??ii mascule

citoplasmatice (SMC) a f?cut s? dispar? necesitatea efectu?rii opera?iei

indicate.

Fenomenul SMC la porumb a fost descoperit concomitent de c?tre

selec?ionatorul, academicianul M. I. Hadjinov ?i de c?tre savantul american

M. Rods ?i const? оn aceea c? la plantele respective paniculele dau polen

ne viabil. Dar оn virtutea faptului c? sterilitatea este determinat? de

anumite caracteristici ale citoplasmei ?i, deci, se mo?tene?te pe linie

matern?, ?i hibridul ob?inut va fi steril. Pentru evitarea acestui lucru оn

calitate de forme paterne sunt folosite forme care au оnsu?irea de a

reinstaura оn hibrid fertilitatea, deoarece cromozomii lor con?in a?a-

numitele gene-restauratoare. Оn produc?ia curent? se aplic? demult o serie

de asemenea hibrizi heterozici ca, de exemplu, Crasnodarschii-303 TV,

Dneprovschii-201, Orbita MV ?. a., care fac s? sporeasc? cu 30%

productivitatea оn boabe ?i mas? verde.

Оn Moldova porumbul cu SMC a оnceput s? fie cultivat din anul 1955. El a

fost descoperit printre soiurile locale de porumb: Moldovenesc-galben,

Moldovenesc-portocaliu, Cincvantino ?. a. A fost trecut? pe baz? de

sterilitate cultura semincier? a mai multor .hibrizi de porumb, fapt care a

permis s? se economiseasc? anual 150-200 mii de zile-om.

Pe baza heterozisului productivitatea p?pu?oiului a crescut de la 20-30

q/ha la hibrizii оntre soiuri 60-70 q/ha la hibrizii оntre linii. Se

desf??oar? o mare munc? оn vederea cre?rii unor hibrizi de grвu, floarea-

soarelui ?i de alte culturi.

9.1.2 Rolul poliploidiei оn ameliorarea plantelor

Un fenomen nu mai pu?in interesant, aplicat оn cultura plantelor оl

constituie poliploidia.

Cunoa?tem de acum c? garnitura cromosomal? de baz? caracteristic?

celulelor sexuale, se nume?te garnitur? haploid?. Pentru celulele somatice

ale majorit??ii speciilor de plante sunt caracteristice garnituri

cromozomale duble sau diploide. Оn condi?ii naturale se оntвlnesc, оns?, ?i

forme de plante cu o garnitur? cromozomal? poliploid?. Astfel, de exemplu,

specia de grвu numit? tenchi con?ine o garnitur? cromozomal? diploid?

(2n=14), grвul tare - o garnitur? tetraploid? (4n=24), iar grвul moale - o

garnitur? cromozomal? hexaploid? (6n=42) Ultima form? este ^ forma de grвu

cea mai r?spвndit? pe glob ?i cu rezisten?a cea mai mare la ger.

Academicianul A. R. Gebrac a ob?inut soiuri de grвu care con?in оn celulele

lor somatice cвte 56 ?i 70 de cromozomi, adic? forme octaploide ?i

decaploide, care nu se оntвlnesc оn flora spontan?.

Fenomenul poliploidiei poate fi declan?at pe cale artificial?, folosind

оn acest scop diferite substan?e chimice, dintre care r?spвndirea cea mai

larg? a c?p?tat-o alcaloidul pomenit mai sus - colchicina. Formele de

plante poliploide se deosebesc de cele diploide dup? multe caractere,

inclusiv dup? productivitate.

A. N. Lutcov, V. A. Panin, V. P. Zosimovic au ob?inut un soi de sfecl? de

zah?r triploid?, care d? o road? de r?d?cini dulci ?i de frunze de dou? ori

mai mare ?i, ce-i mai important, con?inutul de zah?r din r?d?cini este cu

10-25% mai ridicat оn compara?ie cu parametrii respectivi ai formei

diploide.

Оn Japonia, Ungaria, SUA se cultiv? harbuji, care se. caracterizeaz?

printr-o productivitate mare, con?inut sporit de zah?r, aproape fiind

lipsi?i de semin?e ?i avвnd o capacitate mai mare de p?strare.

Poliploidia este aplicat? cu succes ?i оn selec?ia culturilor cerealiere

Au fost create deja un ?ir de soiuri de secar? tetraploid?: Belta,

Leningradecaia tetraploidnaia, Polesscaia tetra. Start ?. a. Ele se disting

printr-o оnalt? productivitate, prin boabe mari, prin faptul c? nu

polignesc ?i printr-o mai mare rezisten?? la bolile micotice decвt soiurile

diploide de secar?.

Оn cadrul Gr?dinii botanice a A? a Republicii Moldova I. S. Rudenco a

ob?inut o form? tetraploid? de poam? Risling-de-Rin. Ea are bobi?ele mai

mari (aproape de dou? ori decвt la forma diploid?), iar coacerea lor se

produce cu 7-10 zile mai devreme.

O mare munc? se desf??oar? ?i оn vederea ob?inerii unor forme poliploide

de plante de furaj. Astfel, soiurile tetraploide de trifoi ob?inute dau un

оnsemnat adaos de mas? verde (25-86%) ?i cresc repede dup? seceri?.

Оn Polonia a fost ob?inut? seradel? tetraploid?, care d? cu 204% mai

mult? mas? verde decвt cea diploid?.

9.1.3 Mutageneza experimental?

O deosebit? aplicare a c?p?tat оn selec?ie metoda mutagenezei

experimentale, adic? a inducerii artificiale a muta?iilor, care servesc

drept materie ini?ial? pentru crearea unor forme noi de plante. Pentru

realizarea muta?iilor se folosesc atвt mutageni fi-zici (diferite tipuri de

radia?ie) cвt ?i diferite. substan?e chimice. Metoda mutagenezei permite

modificarea unor caractere ale acestui soi prin schimbarea anumitor gene

sau blocuri de gene. Metoda poate fi aplicat? оn vederea corect?rii unor

neajunsuri ale soiului (de exemplu, rezisten?a sc?zut? la polignire sau

boli). Dar principala direc?ie оn folosirea mutagenezei const? оn crearea

de forme, avвnd anumite caractere valoroase, cu scopul implic?rii lor оn

оncruci??rile ulterioare.

Deja a fost omologat soiul mutant de floarea-soarelui Pervene?, ob?inut

prin metoda mutagenezei chimice. Con?inutul de acid oleic al uleiului

extras din semin?ele acestui soi atinge 75%, ceea ce reprezint? de dou? ori

mai mult decвt la soiurile obi?nuite.

Aplicвnd tratamente cu substan?e ca nitrozoetiluree (NEU), dimetilsulfat

(DMS), etilenimin? (EI), etilmetansulfonat (EMS) ?i cu altele, I. I .

Tarasencov a reu?it s? induc? numeroase caractere utile la maz?re. De

exemplu, una din formele mutante ale maz?rei se coace cu o s?pt?mвn? mai

devreme, iar alta cu 10 zile mai tвrziu оn raport cu soiurile ini?iale,

ceea ce ofer? posibilitatea оnc?rc?rii mai uniforme a fabricilor de

conserve. Alte forme au оntrecut cu 60% productivitatea unor a?a soiuri

bune cum sunt Pobediteli ?i Ciudo Calvedona. Au fost ob?inu?i mutan?i cu o

amplasare compact? a boabelor, cu o tulpin? mai scurt?, fiind mai

rezisten?i la polignire ?i prezentвnd . avantaje pentru recoltarea

mecanizat?. Dar, probabil, cel mai interesant s-a dovedit a fi soiul de

maz?re cu sterilitate func?ional? incapabil de autopolenizare. La el

pistilul iese оn afar?, iar staminele sunt foarte scurte, de aceea polenul

de pe ele nu nimere?te pe pistil. Concomitent la al?i mutan?i s-a format un

nou tip de floare: cu totul deschis?, accesibil? pentru polenizarea de

c?tre insecte. A?a a fost creat? pentru prima oar? maz?re capabil? de

polenizare оncruci?at?.

Ac?iunea acestor mutageni chimici a fost controlat? pe ro?ii. ?i cu

acest prilej au fost ob?inu?i mutan?i care prezentau interes: aveau o

coacere mai rapid?, erau mai productivi, iar mutagenii DMS ?i EI au

determinat formarea la soiul Moldavschii-rannii a unor plante cu ciorchini

a cвte 30 de ro?ii fiecare-recomandвndu-se ca foarte avantajoase pentru

recoltarea mecanizat?.

La A? a RM V. N. Lвsicov ?i colaboratorii s?i au creat pe baza folosirii

factorilor fizici ?i chimici o original? colec?ie de mutan?i de porumb,

care num?r? peste 500 de forme, fiecare dintre care avвnd un ?ir de

caractere valoroase: precocitate, num?r sporit de ?tiule?i, rezisten?? la

t?ciune, con?inut ridicat de proteine ?. a. Оn RM trec probele sta?ionare

circa 100 de noi hibrizi de p?pu?oi, crea?i pe baza liniilor mutante.

Folosirea unor muta?ii ca Opac-2 ?i Flauri-2 au ca efect оmbun?t??irea

calitativ? a proteinelor din gr?un?ele de porumb pe contul sporirii

con?inutului de aminoacizi indispensabili (lizin?, triptofan) ?i оn acest

fel sporindu-i valoarea biologic?.

Experien?ele de оngr??are a porcilor au demonstrat c? la hr?nirea lor cu

p?pu?oi cu procent sporit ' de lizin? sporul de greutate оn 24 de ore este

egal cu .. 500-550 g, iar la hr?nirea cu p?pu?oi obi?nuit-doar cu 230-310

g.

Hibridul Moldavschii-423 VL, creat de T. S. Cealоc, A. F. Palii, M. I.

Borovschii ?. a. ?i raionat оn republic?, con?ine de dou? ori mai mult?

lizin? decвt alte soiuri.

Uneori metoda mutagenezei experimentale d? forme care lipsesc cu totul оn

natur?. Tratвnd semin?ele de grвu cu raze gama, selec?ionatorul indian M.

S. Svaminatan a creat, de exemplu, vestitul soi-pitic, a c?rui introducere

оn practica agricol? a contribuit оntr-o m?sur? оnsemnat? la sporirea

produc?iei de grвu a Indiei. Prin aceea?i metod? academicianul P. P.

Luchieanenco a ob?inut un mutant din soiul Bezostaea-1 ?i o linie

semipitic? de grвu cu un con?inut ridicat de protein? ?i cu o

productivitate de peste 80 q/ha.

Unul din principalii factori din mediul extern, care determin?

productivitatea soiurilor, este regimul radia?ional. Dac? plantele vor fi

mai bine luminate, productivitatea lor va fi corespunz?tor mai оnalt?. Dar

faptul depinde, оn ultim? instan??, de structura plantelor-de caracterul

compactit??ii ?i al ramifica?iei tufei, de orientarea frunzelor оn spa?iu.

De exemplu, la p?pu?oi frunzele sunt situate vertical ?i de aceea, chiar la

o densitate sporit? a plantelor, fiecare din ele cap?t? o doz? suficient?

do raze solare. La bumbac, оns?, frunzele din partea superioar? le umbresc

ne cele din partea interioar?. Оn perioada оnfloririi ?i rodirii, cвnd

rвndurile se unesc, etajele medii ?i inferioare se afl? оn condi?ii «de

foame» de lumin?, fapt care se reflect? negativ asupra productivit??ii. De

aceea, la «construirea» unor noi forme de bumbac o aten?ie deosebit? se

acord? geometriei tufei. Prin iradierea cu raze gama a semin?elor savan?ii

Institutului de cultur? a bumbacului al A? Tajice au ob?inut 60 de forme

de bumbac modificate genetic. Оntre acestea se num?r? ?i mutantul «Duplex»,

la care frunzele sunt dispuse оn a?a fel, оncвt nu se оmpiedic? una se alta

?i razele soarelui lumineaz? aproape integral etajul mediu. Pe fiecare

peduncul al fructului plantei se dezvolt? ' cвte dou? capsule de valoare

complecta, scuturarea rodului legat fiind minim?. Productivitatea

mutantului este cu 10 q/ha mai mare decвt la soiul industrial primar 108-f,

fiind de asemenea superior оn ce prive?te calit??ile tehnologice ale

fibrelor.

Una din ispititoarele c?i de ridicare a productivit??ii fitotehniei o

constituie sporirea facult??ii germinative a semin?elor оn cвmp. Este

general cunoscut faptul c? оn cвmp uneori nu оncol?esc aproape o p?trime

din semin?ele cultivate. ?tiin?a agricol? mondial? caut? c?i de stimulare a

оncol?irii semin?elor. Se оncarc? s? se ac?ioneze asupra grвului cu cвmp

electromagnetic, raze lazer, cu vibra?ii de frecven?? superвnalt?, cu

impulsuri de radia?ie solar? concentrat?.

Savantul din Novosibirsc I. F. Peatcov a elaborat o metod? de ac?iune

asupra semin?elor de grвu cu raze infraro?ii, fapt care are drept efect

оmbun?t??irea оncol?irii ?i cre?terea rodniciei. Semin?ele de clasa a

treia, care dau 85% de оncol?ire ?i care оn mod obi?nuit nu se seam?n?,

fiind tratate оn prealabil cu raze infraro?ii, au dat o produc?ie de 25,1

q/ha.

Peatcov a stabilit limita la care iradierea infraro?ie poate determina

cre?terea procentului de оncol?ire a semin?elor: era de 26%. Roada de pe

terenurile experimentale trecea cu mult de 26%. Pe ce baz?? Spicele de grвu

de aici erau mai bine dezvoltate, nu sufereau de boli, de?i nu fuseser?

supuse оn prealabil tratamentului cu substan?e chimice toxice. Razele s-au

dovedit a fi ap?r?tori mai puternici ai plantelor decвt mijloacele chimiei.

Mai mult. Peatcov a sem?nat semin?ele iradiate оntr-un sol special infectat

?i ele r?mвneau s?n?toase.

Noua metod? prezint? ?i o serie de alte avantaje. Sistemul radicular al

plantelor experimentale e aproape de dou? ori mai viguros decвt la cele de

control. Aria suprafe?ei frunzelor este оn medie cu 19% mai mare. Boabele

experimentale con?in cu 3% mai mult gluten, iar acesta este un indiciu al

unui con?inut mai ridicat de albumine. Deci, plantele sunt mai productive

?i dau o road? mai calitativ?. Este o realizare unic?! O alt? metod?, care

s? dea rezultate asem?n?toare, pвn? una-alta nu exist? оn tehnica agricol?

mondial?. ?i aceast? performan?? ar fi fost de neconceput f?r? s? se fi

apelat la serviciile geneticiii.

9.2 Genetica ?i zootehnia

Оn condi?iile actuale de cre?tere a popula?iei globului ?i respectiv de

sc?dere a suprafe?elor rezervate plantelor furajere pe locuitor zootehnia

are datoria de a face fa?? acestei noi situa?ii. Aceast? sarcin? de

asigurare a popula?iei оn cantit??i satisf?c?toare cu produse animaliere

poate fi rezolvat? nu atвt pe contul sporirii num?rului de vite, cвt pe

contul sporirii productivit??ii lor.

Tot odat?, este necesar s? se ia оn considera?ie o serie de noi tendin?e,

ce se manifest? оn direc?ia de dezvoltare a zootehniei. Vorba este c?

sc?derea muncii fizice grele a determinat o sc?dere a nevoii de gr?simi.

Din aceast? cauz? оn оntreaga lume se desf??oar? o reprofilare a tuturor

verigilor zootehniei spre produc?ia de carne bogat? nu оn gr?simi, ci оn

proteine.

Continu? procesul de domesticire a unor specii de animale. A ap?rut o

ramur? zootehnic? cu totul nou? - cre?terea animalelor s?lbatice.

Intensificarea industrializ?rii unui ?ir de ramuri zootehnice (cre?terea

p?s?rilor, a vitelor de lapte, a porcilor) necesit? selec?ionarea

animalelor din punctul de vedere al capacit??ii acestora de a tr?i оn

condi?ii neobi?nuite pentru ele ?i al adapt?rii la un ?ir de procese de

produc?ie noi. De exemplu, mecanizarea mulsului a condi?ionat necesitatea

selec?iei dup? un astfel de caracter cum este viteza de secretare a

laptelui ?i forma ugerului. Ca urmare a muncii de pr?sil? ?i de selec?ie,

au fost create cirezi оnalt productive cu o cantitate anual? de lapte muls

de la fiecare vac? de rasa Neagr?-b?l?at? cu alb de 5-6 mii kg, de la

rasele Simental, Ro?ie de step? ?i de la o serie de alte rase - cвte 4-4,5

mii kg. Оn cursul unei lacta?ii de la vaca recordist? Volga (de ras? Neagr?-

b?l?at? cu alb) din sovhozul «Rossia» regiunea Celeabinsc, s-a muls 17,5

mii kg de lapte, de la vaca Malvina (de rasa Simental), rejiunea Cernigov-

14,4 mii kg. Au fost create noi rase de vite de carne (cazah?), de lapte

(curgan?, caucazian?, brun? ?. a.).

9.2.1 Fenomenul heterozisului la animale

O direc?ie important? a geneticiii animalelor o constituie folosirea

heterozisului, care apare la оncruci??rile interspecifice оntre linii.

Cel mai bun exemplu оn acest sens оl constituie ob?inerea unor pui

heterozici (hibrizi). Purtвnd numele de produc?ie broiler, aceast? metod?

se dezvolt? оn оntreaga lume оn propor?ii enorme. Sarcina ei const? оn

crearea de pui, care оn 8 s?pt?mвni s? ating? o greutate de 1,4 kg. Оn

condi?iile actuale ale produc?iei industriale a puilor broiler sporul оn

greutate de 1 kg se realizeaz? prin cheltuirea doar a 2 kg de hran?.

Efectul heterozis dup? un astfel de caracter important ca produc?ia de

ou? este studiat pe larg. Conform datelor ob?inute de I. Socican, G. Caitaz

?i L. Vandiuc, introducerea hibrizilor simpli ?i complec?i de g?ini оn

toate gospod?riile-marf? din republic? va permite s? se ob?in? anual

suplimentar cвte 6-7 mln. ou?.

Efectul heterozis se manifest? de asemenea la porci ?i oi. Rezultatele

experien?elor efectuate de V. Ju?co ?i A. Anghelu?a оn cadrul Institutului

de cercet?ri ?tiin?ifice оn domeniul zootehniei ?i medicinii veterinare din

Republica Moldova, au ar?tat c? efectul heterozisului de pe urma

оncruci??rii interrasiale a porcilor de rasa Marele-alb, Lendras ?i a celor

de rasa Eston? pentru becon constituie оn medie оn ce prive?te

productivitatea scroafelor 8-12%, dup? sporul оn greutate - 10-15% ?i dup?

cheltuielile pentru hran?-8-10%.

La oi efectul heterozisului se folose?te оn scopul sporirii produc?iei de

carne de miel. Experien?a efectuat? de F. Iliev ?i I. I. Mogoreanu оn

raionul Comrat, a demonstrat c? tineretul hibrid оl dep??e?te pe cel de

ras? pur? оn greutate vie cu 19-30% ?i d?, calculat pe fiecare animal, cu

17,5% mai mult? produc?ie.

Mul?i hibrizi destul de valoro?i au fost ob?inu?i prin metoda hibrid?rii

оndep?rtate a animalelor. Savan?ii, оncruci?вnd oi cu lвn? fin? cu berbecul

s?lbatic arhar, au creat o nou? ras? - rasa cu lini? fin? Arharo-Merinos -

cu o bun? adaptare la condi?iile natural-climatice ?i de hran? locale. Оn

urma оncruci??rii berbecului s?lbatic muflon cu oi domestice a fost

ob?inut? o form? hibrid? de berbeci bine adapta?i la condi?iile de step? ?i

ale p??unilor alpine de оnalt? altitudine.

?inem numaidecвt s? pomenim ?i de оncruci?area vitelor cornute mari cu

zebu. Zebu este un animal ne preten?ios ?i foarte rezistent; el suport?

bine ?i c?ldura, ?i frigul, este rezistent la numeroase boli infec?ioase,

hematoparazitare ?i de alt? natur?. Laptele de zebu are un procent ridicat

de gr?simi, proteine ?i microelemente. El digereaz? mai eficient decвt

animalele domestice hrana. De aceea folosirea calit??ilor sale utile оn

selec?ie este deosebit de important?.

Оn SUA prin оncruci?area dintre zebu ?i vite de carne au fost create noi

rase productive. Оntre acestea se num?r? ?i cunoscuta ras? Santa-Hertruda.

Оn cadrul Institutului de cercet?ri ?tiin?ifice «Ascaniea-Nova» au fost

оncruci?ate vaci de ras? Ro?ie de Step? cu zebu arab, оn Azerbaijean ?i оn

republicile din Asia Mijlocie au fost оncruci?ate animale de rase locale.

De la cei mai buni hibrizi s-au ob?inut cвte 6 mii kg de lapte, cu un

procent de gr?sime. dep??ind 4%. Hibrizii о?i оntrec p?rin?ii ?i dup? alte

calit??i folositoare: animalele sunt mari, grase, greutatea medie a unei

vaci fiind egal? cu 550 kg. Carnea este gustoas?, prezentвnd un caloraj

ridicat.

La crearea raselor noi de animale se ?ine de asemenea cont ?i de un

astfel de indiciu economic, cum este consumul de nutre?uri pe unitatea de

produc?ie. Se ?tie, c? pentru hr?nirea animalelor se cheltuiesc de patru ?i

jum?tate ori mai multe proteine decвt cantitatea pe care ele o redau omului

sub form? de carne, lapte, ou? ?i alte produse bogate оn protein?. Care e

solu?ia? Se fac оncerc?ri de rezolvare a problemei, crescвndu-se noi

produse proteice pentru animale - оncepвnd cu drojdiile ce cresc pe

parafinele petroliere pвn? la de?eurile din industria alimentar?.

Dar exist? ?i o alt? cale: crearea unor noi animale, care se mul??mesc cu

o hran? modest?, dar pe care o folosesc cu un mai mare randament. Anume pe

aceast? cale s-a ob?inut un succes important. Este vorba de crearea unui

tip nou de animale - hibridul triplu - prin оncruci?area bizonului

american, cu vite de rasa «?arole» (este r?spвndit? оn Fran?a) ?i animale

de rasa Herford.

Bizonul se afl? demult оn centrul aten?iei cresc?torilor de vite: este

fertil, ne preten?ios, cre?te repede. Dar bizonul nu este un animal pa?nic.

Este un animal primejdios cape poate pune оn orice moment coarnele оn

aplicare. Оncerc?rile de a se оncruci?a bizoni cu rase de vaci pa?nice timp

оndelungat s-au soldat cu e?ecuri, urma?ii se dovedeau a fi sterili. ?i

iat? c?, оn sfвr?it, оn California a fost ob?inut acest hibrid

«interna?ional» care d? o descenden?? fertil? ?i nu mo?tene?te apuc?turile

n?r?va?e ale unuia dintre p?rin?i.

Carnea noii rase de vite con?ine multe proteine ?i un procent sc?zut de

gr?sime: pre?ul de cost al ei este cu 25-40% mai ieftin decвt al c?rnii de

vac?. La nou? luni semibizonul-semitaurul cвnt?re?te jum?tate de ton?

(taurul obi?nuit atinge aceast? greutate la un an ?i jum?tate). ?i consum?

оn special ierburi.

9.2.2 Reвnvierea speciilor disp?rute

Metodele genetice sunt folosite pe larg ?i оn vederea recre?rii multor

specii de animale disp?rute. Activitatea economic? a omului se reflect? оn

modul cel mai tragic asupra animalelor s?lbatice. Se presupune c? оn

apropia?ii o sut? de ani de pe planeta noastr? va disp?rea оn medie anual

cвte o specie de fiin?e vii.

Desigur, cel mai chibzuit ar fi protec?ia animalelor оn locurile lor

obi?nuite de trai, dar acest lucru nu оntotdeauna reu?e?te. Este necesar s?

se depun? eforturi ca speciile rare de animale s? se acomodeze оn

rezerva?iile naturale ?i оn gr?dinile zoologice, unde asupra lor se poate

institui un control riguros. Оn acest fel animalele rare vor exista, chiar

dac? vor disp?rea din natur?. Din rezerva?ii ?i gr?dini zoologice animalele

vor putea fi mutate ulterior оi mediul natural. Exemplul cel mai memorabil

оn acest sens оl constituie regenerarea zimbrului.

Оn 1927 оn toat? lumea se num?rau doar 48 de zimbri europeni ?i 1 mascul

caucazian. ?i to?i tr?iau оn condi?ii de priva?iune: оn gr?dini zoologice

?i оn parcurile din Europa apusean?. Societatea interna?ional? de p?strare

a zimbrilor ?i-a asumat grija de оnmul?irea ?i оncruci?area lor. Masculul

caucazian, aflat, la Hamburg, a fost оncruci?at cu un zimbru din

Belovejscaia Pu?cia. Pe calea retroвncruci??rilor ?i оncruci??rilor

reciproce de la aceea?i hibrizi s-a reu?it ob?inerea unor animale de specia

ini?ial?; ele au fost puse оn libertate оn Caucaz оntr-o rezerva?ie

natural? organizat? special оn acest scop ?i оn prezent cireada num?r?

peste 1100 de zimbri. La fel s-a procedat ?i cu zimbrii europeni. Dar

pentru a li se spori fertilitatea ?i viabilitatea ei au fost mai оntвi

оncruci?a?i cu bizoni americani ?i cu animalele domestice.

Metodele retroвncruci??rii au condus оn scurt timp la efectul scontat-

deja оn a patra genera?ie s-au ob?inut zimbri aproape pur-sвnge.

Tot gr?dinilor zoologice le dator?m ?i p?strarea unui astfel de animal

rar cum este calul lui Prjevalschii. Istoria nou? a calului lui

Prjevalschii a оnceput de la trei perechi p?strate оn diferite gr?dini

zoologice. De rena?terea fo?tilor tr?itori ai pustiurilor centrale s-a

apucat gr?dina zoologic? din Praga. Оn prezent оn gr?dinile zoologice din

lume se num?r? cвteva sute de asemenea cai.

Geneticiienii ?i zoologii nu numai au p?strat ?i au f?cut s? creasc?

num?rul unor specii de animale aflate pe cale de dispari?ie. Ei au reu?it

de asemenea s? restaureze unele specii disp?rute demult. Cвteva veacuri

trecuser? de la dispari?ia de pe p?mвnt a tarpanilor ?i bourilor. Savan?ii

i-au f?cut, оns?, s? reоnvie. Experien?ele respective au fost pe cвt de

grele, pe atвt de instructive.

Caii s?lbatici, numi?i tarpani, erau r?spвndi?i оn p?durile ?i оn stepele

europene. Ultima dat? tarpanii au fost v?zu?i la оnceputul veacului trecut.

?i doar un metis de tarpan cu cai domestici i-au p?strat pвn? оn zilele

noastre оnsu?irile ?i caracterele. Anume pe calea оncruci??rii acestor

hibrizi ?i s-a putut ob?ine cai identici din punct de vedere morfologic cu

tarpanii. Primii s-au apucat de acest lucru speciali?ti polonezi la

оnceputul veacului nostru; paralel la gr?dinile zoologice din Miunhen ?i

Berlin f?ceau experien?e оn acest sens fra?ii Hec. Probвnd diferite

variante de оncruci?are ?i f?cвnd o riguroas? selec?ie artificial? de-a

lungul unui ?ir de genera?ii, ei au c?utat s? ob?in? tarpani asem?n?tori cu

str?mo?ii lor s?lbatici. ?i succesul a venit.

Ultimul bour a c?zut оn anul 1627. Dar sвngele acestui str?mo? al vacilor

s-a p?strat оn arterele urma?ilor s?i domestici. Cele mai multe caractere

ale bourului s-au p?strat la vacile ungare ?i ucrainene de step?, precum ?i

la vacile engleze de parc. Unul din fra?ii Hec, directorul gr?dinii

zoologice din Berlin, s-a apucat s? restaureze bourul cu acelea?i metode

ale оncruci??rii reciproce. Оn prezent a fost creat? o copie destul de

exact? a acestor animale, disp?rute acum trei secole ?i jum?tate.

9.2.3 Banca de gene

Оn scopul p?str?rii speciilor de animale pe cale de dispari?ie ?i al

оmbun?t??irii rasei de animale domestice, la ora actual? se depun eforturi

оn vederea elabor?rii unor metode de conservare a genelor lor, adic? a

cre?rii unor depozite (b?nci) speciale de p?strare a genelor de animale.

Оn februarie 1976 la Centrul ?tiin?ific de cercet?ri biologice din Pu?chino

s-a desf??urat o conferin?? consacrat? оn exclusivitate acestei probleme.

Ini?iativa organiz?rii conferin?ei оi apar?inea profesorului B. N.

Veprin?ev. Lui i-a venit ideea s? colecteze ?i s? conserve sortimente de

gene de animale pentru ca оn viitor, dac? va fi necesar ?i vor exista

posibilit??i tehnice, s? se recreeze din ele speciile disp?rute. Aceast?

idee a trezit ?i interesul tuturor participan?ilor la Asambleia general? a

Asocia?iei Interna?ionale de Ocrotire a Naturii (AION), care s-a desf??urat

оn octombrie 1978 оn ora?ul A?habad.

Se ?tie c? fauna mondial? a pierdut o astfel de specie unic? de mamifere

marine ca vaca-de-mare, nimicit? оn mod barbar cu 200 de ani оn urm? оn

apele de coast? ale insulelor Comandore. Оn zilele noastre s-a ajuns s? se

оn?eleag? cвt se poate de bine ce fond genetic s-a pierdut odat? cu

dispari?ia acestor animale: dac? vaca-de-mare s-ar fi p?strat pвn? оn

prezent, problema dobвndirii proteinelor de origine animal? s-ar fi

rezolvat destul de simplu ?i de eficient: prin cre?terea acestor animale pe

оntinsele «p??uni» sub-acvatice.

Pentru ce este nevoie de o banc? a genelor? Оntreaga bog??ie a lumii

animale de pe p?mвnt este condi?ionat? de varietatea genelor, care s-au

format оn cursul evolu?iei de milioane de ani. Dar aceast? bog??ie este

amenin?at? de o primejdie real?.

Оn primul rвnd, scade оn mod catastrofal num?rul general de specii de

plante ?i animale. Оn al doilea rвnd, scade num?rul indivizilor din

interiorul multor specii, iar aceasta implic? o sc?dere a volumului

fondului genetic al speciei.

Desigur, c? pentru multe animale pe cale de dispari?ie ultimul refugiu оl

pot constitui gr?dinile zoologice, dar pentru a se evita оncruci??rile

dintre indivizi cu un grad apropiat de rudenie, fapt care duce inevitabil

la degenerare, gr?dinile zoologice ar urma s? оntre?in? cel pu?in cвte 50-

100 de indivizi de fiecare specie. Dar, dup? cum arat? calculele, chiar ?i

оn cazul unui astfel de num?r minim de indivizi necesari se va pierde

aproape jum?tate din genele de fiecare specie. De altfel, anume o astfel de

situa?ie s-a creat оn zootehnie. Tendin?ele moderne constau оn folosirea

unui num?r redus de rase оnalt productive; оn timp zeci de rase locale

dispar ireversibil. Оn realitate, оns?, toate speciile de animale ?i plante

au valoare economic? poten?ial?. Bun?oar?, animalele s?lbatice, constituie

o surs? absolut necesar? de creare оn zootehnie a unor noi rase pe calea

domesticirii ?i оncruci??rii cu rase locale.

Оn acest fel оns??i logica vie?ii indic? asupra necesit??ii de a se

depune eforturi pentru p?strarea unui num?r maxim posibil de genotipuri.

Dar pentru aceasta este necesar? crearea unui depozit, unde vor fi

concentrate asortimente variate de gene ?i de unde ele vor putea fi

primite, оn caz de necesitate, pentru munc? experimental? sau de selec?ie.

Conform opiniei lui B. N. Veprin?ev ?i N. N. Rott, asortimentele de gene

pot fi p?strate «оnchise» оn celule sau chiar оn embrioni. A fost elaborat?

o metodic? de congelare a celulelor, care permite ca dup? decongelare ele

s?-?i p?streze vitalitatea. Оn ce const? aceast? metodic?? Оn mediul оn

care se afl? celulele se adaug? crioprotectori - substan?e care protejeaz?

celulele de ac?iunea nimicitoare a frigului, iar apoi celulele sunt r?cite

treptat pвn? la temperatura de –79°CE sau pвn? -196°CE. Celulele congelate

se pot p?stra timp оndelungat: pвn? la cвteva zeci de ani. Оn practica

cre?terii vitelor оn prezent se aplic? pe larg metoda p?str?rii spermei

congelate оn azot lichid (la t° de -196°CE), urmвnd ca apoi, dup? ce va fi

decongelat?, s? fie folosit? pentru fecunda?ia artificial? a femelelor.

Metoda ofer? posibilitatea sporirii de multe ori a productivit??ii

reproduc?torilor care prezint? caractere de mare valoare economic?.

Bun?oar?, de la un taur se pot ob?ine nu 50-100 de vi?ei anual ca оn cazul

fecunda?iei naturale, ci pвn? la 10 mii. Sperma congelat? se p?streaz? ani

оntregi ?i poate fi folosit? ?i atunci cвnd reproduc?torul e mort; ea poate

fi de asemenea u?or transportat? оntr-acolo unde este necesar? ameliorarea

cirezii. Aceast? metod? poate fi folosit? pentru оnmul?irea vitelor

cornute mari, a cailor, porcilor, oilor, caprelor, g?inilor, pe?tilor ?i a

altor animale. Ea este folosit? ?i pentru cre?terea animalelor s?lbatice,

оntre?inute оn gr?dini zoologice. Se fac experien?e pe 80 de specii de

astfel de animale.

Оn ultimii ani a fost propus оnc? un mod de p?strare a genelor. Este

vorba de congelarea timpurie a embrionilor de mamifere. Dup? decongelare

ace?ti embrioni se implanteaz? оn uterul femelei-recipient, unde о?i

continu? dezvoltarea. Metoda se aplic? оn prezent la iepuri, oi, capre ?i

la vite cornute mari.

Congelarea embrionilor ofer? posibilitatea p?str?rii ?i transmiterii

caracterelor economic valoroase nu numai a masculilor, dar ?i a femelelor.

Vacile recordiste (de exemplu, Volga, despre care am mai pomenit) este

ra?ional s? fie folosite nu numai оn calitate de produc?toare de lapte, ci

?i de ovule. Оn prezent оn URSS ?i оn alte ??ri au fost ob?inute succese

importante оn direc?ia determin?rii la oi ?i vaci a poliovula?iei, a

extragerii din uter ?i a conserv?rii ovulelor, apoi implantarea lor unor

femele-recipien?i obi?nuite.

Cu ajutorul unor trat?ri hormonale de la o singur? femel? оnalt

productiv? se poate ob?ine pвn? la 60 de embrioni anual in loc de 1-2. Ei

pot fi apoi implanta?i unor femele de rase inferioare, ob?inвndu-se astfel

de la o vac? 20-30 de vi?ei pe sezon. Pe aceast? cale se poate realiza o

ameliorare substan?ial? a ?eptelului dintr-o gospod?rie, raion sau chiar

?ar?, deoarece animalele de rase valoroase pot fi u?or r?spвndite sub forma

embrionilor congela?i. Anume a?a se procedeaz? оn Australia, unde importul

de animale mature este interzis de reguli de carantin? speciale.

O alt? cale de realizare a poten?ialului genetic al unor organisme cu

indicatori remarcabili o constituie clonarea genetic?, adic? ob?inerea unor

copii exacte de animale оn via?? sau care au disp?rut demult, dac?,

bineоn?eles, celulele lor, оntr-un fel sau altul, s-au p?strat. Оn biologie

grupul de celule formate de la una singur? se nume?te clon?. Din aceast?

cauz? ?i ob?inerea unor organisme identice genetic dintr-o singur? celul?

se nume?te clonare.

Оn principiu, nu exist? nici o piedic? оn vederea clon?rii оn acest mod a

oric?ror specii de animale.

Cв?iva ani оn urm? J. Herdon din Chembridj (Anglia) a ob?inut un mormoloc

care practic nu avea «mam?». El a recoltat dintr-un intestin de broasc? o

celul? somatic? (diploid?), a extras din ea nucleul ?i l-a implantat оn

ovulul unei alte broa?te. Totodat?, nucleul din ovul fusese nimicit prin

iradiere cu raze ultraviolete Оn acest fel оntreaga garnitur? de gene noul

organism o ob?inea de la unul din p?rin?i. Mormolocul era, bineоn?eles,

copia genetic? absolut? a broa?tei de la care s-a «оmprumutat» nucleul

celular. Оntr-un alt centru ?tiin?ific din Anglia (Oxford) D. Bromholl a

reu?it s? implanteze nucleul extras dintr-o celul? somatic? оn ovulul de

epure. De remarcat c? doctorul Bromholl a folosit celule care au crescut

mul?i ani la rвnd оn cultur? de ?esut оn afara organismului (in vitro).

Anume cu asemenea celule a fecundat ovulul, nucleul c?ruia era nimicit

ini?ial prin iradiere cu raze ultraviolete.

Ovulul fecundat a fost implantat оn uterul iepuroaicei, care оndeplinea

rolul de incubator viu. Оn consecin??, s-a dezvoltat un embrion ale c?rui

gene con?ineau numai gene ale iepurelui (mort demult) celulele c?ruia

fuseser? cultivate in vitro. O adev?rat? reоnviere!

Conform opiniei unor exper?i, оn anii apropia?i va fi elaborat? o

metodic? general accesibil? ?i ieftin? de оnmul?ire «prin plombagin?» a

vitelor cornute mari ?i a altor animale domestice. O atare metodic? va avea

ca obiectiv ob?inerea de celule extrase din ?esuturile unor indivizi

animali remarcabili, stimularea femelelor оn producerea unui num?r mare de

ovule (aceasta deja se realizeaz?), fecunda?ia cu nuclee de celule somatice

(atвt de la masculi, cвt ?i de la femele-recordiste) a acestor ovule (ale

c?ror gene au fost ini?ial distruse prin iradiere) ?i implantarea ovulelor

la mame adoptive.

9.3 Genetica ?i pedagogia

9.3.1 Genotipul ?i mediul social

Probabil, c? nu o dat? ne-am оntrebat, de ce nu fiecare om poate fi f?cut

compozitor, pictor, scriitor sau matematician? De ce unul оncepe s? compun?

versuri оnc? de pe b?ncile ?colii, iar altul nu reu?e?te s-o fac? chiar ?i

dup? ce оnsu?e?te toate tainele compunerii versurilor? Acela?i lucru se

poate spune ?i despre cele mai оnalte performan?e sportive: oricвte

eforturi ?i timp nu s-ar cheltui pentru antrenamente, nu fiecare poate s?

devin? campion olimpic. De ce un om se poate abate u?or de la drumul drept

?i deveni delincvent, iar altul r?mвne neclintit chiar оn оmprejur?ri care

оl pun la оncerc?ri dintre cele mai grele?

Toate aceste «deceuri» au un singur r?spuns: to?i oamenii sunt diferi?i.

Fiecare о?i are genotipul s?u pe baza c?ruia, оn rela?ie cu mediul, se

formeaz? particularit??ile omului, inclusiv ?i cele psihice. Оn afar? de

aceasta, asupra form?rii psihicului o mare оnrвurire o are educa?ia,

оncepвnd din primele zile ale apari?iei pe lume a noului om.

Mult timp pe savan?i ?i pe pedagogi i-a fr?mвntat urm?toarea оntrebare:

оn ce mod conlucreaz? оn lupta pentru viitorul om ereditatea, mediul ?i

educa?ia? Cu alte cuvinte, cui dintre ace?ti trei factori оi apar?ine rolul

hot?rвtor оn formarea personalit??ii?

Unii considerau c? formarea esen?ei sociale a omului, dezvoltarea

personalit??ii depinde оn totalitate de ereditate. Va fi omul bun sau r?u,

curajos sau fricos, harnic sau un lene? toate acestea, dup? opinia lor,

sunt programate dinainte оn ereditate.

Nu este greu s? ne d?m sama c? acest punct de vedere este nu numai

nefundamentat, dar ?i оntr-o anumit? m?sur? d?un?tor, deoarece nu rareori

el serve?te drept paravan celor care nu ?tiu sau nu doresc s? se preocupe

de educa?ie: toate deficien?ele din educa?ie le pun оn sama «eredit??ii

proaste», оmpotriva c?reia educa?ia ar fi, chipurile, neputincioas?. Ea

este d?un?toare ?i оn alt? privin??. S? ne imagin?m urm?toarea situa?ie.

F?cвnd totalurile anului ?colar оnv???torul d? scurte caracteristici

fiec?rui elev. De exemplu, «Scutaru este silitor, perseverent, sвrguincios.

Succesele lui au depins оn mare m?sur? de h?rnicia ?i sвrguin?a cu care a

muncit» – dup? aceste cuvinte cel caracterizat va c?uta pe viitor s? se

manifeste ?i mai оn deplin?tatea acestor calit??i. «Dar iat? c? Ciobanu a

reu?it totul f?r? mult efort. Este un talent оnn?scut». La ce se poate

gвndi vizatul Ciobanu dup? aceste cuvinte? E bine c? totul оi merge u?or ?i

оn toate izbute?te. Dar оn caracteristic? nu s-a pomenit despre atitudinea

sa fa?? de оnv???tur?, fa?? de munca ob?teasc?. Reiese c? nu el a ob?inut

rezultate bune, ci ele au venit singure, de la sine. Dar oare aceast?

insinuare nu reprezint?, de fapt, o minimalizare a personalit??ii lui

Ciobanu, o negare a «eu»-lui s?u?

P?rta?ii altor tendin?e considerau c? to?i oamenii se nasc cu aptitudini

naturale egale ?i dac? educatorii nu-?i vor precupe?i eforturile, iar

copiii nu se vor l?sa pe tвnjal?, apoi fiecare ar putea s? ajung?, de

exemplu, la nivelul lui Mozart ?i Eminescu, Pu?chin ?i Repin. Urmвnd

acestei logici, s-ar p?rea c? este tot a?a de u?or s? se formeze

personalitatea omului prin intermediul instruirii ?i educa?iei, cum se

poate face din lut orice figur?. ?i acest punct de vedere s-a dovedit

lipsit de valabilitate. Fiecare pedagog cunoa?te faptul c? atвt

temperamentele, cвt ?i оnclina?iile, ?i capacit??ile copiilor – toate sunt

diferite. Fiecare elev, fiecare om, оn general, este o personalitate

irepetabil?, cu caracterul s?u deosebit, cu un mod personal de gвndire,

memorare, de aten?ie. Unul toat? via?a nu mai ajunge s? aib? ureche

muzical?, iar altul compune muzic? de la ?ase ani. Un elev abia de poate

pricepe legea lui Culon, оn schimb, poate deosebi dup? glas orice pas?re,

altul rezolv? ecua?ii diferen?iale, iar altul nu poate s? deosebeasc? teiul

de ar?ar.

«Dac? to?i oamenii ar avea acelea?i aptitudini, – spune A. C. Scvor?ov,

cunoscut biolog-evolu?ionist, – din aceasta ar reie?i c? ?i omenirea luat?

оn оntregime n-ar prezenta o diversitate de talente poten?iale mai bogat?

decвt un om oarecare. Este, probabil, o idee prea s?r?cit? despre

omenire...»

Este un adev?r incontestabil faptul c? spiritul de observa?ie, aten?ia,

memoria, h?rnicia ?. a. m. d. contribuie la dezvoltarea aptitudinilor, la

afirmarea talentului. Chiar ?i un astfel de artist genial al cuvвntului ca

Tolstoi ?i el a fost nevoit s? retranscrie «R?zboi ?i pace» de 8 ori! Dar

al?ii ar fi gata s?-?i transcrie lucr?rile la nesfвr?it f?r?, оns?, s? aib?

?ansa de a ajunge vre-odat? la оn?l?imea lui Tolstoi.

Apropo, fiindc? veni vorba de memorie. ?i ea este diferit? la diferi?i

oameni. Chiar dac? ar fi s? fie antrenat? la nesfвr?it, la majoritatea

oamenilor memoria-i... «ca memoria»; unii au dezvoltat? memoria vizual?,

al?ii pe cea mintal? (logic?, auditiv?), sau ?i pe una, ?i pe alta. Dar se

оntвlnesc ?i oameni cu o memorie fenomenal?. I. Andronicov povestea despre

I. Sollertinechii, care avea o memorie cu totul ie?it? din comun. Aruncвnd

o privire asupra unor pagini de text, pe care le vedea pentru prima oar?,

el оntorcea cartea ?i spunea: «Controleaz?». ?i orice pagin? nu i-ar fi

fost numit?, el o reproducea pe de rost. Cвnd a fost rugat s?-?i aminteasc?

ce era tip?rit оn josul paginii 212 din volumul doi al operelor complecte

ale lui N. V. Gogol din ultima edi?ie a AES (Asocia?ia Editurilor de Stat),

Sollertinechii, chibzuind cвteva momente, a redat integral ?i f?r? nici o

gre?eal? textul: «Laud? ?ie, artiste, vivat Andrei Petrovici –

recenzentului cum se vede оi pl?cea fami-... «Iart?-ne, Ivan Ivanovici, dar

ce e cu acest «fami-? – «Fami-? – a r?spuns el cu nep?sare, de parc? ar fi

fost оn firea lucrurilor, – «fami-» este prima jum?tate a cuvвntului

familiaritate, numai c? «-liaritate» vine de acum pe pagina dou? sute

treisprezece».

Este pu?in probabil c? doar cu ajutorul antrenamentelor fiecare din noi

ar putea s?-?i formeze un asemenea nivel de dezvoltare a memoriei. ?i e

p?cat.

Exemplele prezentate vin s? ne conving? de faptul c? asupra form?rii

profilului individual al capacit??ilor omului exercit? o anumit? influen??

?i ereditatea, ?i mediul оn оn?elesul cel mai larg al no?iunii. Pe lвng?

ac?iunea mediului, genotipul determin? ?i el dezvoltarea general? a

copilului ?i succesele lui la оnv???tur?. Un debil mintal se alege cu

foarte pu?in chiar ?i de pe urma celei mai bune instruiri, оn timp ce un om

n?scut cu aptitudini geniale reu?e?te оn mod obi?nuit multe f?r? ajutorul

cвt de cвt оnsemnat al cuiva. Dar pentru majoritatea copiilor de ambian?a

familial?, instruirea оn ?coal?, propriile lor eforturi depinde оn ce

m?sur? realiz?rile lor se vor apropia de limita superioar? a capacit??ilor

lor оnn?scute.

Gemenii sunt materialul natural pe baza c?ruia se poate cel mai bine

studia interac?iunea dintre genotip ?i mediu.

Dup? cum am mai ar?tat, exist? dou? categorii de gemeni: obi?nui?i

(bivitelini), cu genotipuri-diferite ?i identici (univitelini), cu

genotipuri identice.

Numeroase experien?e efectuate asupra gemenilor au demonstrat c? cu cвt

un caracter oarecare depinde mai mult de genotip, cu atвt mai mult gemenii

identici seam?n? unul cu altul sub raportul acestui caracter. ?i cu cвt el

depinde mai mult de mediul extern, cu atвt mai mult se pot deosebi оntre ei

gemenii identici. Cele mai mari deosebiri оntre gemeni se constat? оn cazul

cвnd ei sunt educa?i оn familii diferite; dar astfel de cazuri se оntвlnesc

extrem de rar. De regul?, gemenii identici sunt educa?i оn condi?ii оntr-

atвt de identice, оncвt poate s? apar? оntrebarea: nu este oare acest fapt

principala cauz? a asem?n?rii lor? R?spunsul se poate ob?ine prin

compararea lor cu gemenii obi?nui?i. Gemenii obi?nui?i cresc ?i ei оn una

?i aceea?i familie, оn unul ?i acela?i interval de timp. De aceea influen?a

mediului asupra deosebirilor dintre gemenii obi?nui?i este comparabil? cu

influen?a pe care o are mediul asupra diferen?elor dintre gemenii identici.

Diferen?a dintre gemenii obi?nui?i ?i cei identici, crescu?i оmpreun?,

este condi?ionat? оn temei de ereditatea lor diferit?. Оn schimb,

diferen?ele dintre gemenii identici crescu?i оmpreun? ?i gemenii identici

crescu?i оn medii diferite este condi?ionat? totalmente de condi?iile

diferite de mediu. Astfel, conform datelor savan?ilor americani, educa?ia

diferen?iat? duce la deosebiri cu mult mai mari de greutate ?i capacit??i

mintale, dar nu are nici o оnrвurire asupra оn?l?imii. Prin urmare,

оn?l?imea depinde оn special de ereditate, iar greutatea fizica ?i

capacit??ile intelectuale sunt determinate aproximativ оn egal? m?sur? de

ereditate ?i de mediu.

9.3.2 Talentul ?i ereditatea

L?murind rolul eredit??ii ?i al mediului оn dezvoltarea omului, оn

formarea personalit??ii sale, este important s? se explice ce reprezint?

mediul raportat la om. Asemeni altor fiin?e vii, omul se na?te ?i tr?ie?te

оntr-un mediu ce este determinat atвt de factori abiotici, cвt ?i de

factori biotici. Оn acest sens se poate afirma c? mediul omului este

acela?i ca ?i al altor fiin?e vii. Dar datorit? con?tiin?ei, omul

ac?ioneaz? оn sfera formei sociale de mi?care a materiei, subordonвndu-?i

mediul ?i to?i factorii ce ac?ioneaz? оn el. Din aceast? cauz? mediul uman

are un caracter social. Fiecare fiin?? uman? se na?te ?i tr?ie?te оn

condi?iile mediului social. Оn ce prive?te identitatea sau varietatea

genetic?, ele sunt determinate de garniturile de gene. Fiecare om о?i are

garniturile sale particulare de gene ?i оn virtutea acestui fapt din punct

de vedere genetic to?i oamenii sunt diver?i, individuali, cu excep?ia

gemenilor identici. Remarcвnd diferite particularit??i оn manifestarea

caracterelor la diferi?i oameni, ne ciocnim nu de o insuficien?? genetic?,

ci de diversitatea genetic?. Este important s? se sublinieze оn acest

context c? diversitatea genetic? a oamenilor nu depinde de mediul social

ci, din contra, de mediul social depinde manifestarea diversit??ii

genetice, deoarece ea este determinat? de condi?iile sociale оn care omul

se na?te, se dezvolt? ?i se formeaz? ca personalitate. Ei, bine, ve?i spune

dumneavoastr?, dar capacit??ile fenomenale la copiii care, ca s? zicem a?a,

n-au dovedit оnc? s? оntre оn contact cu mediul social, care n-au trecut

оnc? minimumul elementar de instruire ?i educa?ie? Aceea?i оntrebare se

poate referi ?i la personalit??ile remarcabile care se dezvolt? оn aceea?i

familie cu altele destul de mediocre.

Оntr-adev?r, majoritatea copiilor care se nasc sunt copii obi?nui?i,

copii оnzestra?i оntr-un domeniu oarecare se nasc оntr-un num?r mic, iar

personalit??i remarcabile, оnzestrate multilateral, adic? oameni geniali,

se nasc extrem de rar.

Na?terea copiilor geniali aminte?te оntrucвtva loteria. Juc?torii

reu?esc, de regul?, s? ghiceasc? unul-dou? numere, mult mai pu?ini – 3-4 ?i

cu totul pu?ini – 5-6 numere. iar оn dependen?? de ghicire se stabile?te

suma cв?tigului. Cu cвt mai mic? este probabilitatea ghicirii, cu atвt mai

valoros este cв?tigul. Ideea a fost exprimat? sugestiv de V. Polвnin.

«Na?terea geniului, – spunea el, – este cв?tigul realizat la o loterie

lipsit? aproape de cв?tiguri». Ne este dat foarte rar s? auzim despre

apari?ia copiilor cu talente deosebite. Una din aceste rare comunic?ri

senza?ionale a fost publicat? de ziarul japonez influent «Japan Times». Ea

se referea la Chim Iun Von, un seulez de trei ani, care vorbea la fel de

liber engleza ?i germana ca ?i coreeana, limba sa matern?. El rezolva cu o

nemaiv?zut? u?urin?? probleme dintre cele mai complicate, folosind оn acest

scop calculele diferen?iale ?i integrale. Chim Iu este me?ter la scrisul

caligrafic, scrie versuri foarte bune ?i cite?te ziarele. P?rin?ii acestui

fenomen – Chim Su Son, fizician, оn vвrst? de 33 de ani ?i Iu Mun Hiun,

cadru didactic la Universitatea din Seul, оn vвrst? de asemenea de 33 de

ani - au povestit c? оn a patra lun? dup? na?tere fiului i-au ap?rut dintr-

odat? 19 din?i, iar peste dou? zile el a оnceput s? rosteasc? cuvinte. La

?ase luni el a оnceput s? mearg? ?i s? memoreze din auzite denumiri de

copaci ?i de animale. La 1 an ?i o lun? Chim оnsu?ise destule cuvinte

engleze?ti, pentru a vorbi satisf?c?tor engleza.

Peste o lun? el a оnceput s? vorbeasc? germana. La un an ?i jum?tate a

оnceput s? scrie cu o pensul? mic?, ?i cu tu?, iar la doi ani a оnceput s?-

?i fac? оnsemn?ri zilnice. Multe dintre оnsemn?rile ?i desenele lui au fost

publicate оn ziarele din Seul. Deci, un adev?rat fenomen.

Un alt exemplu. Оn anul 1979 la sec?ia preg?titoare a Universit??ii din

Moscova a fost primit un b?ie?el de nou? ani – Jalil Said – din Afganistan.

Guvernul acestei ??ri a hot?rвt s?-l trimit? pentru continuarea studiilor

оn URSS la facultatea de mecanic? ?i matematica a USM (programa pentru

?coala medie el a оnsu?it-o оntr-un an). Jalil a venit оn Uniunea Sovietic?

оmpreun? cu tat?l s?u Cherim Said, care urma ?i el s?-?i fac? studiile la

Universitate.

Dup? o lun? ?i jum?tate de cursuri cu оnv???tori de limba rus?, Jalil a

оnceput s? оn?eleag? bine оntreb?rile care i se adresau, s? r?spund? la ele

?i adesea s-o fac? chiar pe traduc?torul pentru tat?l s?u. Dar la оnceput

lec?iile mergeau destul de prost. ?i doar atunci cвnd a fost schimbat modul

de instruire, luвndu-se ca baz? manualul de matematic?, treburile s-au

normalizat.

Care este explica?ia acestor cazuri? Ce rol i se atribuie eredit??ii ?i

ce rol mediului оn dezvoltarea talentelor cu totul ie?ite din comun?

Iat? ce scriu оn leg?tur? cu aceasta cunoscu?i savan?i Ia. Reghinschii ?i

A. Scvor?ov: «Ereditatea talentului? Exist? numeroase genealogii care o

confirm?: muzica оn familia Bah, astronomia pentru оntreaga genera?ie de

astronomi Cassini оn cadrul c?reia s-a desf??urat de la tat? la str?nepot

timp de 124 de ani continuitatea оn conducerea observatorului astronomic

din Paris; pictura оn familia Macovschii, matematica оn familia Bernulli.

Pe de alt? parte, оns?, оn majoritatea cazurilor оnzestrarea ereditar? este

determinat? de оmbinarea unui ?ir de оnsu?iri independente... Poate c?

anume оn polifactorialitate ?i se ascunde una din cauzele faptului c? chiar

?i оn familiile cu mul?i copii ale geniilor se n??teau atвt de rar copii

geniali». «Nu avem motive s? afirm?m c? exist? gene speciale ale

genialit??ii; formele de manifestare a talentului uman sunt atвt de variate

?i individual irepetabile, оncвt este mai verosimil s? fie considerate nu

urmarea unor gene speciale ale genialit??ii, ci rezultatul unor combina?ii

unice, irepetabile оn fiecare caz aparte ale unui ?ir оntreg de gene, care

fiecare оn parte nu determin? nici un efect remarcabil. Adev?rul este

confirmat ?i de faptul c? оn marea majoritate a cazurilor descenden?a

oamenilor de sam? este destul de obi?nuit?».

Din aceste opinii se poate trage urm?toarea concluzie general?: nu

ac?iunea unor oarecare gene izolate determin? formarea talentului. Fiecare

gen? aparte sau o grup? de gene condi?ioneaz? unele оnsu?iri pozitive

aparte (temperament, atrac?ie pentru ceva, aten?ie, memorie, spirit de

observa?ie, imagina?ie, capacitate de оn?elegere rapid? ?. a. m. d.), iar

оmbinarea оntвmpl?toare a unei mul?imi de asemenea оnsu?iri (?i, prin

urmare, ?i a genelor care le determin?) оntr-un singur individ contribuie

la dezvoltarea maxim? a capacit??ilor sale – adic? a talentului.

Probabilitatea оmbin?rii оntr-o singur? persoan? a majorit??ii оnsu?irilor

pozitive e foarte mic? – de aici ?i raritatea apari?iei lor оn lume. Tot

odat?, se cunoa?te c? nu toate genele se manifest? оntr-un mediu sau altul

?i c? genele asem?n?toare о?i manifest? оn chip diferit ac?iunea оn

condi?ii de mediu diferite. Prin urmare, оnsu?i mediul «potrive?te»

ac?iunea fiec?reia dintre gene sau a unor blocuri de gene unul fa?? de

altul, «?lefuindu-le» efectul general. Tot mediul este cel care joac? rol

de «punct de trecere», aprobвnd sau anulвnd aceast? ac?iune general?,

adic? stimuleaz? sau inhibeaz? o ac?iune sau alta a individului. Оn acest

cadru o importan?? colosal? o are instruirea ?i educa?ia orientat?. Se

оn?elege de la sine c? dac? elevul sau studentul nu poate s? asimileze

ceva, dar o dore?te, el va fi, pe drept, recompensat, dac?, оns?, este

capabil, dar lene?, pe bun? dreptate, va fi mustrat. ?i deoarece toate

aceste calit??i determin? rela?iile dintre oameni, manifestarea lor va fi

apreciat? оn chip diferit, оn dependen?? de condi?iile concrete ale

mediului social.

Оn ce prive?te seulezul de 3 ani Chim, nici acest caz nu con?ine nimic

supranatural. Pur ?i simplu, exemplul ilustreaz? o dat? оn plus

posibilitatea manifest?rii foarte de timpuriu ?i оn diverse domenii a unor

capacit??i poten?iale enorme. ?tiin?a nu dispune оnc? de informa?ie

suficient? asupra modului оn care recep?ioneaz? lumea оnconjur?toare

copilul оn perioada dezvolt?rii sale embrionare. Nu este exclus c? anume

aceast? perioad? este fundamental?, hot?rвtoare оn formarea psihicului ?i,

prin urmare, ?i a personalit??ii omului. Оn perioada embrionar? dezvoltarea

creierului este determinat? de programul .genetic. Programul genetic, –

scrie cunoscutul geneticiian sovietic, academicianul N. P. Dubinin, –

asigur? posibilitatea manifest?rii sferei spiritual suprabiologice a

omului, iar condi?iile sociale transform? aceast? posibilitate оn

realitate оn procesul activit??ii de munc?, social de produc?ie a

oamenilor, legat? de dezvoltarea vorbirii ?i оnrвurind asupra form?rii

gвndirii logico-abstracte». Nu este exclus c? оn viitor no?iunea «mediu

social» se va complecta cu starea psihic?, emotiv? оn care se afl?

viitoarea mam? оn perioada gravidit??ii. Doar ?i ea este diferit? la

diferite mame ?i chiar la una ?i aceea?i mam? la sarcini diferite.

9.3.3 Embriogenetica ?i pedagogia

Dac? a?i fost mai mul?i copii оn familie, pute?i – s-o оntreba?i pe mama,

cum se sim?ea ea cвnd a?tepta un copil sau altul. Mul?i о?i manifest? оnc?

de pe atunci temperamentul...

Momentul fecunda?iei ovulului este, de fapt, momentul na?terii unei noi

vie?i. Pвn? la el celulele sexuale au parcurs o cale lung? de diferen?iere

?i specializare оn conformitate cu programul genetic al fiec?ruia dintre

p?rin?i. Dup? unirea gametului mascul cu cel femel ?i formarea zigotului,

оncepe ac?iunea coordonat? a dou? programe genetice ?i realizarea

consecvent? a informa?iei ereditare, pe care o con?in, pe parcursul

оntregului proces de dezvoltare individual?.

De acum la a optsprezecea zi de la concep?ie оncepe s? bat? inima noii

fiin?e, la dou? luni organele оi sunt оn temei formate, iar la trei luni ea

se manifest? оn toat? plin?tatea: se poate stabili ce este b?iat sau fat?.

La patru luni EL sau EA оncep s?-?i caute o pozi?ie mai comod?, iar la

cinci unii о?i manifest? deja caracterul. La acest moment copilul simte ?i

retr?ie?te toate bucuriile ?i emo?iile mamei, fiind foarte sensibil la

dispozi?ia ei ?i reac?ionвnd оn mod corespunz?tor.

Se pare c? оn parte la acest fundament se referea L. N. Tolstoi cвnd

scria: «Oare nu atunci am ob?inut eu tot cu ceea ce tr?iesc оn momentul de

fa??, ?i am agonisit atвt de mult, atвt de repede, оncвt оn оntreaga via??

ce a urmat nu am reu?it s? cap?t nici a suta parte cвt c?p?tasem оnainte?

De la un copil de cinci ani ?i pвn? la mine e un singur pas. De la un nou-

n?scut pвn? la un copil de cinci ani e o distan?? cumplit?. De la embrion

pвn? la nou-n?scut e o pr?pastie, iar de la ne existen?? pвn? la embrion se

оntinde nu o pr?pastie, ci ceva de neconceput».

Оn psihologie ?i pedagogie se obi?nuie?te s? .se considere c? omul nu se

na?te personalitate, ci devine ca atare. ?i aceasta este оntr-adev?r a?a,

deoarece personalitatea a оnceput s? semnifice cel mai adesea

individualitatea оn raporturile ei sociale. Dar atunci ce urmeaz? s? se

considere na?terea omului-apari?ia lui pe lume sau momentul ini?ial al

dezvolt?rii sale оn uterul mamei? Doar acele nou? luni care urmeaz? dup?

momentul concep?iei noului om sunt mult mai bogate оn informa?ie decвt

mul?i dintre anii ce vor urma.

«Pot s? demonstrez c? multe din ceea ce consider?m specific uman, c?p?tat

de om dup? na?tere, оn realitate se con?ine оn genetica noastr?, se afl? оn

natura noastr? оn forma unor raporturi fixate ale structurilor nervoase», –

scria remarcabilul fiziolog, academicianul P. Anohin. Aceast? declara?ie

permite s? se considere c? formarea personalit??ii оncepe .in procesul

dezvolt?rii embrionare a copilului, iar manifestarea particularit??ilor ei

оncepe la diferi?i oameni оn momente diferite. Nu f?r? temei se spune

devenirea, ?i nu apari?ia personalit??ii; ?i nu a personalit??ii оn

general, ci a unui om concret.

«Nu este exclus, - scrie cunoscutul psiholog Ia. L. Colominechii, – c?

оntr-un viitor nu prea оndep?rtat s? se formeze un domeniu special al

pedagogici – pedagogia embrionar?, ?tiin?a despre ac?iunea direct? ?i

indirect? (prin intermediul psihicului ?i organismului mamei) asupra

form?rii psihicului omului оn perioada dezvolt?rii sale embrionare».

Ideea c? fiecare om vine pe lume cu un ansamblu variat de capacit??i a

devenit una din tezele de baz? ale concep?iei umaniste despre om. Aproape

оn fiecare om exist? capacit??i spirituale poten?ial nelimitate. A fost

demonstrat c? miliardele de celule ale creierului omenesc sunt capabile s?

оnf?ptuiasc? o munc? cu adev?rat titanic?; problema e, оn ce mod se pot

mobiliza ?i folosi la maximum colosalele lor posibilit??i. Оntr-un

laborator de psihologie a fost efectuat? o experien?? оn care ex-campionul

lumii la ?ah M. Tal a jucat ?ah cu persoana supus? examin?rii. Trei partide

acesta le-a jucat оn stare obi?nuit?, iar alte trei-оn stare de hipnoz?,

insuflвndu-i-se chipul unuia dintre ?ahi?tii remarcabili din trecut. Tal a

cв?tigat. Dup? seans el ?i-a caracterizat оn felul urm?tor partenerul:

«Оnainte de hipnoz? am jucat cu o persoan? care abia mi?ca figurile. Оn

stare de hipnoz?, оns?, оn fa?a mea st?tea un cu totul alt om, expansiv,

energic, оndr?zne?, care juca cu dou? categorii mai bine».

O persoan? este considerat? capabil?, dac? manifest? un interes deosebit

pentru vre-o preocupare ?i dac? оn acest caz ea оnsu?e?te mai repede ?i mai

u?or decвt al?ii cuno?tin?ele, deprinderile, metodele corespunz?toare, dac?

ob?ine succese оn domeniul respectiv.

Dar оn caz c? nu ob?ine nici un fel de succese? Trebuie considerat?

incapabil?? Oameni incapabili nu exist?, exist? oameni care nu ?i-au

valorificat capacit??ile, oameni care «?i-au оngropat talentul».

Оn prezent a devenit ca nici odat? acut? problema determin?rii

hipertimpurii a profilului capacit??ilor copilului, ale adolescentului,

pentru a i se putea alege direc?ia de instruire ?i de preg?tire

profesional?, care i-ar asigura ?i cuno?tin?ele, ?i dragostea pentru

ocupa?ia, pe care el o va exercita cu maxim? d?ruire, ?i deci ob?inвnd

maximum de satisfac?ie.

Capacit??ile remarcabile se pot оmbina cu o memorie auditiv? obi?nuit?; o

memorie vizual? obi?nuit?-cu o capacitate de a reac?iona rapid. Eforturile

enorme care se depun pentru ob?inerea instruirii muzicale pot s? nu dea

nici m?car o parte mic? din efectul pe care l-ar da cultivarea la acela?i

copil a aptitudinilor sale matematice sau lingvistice.

Cu alte cuvinte, fiecare adolescent, p?rin?ii ?i pedagogii acestui

adolescent trebuie s?-i cunoasc? p?r?ile slabe ?i cele tari ale profilului

capacit??ilor cu care este оnzestrat.

Fiecare om este poten?ial оnzestrat pentru a activa оntr-un anumit

domeniu mai eficient ca al?ii. Doar registrul capacit??ilor umane este

infinit, iar num?rul profesiilor trece peste 40 de mii. Prin urmare, rar om

care s? nu fie оnzestrat cu un num?r de aptitudini suficiente pentru a

putea munci creator, cu toat? d?ruirea, pentru a se putea realiza plenar.

Este limpede c? orice profesie se cere aleas? conform оnclina?iilor pe

care le avem. «Dac? оns? ne-am ales o profesiune pentru care nu avem

capacit??ile necesare, nu o vom practica nici odat? оn mod onorabil... Cel

mai firesc rezultat va fi atunci dispre?ul fa?? de noi оn?ine; dar exist?

oare sentiment mai chinuitor...» medita la timpul s?u tвn?rul Marx.

Problema privind influen?a relativ? a eredit??ii ?i a mediului asupra

tr?s?turilor individuale ale omului continu? s? fie departe de a fi

rezolvat? definitiv. Dar deja оn prezent este limpede c? ignorarea

deosebirilor genetice dintre oameni оn ceea ce prive?te particularit??ile

de intelect sau caracter are repercursiuni negative asupra instruirii ?i

educa?iei. Iar noi suntem cu to?ii material organiza?i оn chip оntrucвtva

diferit. Colosala varietate a aptitudinilor din popula?iile umane

reprezint? acea surs? inepuizabil?, pe baza c?reia se realizeaz? progresul

tehnico-?tiin?ific ?i social al societ??ii.

Noi, p?rin?ii ?i pedagogii, mai avem mult de muncit pentru ca fiecare nou-

n?scut s? poat? deveni ceea ce este оn stare s? devin?, s? se realizeze la

cel mai оnalt grad. Or, aceasta nu-i chiar atвt de pu?in.

Prin urmare, este necesar ca genetica ?i pedagogia s? g?seasc? cвt mai

repede limb? comun?, precum au g?sit de acum genetica ?i teoria evolu?iei,

genetica ?i selec?ia, genetica ?i microbiologia, genetica ?i medicina.

9.4. Genetica ?i psihologia

9.4.1 Omul ca fiin?? biiosocial?

Corela?ia оntre componentele biologice ?i sociale ale omului constituie

una dintre cele mai importante probleme, pe care caut? s-o rezolve savan?i

din оntreaga lume. Оn cartea «Genetica, comportamentul, responsabilitatea

(N. Dubini, I. Carpe?, V. Cudreav?ev, 1982) se scrie: «Recunoscвnd aspectul

socializat al propriet??ilor bilologice ale omului nu trebuie se sc?p?m din

vedere, c?, fiind o fiin?? vie, el se supune totodat? legilor bilologice

fundamentale ?i оn acest sens posed? particularit??ile proprii a tot ce e

viu pe P?mвnt».

Biologul ?i socialul la om sвnt factori strвns lega?i оntre ei ?i

interdependen?i. Astfel, A. Ghezell оn lucrarea «Copiii omului ?i copiii

lupilor» ne poveste?te despre unii copii, care de mici, fiind r?pi?i de

lupi, au crescut оn mediul acestora ?i pe urm? n-au avut comportare uman?.

Оn anul 1920 оn India, оn vizuina unor lupi, au fost g?site dou? feti?e –

Amala ?i Camala, care fiind date оn grija savan?ilor a?a ?i n-au mai fost

оn stare s? se adapteze la mediul societ??ii umane ?i au murit curвnd. Este

bine cunoscut ?i cazul lui Kaspar Hauzer, care fiind izolat timp de 16 ani

оntr-un beci, dup? aceea scolarizarea lui a fost imposibil?.

Particularit??ile biologice – genotipul s?u individual – omul le cap?t?

prin ereditate de la p?rin?i. Totodat? calit??ile omului sunt determinate

de mediul ambiant, оn mijlocul c?ruia are loc dezvoltarea lui. Cazurile

descrise mai sus demonstreaz? pe deplin acest adev?r. Ca dovad? оn acest

sens poate servi ?i faptul c? gemenii monovitelini nu numai c? seam?n?

оntre ei ca dou? pic?turi de ap?, adic? sunt identici ca genotip, dar sunt

aproape identici ?i ca fenotip.

Dac? asemenea gemeni erau desp?r?i?i ?i crescu?i оn medii diferite, ei

о?i p?strau complet asem?narea fizic? ?i multe manifest?ri de ordin psihic

– temperamentul, оnclina?iile, gusturile – le aveau asem?n?toare.

Dup? cum s-a mai men?ionat omul este o fiin?? biosocial?. Evolu?ia

biologic? se produce оntr-un timp foarte оndelungat, pe cвnd cea social?

оntr-o perioad? mult mai redus?. Оn timpul dezvolt?rii istorice oamenii

creeaz? instrumente de munc? ?i оnf?ptuiesc munca, оn procesul c?reia

stabilesc rela?ii sociale ?i о?i оmbog??esc cuno?tin?ele. Experien?ele

c?p?tate se transmit din genera?ie оn genera?ie ?i, astfel, apare un

program social, care se mo?tene?te din str?mo?i. Academicianul A. Leontiev

distinge la om trei feluri de experien?e:

experien?a mo?tenit? prin program biologic sub form? de instinct;

experien?a social istoric? dobвndit? de omenire ?i transmis? prin

instruire ?i educa?ie;

experien?a individual? pe care o cap?t? fiecare om оn cursul vie?ii

personale.

Prima cuprinde perioada embrionar? – de la conceperea ?i formarea zigotei

pвn? la na?terea copilului. Оn aceast? perioad? se realizeaz? programul

genetic cu o oarecare influen?? (prin intermediul organismului mamei) a

mediului extern. Atвt factorii pozitivi, cвt ?i cei negativi influen?eaz?

corespunz?tor asupra realiz?rii programului genetic al f?tului.

Unii savan?i (B. Astaurov, E. Ilin, etc.) afirm? c? genele regleaz? nu

numai dezvoltarea fizic? ci ?i comportamentul social al omului. Mediul

ambiant nu va educa un pictor, un cвnt?re?, un matematician sau un sportiv

eminent dintr-un copil, care nu posed? predispozi?ii ereditare c?tre

acestea оnclina?ii, subliniaz? ei. Academicianul N. Dubinin neag? aceast?

accentuare a rolului programului genetic. «Nu exist? – scrie el – nici un

fel de gene pentru con?inutul spiritual al omului. Caracterele psihicului

uman se formeaz? cu ajutorul activit??ii social-practice a oamenilor».

Оns?, cum pe drept men?ioneaz? Kleopatra Vnorovschi, practica

demonstreaz?, c? fiecare om оnsu?e?te programul social оn felul s?u. De

exemplu, оntr-o clas? de elevi se prezint? acela?i program de obiecte, ce

trebuie s? fie оnsu?ite. De?i оn timpul pred?rii obiectelor de studiu se

?ine seama de particularit??ile individuale ale elevilor, totu?i nu fiecare

dintre ei poate s? le оnsu?easc? la acela?i nivel. Atitudinea elevilor fa??

de obliga?ii, reac?iile lor la sarcinile puse sunt diferite. Str?duin?ele

p?rin?ilor ?i оnv???torilor nu оntotdeauna pot orienta copiii оn direc?ia

dorit?. Copiii, adolescen?ii, tinerii о?i aleg calea lor proprie, conform

intereselor, оnclina?iilor, aptitudinilor. La fiecare om ele sunt diferite

?i ca con?inut ?i ca nivel.

Psihologul A. Luria a ajuns la concluzia, c? оn perioada dezvolt?rii

psihicului оn ontogenez? ereditatea are o influen?? mai accentuat? cвnd

copilul este mic. La etapele mai avansate de dezvoltare procesele psihice

se schimb? ?i dependen?a lor de factorii ereditari devine mai mic?. Aici

experien?ei individuale оi revine un rol mai pronun?at.

Programul genetic variaz? mult de la om la om. Chiar оn aceea?i familie

copiii cresc foarte diferi?i. Programul genetic оn decursul de milioane de

ani s-a schimbat la omenire оn оntregime, оns?, foarte pu?in. Factorii

evolu?iei ?i selec?iei naturale la om joac? un rol mai mic decвt la

animale. Omul ac?ioneaz? asupra naturii оn direc?ia dorit? de el ?i о?i

creeaz? un mediu specific, prielnic existen?ei. Iat? de ce programul social

se schimb? repede. Din genera?ie оn genera?ie el cap?t? forme noi, cea ce

tocmai ?i constituie progresul social. Educa?ia ?i instruirea asigur?

continuitate ?i progres. De?i programul social nu este оnscris оn gene ?i

con?inutul vie?ii psihice nu este ereditar, importan?a factorului biologic

nu treze?te nici o оndoial?. F?cвnd o compara?ie metaforic? putem spune c?

programul genetic prezint? acel fundament material pe care se dezvolt?

suprastructura social? a comunit??ii umane.

9.4.2. Factorii ereditari ?i intelectul

Trebuie de subliniat, c? omul poate s? aib? o experien?? bogat?, s?

posede cuno?tin?e vaste, оns? dup? cum se ?tie, nimeni pвn? azi n-a putut

descoperi vre-un mijloc cum s? elaboreze оn?elepciune prin instruire ?i

educa?ie. Nu degeaba оntr-o zical? moldoveneasc? se spunea: «Cвnd ar cre?te

mintea pe toate c?r?rile, apoi ?i oile ar pa?te-o».

Care este factorul principal оn dezvoltarea inteligen?ei? ?i aici exist?

dou? puncte de vedere, dou? orient?ri:

. orientarea ereditarist?, care recunoa?te ereditatea ca factor

principal оn formarea ?i dezvoltarea inteligen?ei;

. orientarea ambientalist?, care consider? c? totalitatea factorilor

din meidul ambiant determin? nivelul inteligen?ei.

Prima orientare sus?ine, c? inteligen?a omului, gвndirea lui sunt

оnn?scute. Deosebirile оn comportamentul ?i psihicul oamenilor se datoreaz?

unui anumit genotip, unic pentru fiecare dintre noi. Psihicul este

dependent de sistemul nervos, de anumite structuri ale creierului, de

organele de sim?, care se dezvolt? оn baza ac?iunii specifice a anumitor

gene. Capacitatea omului de a se instrui este de asemenea оnn?scut?. Faptul

acesta se datoreaz? aptitudinii omului de a influen?a asupra mediului ?i de

a-l schimba, iar intelectul e o form? superioar? de a se adapta la mediu.

Orientarea ambientalist? sus?ine c? inteligen?a se formeaz? ?i se

dezvolt? datorit? exclusiv factorilor sociali. Progresul social, care este

nelimitat, influen?eaz? activitatea intelectual?, dвndu-i un anumit

con?inut.

Actualmente, afar? de aceste dou? orient?ri diametral opuse, exist? ?i o

a treia, care оmbin? ambii factori: ereditatea ?i mediul ambiant. Prin

urmare, biologicul ?i socialul au rolul lor оn formarea оntregului psihic

uman ?i a specificului fiec?rei individualit??ii.

Omul se na?te cu multe predispozi?ii, care оn cursul vie?ii se pot

manifesta оntr-un mod sau altul оn dependen?? de anumite condi?ii.

Cuno?tin?ele ce le cap?t? fiecare om оn parte amplific? poten?a sa

intelectual?. Instruirea, educa?ia, diversele rela?ii sociale constituie

amplificatori ai dezvolt?rii inteligen?ei. Poten?ele apar ca ni?te

predispozi?ii biologice, iar mediul social, cultura – ca amplificatori ai

acestor predispozi?ii. Diferite medii sociale apar оn rezultatul ac?iunii

diferitor amplificatori. Propriet??ile biologice ne caracteristice speciei

umane nu pot fi dezvoltate la indivizii s?i, oricare ar fi mediul ce-i

оnconjoar?, ?i invers, poten?ele оnn?scute, care exist? оn stare latent?,

pot fi realizate prin crearea de condi?ii corespunz?toare lor.

Se poate oare diagnostica nivelul de inteligen??, aptitudinile mintale

ale omului? ?tiin?a contemporan? dispune de asemenea metode. Dintre ele

principale sunt dou?:

1. Studierea comparativ? a gemenilor;

2. Studierea aptitudinilor mintale prin teste de inteligen??.

Gemenii monovitelini avвnd acela?i genotip prezint? o foarte mare

asem?nare atвt somatic?, cвt ?i psihic?. Aceasta ofer? un material unic

pentru a studia atвt factorul ereditar, cвt ?i ac?iunea mediului оn

dezvoltarea intelectului. Deosebirile ?i asem?n?rile, ce se observ? la

gemenii monovitelini, dintr-o parte, ?i la gemenii bivitelini, din alta,

crescu?i оmpreun? sau separa?i unul de altul, ne demonstreaz? tocmai rolul

eredit??ii ?i a mediului оn manifestarea multor particularit??i, printre

care ?i ale celor intelectuale.

Nivelul de inteligen?? se m?soar? prin coeficientul intelectual (CI),

aflat prin aplicarea testelor de inteligen??. Testele m?soar? variate

propriet??i intelectuale, care se formeaz? ?i se dezvolt? оn decursul

vie?ii individuale. Rezultatele test?rilor efectuate de mai mul?i savan?i

au demonstrat, c? CI la gemenii monovitelini crescu?i оn acelea?i condi?ii

coincid cu 87%, la gemenii monovitelini crescu?i оn codi?ii diferite

coincid cu 75%, pe cвnd la gemenii bivitelini crescu?i оmpreun? sau separat

coinciden?a CI e numai de 50%.

Savantul american Iepsen a ajuns la concluzia c? 80% din coeficientul de

inteligen?? se datoreaz? eredit??ii ?i 20% – mediului.

Norma nivelului mintal este considerat? dezvoltarea medie. Dac?

reprezent?m acest lucru cu ajutorul unui grafic, atunci vom avea la mijloc

intelect normal, mai sus de linia normei – genii ?i supradota?i, iar sub

linie oligofrenii.

La oamenii geniali ?i supradota?i оn mai multe direc?ii CI constituie mai

mult de 100 de puncte. De ace?tea se nasc оn mediu cca 2%. La oamenii

talenta?i, cu inteligen?? foarte bun?, CI=80-100 puncte. Ei sunt dota?i

numai оntr-o oarecare direc?ie (muzic?, pictur?, matematic? etc.) ?i

sonstituie cca 15% din toat? popula?ia uman?. 20% le revin oamenilor

inteligen?i, care о?i ating culmea preg?tirii profesioniste оn cele mai

bune condi?ii de instruire. La ei CI=60-70 puncte. CI la media normal? e de

40-50 puncte prezentate de majoritatea dintre noi. Pentru mediocri, care

constituie 10-20% din popula?ie, se cer eforturi deosebite оn instruire, CI

la ei fiind egal numai cu 20-30 puncte. Oligofrenii (oameni incapabili)

lua?i оmpreun? (10%) constituie contingentul ?colilor speicale, CI e mai

mic de 10.

Oligofrenia de cele mai multe ori este rezultatul unor anomalii

cromozomice. Debilii mintali, de?i se afl? sub limit?, pot fi plasa?i оn

?coli speciale ?i ajuta?i s? se adapteze la via?? ?i la o munc? potrivit?

pentru ei.

Imbecilitatea ?i idiotismul sunt provocate de gene recisive, pe cвnd

debilii mintali rezult? datorit? eredit??ii poligenice. Astfel de copii de

regul? nu pot оnv??a s? citeasc? ?i s? scrie. Ei nu sunt оn stare s?

perceap? corect realitatea datorit? deregl?rii func?iei creierului. De

asemenea le este deranjat ?i limbajul atвt cel oral, cвt ?i cel scris. Ei

nu-?i pot concentra aten?ia s? asculte, s? judece, s? citeasc? ?i s?

socoat?.

Deci, la un cap?t al firului eredit??ii se afl? oligofrenii, contingentul

?colilor speciale, iar la alt cap?t – oameni supradota?i ?i geniali, cu

aptitudini deosebite. Оntre aceste dou? poluri se g?sesc to?i ceilal?i ce

reflect? dispersia heterogen? a capacit??ilor intelectuale la majoritatea

omenirii.

9.4.3. Aptitudinile ?i ereditatea

Оnsu?irile fizice ?i psihice care-i permit omului s? activeze cu succes

оn anumite domenii, se numesc aptitudini. Acestea pot fi generale ?i

speciale. Aptitudinile care asigur? succesul оntr-un ?ir de activit??i sunt

numite generale, iar cele care se manifest? numai оntr-un anumit domeniu de

activitate – speciale. O оmbinare original? a ac?iunilor, a cuno?tin?elor

este posibil? atunci cвnd omul e talentat. Talentul оi permite s? se

exprime original оn mai multe domenii. V. Belinschii spunea, c? omul

talentat vede оn lumea оnconjur?toare ceea ce al?ii nici nu observ?. Omul

talentat vede totul original, оn felul s?u. Sunt оns? oameni ale c?ror

aptitudini ating un nivel foarte оnalt de manifestare. Astfel de oameni

sunt numi?i genii.

Geniul e o fiin?? dotat? cu posibilitatea de a crea ceva nou, absolut

original. Oamenii geniali posed? tr?s?turi de caracter, au interese ?i

idealuri la fel ca ?i ceilal?i oameni. Cu toate acestea, ei sunt

deschiz?tori de noi c?i, de noi ere оn istorie, fac descoperiri оn domeniul

оn care о?i manifest? talentul, deschid noi ?coli оn ?tiin?? ?i art?.

Foarte laconic оn privin?a aceasta s-a exprimat O. de Balzac: «Minunea

geniului const? оn aceea, c? el seam?n? cu to?i, dar cu el nimeni».

Ce determin? apari?ia geniilor? Оn antichitate se considera, c? geniul

este alesul lui Dumnezeu ?i-i inspirat de puterea divin?. Existau p?reri,

cum c? geniul este un om, care iese din cadrul obi?nuitei norme de

dezvoltare. Geniul ?i nebunia erau puse al?turi.

Pe lвng? genii, care sunt foarte pu?ini la num?r, trebuie descoperi?i ?i

oameni talenta?i, care se nasc ceva mai des, sunt bine dota?i ?i contribuie

la progresul societ??ii. Mul?i savan?i au studiat problema aptitudinilor,

dota?iei, talentului, genialit??ii. Rezolvarea acestei probleme ca ?i a

celei consacrate inteligen?ei are trei solu?ii: unii consider? aceste

calit??i оnn?scute, al?ii – ob?inute datorit? instruirii ?i educa?iei; a

treia grup? recunoa?te оmbinarea celor doi – cel genetic ?i cel al

mediului. Marele pedagog V. Suhomlinschii sus?ine existen?a unor

predispozi?ii biologice, care trebuie s? fie eviden?iate la timp ?i

cultivate permanent. Eminentul matematician N. Lobacevschii e de p?rere c?

geniul se na?te ?i e convins, c? arta educatorului const? оn aceea ca s?

descopere geniul ?i s?-i dea libertate s? оnf?ptuiasc? poten?ele sale. Deci

?i V. Suhomlinschii ?i N. Lobacevschii sunt de aceia?i p?rere: talentul ?i

geniul sunt оnn?scute, dar trebuie s? fie scoase la iveal? ?i cultivate. E

necesar de condi?ii favorabile pentru ca acestea s? se manifeste.

Predispozi?iile sunt оnn?scute, iar manifestarea ?i perfec?ionarea lor

sunt rezultatul dezvolt?rii omului оn cursul vie?ii individuale ?i

adapt?rii lui la mediu prin educare ?i instruire. Aptitudinile pot apare de

la vвrsta fraged? pвn? la b?trвne?e. Cel mai devreme se manifest?

aptitudinile pentru matematic? ?i muzic?, poezie, pictur? ?i joc de ?ah.

Astfel, Mozart a оnceput s? compun? muzic? la vвrsta de 3 ani, Mendelson –

la 5 ani, Repin ?i Serov au оnceput s? fac? pictur? la 4 ani, primele

versuri ale lui A. Pu?chin au ap?rut la vвrsta de 8 ani, ale lui M.

Lermontov – la 9 ani. Hose Capablanca a ob?inut victoria la jocul de ?ah la

vвrsta de 4 ani, peste o zi dup? ce a v?zut pentru prima dat? cum se

joac?. Academicianul L. Landau la 14 ani оnva?? la dou? facult??i: de

chimie ?i de fizic? ?i matimatic?. Numai la 26 ani a devenit doctor

habilitat оn ?tiin?e.

Cercet?rile оntreprinse de geneticieni ?i psihologi demonstreaz? c?

biologicul о?i are rolul s?u predominant оn formarea ?i manifestarea

aptitudinilor de diferite niveluri. Aptitudinile, talentul, genialitatea

vor fi cu atвt mai dezvoltate cu cвt vor fi mai puternice ?i calitative

predispozi?iile оnn?scute ?i cu cвt vor fi mai favorabile condi?iile

sociale pentru manifestarea lor. Dup? cum subliniaz? savan?ii V.Timakov ?i

N. Bocikov, pentru perfec?ionarea omului nu exist? piedici, trebuie numai

cunoscut? biologia lui, descoperite ?i dezvoltate aptitudinile individuale.

Ele, оns?, trebuie descoperite cвt mai devreme, cu mult? pricepere de

genera?ia adult?. S? nu uit?m c? natura nu cizeleaz? nici o tr?s?tur?, ea

numai оi pune baza, o cizel?m noi: p?rin?ii, pedagogii, societatea.

Ce calit??i fizice ?i psihice cer aptitudinile pentru muzic? ?i pictur??

M.Borisov a stabilit, c? оn complexul оnzestr?rii muzicale sensibilitatea

la diferen?ierea оn?l?imii ?i t?riei sunetului sunt ereditare. H. Pinga?

consider? c? оnceputul aptitudinilor muzicale о?i au originea din

comunicarea sonor? a mamei cu copilul, оnainte, chiar ca el s? оnceap? a

vorbi. Savan?ii au ajuns la concluzia, c? exist? o corela?ie bine exprimat?

оntre capacitatea muzical? a p?rin?ilor ?i cea a copiilor. Astfel, оn

dinastiile familiale ale lui Bah, Rahmaninov, Ciaicovskii, Mo?art,

Bethoven, ?open, Pucini, Bize, ?ubert, Veber, Procofiev, Dunaevskii, Neaga

?. a. majoritatea au fost vesti?i muzicieni.

Оn privin?a eredit??ii aptitudinilor prezint? interes ?i familia lui

Serghei Rahmaninov. Iat? ce scrie despre ea Cleopatra Vnorovschi оn

minunata sa carte «Psihicul ?i ereditatea» (1984). Neamul lui Rahmaninov

о?i trage originea de la domnul Moldovei Drago?-Vod?. Dup? moartea lui

?tefan cel Mare, feciorul s?u mai mic Rahman, a plecat оn Rusia. El a pus

оnceputul dinastiei Rahmaninov. Dintr-o tabel? genealogic? оntocmit? de

sora lui S. Rahmaninov se poate urm?ri, c? оn ?ase genera?ii aptitudinea

muzical? se repet? la mul?i membri ai acestei familii. Str?bunica lui S.

Rahmaninov a studiat muzica la cei mai buni profesori ai vremii. Fratele

bunicii a fost regentul corului la capela cur?ii ?arului ?i era ?i

compozitor. Fetele n-aveau aptitudini muzicale, pe cвnd b?ie?ii aveau to?i.

Acel X-cromozom transmis la b?ie?i era dominant, iar la fete – recesiv.

Bunicul lui S. Rahmaninov s-a retras din armat? ?i se ocupa numai de

muzic?, оn fiecare zi cвnta minunat la fortopian. S. Rahmaninov a оnceput

s? se ocupe de muzic? la vвrsta de patru ani. Prima lui оnv???toare a fost

mama. Sora lui Serghei avea un contralto pl?cut. Оns? totu?i cel mai

str?lucit talent muzical оn aceast? familie l-a avut Serghei Rahmaninov. La

vвrsta de 9 ani el оncepe s? оnve?e la conservator.

?i pa plaiul nostru tr?iesc ?i creeaz? mul?i muzicieni, pentru care

muzica e voca?ie familial?, transmis? din genera?ie оn genera?ie. L?utarii

Moldovei au fost vesti?i. Оntr-o familie de l?utari a crescut ?i a activat

Gheorge Neaga.

El este reprezentantul genera?iei a patra de muzican?i. Str?bunicul s?u,

Anton Neaga, cвnta la cobz?, iar bunicul Timofei era viorist. Tat?l s?u,

vestitul ?tefan Neaga (1900-1951), primul din acest neam a f?cut studii

muzicale la conservator ?i a devenit un ilustru pianist, compozitor ?i

dirijor. Mama lui Gh. Neaga a fost ?i ea pianist?.

Dup? cum am mai spus, aptitudinile muzicale se manifest? de timpuriu оnc?

din fraged? copil?rie. Cei mai vesti?i muzican?i au оnceput s? cвnte foarte

devreme – de la 3-5 ani, de?i se cunosc ?i excep?ii. Ei aveau o memorie

muzical? fenomenal?, puteau reproduce u?or muzica auzit?. Savantul B.

Teplov consider?, c? omul are anumite date anatomo-fiziologice, care-i

permit o manifestare timpurie a aptitudinilor muzicale. Aceste

predispozi?ii depind de gene. Cu atвt mai mult c? muzica este o cunoa?tere

a realit??ii prin emo?ii, dar emo?iile, dup? p?rerea speciali?tilor, sunt

supuse legilor genetice.

Matematicienii se caracterizeaz? printr-o anumit? form? de gвndire, prin

anumite calit??i ale min?ii. Ei percep lumea оn realit??i de numere ?i

m?rimi. Psihologul V. Crute?kii a cercetat aptitudinile pentru matematic? a

unor copii contemporani. El a urm?rit apari?ia ?i dezvoltarea acestor

aptitudini. Оn cartea sa «Psihologia aptitudinilor matematice» el constat?,

c? particularit??ile psihice, specifice oamenilor talenta?i оn domeniul

matematicii, sunt acelea?i , indiferent de timpul оn care tr?iesc ?i chiar

de vвrst?.

Iat? cвteva caracteristici date de V. Crute?kii copiilor examina?i:

Sonea: - aptitudinile matematice la ea au оnceput s? se manifeste de la 4

ani. F?r? s? cunoasc? teoria, ea f?cea opera?ii cu frac?ii, rezolva mintal

probleme. Fratele ei, cu 5 ani mai mare, a r?mas mirat, cвnd trebuia s?

scad? 36 din 28. Sonea i-a spus c? va fi cu 8 mai pu?in decвt nimic.

Volodea: - la 6 ani extr?gea mintal r?d?cina p?trat? din orice num?r. La

8 ani f?r? ajutorul cuiva, a оnsu?it func?iile trigonometirce ?i sistemul

binar.

Acesta ?i alte biografii cercetate au demonstrat, c? predispozi?iile

pentru matematic? se manifest? prin genele recesive, peste o genera?ie.

Aptitudinile pentru matematic?, observate la gemenii monovitelini, confirm?

natura lor ereditar?. Astfel, D. Liuis ?i D. Sprinser, desp?r?i?i de mici,

fiind оnfia?i de oameni str?ini ?i necunoscu?i, s-au оntвlnit la vвrsta de

39 de ani. Amвndoi aveau aptitudini matematice. Biografiile cercetate au

demonstrat c? exist? multe cazuri, cвnd condi?iile nu erau favorabile, оns?

aptitudinile s-au manifestat. Exist? ?i personalit??i ce au specialit??i

diferite, care n-au f?cut studii speciale de matematic? ?i totu?i au

devenit matematicieni, deoarece aveau aptitudini pentru aceast? ?tiin??.

Astfel, vestitul Laplas ?e-a f?cut studiile la ?coala c?lug?rilor

benedectini ?i totu?i, a devenit autorul «Mecanicii cere?ti» ?i a teoriei

analitice a probabilit??ii.

Foarte mul?i matematicieni care au devenit ilu?tri ?i-au manifestat de

timpuriu aptitudinile pentru matematic?. Alexis Klero la 12 ani era de acum

un savant format recunoscut de Academia de ?tiin?e din Berlin. Fratele s?u

mai mic, cвnd a atins vвrsta de 14 ani, a scris o lucrare original? de

geometrie, care a fost apreciat? оnalt de Academia de ?tiin?e din Paris. N.

Lobacevskii la 19 ani era deja magistru оn ?tiin?e matematice, iar la 24

ani – profesor la Universitatea din Kazan.

Exemple asem?n?toare pot fi g?site ?i оn alte direc?ii ale ?tiin?ei,

precum ?i оn domeniul de cultur?, sport etc. Ele de la sine vorbesc, c?

predispozi?iile ?i aptitudinile sunt programate genetic, iar nivelul de

realizare a lor оn decursul vie?ii individuale depinde оntr-o m?sur? sau

alta de condi?iile sociale оn care se dezvolt? personalitatea concret?.

9.4.4 Emo?iile ?i sentimentele

Procesele psihice, care rezult? din reflectarea оn creier a aptitudinilor

?i tr?irea lor subiectiv? constituie st?rile afective: emo?iile ?i

sentimentele. St?rile afective determin? o anumit? comportare a omului.

Unii savan?i consider? c? emo?iile, fiind genetic strвns legate de

instincte, sunt reac?ii ereditare.

Ce st? la originea sentimentului moral? De ce exist? oameni, care ridic?

valorile morale la un nivel оnalt ?i de ce sunt infractori ?i chiar

criminali?

Оn diferite timpuri se realizeaz? o anumit? parte din codul moral

corespunz?tor unor condi?ii sociale, speciale cerute de epoc?. Sunt cazuri,

cвnd unele calit??i morale se oprimau, iar altele se propagau ?i se

manifestau. Cunoscutul savant V. Efroimson sus?ine cu siguran??, c?

emo?iile umane de bun?tate, cavalerism fa?? de femeie ?i b?trвni,

protejarea copiilor ?i alte calit??i s-au dezvoltat pe baza selec?iei

naturale ?i au intrat оn con?inutul caracteristicilor ereditare ale omului.

Dar, totu?i, al?turi de aceste p?r?i pozitive exist? destul de stabil

neru?inare, minciuna, amoralitatea, criminalitatea. Fenomenul

criminalit??ii nu se poate explica numai prin factori sociali. Оn

criminalitate, dup? cum am mai demonstrat, se disting ?i factori biologici

mai ales datorit? defectelor eredit??ii.

Savantul francez Cezare Lombrozo a exagerat prea mult valoarea eredit??ii

?i a neglijat complet factorul educativ оn criminologie. Din criminal se va

na?te criminal, din ho? – ho?, spunea el.

Organismele superioare au un biochimism enorm de diferen?iat. Genele pot

fi atacate, defectate ?i atunci au un efect nociv asupra comport?rii

omului. Оn aceast? privin?? e foarte indicat? boala Lesh-Nyhan, care apare

оn rezultatul unei bru?te cre?teri a urinei оn sвnge. Bolnavii sunt foarte

agresivi. Ei se bat, sparg lucrurile. Acelea?i manifest?ri au loc ?i оn

cazul оmboln?virii de guta (podagr?). Se ?tie c? membrii familiei de Medici

sufereau de gut?. Mul?i dintre ei erau intrigani. Ecaterina de Medici i-a

оntrecut pe to?i. Persoanele schizofrecnice, bolnavii de corea posed? multe

tr?s?turi neprielnice societ??ii. Ace?ti oameni n-au voin??, nu se pot

st?pвni, devin mai u?or alcoolici ?i narcomani. Desigur, c? ?i mediul joac?

un rol mare la dezvoltarea acestor deprinderi d?un?toare, dar omul оnsu?i

о?i alege mediul, care оi corespunde, оn special, naturii sale biologice.

Rolul eredit??ii оn aceast? privin?? se poate vedea u?or la gemeni

monovitelini ?i bivitelini оn exemplele aduse de noi mai sus. Оns?, paralel

cu aceasta, trebuie de men?ionat, c? оnclinarea spre criminalitate nu este

un component inevitabil al psihicului uman. Majoritatea oamenilor respect?

legile ?i ordinea stabilit? оn societate. Legile acestea pot fi mai des

оnc?lcate din cauza anomaliilor biologice ?i оn special, genetice. Savantul

american P. Dagdel a cercetat genera?ia unor familii, care-?i iau оnceputul

de la un criminal, un oarecare Jons. Dintre 709 de descenden?i ai lui, 76

au fost ocna?i, 128 prostituate, 18 persoane ?ineau case de toleran??, iar

peste 200 erau cer?etori. A?adar, 424 dintre ei au fost criminali ?i

infractori, ?i numai 285 oameni normali.

Ce a jucat aici rolul hot?rвtor, mediul sau genele? E greu de spus,

probabil ?i specificul biologic ?i mediul social. Dintre juri?ti profesorul

I. Noi sus?ine valoarea considerabil? a eredit??ii. Оn cartea sa

«Problemele metodologice ale criminologiei» el о?i exprim? p?rerea, c?

instinctele criminalului sunt programate ?i transmise printr-un cod

genetic. Dup? opinia eminentului psiholog L. Bojovici ac?iunea mediului

este perceput? de fiecare om оn corespundere cu datele lui naturale. El a

confirmat experimental existen?a premiselor оnn?scute (genetic

condi?ionate), care au o mare оnsemn?tate оn procesul form?rii

particularit??ilor individuale ale psihicului uman.

Savan?ii discut? оn privin?a genezei crimelor legate de anomaliile

cromozomice. Dac? un b?rbat are un cromozom оn plus de tipul 47/X( sau

47/X((, norma fiind 46/X( purt?torii acestor cromozomi supranumerari pot

prezenta cazuri de comport?ri infractoare. Оn privin?a aceasta se cunoa?te

cazul unui oarecare Menson, care era acuzat de multiple omoruri, f?cute cu

o cruzime extraordinar?. Din via?a sa de 34 de ani, el s-a aflat la

оnchisoare 22 de ani. Se considera, c? el avea anomalia (-disomie (X(().

Desigur, c? anomaliile genetice reprezint? o problem? foarte complicat?

?i important?. Aflarea de timpuriu a acestor maladii ar putea preveni

urm?rile grave prin tratamentul medical sau prin оntreruperea sarcinii.

Trebuie s? subliniem, оns?, c? factorii biologici ?i cei sociali sunt

privi?i ca ni?te condi?ii, care influen?eaz? formarea personalit??ii

criminalului, оns? nu pot fi socotite cauze ale crimelor.

9.4.5 Temperamentul ?i genetica

Oamenii se deosebesc оntre ei ?i prin ritmul de tr?ire emo?ional? ceea ce

constituie оn fond temperamentul lor I. Pavlov spunea, c? temperamentul

este cea mai general? caracteristic? a fiec?rui om, caracteristica de baz?

a activit??ii nervoase superioare, care determin? modul de a activa a

fiec?rei fiin?e.

Psihologia deosebe?te patru temperamente: holeric, sangvinic, flegmatic

?i melancolic. Tipici pentru temperamentul holeric au fost Pavlov, Suvorov,

Petru I, Maiacovskii etc.

Temperament sanguinic a avut paleontologul V. Kovalevskii. Sangvinicul

este un om foarte impresionabil, foarte sensibil ?i activ. Ritmul vie?ii

este ca ?i la holeric, rapid.

Flegmaticul se caracterizeaz? printr-o excita?ie emo?ional? lent?,

emo?iile se produc оncet ?i se exprim? slab. Оn schimb ele sunt stabile ?i

profunde. E inert. Cвnd e vorba s? treac? la o ac?iune, se hot?r??te mult

mai greu decвt sangvinicul ?i holericul. Chipul flegmaticului оl exprim?

foarte bine persoana lui Ch. Darwin.

La melancolic emo?iile se produc lent, sвnt, оns? stabile, foarte

profunde ?i-l cuprind оn оntregime. Melancolicii sunt timizi, nehot?rв?i,

pu?in mobili. C?tre ei a apar?inut ?i I. Mecinicov.

Savantul M. Vasile? constat?, c? labilitatea este determinat? de genotip,

?i anume, de poligenie. Se presupune, c? temperamentul se transmite prin

ereditate datorit? unor combin?ri dintre gene dominante ?i recisive dup?

urm?toarea schem?:

A, A, A, - holeric

A, A, a – sangvinic

A, a, a – flegmatic

a, a, a - melancolic

S-a constatat, c? ritmul personal la gemenii monovielini este identic, pe

cвnd la gemenii bivitelini ?i la fra?ii sib?i el difer? cu mult. Reac?ia

(puterea, labilitatea, echilibrul, mimica, vocea, mersul etc.) sunt

similare la gemenii monovitelini, chiar dac? ei au fost desp?r?i?i deodat?

dup? na?tere ?i crescu?i оn diferite condi?ii sociale.

Se presupune, c? tipurile de temperament se combin? conform legilor lui

Gr. Mendel:

1. Dac? ambii so?i vor fi de acela?i tip to?i copiii vor mo?teni acela?i

temperament;

2. Оn celelalte cazuri se observ? dominan?? ca оntr-o serie de alele:

holeric( sangvinic( flegmatic( melancolic.

Datorit? mo?tenirii poligenice sau polialelice tipuri pure de temperament

оn natur? aproape c? nu sunt. I. Pavlov, combinвnd propriet??ile nervoase

la animale, a c?p?tat 24 de tipuri.

Cunoa?terea structurii temperamentului, a manifest?rii ?i regl?rii lui

permite o educare ?i autoeducare con?tient?. Trebuie s? se ?in? cont de

temperament оn orientarea profesionist? a tineretului, la crearea unui

mediu psihologic favorabil оn colectivele de studen?i, muncitori, oamenilor

de ?tiin??, cultur?, de crea?ie. Pozi?ia, pe care o ocup? omul оn

societate, оi determin? modul de a-?i manifesta emo?iile. Dac? el ocup? un

post de r?spundere, nu-i este permis s? fie dezechilibrat. Demnitatea оl

impune s?-?i frвneze sentimentele, s? hot?rasc? chibzuit.

Compatibilitatea temperamentelor оn diferite colective de munc? este

absolut necesar?. Ca s? fie realizat? trebuie s? cunoa?tem bine

temperamentele ?i s? le regl?m оn modul corespunz?tor.

9. 4. 6 Psihogenetica

Problema educa?iei ?i instruirii genera?iei tinere este una dintre cele

mai complicate. Savan?ii caut? s? explice comportamentul omului ?i, оn

special, formarea particularit??ilor lui individuale, pe baza diferen?elor

genetice dintre indivizi. Ea na?tere o nou? ramur? a psihologiei –

psihogenetica, a c?rei obiect este stabilirea leg?turii dintre psihicul ?i

geneticul omului, eviden?ierea rolului factorului ereditar оn via?a

psihic?. Numeroase cercet?ri de psihogenetic? serve?te pedagogiei la

realizarea proceselor de instruire ?i educa?ie.

Exist? multe exager?ri оn ceea ce prive?te оn?elegerea pedagogiei ca

?tiin??. Multe discu?ii au trezit problema locului ?i importan?ei

factorilor care contribuie la educa?ia ?i instruirea omului. Biologizatorii

sus?in, c? pedagogia trebuie s? se sprijine numai pe factorii ereditari.

Educa?ia, spun ei, nu poate influen?a genele, pe care le posed? omul. Omul

v-a avea anumite calit??i determinate numai оn caz c? le va mo?teni de la

str?mo?i. Persoanele, care n-au avut parte de o ereditate ilustr?, vor fi

ori nu vor fi educate, vor ajunge numai la un nivel intelectual mediu.

Alt punct de vedere, care domin? оn pedagogie, este recunoa?terea

atotputerniciei factorului social. Reprezentan?ii acestei doctrine

recunosc, c? oamenii se nasc to?i egali ca o «tabula rasa» (tabl? curat?),

pe care educa?ia va оnscrie ceea ce dore?te. Dac? omul va avea condi?ii

sociale favorabile, el va deveni perfect.

Ambele aceste teorii examineaz? fiin?a uman? prea unilateral, fiecare

numai din punctul s?u de vedere: ori biologic, ori social. Оntre factorii

biologici ?i sociali оn procesul dezvolt?rii omului, precum se ?tie, se

stabile?te o anumit? rela?ie. Omul tr?ie?te ?i se dezvolt? оntr-o societate

concret?, оntr-o anumit? epoc? istoric? ?i aceasta, fire?te, stimuleaz?

dezvoltarea calit??ilor lui, de care societatea are nevoie, care sunt

cerute de acea epoc?. Predispozi?iile pe care le posed? omul trebuie s? fie

eviden?iate ?i cultivate. Pentru a educa omul, trebuie s? cunoa?tem bine

particularit??ile lui atвt cele biologice, cвt ?i cele psihologice. F?r?

cunoa?terea geneticii nu se poate realiza complet principiul «de la fiecare

dup? aptitudini, fiec?ruia dup? cerin?e».

Mediul poate sau s? perfec?ioneze, sau s? оnr?ut??easc? calit??ile

оnn?scute оn dependen?? de valoarea etic? ?i cultural? a acestui mediu. Un

exemplu interesant оn aceast? privin?? ne prezint? ?. Auerbach. Dup? cum

c?r?ile de joc se amestec? оnainte de a le distribui juc?torilor, tot a?a

?i genele p?rin?ilor se distribuie la copii fiind amestecate. Nu se ?tie ce

gen? anume va ob?ine copilul, dup? cum nu se ?tie ce c?r?i din оntregul

pachet vor fi repartizate juc?torilor. Rezultatul jocului, succesul оn joc

оns? nu va depinde numai de felul c?r?ilor, ci ?i de felul cum va ?ti s? le

foloseasc? juc?torul. Un juc?tor bun cu c?r?i mai slabe poate s? ajung? la

un succes mai mare, decвt un juc?tor prost cu c?r?i bune, dar care nu ?tie

s? le foloseasc?.

Оn fa?a pedagogiei ?i psihologiei se afl? problema de a determina cвt mai

timpuriu aptitudinile, pe care le posed? copilul. Cunoa?terea lor va

permite organizarea corect? a educa?iei. S? nu uit?m c? оns??i via?a

social? are origine biologic?.

Omul, ca fiin?? biosocial?, are dou? programe de dezvoltare – bilogic?,

imprimat? оn ADN ?i transmis? ereditar din genera?ie оn genera?ie, ?i

social?, care nu este оnscris? оn genele sale. Pentru a se dezvolta ca

personalitate el trebuie s? se conduc? de ambele programe. Calit??ile unei

persoane sunt determinate ?i de genotipul ob?inut ereditar, ?i de mediul

social, оn care are loc dezvoltarea sa. Genotipul influen?eaz? asupra

form?rii ?i dezvolt?rii fenomenelor psihice ale omului, asupra form?rii

individualit??ii lui. Mediul trebuie s? fie favorabil pentru un anumit

genotip.

La na?tere oamenii nu sunt egali din punct de vedere genetic, de aceea

influen?ele pedagogice ?i psihologice nu pot fi acelea?i pentru persoane

diferite. Fiecare om о?i are genotipul s?u ?i reac?ii specifice lui.

Educa?ia ?i instruirea trebuie s? corespund? individualit??ii fiec?rui om,

care percepe realitatea оn felul s?u. ?inвnd seama de aceste fapte trebuie

de c?utat metode ?i mijloace cвt mai potrivite pentru realizarea instruirii

?i educa?iei.

X. INGINERIA GENETIC?

10.1 Structura genomlui

Pe baza exemplelor cu privire la legile de mo?tenire a caracterelor,

analizate оn capitolul оntвi, unii cititori ?i-au format p?rerea c? fiecare

organism se caracterizeaz? prin dou? st?ri: stare intern?, determinat? de

constitu?ia ereditar?, ?i starea extern?, ce const? оn realizarea

posibilit??ilor ereditare ale organismului оn anumite condi?ii de

existen??. Оntr-adev?r, a?a este.

Suma factorilor ereditari ai organismului a fost numit? genotip, iar

totalitatea caracterelor - fenotip. Оn prima jum?tate a secolului XX

savan?ii considerau c? genotipul individului оl formeaz? o anumit? sum? de

predispozi?ii ereditare - gene, care se pot combina liber, formвnd cele mai

variate оmbin?ri, pe cвnd fenotipul, la rвndul s?u, este un mozaic de

caractere, care se constituie de fiecare dat? оn mod diferit.

Cercet?rile ?i experimentele efectuate оn continuare au demonstrat c?

aceste reprezent?ri sunt simpliste, iar оn multe cazuri - gre?ite.

Оnc? Morgan оn lucr?rile sale a ar?tat c? genele ocup? anumite locuri

(locusuri) de-a lungul fiec?rui cromozom, formвnd a?a-zisele grupuri

ligaturale (blocuri), ?i din aceast? cauz? ele nu pot s? se combine

оntotdeauna liber, ci, dimpotriv?, de cele mai dese ori se transmit

оmpreun? cu cromozomul lor.

Legile stabilite de Mendel s-au dovedit a fi limitate tocmai din cauza

fenomenului eredit??ii ligaturate a multor caractere. Aceste legi sunt

valabile numai pentru caractere, ale c?ror gene sunt localizate оn diferite

perechi de cromozomi. Afar? de aceasta, s-a stabilit c? anumite caractere

se mo?tenesc numai pe linie matern?, adic? ele nu sunt controlate de

factorii nucleici, ci de citoplasma celulelor. A?a au ap?rut no?iunile de

ereditate nuclear?, sau cromozomic?, ?i de ereditate citoplasmatic?, sau

extracromozomic?. Genele citoplasmatice se localizeaz? оn mitocondriile ?i

plastidele celulelor eucario?ilor, precum ?i оn plazmidele procario?ilor.

Plazmidele sunt ni?te molecule mici inelare de ADN, descoperite la

bacterii.

A?a dar, datele noi au confirmat ideea c? genotinul individului prezint?

nu numai suma genelor nucleului, ci ?i un sistem integral, format

evolu?ionar, de interac?iunea dintre toate elementele genetice ale celulei

?i ale оntregului organism. Acest sistem a fost numit genom. Genomul

cuprinde, prin urmare, оntreaga informa?ie genetic? a organismului, care se

manifest? treptat ?i succesiv оn caracterele ?i оnsu?irile concrete

biochimice, fiziologice, morfologice, vizibile ?i invizibile Ele determin?

toate manifest?rile vitale оn decursul dezvolt?rii individuale

Unitatea elementar? a genomului este gena dar оn ultimele decenii

no?iunea de gen? s-a schimbat esen?ial, s-a оmbog??it cu un con?inut nou,

ea a suferit o evolu?ie asem?n?toare cu cea a atomului din fizica modern?.

S-a constatat c? structura genelor la procario?i se deosebe?te оntr-o

anumit? m?sur? de cea a eucario?ilor dup? оmpachetare, transcriere ?i

translare, c? grupele de gene, mai alee eucario?ii, au numeroase

particularit??i func?ionale Оn afar? de aceasta, s-a confirmat оn ultimul

timp c? unele gene sunt reprezentate prin succesiuni unicale de nucleotide,

altele - prin succesiuni care se repet? multiplu, celelalte formeaz?

familii оntregi sau sunt dispersate ?i sar mereu оn genom dintr-un loc оn

altul.

Datorit? acestui fapt a luat na?tere o nou? reprezentare despre structura

genomului organismelor, conform c?reia genomul se aseam?n? cu un ora?

modern ce are prospecte unice ?i numeroase ansambluri arhitecturale, unice

оn felul lor, dar care formeaz? totodat? o parte component? a unor

ansambluri mai mari, ce оmpodobesc partea central? a ora?ului, sau unul din

microraioanele lui. ?i microraioanele se aseam?n? prin ceva, prin ceva se

deosebesc, deoarece оn fiecare dintre ele se construiesc ?i cl?diri unice,

precum ?i grupe de cl?diri, construite dup? proiecte - tip identice.

Precum doar arhitectul poate cuprinde оntreaga frumuse?e a compozi?iei

arhitecturale a ora?ului pe care l-a conceput, tot a?a arhitectura

genomului nu este accesibil? fiec?ruia. Vom profita, оns?, de marea dorin??

a cititorilor de a p?trunde esen?a acestei compozi?ii ?i vom оncepe o

excursie pentru a o cunoa?te.

A?a dar, pentru оnceput, ce este gena? Gena este un fragment al ADN-ului

cu o succesiune determinat? a nucleotidelor ?i оn fiecare din acestea este

cifrat? sau codificat? o anumit? protein? Оn celula animalelor superioare

?i a omului se afl? un asemenea volum de ADN, c? ar ajunge pentru crearea a

3 milioane de gene. Оn realitate, оns?, la om exist? ?i func?ioneaz?

aproximativ 100 de mii de gene

Fiecare gen? individual? are o structur? proprie primar? a ADN ului

specific? numai ei. Transcrierea genelor se face de pe anumite fragmente

ale uneia din catenele ADN-ului. Catena ADN, care con?ine codul veridic al

unei anumite proteine, se nume?te caten? logic? (de codificare).

La majoritatea virusurilor, la procario?i ?i eucario?i ambele catene de

ADN con?in fragmente logice, dar la fiecare gen? este logic? numai una din

cele dou? catene.

S-a constatat c? la multe virusuri ?i bacteriofagi genele se suprapun, la

bacterii ele prezint? o structur? neоntrerupt?, iar la organismele

superioare – ele sunt fragmentare, a?ezate оn form? de mozaic?.

La оnceput gena sau un grup de gene au un fragment special - promotor,

care pune оn func?ie gena, iar la sfвr?it se afl? terminatorul, care d?

semnalul оncet?rii lucrului.

La organismele pluricelulare num?rul total al genelor este de aproape 100

de mii ?i din ele partea covвr?itoare o formeaz? genele unice. Din genele

unice fac parte succesiunile de nucleotide, care au structura lor specific?

?i sunt prezentate оn genom o singur? dat?.

Оn genomul eucario?ilor оn afar? de gene unice оntвlnim ?i gene care se

repet? de multe ori. Din ele fac parte genele ARN-ribozomal (ARNr), de

transport (ARNt) ?i de proteine-histone.

Majoritatea organismelor au sute de astfel de gene. Genele ARNr se pot

repeta de sute (la insecte) ?i mii (la vertebrate) de ori. Deocamdat? nu

este limpede sensul acestei varia?ii de gene.

Num?rul genelor pentru fiecare ARNt este mult mai mic - de la cвteva pвn?

la zece ?i rareori sute de unit??i. Оn majoritatea cazurilor ele se adun?

оn grupuri, care se a?eaz? оn оntregul genom.

Genele de histone sunt interesante prin faptul c? repetarea lor оn genom

este foarte variat?: la drojdii - g?sim cвteva, la mamifere ?i p?s?ri-zeci,

la drozofil? ?i triton - sute, iar la axolotl - mii de unit??i, f?r? ca s?

existe vre-o leg?tur? оntre ace?ti indici ?i pozi?ia organismului pe scara

evolutiv?.

Оn genom genele-rude formeaz? deseori familii, care apar ori drept

consecin?? a duplic?rii genelor оn cursul evolu?iei, ori, dimpotriv?, drept

urmare a trecerii de la genele mult repetabile la un num?r al lor mult mai

mic.

A fost studiat? bine din acest punct de vedere familia genelor globine la

om. Genele alfa-globine au fost localizate оn cromozomul al 16, iar genele

beta-globine - оn cromozomul 11. Atвt genele alfa-globine, cвt ?i cele beta-

globine seam?n? mult оntre ele dup? succesiunile nucleotidelor ?i

func?ioneaz? la rвnd оn cursul dezvolt?rii. Apropierea de rudenie a genelor

din genom permite, probabil, s? se dirijeze reglarea lor fin? ?i

coordonat?.

Оn afar? de tipurile de gene enumerate mai sus, оn genomul eucario?ilor

se оntвlnesc ?i alte gene: genele ce se restructureaz? ?i pseudogenele, dar

examinarea lor dep??e?te limitele temei noastre.

Un interes aparte prezint? o alt? grup? numeroas? de gene, care a c?p?tat

diferite denumiri (gene mobile, s?lt?re?e, multiple ?. a. m. d.), pe care

le vom examina acum.

Оn anul 1983 savanta american? B. Mac-Clintock la vвrsta de 82 de ani a

fost distins? cu Premiul Nobel pentru descoperirea «genelor s?lt?re?e» la

p?pu?oi, f?cut? de ea 40 de ani оn urm?. Ea se ocupa cu studierea

mo?tenirii genei care determin? culoarea gr?un?elor din ?tiulete; dac?

aceast? gen? lipse?te sau, оn caz de muta?ie, gr?un?ele sunt decolorate.

Оn timpul experien?elor ea a observat c? оn unele cazuri se оntвlnesc

gr?un?e b?l?ate ?i a presupus c? exist? o a doua gen? care poate cupla sau

decupla gena colora?iei, fapt ce conduce la apari?ia sectoarelor colorate

pe fondul gr?untelui lipsit de culoare. Mai tвrziu s-a constatat c? gena a

doua exist? оn realitate ?i c? ea se afl? al?turi de gena colora?iei

(fig.20).

Оn prezen?a genei a doua, pe care ea a numit-o «disociator cromozomic»,

gena colora?iei nu func?iona. Cвnd, оns?, gena-disociatoare disp?rea, gena

colora?iei оncepea s? ac?ioneze. Dac? aceasta se producea оn perioada de

dezvoltare a unor gr?un?e, ele deveneau b?l?ate.

Pe parcursul urm?toarelor cercet?ri Clintock a descoperit c? exist? ?i o

a treia gen?, dislocat? mai departe de primele dou?. Aceast? gen? ea a

numit-o activator. Ea era necesar? pentru a se produce salturile genei-

disociatore. Gena-activator avea ?i ea capacitatea de a s?ri, precum ?i de

a modifica munca genelor vecine cu ea.

Оn prezent concluziile lui Clintock despre existen?a a dou? tipuri de

elemente mobile, pe care le-a f?cut ea pe baza studierii mo?tenirii culorii

la p?pu?oi, au ob?inut confirmare str?lucit? оn utilizarea metodelor

ingineriei genetice. Ba mai mult, diferi?i autori au dovedit existen?a

celor mai diferite tipuri de gene s?lt?re?e sau mobile la multe obiecte. Оn

ultimii ani оn afar? de restructur?rile cromozomice, cunoscute demult, au

fost descoperite deplas?ri de la un loc la altul оn cromozomi ale unor

fragmente mici de ADN cu pu?inele lor gene. Acest fenomen a fost numit

transpozi?ie a genelor, lui i se atribuie un mare rol оn evolu?ia

aparatului genetic, precum ?i оn reglarea ac?iunii genelor оn cursul

ontogenezei. Pe la mijlocul deceniului al optulea colaboratorii ?tiin?ifici

оn frunte cu G. Gheorghiev (IBM A? URSS) ?i D. Hognes (SUA) au constatat c?

printre genele ce func?ioneaz? activ ale musculi?ei drosofila multe n-au un

loc stabil ?i sunt plasate оn fragmente ale tuturor cromozomilor, adic?

sunt multiple.

Cel mai uimitor a fost, оns?, faptul c? aceea?i gen? la diferite

musculi?e se afl? localizat? la cromozomi оn mod diferit. La mu?tele de

diferite linii deosebirile erau foarte mari, la rude s-au constatat mai

multe coinciden?e, dar, totu?i, la aproximativ o treime din ele genele erau

dislocate absolut diferit.

A devenit limpede c? unele gene n-au dislocare definit? оn cromozom - la

diferi?i indivizi de drosofil? de aceea?i specie ele pot ocupa diferite

pozi?ii.

Оn genomul drosofilei pвn? оn prezent au fost studiate aproximativ 20 de

familii de gene mobile cвte 100-150 copii оn fiecare familie. Num?rul total

al acestor gene este de aproape 1000, ele formвnd aproximativ 5% din

оntregul material genetic. Genele mobile sunt alc?tuite de obicei din 5-10

mii de perechi de nucleotide, dintre care repet?rilor terminale le revin

cвte 300-600 perechi.

S-a constatat c? оn repet?rile acestor gene exist? toate elementele de

conducere: promotorul, terminatorul ?i amplificatorul. Deoarece aparatul de

conducere este dislocat la ambele poluri ale genelor, el poate pune оn

func?iune nu numai elementele mobile, dar ?i genele din vecin?tate cu el.

E fireasc? оntrebarea: de ce avem nevoie de elementele genetice mobile?

Elementele mobile ale genomului sunt purt?tori ai informa?iei referitor

la fermen?i de care au nevoie chiar ele pentru a se disloca ?i a se

оnmul?i.

Majoritatea savan?ilor consider? c? genele mobile sunt ADN «egoist» sau

«parazi?i geneticii», a c?ror sarcin? principal? este autoreproducerea.

Ele toate prezint? un balast pentru celul?: dac? din genom va fi scos vre-

unul din elementele mobile, aceasta nu va influen?a activitatea vital? a

celulei. Оn asemenea caz se isc? оntrebarea: cum influen?eaz? disloc?rile

elementelor mobile asupra vie?ii celulei? Genele mobile оntr-un loc al

genomului exercit? o ac?iune puternic? asupra genelor vecine. Efectul poate

fi diferit: dac? aceste elemente nimeresc оn partea codificatoare a genei

structurale, se modific? оndat? textul оnregistrat pe care оl poart?

aceast? gen?. ?i оnc? o situa?ie tipic?: elementul mobil se insereaz?

al?turi de gen?. Ca urmare se modific? intensitatea func?ion?rii acesteia.

Оn special se poate оncepe o transcrip?ie intens? a genei, care a ni-merit

sub ac?iunea promotorului sau amplificatorului, dislocat la polurile

elementului mobil, iar sub ac?iunea unor asemenea explozii de variabilitate

molecular? se asigur? o adaptare mai bun? a organismelor la condi?iile

schimb?toare ale mediului. ?i cum s? nu ne amintim aici proverbul antic: оn

natur? nimic nu este de prisos!

10.2 Direc?iile principale ale ingineriei genetice

Ingineria genetic? se nume?te, de obicei, genetic? celuar? ?i molecular?

aplicat?, care elaboreaz? metode de interven?ie experimental?, ce permit

restructurarea conform unui plan trasat оn prealabil a genomului

organismelor, modificвnd оn el informa?ia genetic?.

Conform opiniei cunoscutului geneticiian S. Gher?enzon, la ingineria

genic? pot fi referite urm?toarele opera?ii:

- sinteza genelor оn afara organismelor;

- extragerea din celule a unor gene, cromozomi sau nuclee;

- restructurarea dirijat? a structurilor extrase;

- copierea ?i multiplicarea genelor sau a structurilor sintetizate ?i

separate;

- transferul ?i inserarea unor asemenea gene sau structuri genetice оn

genomul ce urmeaz? s? fie modificat;

- оmbinarea experimental? a diferitelor genomuri оntr-o singur? celul?.

A?a dar este vorba de metode de manipulare la nivel molecular, cromozomic

sau celular cu scopul de a modifica programul genetic оn direc?ia dorit?.

Ingineria genic? о?i propune s? introduc? realiz?rile ei revolu?ionare

оntr-o serie de ramuri ale economiei na?ionale. Se a?teapt? ca ea s?

contribuie la asigurarea cu asemenea substan?e biologice active precum sunt

aminoacizii, hormonii, vitaminele, antibioticele ?. a. Exist? mari speran?e

de a m?ri pe aceast? cale diferitele vaccinuri, care sunt utilizate оn

profilaxia bolilor infec?ioase ale oamenilor ?i animalelor, de a lichida

rezisten?a diferi?ilor microbi patogeni la antibiotice ?. a. m. d.

Mari perspective se deschid оn fa?a ingineriei genetice оn fitotehnie. Se

?tie c? soiurile mai roditoare de grвu, orez, porumb, sorg ?i de celelalte

culturi cerealiere, care au marcat epoca «revolu?iei verzi» оntr-un rвnd de

??ri ale lumii, au nevoie de cantit??i enorme de оngr???minte minerale, ?i

оn primul rвnd de cele azotice, de producerea c?rora depinde оn mare m?sur?

economia acestor ??ri.

Totodat? noi tr?im la fundul unui ocean de aer, care con?ine 79 % de

azot. Crearea unor soiuri de plante capabile s? capteze azotul atmosferic

ar face de prisos producerea lui pe cale industrial?, fapt ce ar elibera

mijloace colosale pentru alte nevoi ale ??rii.

Un interes la fel de mare оl prezint? ?i proiectele de creare a unor

specii de alge, care ar avea capacitatea de a absorbi selectiv cationii

diferitelor s?ruri pentru a face potabil? apa marin?.

A face potabil? apa marin? este una dintre problemele cele mai arz?toare,

care se afl? оn centrul aten?iei unui comitet special al ONU. Cu fiece an

pe planeta noastr? se resimte tot mai mult deficitul de ap? potabil?.

Pentru a ne imagina mai bine acest deficit, vom aduce urm?torul exemplu: оn

lacul Baical sunt concentrate peste 20% din rezervele de ap? potabil? din

lume. ?i peste 80% din cele ale fostei URSS. Doar no?iunea de «ap?

potabil?» include to?i ghe?arii, toate rвurile, apele subterane.

Unele din proiectele ingineriei genice enumerate mai sus par a fi

rezolvabile chiar ast?zi, altele ?in de domeniul fantasticii, dar progresul

tehnico-?tiin?ific, precum s-a dovedit de nenum?rate ori, apropie de

realizare chiar cele mai fantastice planuri.

Direc?iile ?tiin?ifice fundamentale, care au fost elaborate relativ nu

demult оn acest domeniu de cercet?tori, sunt ingineria celular?, ingineria

cromozomic? ?i ingineria genic?. Ele pot fi, pe drept cuvвnt, numite c?i

magistrale ale ingineriei genetice.

Ingineria celular? are scopul de a ob?ine unele plante оntregi din

protopla?ti izola?i, sau, precum le numesc savan?ii, «plante din eprubet?»;

cultivarea celulelor vegetale оntr-un mediu nutritiv artificial, pentru

ob?inerea оn mod accelerat a unui volum mare de mas? biologic? din care se

vor extrage ulterior variate substan?e biologice active; cultivarea оn

comun a protopla?tilor («celulelor goale») pentru a se ob?ine a?a-zi?ii

hibrizi asexua?i sau somatici, care оmbin? caractere de valoare ale

diferitelor specii, genuri ?i chiar familii de plante.

Ingineria celular?, fiind aplicat? la animale, ar permite utilizarea

celulelor sexuale ?i somatice (corporale), precum ?i a zigo?ilor (ovulii

fecunda?i) ?i germenilor precoci ai unor reproduc?tori ce se disting prin

indicii lor geneticii, pentru accelerarea procesului de ob?inere a unor

rase de mare randament.

Ingineria cromozomic? о?i propune transferarea unor cromozomi de la unele

specii de organisme la altele pentru a le transmite noi tr?s?turi utile.

Aceasta se mai ocup? ?i de metodele de ob?inere a hibrizilor dep?rta?i

fecunzi de plante ?i chiar de ob?inerea unor specii noi prin m?rirea оn

celulele lor a garniturilor de cromozomi.

Ingineria genic? este calea magistral?, prospectul central al ingineriei

genetice, deoarece anume pe aceast? cale au fost ob?inute rezultatele cele

mai nea?teptate, cu privire la reconstruirea genomilor din celulele

microorganismelor, plantelor ?i animalelor.

Prin metoda ingineriei genice se sintetizeaz? gene noi, se realizeaz?

transmutarea ?i inserarea lor оn genomurile organismelor, se ob?ine оn ele

expresia genelor str?ine. Ingineria genic? va face posibil? ?i vindecarea

oamenilor de numeroase defecte ereditare.

10.3 Separarea ?i sinteza artificial? a genelor

Pentru a оnzestra un organism ne cale artificial? cu noi propriet??i,

trebuie s? introducem оn el o nou? gen? sau un grup de gene, ce ar

func?iona acolo, adic? ar produce proteine. Gena necesar? se ob?ine «оn

form? pur?» prin cвteva metode. Cel mai des ea este separat? direct din

ADN.

Aceast? procedur? se realizeaz? cu ajutorul a dou? opera?ii de baz?,

care pot fi denumite simplu «sec?ionare» ?i «suturare». Rolul de

instrumente оl joac? ni?te proteine speciale - fermen?ii, care-s

catalizatori biologici ai diferitelor procese ?i reac?ii, ce se produc cu

moleculele оn celule. Exist? un grup de fermen?i, care au o ac?iune

specific? asupra ADN-ului ?i se utilizeaz? pe larg оn ingineria genetic?.

Ace?tia sunt: restrictazele, ADN-ligazele, revertazele, transferazele

terminale ?. a. m. d. Cel mai des sunt utilizate оn acest scop

restrictazele ?i ligazele. Restrictazele func?ioneaz? ca ni?te «foarfece»

moleculare, iar ligazele, dimpotriv?, unesc оntr-un tot оntreg moleculele

t?iate de ADN.

Restrictazele, ac?ionвnd asupra catenei de ADN, recunosc o anumit?

succesiune de nucleotide. Оn fig. 21 este prezentat schematic sectorul

molecular ADN cu dou? catene. Restrictaza, numit? Hind II, «recunoa?te»

succesiunea compus? din ?ase nucleotide GTC, GAC, pe care o taie exact la

mijloc.

Restrictaza cu denumirea conven?ional? RI «recunoa?te» o alt? succesiune

a nucleotidelor GAA TTC ?i «taie» ADN-ul оn acest loc asimetric, «оn

trepte». La fel de asimetric, dar оn alt? direc?ie ADN-ul este t?iat de

restrictaza PstI ?. a. m. d. Toate aceste fragmente t?iate pot fi suturate

din nou оntr-un tot оntreg de fermentul ligaza. Оn prezent cunoa?tem peste

patru sute de restrictaze ?i lista lor se completeaz? mereu. Cu ajutorul

fermen?ilor polii fragmentelor ADN pot fi lungi?i, din ei pot fi

оndep?rtate sectoare aparte, ADN-ul poate fi t?iat exact оn locul necesar,

adic? genele pot fi separate, croite ?i recroite dup? voia

experimentatorului, ceea ce este foarte important pentru construirea

moleculelor de ADN hibride sau recombinante.

Deoarece savan?ii dispun de un num?r limitat de gene pentru ob?inerea

moleculelor recombinante, ei utilizeaz? оn calitate de surse de gene, оn

primul rоnd, ADN-ul total, fragmentat sau t?iat оn segmente aparte de

fermen?ii restric?iei. Aceast? metod? a fost numit? metoda fragment?rii.

Datorit? ac?iunii restrictazelor ADN-ul se scindeaz? оn numeroase

fragmente, unele dintre ele con?inвnd gene.

Popula?ia acestor molecule de ADN este multiplicat? оn sistemul

bacterial, dup? care se selecteaz? genele necesare. La selectare este

folosit de obicei ca prob?-test ARNi radioactiv, sau copia ADNc, care

corespunde acestei gene. Aceast? metod? permite separarea atвt a genelor

ce se repet?, cвt ?i a genelor unice. Dificult??ile legate de selectarea

genelor unice se datoresc concentr?rii lor mici оn ADN-ul total. Astfel,

bun?oar?, printre fragmentele de ADN total un fragment de gen? unic? revine

la un milion de toate celelalte fragmente.

Оn prezent din ADN-ul total al unei serii de obiecte au fost separate

genele structurale. S. Cohen ?i D. Hogness оmpreun? cu colaboratorii lor au

separat pentru prima oar? din ADN-ul ariciului-de-mare ?i drosofilii cloni,

care con?in gene histonice ?i ribozomice.

La Institutul de biologie molecular? al A? al fosteо URSS (laboratorul

lui G. Gheorghiev) оn colaborare cu Institutul de energie atomic? I. V.

Curceatov (V. Gvozdev ?i colaboratorii s?i) s-a ob?inut prin intermediul

acestei metode o serie de gene structurale din ADN-ul drosofilei. Deoarece

acest obiect a fost bine studiat din punct de vedere genetic, prezint?

interes determinarea direct? a localiz?rii ?i func?iei posibile оn cromozom

a genelor separate.

Savan?ii au оnv??at nu numai s? separe din ADN gene ale diferitelor

organisme, dar ?i s? sintetizeze gene artificiale. Prima gen? artificial?,

care a оnceput s? func?ioneze, a fost sintetizat? de un grup de

colaboratori ai Institutului tehnologic din Massaciusets (SUA) оn frunte cu

X. Khorana - laureat al Premiului Nobel. Acasta a fost gena ARNt al

tirozinei.

Оn anul 1970 la Simpoziumul interna?ional de chimie ai compu?ilor

naturali din ora?ul Riga X. Khorana a f?cut o comunicare cu privire la

sintetizarea p?r?ii structurale a unei alte gene - ARNt al alaninei.

Acestei gene оi lipseau, оns?, оnc? cвteva p?r?i componente, ?i de aceea n-

a putut func?iona оn celule str?ine. Tot atunci colaboratorii laboratorului

lui X. Khorana au reu?it s? sintetizeze un segment din 85 de perechi de

nucleotide, care corespundea succesiunii ini?iale a ARNt-ului tirozinei.

Dar ?i aceast? gen? ca ?i cea a ARNt-ului alaninei s-a dovedit biologic

inactiv?.

Mai curвnd s-a clarificat una din cauzele e?ecului - оn celul? se

sintetizeaz? la оnceput ARNt-ul precursor compus din 126 de nucleotide.

Dup? aceasta un ferment special taie o parte din molecula precursoare ?i

abia atunci se transform? оn molecul? lucr?toare. A fost determinat?

succesiunea acestei precursoare ?i sintetizat segmentul respectiv de ADN

compus din 126 perechi de nucleotide. Dar nici Aceast? gen? nu era activ?

din punct de vedere biologic.

?i aici a devenit limpede c? gena artificial? nu va putea func?iona оn

celul?, dac? nu va fi оnzestrat? cu sectoare de reglare - cu promotorul

care pune оn func?iune sinteza ARNt-ului ?i terminatorul care pune cap?t

sintezei. A fost nevoie de metode speciale pentru a determina succesiunea

acestor sectoare de reglare. S-a constatat c? promotorul con?ine 59 perechi

de nucleotide, iar terminatorul - 21 de perechi. A fost sintetizat? o gen?

complicat? cu promotor ?i terminator. Ba chiar mai mult, pentru ca celula

s? nu recunoasc? оn gen? un str?in, s-a decis c? ea s? nu se plimbe la

voie, c? ea trebuie suturat? оn ADN-ul celulei. Оn acest scop la ambele

poluri ale genei sintetizate au fost unite capete «lipicoase» cu un singur

filament. Tocmai aceste poluri se formeaz? оn ADN, cвnd fermentul

restrictaza оl taie оn buc??i.

Dac? se va ac?iona asupra ADN-ului cu restrictaza, iar apoi se va ad?uga

gena sintetic?, capetele ADN-ului ?i ale genei se vor lipi unul de altul ?i

gena se va оncorpora оn ADN. R?mвne doar de suturat jonc?iunile cu

fermentul ligaza. Savan?ii au procedat tocmai a?a. ?i... iar au e?uat.

Bacteria E. coli n-a receptat gena str?in?. Cercet?torii erau aproape

dispera?i. ?i atunci au оncercat s? sutureze gena nu оn ADN-ul

colibacilului, ci оn ADN-ul unuia din virusurile, care se оnmul?esc оn

aceast? bacterie. De data aceasta savan?ii au lucrat bucurвndu-se de

succes: dup? ce celula colibacilului a fost infectat? cu virusul, оn gena

c?ruia a fost оncorporat? gena artificial?, bacteria a оnceput a sintetiza

ARNt-ul codificat оn aceast? gen?.

A?a dar, a оnceput a func?iona prima gen? sintetic?.

De atunci familia genelor sintetice artificiale cre?te mereu. Оndat? ce a

fost descoperit fenomenul reverstran-scrip?iei, adic? procesul de

transferare a informa?iei genetice de la ARN la ADN, savan?ii au оnceput s?

vorbeasc? despre posibilitatea unei noi c?i, fermentative, de sinteza

genei.

Pentru aceast? sintez? serve?te ca matri?? ARN-ul, care se elaboreaz? оn

celul? ?i prezint?, precum ?tim, o copie complementar? a unui fragment

anumit al ADN-ului. Dup? ce am separat acest ARNi, putem ob?ine prin

transcriere invers? o molecul? de ADN complementar? ei. Probabil c? ea va

fi o copie fidel? a genei ini?iale.

Primele experien?e reu?ite de sintetizare fermentativ? a genei au fost

efectuate оn laboratoarele din str?in?tate оn anul 1972.

Оn anul 1973 L. Chiseliov ?i L. Frolova, colaboratori la Institutul de

biologie molecular?, precum ?i C. Gazarean ?i V. Tarantul de la Institutul

de energie atomic? «Curceatov», dirija?i de academicianul V. A. Enghelgard,

au ob?inut partea informatic? a genei, globina, utilizвnd matri?a ARNi-ului

globinic din celulele porumbelului.

Оn acest timp оn cadrul proectului «revertaza» a activat ?i un alt grup

de savan?i - V. Cavzan ?i A. Rвndici de la Institutul de biologie

molecular? ?i genetic? al A? Ucrainene, care au reu?it ?i ei s? sintetizeze

gena globin?, utilizвnd drept matri?? ARNi-ul globinic al iepurelui de

cas?, nu al porumbelului.

Оn anul 1979 s-au soldat cu succes lucr?rile de sintetizare a genelor de

bradichinin?, datorit? eforturilor comune ale savan?ilor de la Institutele

de genetic? general? ?i de chimie bioorganic? ?i de anghiotenzin? - de

c?tre savan?ii Institutului de citologie ?i genetic? al A? a Federa?iei

Ruse.

Оn anul 1981 la Institutul de biologie molecular? un grup de colaboratori

(S. Deev, N. Barbacari, O. Poleanovschii ?. a.) au sintetizat ?i au

transferat оntr-o celul? bacterian? o gen? care codifica una din catenele

u?oare ale imunoglobulinei. Mai tвrziu оn ?ara noastr?, cвt ?i оn

laboratoarele str?ine au fost sintetizate multe gene: a somatostatinei,

somatotropinei, insulinei, interferonului ?. a. care ?i-au g?sit aplicare

larg? оn practic?.

10.4 Clonarea genelor

Genele separate din alte organisme sau sintetizate artificial pe cale

chimic?. fiind transferate оn celule noi, nu sunt оn stare s? se reproduc?

nici s? se transmit? descenden?ei acestor celule. Acest lucru se poate

ob?ine, dac? ele se vor introduce оn prealabil оn componen?a structurii

genetice, care are un aparat propriu de reproducere. Оn ingineria genetic?

aceast? structur? este cu adev?rat figura central? оn toate manipul?rile

ingineriei genice. poart? numele de vector, sau «transportor».

Vectorul este o molecul? de ADN capabil? s? transfere оn celul? o gen?

str?in? ?i s? asigure acolo оnmul?irea ei, sintetizarea produsului proteic

?i оncorporarea оn cromozom.

De cele mai multe ori оn calitate de vector sunt utilizate plazmidele

bacteriilor, virusurile bacteriilor (bacteriofagii) ?i virusurile

animalelor, precum ?i cosmidele, care con?in elemente genetice ale

plazmidelor ?i ale bacteriofagilor.

Molecula-vector trebuie s? aib? capacitatea de replicare autonom? ?i s?

con?in? anumite gene de semnalare (marcatori), bun?oar? gene de rezisten??

la antibiotice, care permit descoperirea ?i identificarea celulelor

modificate.

Plazmidele sunt larg r?spвndite оn lumea bacteriilor. Sunt, precum s-a

notat mai sus, mici molecule inelare de ADN, care se afl? оn celulele

bacteriale. Poate fi o molecul? sau cвteva. Plazmida con?ine genele

necesare pentru reproducerea ADN-ului ?i genele rezistente la antibiotice,

de exemplu la ampicilin? ?i tetraciclin?, precum vedem оn fig. 22.

Оn interiorul acestor gene se afl? fragmente pe care le recunosc

restrictazele. Asemenea fragmente exist? bineоn?eles ?i оn alte locuri ale

plazmidei, dar cele din interiorul genelor de rezisten?? sunt deosebit de

importante, deoarece anume acolo se insereaz? ADN-ul str?in. Gena este

v?t?mat? ?i bacteria care con?ine o astfel de molecul? hibrid? devine

incapabil? s? opun? rezisten?? ac?iunii antibioticicor. Aceast?

particularitate permite selectarea pentru оnmul?irea continu? numai a

bacteriilor care con?in molecula hibrid? sau molecula recombinant? de ADN.

A?a dar, moleculele recombinate con?in gene care trebuie оnmul?ite ?i

vectorii cu ajutorul c?rora se realizeaz? acest proces.

To?i vectorii plazmidici utiliza?i оn ingineria genetic? sunt crea?i pe

cale artificial? prin reunirea unor p?r?i aparte a diferitelor plazmide

naturale.

Unele plazmide au o particularitate foarte important?: dac? asupra

celulelor оn care exist? acest vector se va ac?iona cu antibioticul

cloramfenicol, оn ele num?rul copiilor de plazmid? va spori pвn? la 1-3

mii. Astfel se m?re?te doza genei necesare. ceea ce permite a se ob?ine

gena оncorporat? оn plazmid? (sau produsul acestei gene) оn mari cantit??i.

Dar cum se ob?ine o molecul? recombinat?? Cum se realizeaz? clonarea

(inserarea) genei str?ine оn plazmid?? Principalele opera?ii ale acestui

proces sunt indicate оn fig. 23.

Оn acest scop trebuie s? avem un ADN al plazmidei - vector (de exemplu P1

?i ADN-ul organismului care ne intereseaz?. ADN-ul plazmidic ?i cel str?in

este tratat cu restrictaz? (bun?oar? Bam1), dup? care la plazmid? оn gena

de rezisten?? fa?? de tetraciclin? se formeaz? o ruptur? ?i moleculele

inelare se transform? оn liniare. Apoi ambele preparate scindate ale ADN-

lui se amestec? unul cu altul ?i sunt tratate cu ligaz?. Fragmentele de ADN

se unesc ?i formeaz? plazmida recombinant? sau un ADN hibrid.

Dup? aceasta urmeaz? procedura de selectare a acestor molecule hibride:

tot amestecul de molecule prelucrate cu ligaz? se introduce оn celulele

bacteriale. Apoi aceste celule sunt a?ezate оntr-un mediu nutritiv solid cu

antibioticele ampicilin? ?i tetraciclin?. Celulele care con?in plazmida

hibrid? vor cre?te оn mediul cu ampicilin?, dar nu vor cre?te оmpreun? cu

ambele antibiotice, deoarece gena rezisten?ei din plazmida tetraciclinei a

fost defectat? de inser?ie.

Cre?terea selectiv? permite colectarea celulelor ce con?in molecula

hibrid? ADN. Оn continuare ele se оnmul?esc ?i ADN-ul recombinant, ob?inut

din ele оn cantit??i mari, este utilizat оn diferite scopuri.

A?a dar, din momentul introducerii ADN-ului recombinant оn celul? оncepe

clonarea molecular?, adic? ob?inerea urma?ilor moleculei recombinate,

create оn mod artificial. Оn acest scop pentru celulele transformate sunt

create condi?ii specifice оn vederea select?rii lor, ?inвndu-se seama de

marcatorii geneticii, care semnaleaz? prezen?a celulelor pentru selec?ie.

Drept urmare se ob?ine o tulpin? absolut omogen?, din care, оn dependen??

de scop, se separ? ori gena clonat?, ori produsul ei.

Acestea sunt оn linii generale bazele teoretice ale ingineriei genetice.

Ingineria genetic? face abia primii pa?i, dar de acum ast?zi putem vorbi

despre perspectivele aplic?rii realiz?rilor ei оntr-o serie de domenii din

sfera material?. Оn etapa actual? cea mai larg? aplicare o are ingineria

genetic? a microorganismelor.

XI. INGINERIA GENETIC? LA MICROORGANISMELE INDUSTRIALE

11.1 Activitatea enigmatic? a microorganismelor vii

La majoritatea oamenilor no?iunea de «microb» sau «bacterie» se asociaz?

оnainte de toate cu gravele boli infec?ioase, provocate de ei. Pu?ini оns?

cunosc activitatea cu adev?rat fantastic? a acestora, participarea extrem

de activ? a bacteriilor la procesul de formare a scoar?ei p?mвntului, la

formarea sedimentar?, z?c?mintelor de petrol, c?rbune, metale ?i a

celorlalte minerale utile

Pe uscat activitatea biologic? a bacteriilor a pus temeliile regnului

vegetal, inclusiv bazele agriculturii - solul roditor. Savan?ii consider?

c? solul este un laborator microbiologic al naturii.

Plantele agricole absorb din sol anual peste 110 mln tone de azot. Odat?

cu sporirea recoltei cre?te ?i consumul de azot de c?tre plante. Oamenii оi

restituie solului оn form? de оngr???minte minerale numai jum?tate din

azotul absorbit de plante, de aceea, dac? n-ar exista microorganizmele care

asimileaz? azotul din aer, lanurile ar fi de mult sec?tuite

Un mare aport оn fondul «azotului biologic» оl aduc оn primul rвnd

bacteriile care tr?iesc оn nodozitd?ile de pe r?d?cinile plantelor

leguminoase. Tocmai ele fixeaz? azotul liber ?i оl transmit plantelor. Cele

mai bune culturi de bacterii radicicole sunt utilizate la prepararea

nitraginei - оngr???mвnt bacterial care este introdus оn sol оmpreun? cu

semin?ele leguminoaselor pentru a intensifica fixarea azotului din

atmosfer?.

La fabricile industriei microbiologice bacteriile ?i drojdiile se

utilizeaz? cu succes la fabricarea unui produs nutritiv de valoare - a

concentratului de protein?-vitamin?. Savan?ii se st?ruie cu insisten?? s?

creasc? prin metodele ingineriei genetice ni?te microbi оn stare s?

«m?nвnce» petrolul ?i consider? aceste organisme drept prieteni, nu

du?mani, deoarece ele vor ajuta la purificarea suprafe?ei m?rilor ?i

oceanelor de petrolul care ar nimeri оn ele оn cazurile de avariere a

petrolierelor. Academicianul A. A. Im?ene?chii consider?, pe bun? dreptate,

c? оmp?r?irea microbilor оn microbi d?un?tori ?i microbi utili, оn microbi

buni ?i microbi r?i este foarte conven?ional? ?i nu totdeauna just?. F?r?

activitatea gigantic? a acestor sanitari, inaccesibili ochiului nostru, apa

?i p?mвntul demult ar fi acoperi?i cu resturi de plante ?i cadavre ale

animalelor ?i pe?tilor.

Оn lumea microbilor au fost descoperite fenomene noi, cu totul

nea?teptate, cu adev?rat «minunate» S-a constatat, bun?oar?, c? bacteriile

elimin? оn mediu ambiant ?i asimileaz? din el unele gene ?i chiar blocuri

оntregi de gene sub form? de fragmente de ADN. A?a se realizeaz? metoda de

schimb de informa?ie ereditar? оntre microorganismele necunoscute оnainte

?i оntre cele ce apar?in speciilor оndep?rtate.

Majoritatea covвr?itoare a microorganismelor descoperite pвn? оn prezent

ne sunt prietine, оn anumite condi?ii ele pot fi utilizate cu eficacitate

оn interesele omului. Important este s? fie utilizate «la maximum» formele

de microorganisme produc?toare de protein? ?i de substan?e cu activitate

biologic? atвt de necesare pentru medicin?, agricultur?, diferite ramuri

ale industriei, precum ?i de microorganisme capabile s? extrag? metale

neferoase, nobile ?i rare, s? distrug? resturile de pesticide, de?eurile

materialelor sintetice care polueaz? mediul ambiant.

Оn anii r?zboiului al doilea mondial frontul ?i spatele frontului aveau

nevoie de substan?e medicamentoase antimicrobiene de mare eficien??.

Medicii ?tiau c? оnc? оn anul 1929 microbiologul englez A. Fleming a

descoperit c? ciuperca de mucegai, penicilium, secret? ni?te substan?e

nimicitoare pentru bacterii ?i care nu sunt d?un?toare pentru celulele

omului ?i animalelor. Оn anul 1941 savan?ii de la Universitatea din Oxford

(SUA) au creat pe baza acestor date primul preparat antibiotic penicilina,

despre оnsu?irile lui t?m?duitoare circulau legende.

Microbiologii din fosta URSS n-au avut la dispozi?ie o tulpin? (o

cultur?) asem?n?toare de ciuperc? de mucegai care s? produc? penicilina. S-

au оnceput c?ut?ri оndelungate ?i dificile pentru a g?si un produc?tor

propriu 3. Ermoleva ?i T. Balezina, colaboratoare la Institutul unional de

medicin? experimental?, controlau pe rвnd activitatea biologic? a

diferitelor probe de ciuperc? de mucegai ?i numai una dintr-o sut? de probe

- penicilium crustozum s-a dovedit a fi potrivit?. Ea a devenit

«produc?torul» preparatului de penicilin?.

Оn anul 1944 dintr-o alt? cuperc?-actinomicet? a fost separat?

streptomicina. Acest antibiotic a devenit pentru mult timp substan?a

medicamentoas? fundamental? contra multor boli: tuberculoz?, pest?,

tularemie, bruceloz? ?. a. Оn multe ??ri au fost organizate lucr?rile оn

vederea c?ut?rii de noi specii de actinomicete, produc?toare de

antibiotice. Dac? pвn? la descrierea streptomicinei microbiologii cuno?teau

35 de specii de actinomicete, оn prezent se cunosc sute de acestea.

Astfel pe parcursul studierii resurselor inepuizabile ale

microorganismelor s?lbatice (naturale), microbiologii asemeni geologilor,

care efectueaz? lucr?rile de explorare a minereurilor utile, caut? ?i

g?sesc mereu noi specii ?i tulpini de bacterii, ciuperci, virusuri cu

caractere ?i оnsu?iri utile, descoper? capacit??ile ?i «talentele» lor.

Dintre aceste ciuperci fac parte ?i ni?te organisme monocelulare enigmatice

- drojdiile.

La multe fabrici de drojdii furajere sunt instalate aparate ce produc 28-

30 tone de mas? biologic? uscat? pe zi. O ton? de drojdii con?ine

aproximativ 500 kg de protein? digerabil?. Prin urmare, оn fiecare dintre

aceste aparate (fermentiere) se formeaz? оntr-o zi aproape 15 tone, iar

оntr-un an 4-5 mii tone de protein? digerabil? de оnalt? calitate. Este

mulg sau pu?in?

Un fermentier este egal ca productivitate cu aproximativ 4-5 complexe de

cre?tere a porcilor a cвte 100 mii de porci fiecare. Aceste cifre

demonstreaz? conving?tor ce prezint? sinteza microbian?, cвt de mare este

intensitatea ?i productivitatea ei.

E de la sine оn?eles c? drojdiile nu au calit??ile c?rnii de vit? sau ale

celei de porc. Din ele nu se pot prepara biftecuri. Dar nutre?urile оn care

se adaug? drojdii ?i alte substan?e microbiologice - vitamine, fermen?i,

aminoacizi - fac minuni. Animalele tinere devin mai s?n?toase, mai

puternice, cresc ?i se dezvolt? mai repede, spore?te prolificitatea

femelelor, se ridic? sporul оn greutate, iar termenele de оngr??are se

reduc. Proteina ce se con?ine оn drojdii este doar mai bine echilibrat? din

punct de vedere al componen?ei aminoacizilor (lizin?, metionin?, triptofan,

treanin?) indispensabili, decвt proteinele cerealierelor. Drojdiile de

nutre?, fiind un concentrat natural de protein?, vitamine ?i alte substan?e

biologice active, оntrec dup? valoarea lor biologic? cu mult boabele de

graminee. Se ?tie, c? dac? la un kilogram de gr?un?e de grвu se adaug?

numai patru grame de lizin?, 1,5 grame de treanin?, proteina acestei pвini,

conform valorii biologice, aproape nu se va deosebi de cazein? - proteina

principal? a laptelui.

Se mai ?tie c? animalele pot utiliza cu eficacitate numai o parte de

protein? din nutre? care este propor?ional? cu partea cea mai deficitar? a

aminoacidului indispensabil. De aceea dac? cel mai valoros component al

boabelor furajere - proteina - nu este echilibrat? dup? lizin?, organismul

animalelor o cheltuie?te nu pentru formarea de carne, lapte, ou? ?. a., ci

оn calitate de combustibil - pentru necesit??ile energetice, lucru ce nu

este deloc convenabil. Acela?i lucru se оntвmpl? dac? cerealele furajere

con?in o cantitate insuficient? de al?i aminoacizi - triptofan ?i treonin?.

Drojdiile оntrec mult dup? calit??ile lor nutritive toate celelalte

plante superioare. De aceea ele au g?sit o utilizare larg? оn calitate de

adaos furajer. Ele «se hr?nesc» cu pl?cere cu hidrocarburi de petrol,

purificвnd mediul ambiant de ace?ti poluan?i. Lista «bunelor servicii» ale

lumii fiin?elor invizibile poate fi continuat? la infinit. Industria de

producere a acestor celule vii are ca scop tocmai transformarea microbilor

оn produc?tori cu profil larg, mai ales ?inвndu-se cont de viteza cu care

ele fabric? produsele. Vom aduce aici urm?toarea compara?ie a lui B.

Neiman: dac? s-ar ini?ia o competi?ie - cine va putea da mai mult?

produc?ie, de exemplu de cea mai valoroas? protein?, comunitatea celulelor

microbiene mici la infinit ?i-ar dovedi cu siguran?? superioritatea fa?? de

un taur.

Aducem calculul lui B. Neiman: taurul cu o greutate vie de 300 kg dup? o

zi de оngr??are intens? spore?te оn greutate cu 1,1-1,2 kg, inclusiv cu 20

grame de protein?. 300 kg de celule de drojdii timp de o zi dau un spor de

25-30 mii kg de mas? biologic?, care con?ine II-13 mii kg ^ protein?

digerabil?.

A?a dar, drojdiile acumuleaz? proteina de 100 mii de ori mai repede decвt

organismul unui taur! Iar bacteriile acumuleaz? masa biologic? ?i proteina

оnc? mai repede decвt drojdiile. Dup? componen?a lor chimic? ?i structural?

aminoacizii bacteriilor, drojdiilor, plantelor superioare ?i animalelor

sunt absolut identice. De aceea insuficien?a de lizin?, bun?oar? din

furajul animalelor sau din hrana omului, poate fi compensat? cu lizina

bacteriilor sau drojdiilor. ,

?tiin?a contemporan? a pus оn fa?a industriei de producere a celulelor

vii, a microbiologiei industriale, care оn strвns? alian?? cu industria

biochimic? ?i ingineria genic? formeaz? esen?a noii orient?ri, numit?

biotehnologie - sarcini complicate, de mare r?spundere.

S? examin?m acum оn mod separat unele aspecte ale biotehnologiei.

11.2 Ingineria genic? оn natur?: transforma?ia, transduc?ia ?i conjugarea

la bacterii

Pentru a оn?elege de ce microbii au ocupat un loc atвt de important оn

ingineria genic?, trebuie s? ne familiariz?m m?car оn mod sumar cu metodele

uimitoare ale schimbului de informa?ie genetic?, ce le ofer? natura.

Celula bacterian? se оnmul?e?te prin diviziune simpl?, dup? care dintr-o

celul? se formeaz? dou?, ?i fiecare din ele con?ine cвte un analog propriu

al nucleului - nucleoidul cu ADN. De aceea celula matern?, оnainte de a se

diviza, trebuie s? aib? dou? genome absolut identice, cu alte cuvinte, dou?

molecule de ADN pentru a transmite una din ele celulei-fiice, iar pe

cealalt? pentru a o p?stra pentru ea. Оnainte de diviziune celula matern?

оncepe s? sintetizeze o copie exact? a ADN-ului s?u. Deoarece procesul

оnmul?irii se produce f?r? participarea organismului masculin, celula-fiic?

poate mo?teni numai genele mamei - supersolitare. Ambele celule noi vor

avea garnitura de gene absolut identice.

Va fi bine dac? a?a va continua din genera?ie оn genera?ie? Din cauza

lipsei unor combina?ii ereditare noi selec?ia natural? ar fi r?mas

«?omer?», ?i evolu?ia n-ar fi avut nici o ?ans? de reu?it?.

Pentru a оnfrunta aceste piedici, natura a inventat multe metode, uneori

uimitor de simple, alteori cu adev?rat fantastice.

Оn primul rвnd, trebuie s? ne oprim asupra muta?iilor, adic? a

modific?rilor оn gene, mo?tenite de celulele-fiice. Despre ele am mai

pomenit. Dar probabilitatea muta?iilor este foarte mic?. Afar? de aceasta,

majoritatea lor covвr?itoare poate provoca apari?ia unor caractere ?i

оnsu?iri inutile sau d?un?toare, descenden?a purt?toare de aceste muta?ii

va fi rebutat? pe parcursul selec?iei naturale. Tocmai aici va apare o alt?

descoperire - recombinarea - un mijloc de schimb de informa?ie genetic? оn

lumea fiin?elor invizibile.

Ca exemplu al acestui fapt serve?te capacitatea uimitoare a bacteriilor

de a absorbi din mediul ambiant gene str?ine ?i de a degaja gene proprii.

Acest fenomen se nume?te transformare. Despre el am men?ionat оn leg?tur?

cu studierea naturii factorului care оl provoac?.

Transformarea este larg r?spвndit? printre procario?i оn condi?ii

naturale. Ea se produce ?i оn celulele animalelor.

Cum se produce ea оn cazul transform?rii schimbului de material genetic?

Оn ciclul de dezvoltare a bacteriilor apare periodic o stare specific?,

cвnd peretele celulei devine penetrabil pentru ADN. Celula care se afl? оn

aceast? stare se nume?te celul? competent?, ea poate absorbi din mediul

ambiant o mare cantitate de ADN str?in. Оn acest scop la оnceput ea secret?

o protein? special?, care se fixeaz? de acest ADN, dup? care ADN-ul str?in

este absorbit de celul? asemeni unei frвnghii, care este tras? de un cap?t

al ei.

Ce se оntвmpl? cu ADN-ul absorbit? Aproape jum?tate din el se scindeaz?,

iar partea r?mas? este utilizat? ca surs? pentru noua informa?ie genetic?.

La оnceput sistemele fermentative ale celulei desfac spirala dubl? a ADN-

ului, apoi o descheie ca pe un fermoar ?i taie оn fragmente filamentele de

transmisie ob?inute. Dup? aceasta pe fiecare fragment care con?ine o gen?

«str?in?» se construie?te ca pe o matri?? a doua caten? ?i sectorul

spiralei duble construit astfel se оncorporeaz? оn ADN-ul propriu al

celulei (fig. 24).

La bacterii, spre deosebire de eucario?i, schimbul de blocurile gata de

ADN este posibil nu numai оntre organismele de aceea?i specie, dar ?i оntre

cele de diferite specii, genuri ?i chiar familii, ceea ce conduce la

modific?ri оn salturi a propriet??ilor ereditare.

Cercetarea multilateral? a procesului natural de transformare la bacterii

a deschis calea spre dirijarea eredit??ii microorganismelor, spre ingineria

genetic? ?i biotehnologia modern?.

Transformarea determin? schimbul direct, nemijlocit de blocuri de ADN

оntre bacterii. Dar, dup? cum s-a constatat, natura mai are alte metode de

transmitere a genelor de la o bacterie la alta.

Deseori transportori de gene aparte sau de grupe de gene sunt virusurile

bacteriilor - bacteriofagii. Nu fagii agresivi (virulen?i) care, p?trunzвnd

оn celul? ?i оnmul?indu-se rapid, o devoreaz?, o distrug, o dizolv? ?i,

dup? ce ies din ea, se n?pustesc asupra celorlalte celule. Ace?tia sunt

fagi pa?nici, a?a-zi?ii fagi modera?i.

Dup? ce au p?trunse оn celul?, ADN-ul ?i ARN-ul lor se insereaz? оn

cromozomul bacteriei-gazde ?i se transform? оn profag. Fagul inserat оn

genomul bacteriei (sau care i s-a aliniat) se оnmul?e?te оmpreun? cu el, se

transmite celulelor-fiice ?i se r?spвnde?te оn felul acesta оn popula?ie.

El nu-?i pierde оns? «esen?a sa de lup». Dac? aceste celule nimeresc оn

condi?ii nefavorabile, fagul о?i leap?d? «blana de oaie» ?i distruge celula

ce l-a ad?postit. Separвndu-se de genomul celulei, fagul ia cu dвnsul o

parte din genele acestuia. Fagul moderat, molipsind o alt? celul? ?i

inserвndu-se оn ADN-ul ei, aduce aici atвt genele sale, cвt ?i pe cele

«furate» de la fosta gazd?, modificвnd ereditatea celulei noi. Acest proces

se nume?te transduc?ie (fig. 25).

Cunoscutul geneticiian S. Alihanean a men?ionat c? genele donorului

transdus (adic? transportate de fag) joac? rolul de «pasageri», iar fagul -

de «birjar».

Lipsa la bacterii a оnmul?irii sexuale, caracteristice pentru eucario?i,

p?rea c? trebuie s? complice recombinarea genelor ?i a genomilor, prin

urmare ?i evolu?ia lor. Dar descoperirea la bacterii a factorilor

acromozomici - a plazmidelor, a introdus оn aceste no?iuni rectific?ri

serioase.

Savan?ii au constatat c? plazmidele sunt independente de ADN-ul celulei

?i se pot оnmul?i independent, pot produce propriile copii. Plazmidele

poart? gene care atribuie bacteriilor unul sau cвteva caractere, de exemplu

rezisten?? fa?? de preparatele medicamentoase, capacitatea de a sintetiza

substan?e active biologice ?. a. Plazmida poate, ca ?i fagul, s? se

insereze оn cromozomul bacteriei ?i s? se separe de el. Asemenea fagului ea

las? uneori оn cromozom una sau cвteva gene proprii ?i la plecare duce cu

ea gene ale gazdei. Оn aceste cazuri propriet??ile ereditare atвt ale

celulei, cвt ?i ale plazmidei se pot modifica оn mod sim?itor.

S-a stabilit c? un tip aparte de plazmide, numite plazmide F (prima

liter? a cuvвntului englez «fertilitate»), reconstituie la bacterii un

proces asem?n?tor celui sexual.

Bacteria purt?toare a plazmidei F ob?ine оnsu?iri ale donatorului - ale

organismului masculin. Pe suprafa?a acestei celule se formeaz? vilozit??i

fine. Cвnd se оntвlne?te cu bacteria feminin? care nu con?ine plazmida F

(ea e numit? recipient), bacteria masculin? «se c?s?tore?te» cu ea, se

conjug?, unindu-se cu ajutorul vilozit??ilor tubulare. Pe aceast? punte

prin canalul de vilozit??i acoperit se transmite plazmida F ?i celelalte

plazmide din celula donatorului оn celula feminin?.

Dac? plazmida F s-a оncorporat оn componen?a cromozomului celulei,

lucr?rile se vor desf??ura altfel. Plazmida provoac? ruptura uneia din

cele dou? catene de ADN ale donatorului, dup? care cap?tul liber al

filamentului cu o singur? caten? se transmite prin canalul vilozit??ii

bacteriei feminine, unde pe acest filament se sintetizeaz? оndat? catena

lui complimentar?. Plazmida F parc? оmpinge din spate segmentul ADN al

donatorului spre celula feminin?. Astfel cu ajutorul plazmidei F cromozomul

donatorului sau o parte a lui se transmite celulei recipientului. Ultima

cap?t? caractere noi, care nu-i sunt proprii dar care sunt caracteristice

pentru donator. Astfel se produce amestecul caracterelor ereditare a dou?

celeule diferite. Nu este oare acesta un adev?rat proces sexual? (fig. 26)

Plazmida F, dup? ce a p?truns оn celul?, produce curвnd descenden?a sa.

Celula feminin?, devenind st?pвn? a acestei plazmide, ce transform?

imediat оn donator ?i, venind оn contact cu alte celule feminine, le

transmite factorul F ?i celorlalte plazmide, de exemplu plazmida R.

Plazmida R (R-prima liter? a cuvвntului «rezistent») transmite bacteriilor

imunitatea pentru antibiotice ?i pentru preparate medicamentoase.

R?spвndirea fulger?toare a acestor plazmide prezint? un mare pericol, c?ci

chiar cele mai eficiente mijloace de combatere a bolii infec?ioase devin

inactive. Оn asemenea cazuri trebuie schimbat de urgen?? medicamentul.

Interesant este c? оn condi?ii naturale plazmidele R se оntвlnesc mai des

la bacteriile patogene, contra c?rora medicii duc o lupt? permanent?. Prin

urmare, utilizarea larg? a antibioticelor contribuie la selectarea unor

bacterii, ce con?in plazmida R, rezistente la aceste antibiiotice.

Bacteriile manifest? caractere de mare valoare оn lupta pentru existen??

оn condi?ii extremale. Oare nu este aceasta o adev?rat? inginerie genic?,

care are loc оn natur??

Toate aceste unelte ?i subterfugii fine, elaborate de lumea microbilor pe

parcursul luptei crвncene pentru existen??, trebuie оnsu?ite pentru a-i

sili pe muncitorii microlumii s? ac?ioneze spre binele omenirii.

11.3 Ameliorarea microorganismelor

Separarea din natur? a unor noi tulpini de microorganisme prezint? doar

prima etap? a muncii de selec?ionare. Sarcina ulterioar? const? оn

ridicarea gradului de calificare a acestor microbi. Savan?ii caut? s?

оn?eleag? nu numai tehnologia proceselor de sintez? ?i de metabolism din

celulele microbiene, dar ?i s? descopere posibilit??ile de ameliorare, de

perfec?ionare, de modificare a eredit??ii cu ajutorul acestei tehnologii.

Оn prezent industria microbiologic? utilizeaz? mii de tulpini ale multor

sute de specii. Ele au fost izolate de sursele naturale ?i ameliorate prin

intermediul mutagenezei induse ?i selec?iei ulterioare a caracterelor

utile. Pentru antrenarea poten?ialului genetic al unui num?r tot mai mare

de microorganisme, la construirea tulpinilor industriale sunt utilizate

atвt microorganismele «de model», cвt ?i tulpinile folosite оn industria

microbiologic?.

Оn calitate de model de baz? se utilizeaz? cunoscutul bacil coli,

mul?umit? c?ruia biologia molecular? modern? a atins ni?te culmi

nemaiv?zute; de el ?in ?i primele succese importante оn domeniul

biotehnologiei ?i ingineriei genice.

Exist? tulpini de bacili coli produc?tori de hormoni (somatostatin?,

somatotropin?, insulin? ?. a.), de aminoacizi (treonin?, prolin?,

homoserin? ?. a.), de diferi?i interferoni ?. a.

Printre tulpinile utilizate оn industria microbiologic? men?ion?m оn

primul rвnd drojdiile, bacilii, ciupercile inferioare, actinomicetele ?. a.

Ele toate produc substan?e variate de mare valoare biologic?. Men?ion?m c?

оn prezent 70% din antibiotice se produc numai cu ajutorul actinomicetelor.

Este cea mai mare subramur? a industriei microbiologice mondiale, care

aduce un venit anual de 8-9 miliarde de dolari.

Bacteriile de genul pseudomonas con?in plazmide purt?toare ale genelor

degrad?rii biologice a compu?ilor organici, inclusiv a acelora care nu se

оntвlnesc оn natur? (de exemplu, pesticidele), fapt ce deschide mari

perspective оn utilizarea lor pentru protec?ia mediului ambiant.

Selectarea tulpinilor de microorganisme cu оnalt? productivitate a

ob?inut оn unele decenii mari succese pe baza realiz?rilor multor ?tiin?e.

Geneticiienii ?i selec?ionatorii, utilizвnd pentru provocarea muta?iilor

mutagenele chimice ?i radia?iile ionizate, au ob?inut noi tulpini care

оntrec ca productivitate de 100 ?i chiar de mai multe ori formele ini?iale.

Dac? penicilina a devenit оn prezent accesibil? fiec?ruia, aceasta se

explic?, оn primul rвnd, prin faptul c? selec?ionatorii au crescut o

cultur? de microorganisme cu o capacitate de 20-25 mii de unit??i la un

mililitru cub de mediu, оn loc de 100 de unit??i, ob?inute la tulpinile

ini?iale. Conform opiniei lui S. Alihanean, aceasta оnseamn? c? оn loc de

200 de fabrici de penicilin? este destul s? avem doar una singur?.

Prin metoda conjug?rii la pseudomonade a fost realizat? cu succes

transferarea genelor ?i construit? o tulpin? ce are drept surs? de carbon

unul din cei doi componen?i ai «substan?ei de oranj» - un defoliant toxic

pentru oameni, folosit pe larg de SUA оn r?zboiul din Vietnam. Aducem оnc?

un exemplu despre geneticiienii ?i selec?ionatorii care оn colaborare cu

inginerii genici «domesticesc» microbii ?i creaz? pentru industrie noi

tulpini cu caractere proiectate. Este vorba despre crearea de c?tre

savan?ii Institutului de cercet?ri ?tiin?ifice оn domeniul geneticiii ?i

selec?iei microorganismelor industriale (IUC?) a unei tulpini noi de

bacterii produc?toare de treonin?.

Treonina, la fel ca ?i lizina, este necesar? pentru оmbog??irea

nutre?urilor ?i produselor alimentare. Aminoacizii lizina, metionina,

treonina ?i izoleucina, оn ordinea оn care sunt prezentate aici, sunt

sintetizate de bacterii din acid asparagic. Aici se respect? ordinea

urm?toare: ca s? oprim sinteza, de exemplu, la etapa de lizin?, trebuie s?

оnchidem drumul pentru transform?rile continue ale acidului asparagic оn

metionin?, treonin? ?i izoleucin?. ?i atunci оn bacterie оncepe

suprasinteza, adic? producerea accelerat? a lizinei. Iar dac? este nevoie

de reducerea intens? a treoninei, trebuie blocat? transformarea ei continu?

оn izoleucin?.

Speciali?tii IUC? оn domeniul geneticiii microorganismelor, оn frunte cu

directorul s?u V. Debabov, au ales pentru efectuarea cercet?rilor lor

colibacilul de care ?in multe din succesele ob?inute оn ingineria genetic?.

Sectorul ADN al acestei bacterii, responsabil pentru sinteza treoninei

(acest sector poart? numele de operon), este compus din trei gene ?i din

regiunea reglatoare care le dirijeaz?. Acest operon codific? formarea a

patru fermen?i care transform? succesiv acidul asparagic оn treonin?, iar

apoi оn izoleucin?.

Cu pre?ul unor mari eforturi savan?ii au reu?it s? provoace muta?ii ale

genelor operonului, datorit? c?rora celulele mutante au оncetat a sintetiza

izoleucina, acumulвnd astfel mai mult? treonin?.

Dar ?i aceste celule sintetizau foarte pu?in? treonin?. Atunci оn ele a

fost inserat cu ajutorul fagului o gen? special?, al c?rei produs activiza,

la rвndul s?u, munca genelor responsabile pentru sintetizarea treoninei.

Dup? efectuarea acestei opera?ii celulele colibacilului au оnceput s?

elaboreze cвte 2-3 grame de treonin? la un litru de lichid cultural.

Оnceputul promitea multe, cu toate c? pentru a fi bun? pentru produc?ia

industrial? tulpina trebuia s? produc? cel pu?in de 10--15 ori mai mult

aminoacid de acest fel.

Ce se putea face? ?i aici speciali?tii ?i-au concentrat aten?ia asupra

uneia din particularit??ile foarte importante ale plazmidelor, care,

p?trunzвnd оn bacterie, оncepe s? se reproduc? repede ?i formeaz?, de

obicei, 15-20 de copii. Dac? оns? оn mediul cultural se introduce ?i

cloramfenicolul, оn celul? se opre?te sintetizarea proteinei ?i spore?te

brusc num?rul de copii ale plazmidei. Uneori ele ating cifra de 3000.

Tocmai acest fapt le-a sugerat savan?ilor cum s? procedeze оn acest caz.

Ini?ial, cu ajutorul fermen?ilor respectivi, ei au t?iat din cromozomul

tulpinii de bacterie ob?inute оnainte un fragment de ADN, care con?inea un

operon de tulpin? cu toate cele trei gene ale sale ?i cu sectorul de

reglare. Dup? aceasta, оn laboratorul de inginerie genic?, operonul a fost

inserat оntr-o plazmid?, iar ea - оntr-o alt? bacterie de aceea?i tulpin?.

Plazmida hibrid? s-a оnmul?it acolo ?i a intensificat sinteza treoninei. Оn

48 de ore de fermentare aceast? nou? tulpin? sintetiza aproape 20 grame de

treonin? la un litru de lichid cultural, iar cвnd au fost ameliorate

condi?iile de cultivare a tulpinii, оn 30 de ore au оnceput s? se acumuleze

aproape 30 de grame de treonin?.

Astfel a fost creat? pentru оntвia oar? оn lume o tulpin? industrial? de

microorganisme, care sintetizeaz? treonina, unul din aminoacizii cei mai

importan?i pentru cre?terea animalelor. Pentru оntвia oar? оn lume aceast?

tulpin? a fost ob?inut? printr-o metod? de construire a ingineriei genice

numai оn trei ani; separarea unor noi tulpini prin metodele tradi?ionale de

selectare dura zeci de ani.

11.4 Industria ADN ?i biotehnologia

Pe parcursul ultimilor ani ia na?tere o nou? ramur?, absolut nou?, de

produc?ie material? - biotehnologia, care utilizeaz? procesele ?i sistemele

biologice pentru a ob?ine cele mai diverse produse.

Oamenii au оnsu?it unele metode biotehnologice оnc? din timpurile

str?vechi. ?i procesele de fermenta?ie care permit ob?inerea produselor

acidolactice, pвinii, o?etului ?. a. fac parte din domeniul biotehnologiei.

Оn ultimele dou?-trei decenii, datorit? schimb?rilor radicale ce s-au

produs оn ?tiin?a biologic?, s-a ridicat la un nivel calitativ nou ?i

biotehnologia. Datorit? acestor realiz?ri omul poate azi nu numai s?

foloseasc? microorganismele «gata», dar ?i s? modifice programul genetic al

celulelor lor, s? le imprime caractere cu totul noi: tocmai оn aceasta din

urm? const? sarcina ingineriei genetice moderne.

Datorit? dezvolt?rii biologiei moleculare ?i ingineriei genice,

biotehnologia a devenit o metod? universal? de ob?inere оn orice propor?ii

a celor mai diverse substan?e organice, permi?вndu-ne s? renun??m la

procesele tehnologiei chimice care-s voluminoase ?i deseori pu?in eficace.

Savan?ii ?i-au concentrat aten?ia оn primul rвnd asupra problemelor de

sintez? a hormonilor, care, al?turi de vitamine, servesc drept reglori de

mare importan?? ai metabolizmului ?i ai multor procese fiziologice din

organismul omului ?i animalelor.

Moleculele hormonilor au dimensiuni mici. Structura multor dintre ele a

fost studiat? detaliat, dar sinteza lor chimic? s-a dovedit a fi prea

dificil? ?i scump?. Deaceea savan?ii au ales оn acest scop o alt? cale:

sintetizarea prin metod? chimic? nu a proteinei-hormon, ci a unei gene

incomparabil mai simple care codific? sintetizarea hormonului necesar. Dar

pentru aceasta gena trebuie inserat? оn componen?a moleculei recombinante

de ADN ?i, sub comanda ei, s? se organizeze оn bacterie sinteza biologic? a

unui hormon uman de valoare complect?.

Pentru prima dat? a fost creat? prin metoda aceasta tulpina bacteriilor -

produc?toare de somatostatin?. Acest hormon este produs de lobul anterior

al hipofizei ?i regleaz? secre?ia unei serii de al?i hormoni, inclusiv a

hormonului cre?terii, insulinei ?i glicogenului. Somatostatina utilizat? оn

practica medical? se ob?ine din hipofiza vitelor cornute mari. Оns? din

punct de vedere chimic ea se deosebe?te оntrucвtva de hormonul amului ?i de

aceea nu d? оntotdeauna rezultatul dorit.

Molecula somatostatinei este compus? din 14 aminoacizi. Un grup de

experimentatori de la Universitatea din California (SUA), оn frunte cu G.

Boyer, au sintetizat o gen? оn care a fost codificat? formarea

somatostatinei. Apoi cu ajutorul plazmidei savan?ii au inserat aceast?

gen? оntr-un colibacil. Оntr-un timp scurt bacteria a sintetizat un volum

mic de lichid cultural ce con?inea o cantitate de hormoni care, de obicei,

se extrage din hipofiza a sute de mii de tauri.

Somatostatina a g?sit de acum o larg? aplicare la tratamentul bolilor

pancreasului (pancreatitelor ?i diabetului), precum ?i a acromegaliei -

cre?terea ne propor?ional? a p?r?ilor proeminente ale corpului. Aceasta a

fost o mare victorie a ingineriei genice. Astfel a devenit real?

posibilitatea de a se ob?ine gene artificiale pentru ceilal?i hormoni ?i de

a deschide perspective ademenitoare pentru producerea celor mai diferite

proteine, precum ?i a altor produse. Aceste produse pot fi ob?inute оn

cantit??i nelimitate, ele vor fi ieftine ?i, ceea ce este ?i mai important,

ac?iunea lor nu se va deosebi de cea a hormonilor omului ?i a altor compu?i

biologici activi.

Оn lobul anterior al hipofizei omului ?i animalelor se sintetizeaz? оn

afar? de somatostatin? un оntreg buchet de hormoni de natur? proteic?,

printre care cel mai cunoscut este hormonul cre?terii sau somatotropina.

Dac? organismul оn cre?tere duce lipsa lui, apare nanismul, iar dac? оl

con?ine оn cantit??i prea mari, apare gigantismul. Despre participarea

acestui hormon la reglarea cre?terii s-a aflat оnc? la оnceputul secolului

XX. Оn anul 1921 cu ajutorul extractului hipofizei au fost crescu?i ni?te

?obolani gigan?i.

Hormonul cre?terii se con?ine оn hipofizele animalelor cornute mari ?i s-

ar putea extrage оn cantit??i necesare. Dar s-a constatat c? somatotropina

este un hormon specific pentru fiecare specie: оn organismul uman

somatotropina animalelor cornute mari nu este activ?. Omul are nevoie de

somatotropina omului. Numai organismul ?obolanilor reac?ioneaz? la

somatotropina «str?in?» ca la cea «proprie».

Un grup de savan?i sub conducerea academicianului A. A. Baev, bazвndu-se

pe experien?a ob?inerii somatotropinei prin metodele ingineriei genice, s-a

apucat de sintetizarea somatotropinei pe cale microbiologic?. Ei ?tiau c?

pentru a sili colibacilul s? produc? somatotropina оn ADN-ul lui trebuie

inserat? o gen? care va dirija sintetizarea acestei proteine оn hipofiza

omului. Оn principiu aceasta se poate realiza, deoarece codurile genetice

ale omului ?i bacteriei sunt similare; aparatul biosintetic al celulei

bacteriene, оn?elat de aceast? asem?nare exterioar?, va produce proteina

de care n-are nevoie, la fel precum p?s?rile оn?elate clocesc pui de cuc.

Scopul era urm?torul: din celulele hipofizei trebuia ob?inut? o gen?,

care ar fi dirijat sinteza somatotropinei. Celula care sintetizeaz? activ

proteina urma s? con?in? numaidecвt o cantitate sporit? de ARNi, o copie a

genei preg?tit? parc? de оns??i celula care codific? succesiunea

aminoacid?. Acest proces biosintetic furtunos se produce оn celulele

tumorale ale hipofizei; o p?rticic? de ?esut tumoral cu o greutate de mai

pu?in de un gram a servit drept material ini?ial pentru ob?inerea genei de

somatotropin?.

Оn urma unor numeroase ?i foarte fine opera?ii de separare a genei din

p?rticica de hipofiz? a r?mas o cantitate infim? de ARNi. A dispune de

solu?ia pur? de ARNi, оnseamn? a avea o copie a genei, iar gena mai trebuia

preg?tit? оn corespundere cu copia. Оn acest scop s-a folosit un ferment

special numit revertaz? (trancriptaz? invers?), care ia automat o copie a

ARNi.

ADN-ul ob?inut este compus din catene unice, оn timp ce оn gen? fiecare

caten? de ADN trebuie s? fie unit? cu catena ei complimentar?. Opera?ia de

sintetizare a acestei catene complimentare o efectueaz? automat cunoscutul

ferment ADN - polimeraza 1.

Astfel preparatul care con?ine gena de somatotropin? nimere?te оn

eprubet?.

Sarcina urm?toare, care se afla оn fa?a experimentatorilor, consta оn

оnmul?irea acestei gene pвn? la ob?inerea unei cantit??i suficiente pentru

munca continu?. Оn acest scop era nevoie, оn afar? de fermen?i, de оnc? un

instrument universal ob?inut prin distrugerea оnveli?ului celulelor

colibacilului ce con?ine plazmide libere. Dup? tratarea plazmidelor cu

fermentul restrictaza care scindeaz? molecula de ADN оn sectoare strict

determinate, inelele plazmidei se desfac, transformвndu-se оn catene

liniare. Restrictaza are capacitatea de a face ca la polii moleculei rupte

de ADN s? apar? sectoare «lipicioase», formate din dou? catene

complimentare deschise, оns? dac? ?i gena separat? va fi оnzestrat? cu

asemenea poli «lipicio?i», plazmida, оnchizвnd inelul ei, va prinde cu

ajutorul lor ?i garnitura suplimentar? - gena somatotropinei. Anexarea

polilor «lipicio?i» de gena separat? este una dintre cele mai fine opera?ii

ale ingineriei genice. La оnceput pe cale pur chimic? se sintetizeaz? un

mic fragment de ADN, care reproduce cu exactitate succesivitatea

nucleotidelor capabile s? fie scindate de restrictaz?, apoi cu ajutorul

fermentului ligaza acest fragment de ADN este suturat de ambii poli ai

genei. Urmeaz? tratarea produsului cu restrictaz? ?i gena cu polii

«lipicio?i» este gata. Dac? aceast? gen? este amestecat? cu plazmidele

fragmentate ?i acest amestec este tratat cu ligaz?, toate rupturile se vor

uni ?i оn epruveta noastr? vom ob?ine nu o simpl? gen?, ci o gen? inserat?

оntr-o plazmid?.

Plazmida singur? nu este bun? pentru nimic. Dar dac? va nimeri din nou

оntr-o bacterie, ea va оnmul?i ?i gena inserat? оn ea. A?a c? gena de

somatotropin? se poate ob?ine оn orice cantit??i necesare. Ce urma s? se

mai оntвmple? Doar gena pe care am ob?inut-o deocamdat? «tace»: cu toate c?

se оnmul?e?te оmpreun? cu bacteriile, ea nu func?ioneaz?, nu d? comanda de

sintetizare a proteinei pe care o codific?. C?ci pentru a оncepe «s?

vorbeasc?», gena trebuie оnzestrat? cu elemente de semnalare, care induc

transcrierea (sinteza ARNi) ?i translarea (sinteza proteinei оn ribosome).

Оn acest scop din plazmidele colibacilului a fost separat fragmentul ADN

- promotor, care semnaleaz? necesitatea de a оncepe citirea informa?iei ?i

de a se sutura cu gena somatotroninei. Aceast? gen? capabil? de munc? a

fost din nou inserat? оn plazmide, iar plazmidele - оncorporate оn

bacterii, оnzestrвndu-le cu capacitatea de a sintetiza hormonul cre?terii.

Aceast? parte finala a fost numit? expresia genei.

Astfel colibacilul reconstruit a devenit un produc?tor extrem de activ de

somatotropin? a omului. Dintr-un litru de cultur? de bacterii ast?zi se

separ? atв?ia hormoni ai cre?terii, cвt s-ar fi putut ob?ine din cincizeci

de hipofize.

Оn schema descris? au fost omise multe opera?ii esen?iale. Am оncercat

doar s? reprezent?m aici оntr-o forma cвt mai simpl? munca enorm? ?i extrem

de fin?, оn care a fost antrenat un colectiv de savan?i pentru a separa

genele, a le modifica, amplifica (оnmul?i) ?i a le schimba expresia оn

celule str?ine cu scopul de a ob?ine anumite preparate medicamentoase.

Ne-am oprit inten?ionat mai detaliat asupra descrierii opera?iilor

principale de creare a somatotropinei prin metodele ingineriei genice

pentru a evita mai apoi repet?rile, deoarece aceste opera?ii sunt comune ?i

la sintetizarea altor compu?i activi d. p. d. v. biologic.

Оn realitate opera?iile ingineriei genice se reduc la crearea dintr-o

garnitur? de fragmente de ADN inactive a unei noi structuri genetice - a

unei molecule recombinate de ADN activ? d. p. d. v. fiziologic ?i care se

includea оn activitatea vital? a celulei. Din aceste considerente оn

deceniul al optulea оn ??rile dezvoltate au ap?rut firme speciale, care au

elaborat procese industriale bazate pe tehnologia ADN-ilor recombinan?i.

Aceast? nou? ramur? a industriei biologice a fost numit? industria ADN-

ului.,

La оnceput marile centre ?tiin?ifice ?i-au limitat activitatea la

ingineria genetic? a microorganismelor, mai tвrziu au оnceput a se ocupa

paralel cu ingineria genetic? a plantelor, animalelor, precum ?i cu

ob?inerea de anticorpi monoclonali.

Ingineria genic? ?i ingineria celular?, care se dezvolt? paralel cu ea,

au l?rgit posibilit??ile biotehnologiei ?i industriei bazate pe procesele

biologice. A devenit posibil? folosirea celulelor microbiene, vegetale ?i

animale, precum ?i a moleculelor ?i genelor sintetice. Despre acestea se va

vorbi оn capitolele urm?toare.

XII. INGINERIA GENETIC? LA PLANTE

12.1 Clonarea plantelor

Dac? vom оnfige оn p?mвntul umed o crengu?? de salcie sau de plop, ea va

da r?d?cini, va cre?te ?i se va transforma оntr-un copac falnic. Dintr-un

«ochi» de tubercul de cartof se poate ob?ine o tuf? de cartofi. Poate oare

o singur? celul? pune оnceputul unei plante?

Оnc? nu demult aceast? оntrebare ?inea de domeniul fantasticii. Biologii,

оns?, au r?spuns afirmativ la ea, iar experimentatorii au оnv??at s?

creasc? оn medii nutritive celule aparte, care devin organisme

monocelulare: tr?iesc, se divizeaz?, sporindu-?i descenden?a, dar r?mвn

celule aparte. P?rea c? experien?ele au menirea s? satisfac? un interes

teoretic. Savan?ii c?utau, bun?oar?, s? clarifice: ce deosebire exist?

оntre celulele ce formeaz? ?esuturile plantei оntregi ?i celulele separate,

care tr?iesc «liber»?

O mare importan?? оn acest sens a avut-o descoperirea c? celulele ce

tr?iesc liber se transform? оn anumite condi?ii оntr-o plant? оntreag?.

Aceast? descoperire a trasat c?i noi pentru cunoa?terea legit??ilor de

dezvoltare a organismului pluricelular. Chiar la prima etap? a cercet?rilor

au fost proiectate perspectivele aplic?rii оn practic? a acestor

propriet??i ale celulelor.

Celula izolat? ?i cultivat? оn eprubet? cu mediul nutritiv artificial,

dup? o serie de diviziuni, este capabil? s? pun? оnceputul tuturor

organelor vegetative ?i generatoare ale plantei. A devenit clar c? orice

celul? specializat? con?ine оntreaga garnitur? de gene, care codific?

dezvoltarea ei оn orice direc?ie ?i, оn cele din urm?, transformarea ei оn

plant?. O asemenea celul?, cu toate c? a ap?rut оn urma diviziunii

celulelor somatice (asexuate), seam?n? ca func?ie cu ovulul fecundat sau

zigotul. Despre aceste celule se spune c? sunt totipotente, adic? au

capacitatea poten?ial? de a se dezvolta оn orice direc?ie.

Fenomenul transform?rii celulei оntr-o plant? оntreag? a fost numit

embriogenez? somatic? оn cultura ?esutului. Ea poate fi observat? bine оn

epruveta cu cultura ?esutului de morcov. Aici, оn masa de celule omogene,

apare treptat o celul? ce оncepe s? se transforme оntr-o celul? zigotiform?

tipic? cu un nucleu m?rit. Оn continuare diviziunea ia contururile

germenelui din ovarul florii. Dar aici n-avem оnc? nici floare, nici

plant?, iar germenele оnconjurat de celulele callus nu se afl? оn sol, ci

оn eprubet?. Ea trece toate fazele principale ale dezvolt?rii sale: se pun

bazele viitoarei r?d?cini necesare pentru cre?terea tulpinii, mugurelui ?i

totodat? a primelor frunze, cu cotiledoane.

Оn aceast? etap? germenele poate fi separat din ?esutul callus ?i a?ezat.

оntr-un mediu f?r? hormoni, deoarece acest mic organism vegetal poate s?-i

sintetizeze singur. El оncepe repede s? formeze sistemul radicular, apoi

frunzele sectate tipice pentru morcov. Dac? aceast? plant? minuscular? o

vom s?di оn sol, ea va pune оnceputul unei plante normale, ce formeaz? o

r?d?cin? ?i o rozet? de frunze. Mai tвrziu va apare, ca la orice plant?

bienal?, o tulpin? florifer? ?i va оnflori.

Bineоn?eles, posibilitatea de a cre?te o plant? оntreag? dintr-o celul?

ne fecundat? este o mare realizare ?tiin?ific?. Acest fenomen este utilizat

cu succes la crearea unor soiuri noi, la оnmul?irea unui exemplar

interesant, de exemplu оn floricultur?. Aici avem posibilitatea s? nu

a?tept?m pвn? cвnd vor apare ?i vor cre?te semin?ele, ci s? ob?inem

materialul celular necesar ?i s? cre?tem din el оntr-un termen scurt un

num?r mare de flori noi, identice cu exemplarul primar.

Aceast? metod? poart? numele de clonarea plantelor. Ea este folosit? pe

larg la cre?terea plantelor care nu con?in virusuri. Exist? sute de specii

de virusuri vegetale. Ele nu sunt periculoase pentru om, dar aduc daune

mari, pentru c? reduc productivitatea culturilor agricole. Virusurile atac?

mai alee plantele care se оnmul?esc prin tuberculi, buta?i ?i bulbi. Numai

cartoful este afectat de aproape 20 de virusuri. Din cauza lor pierderile

ajung pвn? la 20—30% din recolt?. Оn fiecare an se pierd milioane tone de

produc?ie. Ob?inerea cartofului avirotic spore?te recolta lui cu 80 de

procente.

A fost elaborat? o serie de metode de cultivare a culturilor celulare

vegetale ?i de cre?tere a unor plante оntregi din celulele mugurilor

terminali sau ale vвrfurilor r?d?cinilor — ale p?r?ilor lipsite de

virusuri. Оn felul acesta se face asanarea contra virusurilor materialului

s?ditor al cartofului, vi?ei-de-vie, c?p?unei, zmeurii, florilor ?. a.

Experien?ele au demonstrat c? de la vвrful unui l?star se pot ob?ine repede

zeci de mii de germeni. Dintr-o singur? celul? a vвrfului de l?star al

vi?ei-de-vie, bunzoar?, peste trei-patru s?pt?mвni se ob?in cinci germeni

care se apuc? ?i ei «de lucru» ?i dau noi germeni. De acum din primul model

de plant? nou? se ob?in оn felul acesta mii de exemplare. Astfel cu

ajutorul epruvetei, f?r? folosirea cвmpului ?i a pepinierei, se pun bazele

substituirii rapide a soiurilor perimate.

La fel de actual? este trecerea la plante avirotice оn pomicultur?.

Intensificarea acestei ramuri este determinat? оn mare m?sur? de s?direa pe

planta?iile industriale a unui material s?ditor asanat. C?ci ce prezint?

pue?ii avirotici? Ei nu se tem de оng?lbenirea ?i rugozitatea frunzelor, de

pete ?i de adвncituri, formate prin lovire, pe fructe, de оmb?trвnire

rapid? ?. a. Recolta оn livada avirotic? este cu aproape o treime mai mare

decвt cea medie.

La «Codru», asocia?ie ?tiin?ific? de produc?ie din RM, s-a оnsu?it

deprinderea de a ob?ine acest material s?ditor pentru livezile ?i

planta?iile de arbu?ti fructiferi: оn una dintre gospod?riile asocia?iei —

a fost dat оn exploatare un mare complex de pepinier? pomicol?.

Оn Moldova au fost s?dite planta?ii mari de fragi, baza c?rora a fost

pus? оn eprubet?. Este o priveli?te оncвnt?toare s? vezi cum din p?rticica

minuscul? a mugurelui terminal se na?te treptat o tuf? de frag, mic?orat?

de sute de ori. Acest proces, precum ne spune colaboratorul ?tiin?ific N.

Abramenco, seam?n? cu un film cu de-sene animate: la оnceput punctul de

jum?tate de milimetru se transform? оntr-un ghemu?or de culoare deschis?,

apoi se formeaz? frunzuli?e verzi-deschise pe ni?te radicele foarte scurte.

Dup? acesta spa?iul epruvetei este cucerit de un buchet de muguri, strвns

uni?i оntre ei, ?i, оn sfвr?it, apare o miniatur? exact? a cunoscutei

rozete de frunze de frag.

Este un material semincer de mare valoare. Doar virusurile, de regul?,

atac? toate celulele vii ale plantei, dar nu dovedesc s? acapareze ?esutul

tвn?r care se divizeaz? activ оn punctul de cre?tere al l?starului. Planta

care regenereaz? din el este absolut s?n?toas?. Recolta de la aceste

planta?ii de frag spore?te de dou?-trei ori. Tot prin aceast? metod? poate

fi m?rit? mult roada de zmeur, agri?, de culturi sвmburoase ?i semin?oase.

Prin clonare se poate ob?ine nu numai material s?ditor avirotic. Prin

aceast? metod? оn principiu se pot transmite оntregului clon multe alte

caractere utile, bun?oar? productivitate оnalt? a unor exemplare aparte ale

plantei. A?a, оn Nigeria, la Institutul de cercet?ri ?tiin?ifice оn

domeniul cauciucului, au fost separa?i cloni de heveia, care dau 1600—3600

kg de cauciuc la hectar comparativ cu 300 kg cвt se ob?inea de obicei.

J. ?epard, geneticiian american, a ob?inut din celule vegetale separate

ale frunzelor de cartof cloni rezisten?i la una dintre cele mai periculoase

boli ale cartofului — mana cartofului. Оmpreun? cu unul din colegii s?i,

?epard a crescut cloni ai cartofului rezistent contra fitoftorei timpurii.

Оn prezent ei оncarc? «s? creeze» un clon de cartof rezistent la ambele

boli.

Оnmul?irea pe cale vegetativ? a plantelor оncepe s? atrag? tot mai mult

aten?ia selec?ionatorilor, care, prin intermediul ingineriei celulare,

ob?in soiuri noi de plante agricole. Оn primul rвnd sunt aplicate mai pe

larg metodele de ob?inere ?i utilizare a plantelor cu o garnitura unic?

(haploid?) de cromozomi, care accelereaz? ?i u?ureaz? crearea liniilor

hibride nescindabile.

Plantele haploide sunt urma?ii nu a doi p?rin?i, ca de obicei, ci a unui

singur p?rinte. Ele se ob?in de cele mai multe ori din polen — din celula

sexual? masculin?. Asupra ei se ac?ioneaz? cu stimulatori speciali ?i ea

este silit? s? se dezvolte, de parc? ar fi o celul? embrionar? normal?,

ap?rut? оn urma contopirii' celulei masculine cu cea feminin?. De obicei,

copiii mo?tenesc оnsu?irile lor de la tat?l ?i mama, de fiecare dat? оn

propor?ii diferite. Haploizii fixeaz? trainic оnsu?irile valoroase ale

plantei genitoare. Faptul acesta reduce mult termenele de creare a

soiurilor noi. Оn prezent din celulele de polen s-a reu?it s? se creasc?

peste 50 specii de plante haploide, printre care: grвul, secara, orzul,

cartoful, tutunul ?. a. Schema general? de ob?inere a haploizilor este

prezentat? оn fig. 27.

Metoda de ob?inere a plantelor haploide din celulele gametofitului

(polenului) masculin a fost numit? androgenez?.

Cu ajutorul cultiv?rii anterelor sau a polenului оn medii nutritive

speciale, la оnceput se formeaz? a?a-zi?ii embrioizi, iar apoi plantele

haploide.

Uneori оn cultura anterelor nu se formeaz? embrioizi, ci un ?esut

nediferen?iat, numit calus, ?i, numai dup? aceasta, оntr-un mediu nutritiv

specific pentru diferen?iere, din celulele calusului apar plante оntregi.

Ob?inerea plantelor din celule haploide aparte prezint? una dintre cele

mai mari realiz?ri ale ingineriei genice. Ea prezint? o importan?? colosal?

atвt teoretic?, cвt ?i practic?. Astfel plantele haploide, care con?in

numai o singur? garnitur? de cromozomi, manifest? оn fenotip activitatea

tuturor genelor: atвt a celor dominante, cвt ?i a celor recisive. Dac?

anterele sau polenul din care urmeaz? s? fie ob?inute plantele haploide

sunt expuse radia?iei sau tratate cu mutageni chimici, toate muta?iile

induse оn ei se vor manifesta оn prima genera?ie a plantei. Aceasta are o

mare importan??, deoarece majoritatea muta?iilor, de regul?, sunt recisive

?i la plantele diploide se afl? оn stare latent?. Iar la plantele haploide

toate muta?iile utile pot fi separate imediat, iar apoi, оntr-un timp

incomparabil mai scurt, prin diploidizarea acestor plante mutante, se pot

ob?ine noi soiuri de plante culturale cu caractere economice utile.

Ob?inerea haploizilor prin metoda androgenezei ?i utilizarea lor la

selec?ia plantelor are o mare importan??. Оn primul rвnd, pe aceast? cale

se reduce de la 7— 10 pвn? la 1—2 ani timpul necesar pentru ob?inerea

liniilor homozigote. Оn rвndul al doilea, num?rul plantelor experimentale

care trebuie studiate, de regul?, se reduce mult la acest proces. Prin

urmare, volumul total de munc? se reduce brusc ?i ?ansele selec?iei

accelerate, mai exact, a exemplarelor de valoare, sporesc. Aceasta este

principalul оn munca mig?loas? a selec?ionatorului.

Оn ultimul timp se dezvolt? intens o nou? direc?ie оn genetica plantelor

— selec?ia gametic? ?i celular?. La Academia de ?tiin?e a RM a fost creat

un centru interdepartamental de selec?ie gametic? ?i celular?, care va

realiza toate cercet?rile. la nivelul celulei ?i selec?ia prealabil? a

celor mai reu?ite forme recombinate de plante pentru selec?ia continu?.

Оn fa?a colectivului de savan?i se pune o sarcin? dubl?: a l?rgi spectrul

variabilit??ii ereditare a plantelor, apoi a selecta din sursele de gene pe

cele mai de perspectiv?. Prima jum?tate a acestei sarcini savan?ii

moldoveni o realizeaz? pe baza cercet?rilor оn domeniul recombinogenezei —

transmut?rii genelor оn perioada form?rii polenului. Ei reu?esc s? ob?in?

cu ajutorul unor inductori geneticii speciali o mult mai mare variabilitate

decвt chiar dup? efectuarea unor ac?iuni externe puternice: de radia?ie,

chimice, calorice ?. a.

Bogata varietate de genotipuri mai trebuie оns? ?i men?inut?. Acesta este

un lucru foarte anevoios. Mecanismele naturii func?ioneaz? astfel, оncвt

masa principal? de polen cu combin?ri atipice de gene s? nu produc?

descenden??. S-a constatat c? acestui polen i se poate ajuta aplicвnd

substan?e biologic active. La selectarea acestor surse de gene, s-a ?inut

cont de o observa?ie foarte important?, f?cut? de geneticiieni. Dac? оn

perioada poleniz?rii este secet?, gr?uncioarele de polen, purt?toare a

genei rezisten?ei fa?? de ea, au mai multe ?anse de a produce descenden??.

Dac? este foarte frig, se transmit genele rezistente la frig. Astfel se

оntвmpl? aproape cu to?i factorii ne favorabili ai mediului ambiant.

Savan?ii realizeaz? selec?ia artificial? оn camere climaterice speciale,

reproducвnd diferite condi?ii naturale extremale. Оn felul acesta au fost

crescute formele de tomate rezistente la salinizarea solului.

La selec?ia celular? ac?ioneaz? acela?i principiu: la оnceput se induce

variabilitatea, apoi se selecteaz? cele mai reu?ite combin?ri de gene. Dar

aceasta se face de acum cu celulele obi?nuite, care fac parte din anumite

?esuturi ale plantelor — frunza, tulpina, r?d?cina.

Оn prealabil cu ajutorul unor solu?ii chimice speciale ei sunt adu?i оn

stare «de suspensie», adic? celulele оncep s? tr?iasc? separat unele de

altele. Apoi din celule aparte se formeaz? plante оntregi cu caractere

ereditare programate оn prealabil. Astfel savan?ii moldoveni au ob?inut

tomate rezistente la varia?ii considerabile de temperatur?.

12.2 Industria celulelor vegetale

De multe ori celulele care au fost crescute un timp оndelungat оn afara

organismului plantelor о?i men?in capacitatea de a sintetiza substan?ele

active (alcaloizii, hormonii, fitoncizii, uleiul eteric ?. a.), pe care ele

le produc оn plant?. Оnseamn? c? pentru a ob?ine aceste produse de valoare

celulele vegetale pot fi cultivate оn aparate speciale. Astfel, оn

industria microbiologic? ciupercile microscopice ?i bacteriile produc

vitamine ?i antibiotice. Aceasta este deosebit de important оn cazurile

cвnd materia prim? vegetal? necesar? este pu?in accesibil? (plantele

tropicale, speciile rare sau pe cale de dispari?ie) sau se cultiv? greu.

Cultivarea celulelor trebuie s? se foloseasc? оn industrie la fel de larg

ca ?i microorganismele.

Celulele vegetale оns? nu sunt bacterii. Mult timp experien?ele de

cultivare a lor оn medii artificiale e?uau. S-a constatat c? celulele

plantei, care au determinat deja apartenen?a lor la diferitele ei p?r?i,

pierd capacitatea de a se diviza. Tocmai din aceast? cauz? toate

experien?ele de cre?tere a unor celule aparte n-au dat nici un rezultat.

Atunci savan?ii au оn?eles c? experien?ele cu ?esuturi specializate sunt

inutile. ?i au hot?rвt s? fac? experimente cu celulele ce formeaz?

оmpreun?ri de ?esuturi оn locurile unde planta a fost v?t?mat?. S-a

constatat c? aceste ?esuturi sunt extrem de nepreten?ioase ?i pot fi

crescute cu u?urin?? оn condi?ii artificiale. Оn continuare s-a constatat

c? оn mediul nutritiv poate fi pus un fragment de ?esut ?i peste cвteva

zile оn locul t?ieturii (r?nii) va apare o suprapunere amorf? de ?esut, a

c?rei celule se vor dezvolta apoi оn retorte sau epruvete, ca o mas? ne

organizat? ce cre?te repede. Оn cursul acestui proces se produce a?a-zisa

dediferen?iere a celulelor, revenirea lor la starea ini?ial?,

nespecializat?, dup? care este u?or s? le comut?m pentru efectuarea altor

func?ii.

Un fragment din acest ?esut poate fi separat oricвnd ?i mutat оntr-un

mediu nutritiv proasp?t. Astfel via?a plantei va continua la infinit. Оn

multe laboratoare din lume exist? culturi de celule, care tr?iesc mai bine

de 30 de ani.

Conform modului de nutri?ie, aceast? cultur? de celule nu seam?n?, оns?,

cu o plant? оntreag?, care poate s? se asigure singur? cu substan?e

organice, formвndu-le оn procesul fotosintezei. Atunci cвnd pentru ele se

creeaz? medii nutritive speciale, trebuie s? se ?in? cont nu numai de

componen?ii pe care planta оi absoarbe cu r?d?cinile din sol, dar ?i de

componen?ii sintetiza?i de frunze, adic? de glucide. Celulele sunt capabile

s? ve?uiasc? ?i s? se divizeze numai dac? mediul nutritiv con?ine toate

mineralele, glucidele ?i substan?ele stimulatoare (vitaminele ?i hormonii)

necesare.

Оn prezent a fost acumulat? o experien?? bogat? de cre?tere a ?esuturilor

diferitelor plante: tutunului, bradului, tomatelor, l?mоiului, gen?enului

?. a. m. d.

Ob?inerea produselor de valoare de origine vegetal? din biomasa celulelor

cultivate se bazeaz? pe capacitatea acestor celule de a sintetiza acelea?i

substan?e secundare, pentru care sunt cultivate aceste plante sau culese оn

natur?. Prezint? interes оn primul rвnd substan?ele folosite оn industria

alimentar?, medical? ?i parfumerie. Activitatea fiziologic? a acestor

culturi este foarte оnalt? ?i permite elaborarea de tehnologii rentabile.

Оn prezent este rentabil? cultivarea, bun?oar?, a celulelor de gen?en, care

con?in panaxozizii proprii vestitei «r?d?cini a vie?ii».

Au fost create оntreprinderi la care оn vase speciale sunt cultivate

celule de plante, ale c?ror rezerve оn lume sunt limitate sau se epuizeaz?.

Din ele fac parte оn primul rвnd rauvolfiea, dioscoreia, gen?enul,

eleuterococul ?. a. Rauvolfia este singura surs? a preparatului

medicamentos de valoare rezerpina; dioscoreia sintetizeaz? compu?ii

steroizi necesari pentru producerea cortizonei ?i a celorlalte preparate

hormonale. Planta rauvolfia, mai alee r?d?cinile ei, con?in o mare

cantitate de diferi?i alcaloizi din care cea mai mare r?spвndire o au

rezerpina ?i aimalina, necesare pentru tratamentul bolii hipertonice — ele

scad tensiunea arterial?. Rauvolfia este o plant? tropical?. Din cultura

celulelor ei, оns?, ace?ti alcaloizi se ob?in la noi оn ?ar?. Este

interesant c? celulele cultivate con?in mai bine de dou? ori mai mult?

aimolin? decвt celulele plantelor оntregi, ?i aceast? substan?? poate fi

ob?inut? pe parcursul оntregului an. C?ci pentru cre?terea celulelor «оn

eprubet?» nu e nevoie de un sol potrivit, nici de o clim? favorabil?.

?tim to?i care e valoarea gen?enului. R?d?cinile lui con?in multe

substan?e t?m?duitoare. Esen?ele de gen?en sunt folosite оn cazurile de

sc?dere a tensiunii arteriale, de oboseal?, de surmenare, la tratamentul

unor boli nervoase. Preparatele din r?d?cin? sunt folosite larg ?i оn

parfumerie. La fel de bine se ?tie, оns?, c? gen?enul s?lbatic cre?te

foarte оncet — оntr-un an spore?te cu 1 gram. Оn eprubet? celulele lui

formeaz? repede o mas? biolojic? mare: оn 21 de zile — aproape 100 de grame

la un litru de mediu nutritiv. Aceste celule sintetizeaz? aceea?i

panaxozizi ca ?i planta. Оn laboratoarele fabricilor din industria

microbiologic? s-a оnceput deja producerea artificial? a gen?enului. ?i

primele «livr?ri industriale» оi bucur? pe savan?i. Academicianul C. A.

Ovcinicov indic? c?, datorit? eforturilor enorme depuse de «vвn?torii de

gen?en», industria medical? produce anual 250—300 kg de extract al

r?d?cinii-minune, pe cвnd оntreprinderile specializate de acum оn primul an

de produc?ie industrial? au fabricat aproape 5 tone de acest extract.

Experimentele biologice arat? c? nu exist? nici o deosebire оntre

efectele ob?inute de la preparatele din r?d?cina gen?enului ?i cele

ob?inute din masa lui celular?.

La ordinea zilei se afl? metodele de cultivare оn condi?ii industriale a

biomasei celulare de eleuterococ, care dup? complexul de substan?e cu

activitate biologic? se deosebe?te prea pu?in de gen?en. Pe baza

extractului de eleuterococ a fost creat? b?utura «Bodrosti». Esen?a lui se

vinde la farmacii ca tonifiant adaptogen ?i stimulator al muncii

intelectuale.

O alt? cale de dezvoltare a biotehnologiei celulare este crearea prin

metode genetice a liniilor celulare sau a clonilor supraproduc?tori de

substan?e valoroase. Se pune sarcina de a ob?ine mutan?i biochimici

supraproductivi la nivelul celular, care s? nu copie cele ce se produc оn

plant?. Probabil c? nu numai mutogeneza ?i selec?ia plantelor de mare

randament, dar ?i hibridizarea celulelor din diferite plante are

perspective frumoase ?i promite оn viitor crearea unor cloni

supraproductivi prin metodele ingineriei celulare.

Avantajul esen?ial pe care оl prezint? ob?inerea produselor de valoare

prin intermediul culturilor celulare const? оn faptul c? recoltele nu sunt

limitate de timp, sezon ?i clim?.

Culturile celulare au fost оnc? pu?in studiate ca produc?tori ai

substan?elor obi?nuite cu activitate fiziologic? ?i ca analogii ale lor,

care pot avea o activitate mai оnalt?. ?i оnc? un detaliu: celulele

cultivate sunt, de fapt, o materie prim? nou?, care trebuie studiat? pentru

a se eviden?ia compu?i activi neobi?nui?i, care n-au fost descoperi?i оnc?

оn natur?. Primele оncerc?ri de separare au condus la descoperirea

substan?elor cu activitate antivirotic? anticancerigen?, fitoncid?. Sper?m

c? cercet?rile acestea se vor solda cu succes.

Una dintre variantele de utilizare a culturilor celulare pentru ob?inerea

pe cale industrial? a produselor de valoare este folosirea lor pentru

transformarea biologic? a precursorului neactiv оntr-un produs activ.

Precum vedem, industria celulelor vegetale se afl? la оnceput de cale. De

ea ?in, оns?, multe orient?ri de perspectiv? оn domeniul cercet?rilor ?i,

nu оncape оndoial?, c? are un mare viitor.

12.3 Hibridarea celulelor somatice ?i ob?inerea hibrizilor asexua?i

Hibridizarea este un fenomen foarte r?spвndit оn natur?. To?i indivizii

de aceea?i specie se оncruci?eaz? liber оntre ei ?i dau o descenden??

fecund?. Deaceea putem alege pentru оncruci?are reprezentan?i ai

diferitelor linii, care se deosebesc dup? anumite caractere de valoare,

pentru a-i оmbina оn descenden?a hibrid?. Aceast? оncruci?are оntre

diferitele linii de plante ale aceleia?i specii poart? numele de

hibridizare intraspecific?. Ea se produce mereu оn natur?. Mult mai rar se

оncruci?eaz? plantele ce apar?in la diferite specii ?i cu atвt mai pu?in la

diferite genuri, iar dac? aceasta se оntвmpl? , ace?ti hibrizi оndep?rta?i

sunt sterili.

Totodat?, hibridizarea оndep?rtat? este unica metoda eficace prin

intermediul c?reia se realizeaz? cu succes «ingineria selec?ionar?» a

plantelor. Perspective deosebit de largi se deschid оn fa?a hibridiz?rii

оndep?rtate la оncruci?area plantelor culturi cu cele s?lbatice, cвnd

selec?ionatorul realizeaz? transmiterea programat? a unor caractere

valoroase din punct de vedere genetic ale speciilor s?lbatice ?i cultivate

unui nou hibrid.

Dac? la o hibridizare obi?nuit? оn limitele unei specii nu apare nimic

nou оn principiu, la hibridizarea оndep?rtat? se formeaz? plante cu totul

noi, nemaiv?zute, pe care le putem numi, pe bun? dreptate, specii noi.

Formele ob?inute pe aceast? cale reunesc propriet??ile a dou? specii ?i

genuri sau chiar a mai multora ?i prezint? un fond de acumul?ri a

materialului genetic, cu ajutorul c?ruia se poate «construi» оn

continuare, crea noi specii, variet??i ?i soiuri.

Precum se ?tie, оn celulele sexuale ale plantelor ?i animalelor se afl? o

garnitur? unic? (haploid?) de cromozomi. La diferitele specii num?rul de

cromozomi este diferit, dar el este constant la fiecare specie. De

exemplu, celulele sexuale ale grвului moale con?in 21 de cromozomi, ale

grвului tare — 14, ale sec?rii —7 ?. a. m. d. Fiecare cromozom este

purt?torul unei anumite garnituri de gene. Prin contopirea celulei paterne

cu cea matern? care poart? cвte o garnitur? de cromozomi se formeaz?

zigotul cu o garnitur? dubl?. O garnitur? dubl? cap?t? ?i fiecare celul? a

germenului ?i a organismului matur.

Savan?ii au оnv??at s? manipuleze dup? dorin?a lor cromozomii, s?

m?reasc? sau s? reduc? garniturile de cromozomi ale celulelor. Оn procesul

experiment?rii ei pot s? m?reasc? de dou? sau de trei ori num?rul de

garnituri cromozomice ale unei specii (acest fenomen a fost denumit

autopoliploidie); s? reuneasc? оntr-o celul? garniturile cromozomice ale

diferitelor specii (alopoliploidia); s? ob?in? organisme cu un num?r

ordinar de cromozomi (haploidia), precum ?i s? substitue o anumit? pereche

de cromozomi cu alta, s? insereze cromozomi suplimentari sau fragmentele

lor aparte, luate din alt soi ?i chiar din alt? specie. Aceste metode de

manipulare a materialului genetic au fost numite inginerie cromozomic?. Ele

sunt utilizate tot mai pe larg оn practica selec?iei plantelor. Nu оncape

оndoial? c? importan?a ingineriei cromozomice va cre?te tot mai mult pe

m?sura perfec?ion?rii metodelor ei. Se cunosc experien?ele savantului G. D.

Carpecenco, care a ob?inut pe aceste c?i un hibrid fertil din diferite

specii: varz? ?i ridiche — rafanobrasica. Оns?, din p?cate, acest hibrid

intergenic n-a prezentat interes practic. Iat? un alt exemplu: se ?tie c?

dintre toate culturile cerealiere secara este cea mai rezistent? la frig ?i

cea mai nepreten?ioas? fa?? de sol. Spicul ei este mai productiv, decвt cel

al grвului. Selec?ionatorii ?i-au pus drept scop s? оncruci?eze grвul cu

secara ?i s? ob?in? o cultur? cerealier? absolut nou?. Se prevedea unirea

оntr-o singur? plant? hibrid? a celor mai bune caractere ale grвului ?i

ale sec?rii.

Acest hibrid intergenic (el a fost numit triticale — de la оmbinarea

cuvintelor latine triticum— grвu ?i secale — secar?) se ob?ine prin

оncruci?area grвului cu secara, dublвndu-le оn continuare garnitura de

cromozomi la hibrid, tratвnd celulele lui cu alcaloidul colhicina. Astfel

cromozomii de grвu ?i secar? devin dubli ?i restabilesc fertilitatea

triticalei.

Triticale este primul gen de plant? ob?inut оn mod artificial, avвnd o

mare valoare practic?. Оn diferite ??ri s-au ob?inut de acum multe varia?ii

ale acestor plante. Cele mai frumoase rezultate оn acest domeniu le-au

ob?inut V. Pisarev, A. ?ulвndin ?i N. ?i?in оmpreun? cu colegii lor.

Deosebit de valoros s-a dovedit a fi triticale cu 42 de cromozomi (dintre

care 28 de grвu ?i 14 de secar?).

Оn ce const? valoarea triticalei? Cele mai bune soiuri ale acestei

culturi de peste hotare dau tot atвtea gr?un?e ca ?i grвul de toamn? moale,

dar ele se deosebesc printr-un con?inut sporit de protein?, prin оnalte

propriet??i de panifica?ie a f?inii. Afar? de aceasta, triticale este mai

rezistent? la boli decвt grвul. Gr?un?ele ei con?in mai mult aminoacid

indispensabil — lizin?, cu toate c? aceast? cultur? оnc? nu ocup? terenuri

mari, mul?i savan?i consider? c? anume triticalele sunt pвinea viitorului.

Se presupune c? recolta celor mai bune din formele ei va fi оn mediu de

70—80 centale la hectar.

Academicianul N. V. ?i?in a emis o alt? idee neobi?nuit?: de a оncruci?a

grвul cu du?manul lui оnr?it — cu pirul. De ce oare savantul a ales din

atвtea plante tocmai buruiana a c?rei numire оn traducere din latin? e

«pojarul cвmpurilor». Acest gramineu s?lbatic posed? multe propriet??i de

valoare, pe care n-ar strica s? le aib? grвul. El suport? minunat gerul de

50—55 de grade, nu sufer? de boli, iar gr?un?ele-i con?in 28—30 procente de

protein?, de dou? ori mai mult decвt cele mai bune soiuri de grвu.

Ob?inerea hibrizilor de grвu-pir (HGP) nu numai c? este un lucru

complicat, dar mai necesit? ?i un volum mare de munc?. Primul mare obstacol

este, precum оn cazul cu triticale, sterilitatea hibrizilor. Se cer multe

bra?e de munc?, de aceea vara la cultivarea lor particip? ?i ?colarii. Ei

separ? staminele de grвu, apoi izoleaz? spicul, iar peste dou?-trei zile

pun pe stigmatul grвului polenul de pir. Toamna apar ni?te semin?e

pl?pвnde, mici, care nu seam?n? nici cu grвul, nici cu pirul. Anul urm?tor

ele se seam?n? ?i cresc plante noi. Sunt sterile, оn anterele lor aproape

nu se formeaz? polen. Florile hibridului trebuie deja poleniza-te cu

polenul grвului. Pentru a ob?ine un gr?unte e nevoie s? se polenizeze 400

de flori. Hibrizii de genera?ia a doua se autopolenizeaz?, iar spicul

seam?n? ba cu cel al pirului, ba cu cel al grвului sau e ceva оntre grвu

?i pir. Hibrizii de genera?ia a treia au multe spice de tipul grвului, dea-

ceea оn continuare se selecteaz? numai plantele necesare.

Pe baza hibrizilor de grвu-pir au fost create multe soiuri de perspectiv?

de grвu de toamn?. Unul dintre acestea este Odin?ovscaia-75. El cre?te bine

pe solurile podzolice, este atacat de dou? ori mai pu?in de bolile

criptogamice ?i d? o recolt? de aproape 70 centale la hectar. Odin?ovscaia-

75 a fost ob?inut? prin оncruci?area hibridului PPG-186 cu Bezostaia-4 ?i

Mironovscaia-808. Ea a mo?tenit de la «p?rin?ii» s?i tot ce aveau ace?tia

mai bun. Odin?ovscaia se coace repede, are spice ?i boabe mari. Are ?i

propriet??i de panifica?ie minunate. Odin?ovscaea are protein? cu un

procent mai mult decвt celelalte soiuri de grвu. Numai cu un procent. Pare

pu?in. De fapt, оns?, aceast? cifr? minuscul? d? un surplus de 5—6 centale

de gr?un?e la hectar.

Sub conducerea direct? a lui N. V. ?i?in au fost create ?i prezint? o

deosebit? importan?? pentru teorie ?i practic? hibrizii ob?inu?i din trei

genuri de plante: grвu, pir ?i secar?. Aceast? оmbinare intensific?

caracterul multianual al soiurilor de grвu multianual din contul sec?rii

multianuale.

Celulele somatice ale acestor hibrizi «tripli» con?in cвte 35 de

cromozomi: 7 — de secar? de la hibridul multianual de secar?, 7 — de pir de

la pirul multianual ?i 21 — de grвu de la grвul multianual, Aceste plante

sunt puternice, formeaz? cвte 30—37 de spice pe o tulpin?, tipul lor de

dezvoltare este multianual, sunt foarte rezistente la bolile bacteriale ?i

criptogame, dar sunt sterile — nu formeaz? boabe. Dup? ce au fost tratate

cu colhicin? s-au ob?inut plante cu 70 de cromozomi ?i cu flori fertile.

Se efectueaz? lucr?ri interesante de оncruci?are оndep?rtat? a grвului

cu graminee s?lbatice (cu elimus), pentru a ridica brusc productivitatea

formelor hibride. Dup? оncruci??ri complicate ?i оn multe etape ale

elimusului moale cu grвul tare ?i grвul moale au fost ob?inu?i hibrizi cu

42 de cromozomi, care formeaz? semin?e dup? autopolenizare. Aceste forme de

var? ale plantelor au un spic puternic, care dep??e?te uneori 18 cm оn

lungime. El este

capabil s? sus?in? 120 ?i chiar mai multe boabe mari, ro?ii, sticloase.

Bobul are un procent foarte mare de protein? — 21—24% оn compara?ie cu

12—15% la soiurile obi?nuite de grвu, iar gluten brut оn f?in? — aproape

50—55%. Din aceast? f?in? se coace pвine de calitate оnalt?, asem?n?toare

cu cea coapt? din f?in? de grвu.

Putem afirma c? datorit? metodelor de hibridizare interspecific? a fost

creat? оnc? o cultur? nou?, care оn viitorul apropiat va ocupa un loc

destoinic printre principalele culturi cerealiere.

Precum se vede, posibilit??ile ingineriei de selec?ie, de reconstruire a

plantelor agricole pe baza hibridiz?rii оndep?rtate sunt cu adev?rat

nelimitate.

O direc?ie foarte interesant? ?i de perspectiv? a cercet?rilor оn acest

domeniu este transmiterea de la plantele s?lbatice a unor cromozomi aparte

sau a fragmentelor lor plantelor cultivate. Savantul american E. Sirs a

transferat оnc? оn anul 1956 cu ajutorul razelor rentghen un fragment de

cromozom al gramineului s?lbatic eghilops оn cromozomul grвului, asigurвnd

astfel grвului gradul de rezisten?? fa?? de rugina neagr? a frunzelor

proprii plantei s?lbatice.

Оn ultimul timp la «construirea» plantelor o importan?? tot mai mare o au

cercet?rile cu protopla?ti izola?i. Оn acest domeniu savan?ii din fosta

URSS au ocupat cele mai avansate pozi?ii оn lume. Aceste metode au fost

studiate fundamental ?i perfec?ionate de un grup de savan?i de la

Institutul de fiziologie a plantelor al A? al fostei URSS, condus de R.

Butenco.

Protopla?tii pot fi ob?inu?i din orice organ al plantei, dar оn

majoritatea cazurilor ei sunt separa?i din frunzele verzi. La оnceput

frunzele sunt supuse steriliz?rii, apoi sunt tratate cu fermen?i speciali

(celulaza, pectinaza ?. a.) care dizolv? anvelopa groas? :a celulelor, dup?

care con?inutul lor viu r?mвne оnv?luit оntr-o membran? sub?ire plazmatic?.

Sunt celulele «goale» sau protopla?tii.

Dup? izolare protopla?tii sunt transfera?i оntr-un mediu solid — оn

geloz?, unde peste cвteva ore оncepe s? se formeze peretele celulei. Prima

diviziune a celulelor noi оncepe, de obicei, peste 3—5 zile, a doua — peste

o s?pt?mвn?, iar peste оnc? o s?pt?mвn? se formeaz? aglomera?ii de celule,

apoi apare ?i callusul.

Pentru ca planta s? regenereze, celulele de callus se tranefer? оntr-un

mediu cultural special, care contribuie la diferen?ierea organelor. Оn

ultimii ani, din protopla?tii izola?i au fost ob?inute plante de tutun,

morcov, grвu, maz?re, vi??-de-vie ?. a.

Pentru regenerarea unei plante оntregi de tutun din protopla?ti e nevoie

de 7—10 s?pt?mвni.

Cultivarea protopla?tilor prezint? un mare interes pentru ingineria

genetic?. Оn primul rвnd, pentru c? cu ajutorul lor se pot оnmul?i repede

exemplare оntregi de plant?, deoarece din fiecare celul? se poate ob?ine un

оntreg organism. Dac? dintr-un gram de frunze verzi se pot separa

aproximativ dou? milioane de protopla?ti, se creaz? posibilit??i nelimitate

pentru clonarea plantelor, fapt ce are o mare importan?? economic?.

Оntreaga descenden?? ob?inut? din protopla?tii unei singure plante este

identic? din punct de vedere genetic, de aceea aceast? metod? de оnmul?ire

face posibil? men?inerea pentru un timp nelimitat a propriet??ilor de

valoare ale plantelor cultivate, ceea ce nu se poate ob?ine prin оnmul?irea

sexuat? obi?nuit?.

Оn rвndul al doilea, ?i aceasta prezint? cea mai mare importan??, cu

ajutorul protopla?tilor se pot ob?ine a?a-zi?ii hibrizi asexuali sau

somatici ai diferitelor forme de plante, care nu pot fi crea?i prin nici o

alt? metod?. Schema general? a hibridiz?rii celulelor somatice ?i de

ob?inere prin ele a hibrizilor asexuali este prezentat? оn des. 28.

Esen?a acestei tehnologii const? оn faptul c? drept materie ini?ial? de

construc?ie se utilizeaz? nu celulele sexuale, ci celulele somatice. Dup?

ce se оndep?rteaz? de pe ele membranele dure, acestea sunt silite s? se

contopeasc?. Din celulele hibride, ap?rute оn urma contopirii, se ob?in

apoi plante hibride.

Protopla?tii, datorit? lipsei membranei de celuloz?, pot s? se

contopeasc? singuri оntre ei sau acest proces se produce оn prezen?a unor

agen?i chimici, bun?oar? a polietilenglicolului. Dup? contopirea celulelor

urmeaz? contopirea nucleelor lor, apoi, оn cвteva zile, se restabile?te

membrana celular? comun? ?i, оn sfвr?it, celula hibrid? оncepe s? se

divizeze.

Оn anul 1972 un grup de savan?i americani, оn frunte cu P. Carlson, au

ob?inut primii hibrizi celulari prin contopirea protopla?tilor a dou?

soiuri de tutun. Din celulele contopite au regenerat plante hibride

normale— amfidiploide, care con?ineau cromozomii ambilor p?rin?i, 24 de la

nicotiana glauca ?i 18 de la nicotiana langsdorfi: оn total 2n = 42. S-a

constatat c? plantele hibride, ob?inute prin metoda contopirii

protopla?tilor, nu se deosebesc prin nimic de cele ob?inute prin

hibridizare sexual?.

Un grup de savan?i englezi, оn frunte cu E. Cocching, au ob?inut оn anul

1987 plante hibride prin оncruci?area a dou? specii de petunie.

Colaboratorii laboratorului de cultivare a celulelor ?i ?esuturilor de la

Institutul de fiziologie a plantelor al A? a fostei URSS, оn frunte cu R,

Butenco, au ob?inut hibrizi somatici din оncruci?area a dou? soiuri de

tutun, iar, datorit? muncii оn comun a savantului sovietic IU. Gleb ?i

savantului german F. Hofman, a fost creat? o plant? nou? — arabidobrassica.

?i ea a fost ob?inut? prin hibridizarea somatic? a arabidopsisului ?i a

uneia din speciile de varz? s?lbatic?. Noul hibrid a fost crescut оn trei

etape. La оnceput, dup? contopirea protopla?tilor celulelor somatice ale

arabidopsisului ?i a verzei au fost ob?inute celule hibride, care aveau

cromozomii ambelor plante ini?iale. Apoi prin оnmul?irea unor celule

hibride aparte оn condi?iile cultiv?rii sterile оn medii nutritive solide,

care con?ineau geloz?, vitamine, substan?e minerale ?i fitohormoni (auxina

?i chinina), au fost ob?inu?i callu?ii liniilor celulare respective. Оn

sfвr?it, оn etapa a treia, schimbвnd componen?a mediilor nutritive, se

provoca stimularea celulelor callusului pentru morfogenez?. Datorit?

acestei stimula?ii, celulele hibride ale unor linii formau numai r?d?cina,

ale alteia — numai l?starii, ale celor din urm? — plante оntregi cu

r?d?cini, l?stari ?i flori. Dar plantele оnflorite ale arabidobrassicii nu

erau capabile de polenizare. Reproducerea ?i оnmul?irea lor este posibil?

numai pe cale vegetativ? оn condi?iile cultiv?rii ?esuturilor.

Cercet?rile оn domeniul ingineriei celulare a plantelor au atins stadiul

cвnd se poate vorbi despre utilizarea acestei noi metode de hibridizare la

selec?ionarea practic? a plantelor, cu toate c? оn acest caz n-au fost

studiate оnc? definitiv particularit??ile principale ale «comportamentului»

genelor, a fost dovedit c? hibridizarea somatic?, spre deosebire de cea

sexual?, l?rge?te mult limitele оncruci??rii.

Hibridizarea celulelor somatice ?i-a dovedit de acum eficacitatea. Prin

ea au fost ob?inu?i hibrizi interspecifici ai cartofului, tomatelor,

turnepsului, verzei cu rudele lor s?lbatice, precum ?i hibrizi ai tutunului

?i mahorc?i, tomatului ?i cartofului, care prezint? un material ini?ial de

valoare pentru selectarea оn viitor a unor soiuri noi. Astfel la una din

experien?e savan?ii au utilizat protopla?tii unei specii s?lbatice ?i a

unei specii cultivate de cartofi — soiul Prieculischii timpuriu. Acest soi

are tuberculi mari, dar este predispus la boli. Cartoful s?lbatic are

tuberculi foarte mici, dar este rezistent la diferite boli. Aceste specii

se deosebesc ?i dup? m?rimea protopla?tilor, ?i dun? num?rul cromozomilor.

Ce propriet??i s-au ob?inut la hibrizii somatici? Dac? compar?m forma

frunzelor, a tufelor ?i m?rimea tuberculilor, acestea ocup? parc? o pozi?ie

intermediar? оntre speciile cultivate ?i cele s?lbatice. Tot a?a se

оntвmpla ?i la hibridizarea obi?nuit?, pe cale sexual?, a acestor plante.

Dar hibridul ob?inut din protonla?ti s-a dovedit a fi rezistent la una din

bolile virotice grave — la fitoftoroz?.

Оn cursul ultimilor ani s-au ob?inut celule hibride prin contopirea

protopla?tilor ?i оncruci?вnd reprezentan?ii unor specii foarte

оndep?rtate: p?pu?oiul cu ov?sul, morcovul cu tutunul, morcovul cu

petuniea, p?pu?oiul cu soia, maz?rea cu soia ?. a. m. d., dar din aceste

celule hibride nu s-au ob?inut оnc? plante оntregi.

Hibridizarea celulelor somatice, оn afar? de solu?ionarea problemelor

practice, deschide posibilit??i absolut noi оn ce prive?te studierea unei

astfel de probleme ?tiin?ifice fundamentale, precum este interac?iunea

оntre nucleu, citoplasm? ?i organitele celulei. Pвn? nu demult оnc?

selec?ia ?i genetica nu aveau posibilitatea de a reconstrui genele

organelelor citoplasmei, deoarece prin оncruci?area obi?nuit? ele se

mo?tenesc numai de la mam?. Fiind lipsite de genele citoplasmitice ale

organismului patern, оntre ele nu se poate produce nici o recombina?ie. Pe

de alt? parte, aceste gene sunt responsabile de o serie de procese practice

importante. Ingineria celular? ofer? pentru оntвia dat? posibilitatea de a

manipula ?i cu aceste gene.

12.4 Transferul interspecific al genelor

Ingineria genic? ca mijloc de creare ?i transferare a genelor noi e cea

mai potrivit? pentru practicarea metodelor ne tradi?ionale оn selec?ia

plantelor cultivate.

Ca оnceput al ingineriei genice a plantelor poate fi considerat?

descoperirea vectorului natural al plazmidei mari оn bacteriile de sol

Agrobacterium tumefaciens, care provoac? la plantele dicotiledonate

formarea unor tumori — a col?anilor crenela?i. Adev?ratele tumori apar la

plantele capabile s? creasc? nelimitat ?i compuse din celule ne

diferen?iate, dup? ce оn ?esutul v?t?mat nimeresc bacteriile A.

tumefaciens.

Оn anul 1974 s-a descoperit c? caracterul transform?rii este determinat

genetic de plazmida ce a c?p?tat de-numirea de Ti (de la cuvintele engleze

tumor inducing — care provoac? tumoare). Aceast? plazmid?, precum ?i

plazmida Ri (root inducing) — ce provoac? ro?ea??), care determin? boala

tumoral? a r?d?cinilor ?i care se afl? оn bacteria de sol оnrudit?

(Argobacterium rhizogenes) formeaz? temelia vectorului ce transport?

informa?ia genetic? str?in? оn celulele plantelor.

Plazmidele Ti se afl? numai оn celulele bacteriilor. Dup? ce p?trund оn

celulele vegetale, se produce inserarea unei p?r?i a ADN-ului plazmidic cu

ADN-ul cromozomic al noului st?pвn.

O condi?ie obligatorie a fiec?rei manipul?ri de inginerie genic? este

transferarea celulei unice datorit? inser?rii moleculei ADN ?i dup? aceasta

clonarea acestei celule. S-a constatat: celulele vegetale ?i protopla?tii

lor izola?i pot fi ?i ei clona?i. A fost elaborat? metoda de inserare a

plazmei Ti prin infectarea protopla?tilor cu bacteria A. tumefaciens.

Posibilitatea transform?rii plantelor superioare a fost demonstrat?

recent de savantul olandez F. Crens оmpreun? cu colaboratorii s?i pe baza

protopla?tilor frunzelor de tutun. Оn prealabil a fost оndep?rtat? cea mai

mare parte a membranei celulare cu ajutorul unor fermen?i speciali.

Protopla?tii ob?inu?i оn modul acesta erau transforma?i activ de c?tre

plazmida Ti.

Folosirea Ti — plazmidei оn calitate de vector pentru transferul genelor

оn celulele vegetale ofer? posibilitatea de a regenera plante оntregi din

celule separate, ce con?in ADN str?in. Pe aceast? cale оn anul 1985

savantul japonez M. Norimoto a reu?it s? transfere gena fazeolinei

(proteinei de rezerv? a boabelor de fasole) оn celulele florii-soarelui ?i

a tutunului. Aceast? gen? ?i-a men?inut capacitatea de a se replica оn

celulele str?ine, оn ele se sintetiza оn cantit??i mari ARNi ?i оns??i

fazeolina.

Un fenomen asem?n?tor a fost observat ceva mai оnainte (anul 1977) de un

grup de savan?i de la Universitatea din Wa?ington. M. Drumand, M. Gordon ?.

a. au stabilit c? оn caz de interac?iune a plazmidei Ti cu celulele

?esutului de tutun se produce transferul unui fragment de plazmid? din

celula bacterial? оn celula vegetal?, urmat? de copierea lui оn celulele

tumorii. A fost prima m?rturie clar? a posibilit??ii transcrierii оn

celulele ?esutului vegetal a ADN-ului de origine bacterial?.

Оn ingineriea genetic? a plantelor o deosebit? perspectiv? prezint?

cercet?rile de transplantare a unor gene aparte sau a unor grupuri de gene

de la unele specii la altele cu scopul de a le reconstrui genetic ?i a le

atribui noi caractere ?i оnsu?iri de valoare. Este vorba de asemenea

propriet??i cum ar fi capacitatea de sintetizare a aminoacizilor

indispensabili, a substan?elor cu activitate biologic?, rezisten?a fa?? de

d?un?tori ?i boli, precum ?i fa?? de pesticide, reac?ionarea la utilizarea

оngr???mintelor minerale, capacitatea de a absorbi azotul liber din aer ?i

multe altele. Atвt оn ?ara noastr?, cвt ?i peste hotare se efectueaz?

cercet?ri rodnice оn aceast? direc?ie.

La оnceputul deceniului al nou?lea savan?ii australieni au reu?it s?

transplanteze genele din bacterii оn celulele tomatului, iar biologii

englezi — оn celulele paltinului.

Lucr?ri analoge au fost realizate оn 1975 de c?tre colaboratorii

Institutului de biologie ?i genetic? molecular? a A? Ucrainene. Savan?ii

din Kiev ?i-au pus drept sarcin? transplantarea din celula colibacilului оn

celulele tutunului a unui grup de gene. Ca translator de gene a fost alee

fagul lambda. Acest fag paraziteaz? pe bacteriile colibacilului, insereaz?

ADN-ul s?u оn cel al st?pвnului, iar cвnd p?r?se?te celula bacteriei, duce

cu ea cвteva din genele ei — operonul lactozic.

Pentru experien?? a fost ales anume tutunul, pentru c? unele din celulele

lui cresc bine оn cultura de laborator ?i din ele se poate cre?te relativ

u?or o plant? оntreag?. Experien?a a decurs оn felul urm?tor: оn unele vase

se cre?teau celule de tutun, оn altele — celule bacteriene, purt?toare ale

fagului lambda. Apoi celulele bacteriilor, ce cre?teau de obicei la

temperatura de 30—37°C, au fost transferate оntr-un mediu cu temperatura

mai оnalt? (42°CE). Оn aceste condi?ii fagii parc? fac celula s? explodeze,

se arunc? din ea, duc cu ei un fragment de ADN al st?pвnului — operonul

lactoz?.

Dup? aceasta fagii оnc?rca?i cu gene str?ine sunt separa?i din cultura

de colibacili ?i adu?i оn cultura celulelor de tutun. Peste un anumit timp

оn celulele de tutun spore?te cu mult activitatea fermentului —

galactozidaza. Оnseamn? c? a оnceput s? func?ioneze operonul lactozic.

Sinteza fermentului bacterial оn celulele tutunului se produce tot mai

activ ?i spre sfвr?itul s?pt?mвnii a treia spore?te оn compara?ie cu

оnceputul experien?ei de 30—50 de ori. Aceast? problem? solu?ionat? cu

succes a avut un caracter pur didactic, ea era necesar? pentru

perfec?ionarea metodei. C?ci n-are nici un rost a se altoi tutunului

operonul de lactoz?: tutunul se poate lipsi de lactoz?.

Mai descriem o problem? asem?n?toare, оns? de mare importan?? practic?.

Boabele de grвu con?in pu?ini aminoacizi indispensabili — triptofan a c?rui

cantitate (?i оnc? a unui aminoacid indispensabil — lizin?) determin?

valoarea proteinei celulei vegetale. Aici programul de sintetizare este

оmprumutat de la aceea?i bacterie a colibacilului: ADN-ul ei con?ine ?i

operonul triptofanic — un complex alc?tuit din cinci gene оn care se afl?

codificat un ferment ce sintetizeaz? triptofanul. Dac? acest operon este

luat din bacterie ?i transferat оn ADN-ul grвului, apoi оn urma acestei

opera?ii de inginerie genic? grвul se оmbog??e?te cu triptofan. Primele

cercet?ri ne inspir? speran?a c? оn viitorul apropiat ?i aceast? opera?ie

se va solda cu succes

Comunicarea savan?ilor de la Universitatea San-Diego (California), f?cut?

recent, p?rea senza?ional?. Ei au reu?it s? separe din organismul

licuriciului gena responsabil? de activitatea celulelor, care radiaz?

lumina Acest? gen? a fost inserat? оn celula tutunului. ?i ce crede?i? Cвnd

din aceast? celul? a fost crescut? o plant? de tutun, aparatele au fixat c?

frunzele plantei radiau permanent o lumin? slab?. Dac? se va confirma

definitiv c? radia?ia de lumin? este o urmare a transplant?rii genei,

experimentul va fi considerat de savan?i drept o mare realizare a

ingineriei genice.

Un vis sacru al savan?ilor ce lucreaz? оn domeniul ingineriei genice ?i

celulare este transferarea оn celula plantei a genelor responsabile pentru

оnsu?irea azotului molecular din aer. Aceste gene (nif — operon) le au

unele bacterii ?i alge euglenofite. Datorit? lor aceste organisme au o

garnitur? de fermen?i necesari, оntre care rolul principal оi apar?ine

nitrogenazei. Toate celelalte organisme nu dispun de aceste gene. De aceea

plantele care se scald? оn azot ?i sunt «оmbibate» cu el (4/5 de aer) au

nevoie, totu?i, ca solul s? con?in? compu?i ai acestui element. Pentru a

sintetiza proteine ?i alte substan?e plantele pot utiliza azotul numai оn

form? de compu?i chimici. ?i nu-i deloc оntвmpl?tor c? pentru a ob?ine

recolte maximale omenirea a creat o puternic? industrie de оngr???minte de

azot ?i este nevoit? s? cheltuiasc? оn aceste scopuri multe resurse

materiale.

Dar exist? ?i plante capabile s? оnfrunte оntr-o anumit? m?sur? aceste

dificult??i: este vorba de plantele leguminoase pe r?d?cinile c?rora

locuiesc a?a-zisele bacterii de nodozit??i care asimileaz? azotul din aer.

Astfel, leguminoaselor li se transmite o parte din azotul necesar оn urma

simbiozei cu bacteriile.

La оnceput savan?ii au оncercat s? modeleze un proces de simbioz?

asem?n?tor la cultivarea ?esutului vegetal. P. Carlson ?i colaboratorii s?i

au utilizat cultura ?esutului de morcov, deoarece pentru el erau deja

elaborate metodele de regenerare din celule ale plantei de valoare

complect?.

Оn cultura ?esutului de morcov se insera tulpina bacteriei de nodozit??i

(Azotobacter vinelandi) care nu poate cre?te f?r? adenin?. Оn mediul

nutrit1iv nu era aceast? substan??, de aceea bacteriile puteau s-o capete

numai din celulele morcovului. Dup? o cre?tere comun? timp de 12 zile,

celulele erau transferate оntr-un mediu f?r? azot, pe care peste cвteva

luni au crescut ni?te culturi capabile s? creasc? оncet оn cursul unui an

?i jum?tate. Culturile de control (f?r? azotobacterii) n-au crescut deloc

оntr-un astfel de mediu.

Colaboratorii Institutului de biologie ?i genetic? molecular? a A?

Ucrainene au ob?inut o simbioz? asem?n?toare. Оn acest scop ei au folosit

un alt gen de bacterii fixatoare de azot —Rhizobium, precum ?i celule de

tutun ?i de grоu. Ei au amestecat celulele bacteriene ?i vegetale, ?i peste

un timp oarecare s-au convine c? оn celulele de tutun ?i de grвu au p?truns

bacterii ?i c? ele sunt responsabile de fixarea azotului.

Оn ultimul timp au fost elaborate metode de contopire a algelor

euglenofite cu protopla?tii plantelor. O aten?ie special? o merit?

contopirea algei Giloeocapsa cu protopla?tii de tutun ?i de porumb. Aceast?

alg? prezint? interes nu numai prin faptul c? fixeaz? azotul atmosferic,

dar ?i prin aceea c?, spre deosebire de celelalte euglenofite, nu eman?

toxine pe parcursul activit??ii sale vitale.

Оn ultimii ani savan?ii englezi au reu?it s? separe gene ce determin?

capacitatea de fixare a azotului din microorganismul Klebsiella ?i s? le

insereze оn celulele colibacilului. Aceste cercet?ri au permis a se stabili

existen?a a 17 gene care determin? capacitatea de fixare a azotului. Ele

sunt dislocate ca ni?te blocuri, formвnd 7 sau 8 operoni, fapt ce asigur?

posibilitatea sintetiz?rii simultane a cвtorva fermen?i. Au fost

identificate de acum 3 gene, care controleaz? sinteza fermen?ilor de fixare

a azotului: nif H care codific? sinteza proteinei, nitrogenoza ce con?ine

fier, ?i nif D – sinteza diferitelor subunit??i ale fermentului, care

con?ine atomi de molibden ?i fier.

Prin metodele de hibridizare molecular? s-a demonstrat c? genele care ?in

la control capacitatea de fixare a azotului au o structura conservativ?:

compara?ia acestor gene la 19 microorganisme procariote fixatoare de azot

au demonstrat c? ele au o structura foarte asem?n?toare.

Scopul final al acestor cercet?ri este transplantarea genelor ce ?in la

control fixarea azotului molecular din celulele bacteriale оn celulele

plantei, men?ionвndu-se activitatea lor func?ional?.

Acest scop este foarte ademenitor, de?i deocamdat? realizarea lui nu e

posibil?. Inserarea genelor care asigur? asimilarea azotului din aer оn

ma?ina fiziologic? bine reglat? a celulelor vegetale va provoca, probabil,

o puternic? perturbare a metabolismului ei ?i nu e exclus un final

nefavorabil.

Altceva este crearea unor bacterii – simbionte, adaptate la acele culturi

de cвmp sau de paji?te, care, spre deosebire de p?st?ioase, n-au

«furnizori» proprii de azot.

Plantele (bun?oar? gramineele) pot fi оnv??ate s? asimileze azotul numai

dac? оn bacteriile radicule va fi inserat? gena responsabil? pentru acest

proces. Aceast? opera?ie cu adev?rat artistic? au reu?it s-o realizeze

savan?ii Institutului de genetic? ?i citologie a A? din Belorus?.

Bacteriile operate sunt capabile nu numai s? asimileze azotul atmosferic,

dar ?i s?-l degajeze cu eficacitate оn sol.

Trecerea de la introducerea оngr???mintelor de azot la popularea sferei

radicule a plantelor cu bacterii fixatoare de azot va permite s? se

m?reasc? recolta diferitelor culturi, s? se economiseasc? mari mijloace

materiale ?i, ceea ce este foarte important, va reduce poluarea mediului

ambiant cu nitra?i ?i nitri?i, substan?e foarte toxice ?i mutagene.

XIII. INGINERIA GENETIC? LA ANIMALE

13.1 Hibrizi neobi?nui?i: ob?inerea animalelor alofene

Оn natur? hibrizii sunt un fenomen destul de rar. Cu atвt mai mult

hibrizii оndep?rta?i ai animalelor. Fiecare specie de animale pe parcursul

evolu?iei оndelungate, a elaborat multe оnsu?iri de adaptare la mediul de

trai. Fiecare specie este protejat? contra hibridiz?rii оntвmpl?toare cu o

alt? specie printr-o mul?ime de bariere: prin perioada diferit? de mont?,

prin formele exterioare diferite, prin deosebiri оn comportament. Оn timpul

multor dansuri nup?iale se pun reciproc o serie de «оntreb?ri ?i

r?spunsuri», nerespectarea ordinii lor exclude posibilitatea оmpreun?rii.

A?a se prezint? legea care p?streaz? stabilitatea lumii vii. Uneori, оns?,

ea este оnc?lcat?, speciile apropiate se оncruci?eaz?, dar, de regul?, nu

las? urma?i - natura rebuteaz? ace?ti urma?i ocazionali, ca fiind

neviabili.

Foarte pu?ine specii de animale hibride s-au оnr?d?cinat ne p?mвnt. Ele

prezint? o excep?ie.

Omul caut? s? hibridizeze animalele, crescвndu-le оn medii artificiale.

Recurgвnd la diferite metode, uneori ingenioase, el distruge barierele

intergenice, ob?inвnd animale cu propriet??i de care are nevoie. Deseori la

baza acestei hibridiz?ri se afl? un experiment pur ?tiin?ific. Cine are

nevoie, de exemplu, de un hibrid tigru-leu? El a fost ob?inut doar ca o

raritate. Hibrizii dintre cai ?i m?gari sunt catвrul ?i bardoul, care sunt,

оns?, de mare folos оn economie. Bardoul este r?spвndit оn China, iar

catвrul оn multe regiuni muntoase ale lumii. Ei se deosebesc de cai prin

firea lor calm?, sunt rezisten?i ?i nu-s deloc sperio?i. Dar aceast? fire

calm?, ca regul?, este caracteristic? pentru animalele sterile. Catвrul se

cap?t? la оncruci?area iepelor cu m?garii, iar bardoul a m?g?ri?elor cu

arm?sarii. Sterilitatea lor se explic? prin оnc?lcarea gametogenezei: la

cai num?rul de cromozomi (2n) este de 66, iar la m?gari – 64, deci hibrizii

au o garnitur? incomplet? de cromozomi – 65. Prin metoda transplant?rii,

savan?ii au reu?it s? ob?in? catвri fecunzi. D. Antchac (SUA) ?i U. Allen

(Anglia) au c?p?tat nu demult o nou? genera?ie: femelelor de catвr li s-au

transplantat embrioni de m?gari ?i cai. S-au f?cut deja cercet?ri оn

domeniul transplant?rii embrionilor de m?gar – cailor ?i a embrionilor de

cal – m?garilor ?i s-a dovedit c? оn primul caz embrionii mor, iar оn cazul

al doilea – se dezvolt? normal.

Embrionii de opt zile au fost extra?i din iepe ?i m?g?ri?e ?i au fost

transplanta?i оn uterul femelelor-catвri. Prin inocularea prealabil? a

preparatelor hormonale s-a asigurat corespunderea ciclului sexual al

donatorilor ?i recipien?ilor, condi?ie necesar? pentru dezvoltarea spornic?

a embrionului transplantat. La cei doi mвnji ?i la m?g?ru?ul n?scu?i n-au

fost observate nici un fel de abateri. «Mamele adoptive» d?deau destul

lapte ?i aveau grij? de descenden?ii lor. Astfel s-a ob?inut o na?tere ?i

dezvoltare normal? a indivizilor de dou? specii оn organismul unui hibrid

intergenic.

Savan?ii din rezerva?ia natural? «Ascania-Nova» efectueaz? o munc?

rodnic? de cre?tere a formelor hibride de animale, lucru ce prezint? un

mare interes pentru ?tiin??. Ei au ob?inut numero?i hibrizi, printre care

hibrizi de pe urma оncruci??rii calului Prjevalschii cu calul domestic,

culanului cu calul domestic, zebrei Capman cu calul domestic, zimbrului cu

bizonul, zimbrului cu vitele cornute mari, bizonului cu vitele cornute

mari, capricornului de Siberia cu capra domestic?, muflonului cu oaia

domestic?, g?inii domestice cu fazanul, p?unului cu g?ina domestic? ?. a.

Mul?i hibrizi оmbin? tr?s?turi utile ale animalelor domestice, precum ?i

ale rudelor lor s?lbatice. Astfel, bun?oar?, prin оncruci?area lui zebu cu

rasa de vite neagr? b?l?at? cu alb s-a ob?inut o ras? de vite de tip nou cu

un randament de 4000 kg de lapte ?i un con?inut de gr?sime de 4,3%.

Hibrizii ob?inu?i de la оncruci?area iacului cu rasa de vite Simental se

caracterizeaz? printr-un randament de lapte destul de оnalt, ?i mai ales cu

un con?inut de gr?sime de 5,7–7%. Au fost ob?inu?i ?i hibrizi оndep?rta?i

ai oilor, оncruci?вndu-se merino?ii cu arharul s?lbatic; porci din mistre?

cu porcii Mari Albi.

La or??elul Academiei de ?tiin?e din Novosibirsc au fost ob?inute

rezultate interesante оn urma hibridiz?rii оndep?rtate a animalelor cu

blan? industriabil?. Din hibridizarea dihorului ?i nurc?i s-a ob?inut

honoricul. Biologii Iulia Grigorievna ?i Dmitrii Vladimirovici Tarnovschii

l-au ob?inut prin оncruci?area dihorilor de p?dure cu dihorii de step?, mai

apoi a fost оncadrat? оn procesul de hibridizare ?i nurca european?.

Dihorul ?i nurca se deosebesc atвt la exterior, cвt ?i prin felul lor de

via??. Dihorii tr?iesc pe uscat ?i se hr?nesc cu roz?toare, pe cвnd nurca

este un animal semiacvatic ?i m?nвnc? mai ales pe?te. Honoricul a mo?tenit

de la p?rin?ii s?i capacitatea de a оnota ?i de a s?pa cu iscusin?? vizuine

pe uscat. La exterior el seam?n? cu nurca, are ca ?i ea o blan? m?t?soas?

sclipitoare. Important este c? honoricii se оnmul?esc bine, fenomen foarte

rar оn hibridizarea intergenic?. Prin experimente s-au ob?inut aproape trei

sute de animale-hibride. Prolificitatea honoricilor o оntrece pe cea a

nurcii europene ?i a dihorului de p?dure. Ba chiar mai mult, de la

honorici se ob?in cвte dou? pr?sile pe an, lucru foarte important pentru

cre?terea animalelor cu blana industriabil?.

Este greu de presupus care ar fi soarta acestei noi specii biologice,

dac? honoricii ar fi l?sa?i s? tr?iasc? liber оn condi?ii naturale.

Probabil c? specia nou?, «de prob?», ar fi absorbit? de specia veche –

honoricii se оncruci?eaz? bine cu dihorii. Dar calea artificial? de

оnmul?ire ne permite s-o men?inem. Nu оncape оndoial? c? hibridul prezint?

o mare valoare pentru cre?terea animalelor s?lbatice.

Оn condi?ii artificiale favorabile pot fi оnrudite vulpea polar? cu

vulpea. La sovhozurile de cre?tere a animalelor s?lbatice «Znamenechii» ?i

«Iliatinschii» din regiunea Calinin au fost ob?inute deja astfel de animale

hibride. Animalul – rod al оncruci??rii vulpii negre-argintii cu vulpea

polar? – a mo?tenit de la rubedeniile sale propriet??ile cele mai bune: de

la prima – blan? minunat?, de la a doua – o prolificitate оnalt?.

Descenden?a vulpii-vulpii polare dep??e?te de dou? ori conform num?rului

familia vulpii de ras? pur?.

Pentru ?tiin?? ?i practic? prezint? un interes deosebit experien?ele de

ob?inere a animalelor allofene. Aceste animale pot avea nu doi ?i nici

patru, ci ?ase ?i chiar mai mul?i p?rin?i. Savan?ii de la Universitatea

din Iel (SUA) au reu?it s? contopeasc? оntr-unul singur trei embrioni

compu?i din cвte opt celule – de la ?oarecii negri, albi ?i galbeni. Acest

embrion, ob?inut оn condi?ii artificiale, a fost implantat apoi оn uterul

«mamei adoptive», care a n?scut un ?oarece neobi?nuit, cu un boti?or

galben, urechi negri ?i pete albe pe blan?.

?oarecii allofeni prezint? un mozaic genetic, care se formeaz? datorit?

recombin?rii blastomerilor de la embrioni cu diferi?i genotipi, precum se

vede оn figura 30.

Cum se ob?ine aceasta? La оnceput se extrag din oviductele ?oricoaicelor

gravide embrionii оn stadiul de 8 blastomeri ?i ei sunt disocia?i оn celule

aparte cu ajutorul fermentului proteolitic pronaza, Apoi celulele somatice

(blastomerii) a dou? sau a mai mul?i embrioni pot fi recombinate ?i, dup?

ce se vor uni strвns unele cu altele, vor fi reimplantate оn ?oarecele-

femel?. Aglutinarea ?i contopirea blastomerilor se efectueaz? cu ajutorul

virusului Sendai. Acest virus (el a fost numit оn cinstea ora?ului japonez,

оn care a fost separat pentru оntвia oar?) nimerind оn celule, se

оnmul?e?te ?i provoac? moartea lor. Dac? virusul va fi iradiat cu raze

ultraviolete, el nu se va mai putea оnmul?i ?i nu va provoca moartea

celulelor, dar va men?ine capacitatea de a le aglutina.

Оn sfвr?it, din embrionul complex reimplantat se dezvolt? un ?oarece

mozaic, care este descendent a cвtorva perechi de p?rin?i.

Оn anul 1983 un grup de savan?i оn frunte cu S. Villadsen (Anglia) au

ob?inut primele himere interspecifice sau mozaicuri genetice (a?a li se mai

zice animalelor allofene) de animale agricole. Оn urma reunirii celulelor

embrionilor de oaie ?i capr? ?i transplant?rii embrionilor himerici оn

uterul femelelor unei specii sau a alteia s-au n?scut «oile-capre» –

animale se оmbinau caracterele ambelor specii. La una din ele capul,

coarnele, coada ?i p?rul de pe unele sectoare ale corpului erau tipice

pentru capr?, iar alte sectoare erau acoperite cu lвn? de oaie. Precum a

ar?tat analiza sвngelui, hemoglobina ?i o serie de alte proteine erau de

asemenea himerice (o parte de molecule era tipic? de «oaie», cealalt? – «de

capr?»). La vвrsta de un an aceast? himer? (masculul) a manifestat un

comportament tipic de ?ap, iar dup? оmperechere cu o capr? normal? el s-a

dovedit a fi sterp, probabil din cauza defectului оn structura cozii

spermatozoizilor. Ace?tia nu sem?nau nici cu spermatozoizii de ?ap, nici cu

cei de berbec.

Cele relatate mai sus prezint? o veritabil? chirurgie celular?, care nu

se deosebe?te cu nimic de hibridizarea celulelor somatice ?i ob?inerea оn

acest fel a plantelor hibride asexuate. Ea ne ofer? mari speran?e c? prin

aceast? metod? vor fi crea?i hibrizi оndep?rta?i prolifici prin

оncruci?area оntre rasele domestice de animale cu rubedeniile lor

s?lbatice.

Hibridizarea оndep?rtat? a plantelor ?i animalelor este o realizare de

c?tre natur? a ingineriei genetice, iar experien?ele reu?ite оn acest sens

oglindesc parc? calea lung? ?i spinoas? trecut? de evolu?ia biologic? оn

crearea speciilor noi, оnmul?ind ?i оnfrumuse?вnd mereu natura vie ce ne

оnconjoar?.

13.2 O turm? оn retort?: transplantarea embrionilor

Multora le va p?rea ridicol titlul acestui capitol intrigant. De fapt, el

nu este deloc ridicol. Este vorba de p?stra-rea оn stare conservat? a

embrionilor viitorilor t?ura?i ?i junci (sau a altor animale), din care se

poate ob?ine o оntreag? turm?.

Оn prezent transplantarea embrionilor оn zootehnie se discut? larg atвt

de c?tre savan?i, cвt ?i de c?tre practicieni. E ceva foarte ispititor: s?

extragi un embrion dintr-o vac? de ras? a c?rei partener a fost ?i el de

elit? ?i s?-l transplantezi unei v?cu?e de rвnd. Ea nu va mai na?te un

vi?el propriu, ci unul str?in, de elit?...

Speciali?tii consider? c? peste un timp oarecare aceast? procedur? va

deveni banal?, bineоn?eles, dup? ce vor fi elaborate principiile

?tiin?ifice ?i va fi acumulat? destul? experien??. Transplantarea va deveni

оn zootehnie o procedur? la fel de obi?nuit?, precum a devenit оn prezent

оns?mвn?area artificial?. Dar оn acest scop trebuie creat? оn primul rвnd o

banc? de embrioni, pentru ca materialul de transplantare s? poat? fi

cheltuit оn m?sura necesit??ilor, iar aceasta are nevoie la rвndul s?u de

metode sigure de conservare a embrionilor precoci. Cвt prive?te metodele de

extragere a lor din animalele de elit? ?i transplantarea acestora la

animalele de rвnd, apoi ele sunt destul de perfecte. Оnainte de a fi

aplicat? animalelor agricole, mult timp ea a fost verificat? ?i precizat?

оn experien?ele efectuate asupra ?oarecilor de laborator.

Una din primele lucr?ri de transplantare a embrionilor la ?oareci a fost

efectuat? оn 1972 la laboratorul na?ional de la Ocrige (SUA). Peste dou?

mii cinci sute de embrioni, afla?i la diferite etape de dezvoltare (de la

monocelul? pвn? la pluricelule), au fost congela?i la temperaturi extrem de

joase. O mie au fost congela?i la -268°C. Dup? ce au fost dezghe?a?i, s-a

constatat c? aproape jum?tate din ei ?i-au p?strat vitalitatea. Cвnd au

fost transplanta?i оn organismul femelelor, ei s-au dezvoltat, formвnd o

descenden?? normal?, capabil? de a prelungi specia.

Experimentul avea nevoie, bineоn?eles, de o metod? special? ?i de mare

precau?ie. Congelarea ?i dezghe?area se efectuau extrem de оncet.

Chiar mai mult, au fost utilizate substan?e speciale, a?a-numi?ii

crioprotectori care preveneau formarea de cristale de ghea?? ce vat?m?

celulele. La aceast? congelare apa nu se cristalizeaz?, ci difundeaz?

treptat din embrioni. Experien?ele se terminau bine, dac? temperatura era

redus? cu o vitez? оntre 0,3 ?i 2°C pe minut. Dac? procesul de congelare

era accelerat pвn? la 7°C pe minut ?i chiar mai mult, to?i embrionii

periau. Cele mai bune rezultate au fost ob?inute cu embrionii congela?i оn

azot lichid cu temperatura de -196°C.

Astfel biologii au оnsu?it bine tehnica congel?rii ?i dezghe??rii

celulelor, ?esuturilor ?i organelor. Dar munca efectuat? cu embrionii

congela?i deschide noi perspective – posibilitatea de a p?stra embrionii

organismului viu un timp nelimitat. Aceasta anume e importan?a principal?

a experimentului.

Peste un an, оn 1973, la Chembrige (Anglia) a ap?rut primul t?ura?

crescut dintr-un embrion, care оn etapa timpurie de dezvoltare a fost

p?strat timp de ?ase zile оn azot lichid. De la cвteva vaci, оn a 10-ea zi

de graviditate, au fost extra?i pe cale chirurgical? 22 de embrioni. Ace?ti

embrioni au fost apoi congela?i la -196°C оn azot lichid. Embrionii

dezghe?a?i au fost transplanta?i оn uterul a unsprezece vaci recipiente. La

zece vaci nu s-a produs o dezvoltare continu? a embrionilor. Dar la o vac?

la care, оn interesele experien?ei, graviditatea a fost оntrerupt?

artificial la s?pt?mвna a ?asea, doi embrioni s-au implantat оn peretele

uterului; apoi un f?t a pierit, iar al doilea a continuat s? se dezvolte cu

succes. Aproximativ peste nou? luni vaca a n?scut un t?ura? s?n?tos.

Iar primul t?ura?, numit Zamorojennоi («Congelatul») ?i crescut prin

metoda de conservare, s-a n?scut оn Institutul unional de zootehnie la 12

martie 1980. El este prezentat оn desenul 31. Iat? cвteva am?nunte cu

privire la el.

Vaca donatoare a fost tratat?, cum se obi?nuie?te, cu preparate

gonadotrope pentru stimularea matur?rii ovulului ?i a fost оns?mвn?at? cu

sperm? congelat?. Embrionii sp?la?i оn ziua a opta erau pu?i оntr-o solu?ie

fosfatic? de tampon cu o doz? de albumin?, de ser de taur ?i penicilin?. Оn

calitate de crioprotector a fost utilizat dimetilsulfoxidul. Eprubetele cu

embrioni au fost r?cite pвn? la –7°CE, cu un grad la fiecare minut, apoi au

fost introdu?i agen?i de cristalizare a ghe?ii ?i s-a continuat congelarea

pвn? la –80°CE, dar de trei ori mai оncet. ?i, оn sfвr?it, s-a aplicat

azotul lichid.

La fel de оncet ?i cu precau?ie s-a efectuat dezghe?area: оntr-o baie de

spirt cu temperatura de –50°CE, apoi la aer cu temperatura de –10°CE ?i

оntr-o baie de ap? cu temperatura de camer?. Au urmat solu?iile de

dimetilsulfoxid cu o concentra?ie оn descre?tere, pentru a se оndep?rta

complect crioprotectorul, ?i, оn etapa final? – o solu?ie pur? de tampon.

Au fost оncercate trapsplant?ri de embrioni de diferite vвrste, cu

congelare ?i f?r? ea, la diferite etape ale ciclului sexual ale juncii

recipiente. Zamorojennоi a fost un rezultat al primei experien?e reu?ite.

Ne-am oprit asupra acestor am?nunte nu оntвmpl?tor. Am vrut s? ar?t?m

cititorilor no?tri c? a men?ine turma оn retort? ?i apoi a o transforma оn

realitate nu este un lucru u?or ?i c? el nu poate fi efectuat la orice

ferm?. Multe n-au fost relatate aici. Am?nuntele le cunosc doar savan?ii

care se ocup? cu aceast? munc?., ?i cвnd m?car una din experien?ele lor,

efectuate cu cea mai mare scrupulozitate, se soldeaz? cu succes, este o

mare cucerire. E?ecurile au loc, cu p?rere de r?u, mult mai des. Nu degeaba

se spune оn proverb: «?tiin?a presupune jertfe».

Zamorojennоi a devenit prima piatr? de temelie оn cl?direa viitoarei

turme. Dup? el au urmat noi opera?ii reu?ite de transplantare a

embrionilor, fiecare contribuind la оn?l?area treptat? a fundamentului ei.

Savan?ii au trecut de la cercet?ri pur ?tiin?ifice la experien?e de

produc?ie.

Transplantarea face posibil? ob?inerea de la o vac? de mare randament a

unei descenden?e mult mai mari decвt se cap?t? pe cale obi?nuit?. Se ?tie

c? оn cazurile de intensificare a cre?terii animalelor se reduc termenele

de folosire оn turm?, a vacii de ras? de mare randament. Ea poate aduce cel

mult patru-cinci vi?ei. Chiar dac? termenul de utilizare este maximal

acest num?r cre?te doar pвn? la 14–16 vi?ei. Cвnd embrionii lua?i de la o

vac? donator de valoare sunt transplanta?i unor animale obi?nuite

(recipiente), descenden?a poate fi m?rit? mult mai repede. Оn acest caz

vi?eii care au mo?tenit cele mai bune calit??i ale mamei recordiste, sunt

crescu?i simultan de mai multe vaci. Astfel, оn decursul unui an putem

ob?ine de la o vac? 25–42 de vi?ei, iar оn оntreaga ei perioad? de via?? –

300–600 de capete, ceea ce, la rвndul s?u, permite accelerarea selec?iei

animalelor de mare randament de 40 de ori оn compara?ie cu celelalte metode

cunoscute.

Tehnica congel?rii la temperatur? joas? a celulelor vii a solu?ionat

problema dificil? a sincroniz?rii, coordon?rii exacte a ciclurilor

biologice ale embrionului ?i mamei adoptive.

Perfec?ionarea tehnicii «de colectare» a embrionilor, a congel?rii ?i

dezghe??rii lor, a metodelor de transplantare, la care lucreaz? savan?ii

din Moscova, Leningrad, Chiev ?i Haricov (оn ultimul timp ?i la A?P «Zarea»

din Republica Moldova au fost organizate puncte de transplantare a

embrionilor animalelor agricole), trebuie s? aduc? o sporire esen?ial? a

vitelor de ras?. A fost оncercat? оn practic? ideea de a sili mamele

adoptive «s? munceasc?» mai intens – s? nasc? gemeni.

?i оnc? ceva. Nimeni nu fixeaz? deocamdat? recordurile de longevitate a

embrionilor оn azotul lichid. Se ?tie numai c? оn mai multe laboratoare ei

se p?streaz? оn stare de anabioz? cв?iva ani la rвnd. Savan?ii, оns?, sunt

convin?i c? activitatea vital? a embrionului poate fi oprit? pe zeci de ani

?i chiar secole.

Оn viitor va deveni un lucru obi?nuit men?inerea оn «descenden?a

conservat?» a poten?ialului genetic al p?rin?ilor – a unor animale agricole

remarcabile.

13.3 Descenden?? copiat?: clonarea animalelor

Se ?tie demult c? informa?ia genetic? a celulelor din diferitele ?esuturi

ale organismului este aproape identic?. Atвt оn ficat, cвt ?i оn creier, оn

pancreas, оn ovul se afl? acelea?i garnituri de gene, numai c? ele

func?ioneaz? оn diferite organe оn mod diferit. Acest fenomen de munc?

selectiv? (adic? transcrip?ia) a genelor poart? numele de diferen?iere

celular?. Modific?rile оn munca genelor pot fi reversibile. Оn cazul acesta

textul оnscris оn molecula ADN nu se schimb?, schimb?rile au loc оn alte

molecule (de exemplu, la proteine) care colaboreaz? cu ADN ?i care conduc

citirea informa?iei de pe el. Dac? оntr-adev?r a?a este, atunci din orice

celul? somatic? se poate cre?te un organism оntreg ?i devine realizabil? оn

principiu clonarea animalelor. Iar dac? la specializarea celulelor se

produce restructurarea unor anumite segmente de ADN, modific?rile оn

programul ereditar al celulei devin ireversibile. Aceasta оnseamn? c? din

celula pielii sau a ficatului nu se poate ob?ine o celul? a creierului.

Prin urmare, este imposibil? ?i clonarea organismelor.

Cum se poate controla dac? modific?rile pe care le sufer? ADN-ul оn

timpul diferen?ierii celulelor sunt reversibile sau ireversibile.

R?spunsul poate fi diferit. Se pot, bun?oar?, analiza am?nun?it

succesiunile nucleotidice ADN din diferite ?esuturi ale aceluia?i organism

оn diferite etape de dezvoltare. Dar aceast? cale este extrem de grea.

Informa?ia ereditar? a celulei este оnscris? atвt оn genele unice (ele

con?in informa?ia despre proteine), cвt ?i оn succesiuni ale ADN-ului,

repetate оn molecul? de sute ?i mii de ori.

Exist? ?i o alt? cale pentru c?ut?ri. Se pot transplanta nucleele din

diferitele celule specializate ale organismului оntr-un ovul fecundat, din

care оn prealabil a fost оndep?rtat nucleul propriu. Оn continuare se

observ? cum se realizeaz? programul genetic оnscris оn nucleul transferat.

Оn citoplasma ovulului fecundat exist? to?i componen?ii proteici necesari

pentru dezvoltarea embrionului Dac? nucleul transplantat dispune de o

informa?ie de valoare complect? ?i se va dezvolta, transformвndu-se оntr-un

organism de valoare complect?, оnseamn? c? toate genele celulelor

diferen?iate pot reveni u?or la starea lor ini?ial?. Dac?, оns?,

dezvoltarea embrionului se va оntrerupe оn etapele timpurii, оnseamn? c?

programul ereditar al nucleului transplantat s-a modificat ireversibil.

Bineоn?eles, оn cazul acesta trebuie s? fim convin?i, c? celula a suportat

bine opera?ia.

Оn prezent zeci de laboratoare din lume se ocup? cu transplantarea

nucleelor. Aceast? metod? a ap?rut оn anul 1952, cвnd R. Briggs ?i T. Ching

au transplantat pentru оntвia oar? оn Anglia nucleul unei celule de

broasc?. Dar un timp destul de оndelungat aceast? realizare nu avea nici o

aplicare оn solu?ionarea problemelor practice.

Оn anul 1975, оns?, totul s-a schimbat J. Giordon, biolog englez, a

reu?it pentru prima oar? s? creasc? un mormoloc viu, transplantвnd оn ovul

un nucleu de celul? epitelial? (de piele) a unei broa?te. Aceast? munc? a

convins c? metoda transplant?rii nucleelor poate da r?spuns la оntrebarea

cвt de profunde sunt modific?rile din genomul celulelor specializate.

Este interesant c? mormolocul lui Giordon nu s-a transformat оn broasc?

Afar? de aceasta, nu s-au ob?inut mormoloci nici prin transplantarea

nucleelor de la alte celule (ne epiteliale) ale broa?tei. Embrionul оnceta

a se dezvolta la cele mai timpurii etape ?i aceasta, dup? p?rerea lui

Giordon, ?inea mai degrab? de ireversibilitatea modific?rilor programului

ereditar al nucleelor transplantate, decвt de un e?ec al tehnicii

microchirurgilor

Оntre timp Brigs ?i Ching au reu?it s? ob?in? prin aceast? metod? o

broasc? matur?. A fost absolut identic? cu cea de la care s-a luat nucleul.

Datele analizelor biochimice convingeau c? broasca donatoare ?i broasca

urma?? erau parc? croite dup? acela?i model.

Au continuat оncerc?rile de a se cre?te asemenea «germeni» ?i la ceilal?i

reprezentan?i ai regnului animal. Una din primele lucr?ri de utilizare a

celulelor de mamifere a fost efectuat? de doctorul D. Bromholl din Oxford

(Anglia). El a reu?it s? transplanteze nucleul unei celule somatice оntr-un

ovul de iepure de cas?.

Doctorul Bromholl a folosit celulele, care au crescut mai mul?i ani оn

cultura unui ?esut оn afara organismului. Cu aceste celule, care pot fi

crescute оn orice cantitate, el fecunda ovulele. Nucleul propriu ovulului a

fost scos din func?iune cu ajutorul razelor ultraviolete. Ovulul fecundat

se implanta оn uterul iepuroaicei care juca rolul de incubator viu. Drept

urmare, se ob?inea un embrion celulele c?ruia purtau numai genele iepurelui

de cas? (care demult a murit) ?i ale c?rui celule erau cultivate оn

condi?ii artificiale.

O ?tire cu adev?rat senza?ional? pentru lumea savan?ilor a devenit

comunicarea f?cut? de C. Ilimenzee, profesor din Elve?ia, autor al

experien?elor de clonare a ?oarecilor, publicate оn anul 1981. Ilimenzee a

comunicat c? a reu?it s? ob?in? dezvoltarea a trei ?oareci de valoare

complect? ?i proliferici, transplantвnd оn ovule nucleele luate din

embrioni care au trecut primele etape de dezvoltare.

363 de nuclee de celule embrionare au fost transplantate оn ovulele chiar

atunci fecundate, din care au fost exstirpate nucleele lor proprii. Numai

142 de ovule au supravie?uit opera?ia, din ele numai 96 au оnceput s? se

dezvolte, dar curвnd jum?tate au оncetat divizarea. 48 de embrioni,

crescu?i оn eprubet?, au atins, totu?i, etapa de implantare, dup? care 16

din ei au fost insera?i оn uterul femelelor.

Ca urmare, s-au n?scut trei ?oareci care s-au dezvoltat normal. Ei se

asem?nau оn toate nu cu mamele lor, ci cu ?oarecii a c?ror nuclee au fost

folosite pentru transplantare.

Aceste experien?e ne demonstreaz? c? оn principiu este posibil? clonarea

animalelor prin metoda transplant?rii nucleelor ?i c? greut??ile tehnice

pot fi оnvinse.

Cвnd C. Ilimenzee ?i coautorul lui P. Hoppe au comunicat c? au reu?it s?

cloneze (s? ob?in? copii genetic identice) animalele, aceasta a provocat

un interes general. Era ?i de a?teptat. C?ci succesul acestor experimente

ar exercita o mare influen?? asupra productivit??ii multor ramuri din

agricultur?. Оn primul rвnd ar fi devenit posibil? оnmul?irea animalelor cu

o productivitate record, prin «luarea de copii». Оn prezent nimeni nu se

mai оndoie?te c? оn principiu aceasta este posibil. Cu cв?iva ani оn urm?

savan?ii americani, dup? numeroase e?ecuri, au reu?it, totu?i, s? fecundeze

оn condi?ii artificiale un ovul de vac? ?i prin metoda transplant?rii s?

creasc? din el un t?ura?.

Dar acum este vorba de altceva. Am mai men?ionat, c? natura a sortit ca

fiecare vac? s? devin? mam? doar de cвteva ori оn via?a ei. Оntrucвt

ovarele ei sunt tixite de ovocite – ovule ne maturizate, din punct de

vedere teoretic ea poate s? nasc? zeci de mii de vi?ei, pierzвndu-se оn

acest fel turme colosale de vite de mare randament.

Se consider? c? exist? dou? c?i reale pentru a utiliza eficace acest

poten?ial enorm de productivitate a animalelor. Ambele au c?p?tat o

dezvoltare оn lucr?rile savan?ilor de la Institutul de оnmul?ire ?i de

genetic? a animalelor agricole (ora?ul Pu?chin). Aici embrionul este

«dezbr?cat» оn etapa timpurie de dezvoltare, este lipsit de membran? ?i «se

destram?» оn celule aparte, care-s capabile s? tr?iasc? independent ?i

chiar s? se divizeze – s? dea cвteva genera?ii. Оn anumite condi?ii ele se

adun? оn grupuri, formвnd ceva asem?n?tor embrionilor.

Dac? acest proces va continua, se va putea ob?ine dintr-un singur embrion

zeci de embrioni gemeni. Aceast? оnmul?ire atвt de brusc? a poten?ialului

de procrea?ie a celor mai bune vaci este o cale direct? spre noi principii

de selec?ie. Dac? avem оn vasul lui Diuar cu azot lichid cвteva zeci de

embrioni identici nu este greu, crescвnd doar cв?iva dintre ei, s? stabilim

valoarea veridic? a celorlal?i. ?i dac? ei satisfac toate cerin?ele,

fiecare poate fi f?rвmi?at оn оnc? zeci de gemeni de valoare complect? ?i

recolta total? de la o vac? va constitui de acum cвteva sute de vi?ei.

Men?ion?m, aici practicienii se pot folosi ?i de metodele perfec?ionate de

determinare a sexului embrionilor congela?i. Metoda care promite

determinarea la sigur a sexului embrionilor vitelor cornute mari оn vвrst?

de mai pu?in de dou? s?pt?mвni a fost elaborat? la Institutul unional de

cercet?ri ?tiin?ifice оn domeniul zootehniei. Toat? procedura de preg?tire

a micropreparatelor din celule de embrion ocup? aproximativ dou? ore.

Astfel se va afla totul despre embrionul p?strat оn azotul lichid. Pentru a

ob?ine un r?spuns ferm sunt destule cвteva celule de metafaz?: dac? g?sim

acolo cromozomul Y, оnseamn? c? оn colb? se p?streaz? o descenden??

masculin?; dac? se afl? numai cromozomii X – a?tept?m numai o descenden??

feminin?. Dac? la determinarea sexului vom observa mai atent cromozomii (?i

nu numai cei sexuali), vom putea s? apreciem capacitatea embrionului de

transplantare, s? clarific?m, dac? nu exist? vre-o anomalie cromozomic?.

Dac? le eviden?iem, embrionul trebuie rebutat.

A fost elaborat? ?i o alt? cale de ob?inere a unei descenden?e numeroase.

Odat? ce majoritatea covвr?itoare a celulelor embrionare, a ovocitelor nu

se matureaz? оn condi?ii naturale, ar fi bine s? se asigure maturarea lor

оn condi?ii artificiale. Dup? cum poveste?te A. Golubev, conduc?torul

laboratorului de cultivare a embrionilor la institutul indicat mai sus,

aceast? tehnologie de reproducere se prezint? оn felul urm?tor: dup? ce

vaca recordist? de la care s-a ob?inut de acum totul, a fost rebutat?, din

ovarele ei se extrag ovocitele care se pun оntr-un mediu nutritiv favorabil

matur?rii. Apoi ovulele maturate sunt fecundate ?i embrionii ob?inu?i sunt

transplanta?i mamelor adoptive.

Tocmai a?a procedeaz? savan?ii de la Institutul de оnmul?ire ?i de

genetic? a animalelor agricole. Оn vara anului 1982 ei au extras din ovarul

unei vaci adus de la combinatul de carne celulele embrionare, aflate la

etapa timpurie de dezvoltare, ?i le-au pus оntr-un mediu nutritiv

artificial. Dup? maturare ele au fost fecundate. Peste o zi ovarele au

оnceput a se diviza. Mecanismul vie?ii care, dup? pieirea vacii-mame, s-a

oprit, a оnceput iar. Trei embrioni au fost transplanta?i juncii

recipiente. Unul dintre ei s-a prins ?i оn ianuarie 1983 vaca «Nadejda» a

n?scut fiul s?u adoptiv, numit «Pervene?».

Experimentul reu?it de fecundare artificial? a ovocitului ?i de cre?tere

оn eprubet?, de transplantare a acestuia vacii recipiente, a devenit un pas

important оn dezvoltarea biologiei mondiale. Peste un an profesorul A.

Golubev a declarat оntr-un interviu acordat coresponden?ilor: «Pervene?» se

distinge printr-o s?n?tate excelent? ?i prin ritmul dezvolt?rii sale. Cu

toate c? ra?ia sa de hran? este obi?nuit?, el spore?te zilnic оn greutate

cu mai bine de un kilogram ?i cвnt?re?te peste patru chentare.

Speciali?tii din multe centre ?tiin?ifice ale lumii se ocup? cu ob?inerea

artificial? a embrionilor ?i cu transplantarea lor. Se pune sarcina de a

оnv??a cum s? clon?m – s? оnmul?im animalele de tip genetic unical pe cale

industrial?. Astfel se vor accelera cu mult termenele de selec?ie a unor

rase de vite de mare randament. Pвn? оn prezent, оns?, au reu?it doar

experien?ele cu alte animale, precum ?i transplant?rile la vacile

recipiente a unor embrioni vii, lua?i de la vacile donatoare. Speciali?tii

geneticieni оn frunte cu academicianul L. C. Ernst, au elaborat pentru

prima dat? metodele de modelare оn eprubet? a celor mai fine procese de

na?tere a organismului viu. Aceast? orientare a ingineriei celulare este o

cale sigur? de ob?inere a vi?eilor ?i a altor animale agricole, care

prezint? o copie fidel? a p?rin?ilor lor.

13.4 Animale transgenice

F. Bernet, laureat al premiului Nobel, cu aproape cincisprezece ani оn

urm? оn cartea sa «Genele. Visuri ?i realitate» a prezis, c? ingineria

genetic? la nivelul unui оntreg organism nu va putea fi realizat? tehnic

decвt оn secolul XXI.

Оntr-adev?r, pвn? оn prezent toate realiz?rile ingineriei genice a

animalelor se refereau la celule sau embrioni aparte, crescu?i оn afara

organismului. ?i erau numai celule somatice, nu sexuale. Iar ob?inerea unui

organism animal normal, viabil dintr-o celul? somatic? este o problem?

foarte complicat?. Dup? cum am mai men?ionat, dificult??ile ?in de

modific?rile ireversibile din programul ereditar al celulelor somatice

specializate. Chiar ?i la plante un organism poate fi ob?inut numai din

celule meristematice (ne specializate) sau din celule callus

(dediferen?iate) ale altor organe, cu toate c? multe dintre ele, dup? cum

?tim, se оnmul?esc u?or pe cale vegetativ?. Oricum, numai celulele sexuale

pot transforma programul ereditar оntr-un individ de valoare complecta.

Aceasta оnseamn? c? dac? vom insera gena necesar? оn cromozomul celulei

sexuale, individul matur ob?inut din ea va con?ine aceast? gen? оn fiecare

celul? a corpului s?u ?i o va transmite prin ereditate. Succesele ob?inute

de microchirurgie la operarea unor celule aparte au f?cut ca aceast?

sarcin? s? devin? absolut real?. Dar se cerea оndr?zneal? ca dup? opera?ia

de inginerie genic? s? se creasc? un organism viu. Acest lucru l-au

realizat pentru prima dat? F. Leisi de la Universitatea Oxford (Anglia).

Trebuia transplantat? o gen? a unui epure de cas? unui ?oarece. Gena

globinei a fost оn prealabil clonat?, adic? separat? din cromozomul

epurelui de cas? ?i multiplicat? оn componen?a plazmidei inelare. Apoi

copii ale acestei gene au fost inserate cu o micropipet? foarte fin? оn

nucleele ovulelor de ?oarece chiar atunci fecundate. Dup? transpalntare au

r?mas viabile jum?tate din celule. Ele au fost introduse оnapoi оn

oviductul femelelor. Numai 15% din ele au evoluat оn ?oricei de valoare

complect?. Controlul a demonstrat c? nu la toate animalele nou-n?scute gena

str?in? s-a integrat оn cromozomi. Au fost cerceta?i 24 de ?oricei ?i numai

9 dintre ei purtau gena globinic? a iepurelui de cas?. Trebuia de verificat

dac? aceste gene se transmit prin ereditate. Оn acest scop masculii, care

aveau gena iepurelui, au fost оncruci?a?i cu ?oarecii obi?nui?i. S-a

constatat c? оn toate cazurile gena a fost mo?tenit?. Iar aceasta оnsemna

c? s-a integrat stabil nu numai оn cromozomii celulelor somatice, dar ?i оn

cele sexuale.

Primele experien?e reu?ite au fost urmate de altele. Оn anul 1981 оn

pres? au ap?rut comunic?ri cu privire la inserarea genelor str?ine clonate

оn ovulele fecundate de ?oarece, care apoi se introduceau din nou оn uter

pentru dezvoltarea lor continu?. Оn ovulul fecundat al ?oarecilor era

inserat? o molecul? de ADN, care con?inea gena globulinei ( de iepure de

cas? ?i de om, gena virotic?, fermentul timidinchinaza de codificare,

precum ?i gena hormonului de cre?tere a ?obolanului. Ne vom opri mai

am?nun?it asupra ultimului exemplu.

Experimentul efectuat de un grup de biologi americani оn frunte cu R.

Palmiter ?i R. Brinster consta оn urm?toarele. La оnceput a fost creat?

gena artificial?, compus? dintr-un sector de reglare – promotor al uneia

din genele ?oarecelui, ?i o gen? structural?, ce codific? hormonul de

cre?tere a ?obolanului. Apoi copiile genei artificiale au fost inserate оn

pronucleele feminine ale ovulelor ?oarecilor, dup? care aceste ovule se

implantau ?oarecilor, care jucau rolul de mame adoptive. La ?apte din 21 de

?oricei nou-n?scu?i a fost descoperit? expresia genei hormonului de

cre?tere a ?obolanului – cu alte cuvinte, genele ?obolanului au оnceput s?

func?ioneze оn organismul ?oarecelui. Numai unul dintre cei ?apte ?oareci a

crescut pвn? la o m?rime normal? – ceilal?i erau mult mai mari ?i cre?teau

mai repede decвt cei obi?nui?i. Este u?or de оn?eles: la ace?ti ?oareci

«transgeni» (cu gene transplantate) оn serul sвngelui se aflau foarte mul?i

hormoni de cre?tere – la unii de 800 de ori peste norm?!

Astfel, prima dat? introducerea ADN-ului str?in a provocat un efect

extern foarte pronun?at. Afar? de aceasta, deoarece s-a reu?it s? se

demonstreze c? 10 dintre cei 19 urma?i ai unuia din masculii transgeni au

mo?tenit hormonul «str?in» de cre?tere, aceasta poate servi drept dovad? a

faptului c? astfel se va putea ob?ine mo?tenirea caracterelor ?i

propriet??ilor programate de c?tre savan?i.

Aceast? orientare poate g?si aplicare оn practica zootehniei, bun?oar? la

stimularea cre?terii animalelor ?i sporirea randamentului de lapte. O

confirmare a acestui fapt sunt experien?ele efectuate recent asupra oilor.

Savan?ii australieni au creat pentru prima dat? оn lume o oaie

«transgen?», introducвnd оn embrion o gen? responsabil? de produc?ia

hormonului de cre?tere la oi. A fost un pas оnainte pe calea cre?rii unor

animale mai mari, care cresc repede, precum ?i a acceler?rii procesului de

selec?ie оn zootehnie.

Gena hormonului de cre?tere la oi a fost inserat? оn embrion, atunci cвnd

acesta era compus dintr-o singur? celul?. Apoi celula a fost implantat?

оntr-o alt? oaie, оn care a crescut mielul. Cercet?rile de laborator au

ar?tat, conform spuselor lui T. Scot, conduc?torul experimentului, c?

genele noi s-au inserat оn celulele «transgene».

Dac? experimentul va reu?i, aceast? metod? va permite s? se ob?in?

animale de 1,5 ori mai mari, care cresc de 1,3 ori mai repede decвt de

obicei.

Transplantul genetic al lui Scot este rezultatul unei munci de peste trei

ani. El este considerat оn sferele ?tiin?ifice drept un pas fundamental

оnainte, care va conduce la o abordare nou? оn principiu оn ce prive?te

оnmul?irea animalelor agricole.

Experien?e asem?n?toare se fac ?i cu popula?iile marine. Din cauza

mic?or?rii rezervelor de pe?te din Oceanul mondial se studiaz?

posibilitatea cre?rii unei re?ele largi de ferme marine, оn care lumea

animal? a m?rilor se va afla sub controlul omului. Dar principalele

obstacole оn realizarea acestui scop sunt: poluarea cu substan?e toxice a

apelor litoralului m?rii, bolile infec?ioase ale pe?tilor ?i cre?terea lor

relativ lent?. Оn leg?tur? cu aceasta D. Pauers ?i colaboratorii s?i (SUA)

au elaborat metode de inginerie genic? оn scopul de a accelera cre?terea

pe?tilor, precum ?i pentru a le elabora rezisten?a la temperaturi joase, la

substan?e toxice ?i la agen?i patogeni ai bolilor infec?ioase. Pentru a

m?ri viteza de cre?tere a pe?tilor se folose?te gena clonat? a hormonului

de cre?tere a mamiferelor, care seam?n? mult cu gena analog? a pe?tilor.

Savan?ii americani au constatat c? introducerea acestei gene оn icrele

fecundate ale unor specii de pe?ti provoac? o sporire sim?itoare a ritmului

lor de cre?tere. Ei au efectuat de asemenea experien?e de transplantare a

genelor, care le acord? pe?tilor rezisten?? fa?? de temperaturile sc?zute.

Aceste gene codific? formarea proteinelor cu propriet??i de antigen. Una

dintre aceste proteine este оn stare s? adi?ioneze cristale foarte mici de

ghea??, sc?zвnd astfel cu 1 – 2°CE temperatura de оnghe?are a lichidului.

Aceste proteine au fost separate din ?esuturile speciilor de pe?ti din

Antarctida.

?i, оn sfвr?it, a treia orientare este utilizarea genelor care codific?

proteinele metalotioneinei, care fixeaz? compu?ii toxici, de exemplu ionii

metalelor grele. Inserarea acestor gene оn icrele fecundate ale pe?tilor

trebuie s? sporeasc? rezisten?a puietului de pe?te оn caz de prezen?? оn

apa m?rilor a substan?elor toxice. Conform p?rerii autorilor, prezint?

perspective mai mari utilizarea genelor clonate ale metalotioneinelor

pentru ob?inerea acestor proteine prin metod? microbiologic? ?i apoi

оndep?rtarea cu ajutorul lor a' metalelor grele din apa marin?.

A?a dar, am examinat rezultatele unor experimente de transferare a

genelor str?ine оn ovulele diferitelor clase de animale. Оn ultimul timp оn

diferite ??ri ale lumii se efectueaz? asemenea. cercet?ri, deoarece ele

prezint? nu numai o mare importan?? ?tiin?ific?, dar ?i o mare оnsemn?tate

practic?.

Оn timpul apropiat rezultatele ob?inute vor putea fi, probabil, folosite

pentru tratamentul bolilor ereditare ale oamenilor ?i animalelor, provocate

de anomaliile congenitale ale aparatului genetic al celulelor. Inserarea оn

aparatul genetic al embrionilor de mamifere a genelor str?ine respective va

putea restabili func?ionarea normal? a unor sectoare anumite ale ADN-ului

?i preveni оn felul acesta dezvoltarea bolilor ereditare.

XIV. FONDUL GENETIC AL BIOSFREREI

14.1 Rolul organismelor vii оn natur? ?i оn economia na?ional?

Lumea vie care ne оnconjoar? ne frapeaz? prin varietatea sa. Оn aceasta

const? frumuse?ea ei care stimuleaz? munca creatoare a pictorilor ?i

sculptorilor, compozitorilor ?i cвnt?re?ilor, scriitorilor ?i poe?ilor.

Varietatea regnului vegetal ?i animal creeaz? un anumit echilibru оn

natur?, el oglinde?te starea real? a fondului genetic al popula?iilor ?i

speciilor, care s-au format timp de milioane de ani оn decursul evolu?iei

biologice.

No?iunea de fond genetic include, de obicei, totalitatea genelor tuturor

indivizilor, care determin? formarea celor mai diferite caractere ?i

propriet??i ale fiec?rui individ оn parte, precum ?i a speciei luate оn

ansamblu, datorit? c?rora ea poate s? se adapteze la orice condi?ii de

existen?? ?i s?-?i continue evolu?ia.

Popula?iile care se оnmul?esc pe cale sexuat? au un fond genetic relativ

stabil. Specia luat? ca un tot оntreg are un fond genetic unic, care st? la

baza procesului de formare a noi rase ?i specii.

Fiecare dintre noi ?tie c? existen?a oric?rei specii este imposibil?,

dac? ea este izolat? de toate celelalte la fel dup? cum ar fi imposibil?

existen?a oric?rui om оn afara comunit??ii umane. Оn natur? toate speciile

se afl? оntr-o leg?tur? reciproc?, fiind legate unele de altele prin mii de

fire invizibile care оn ansamblu contribuie la suprave?uirea fiec?reia din

ele. Este vorba оn primul rвnd de leg?turile trofice, care se stabilesc

оntre produc?torii de substan?e organice (plantele verzi), consumatori

(organismele heterotrofe) ?i reductorii resturilor organice

(microorganismele). Aceste trei grupe de organisme formeaz? оmpreun? taxoni

mai mari — biocenozele, оn limitele c?rora se produce ciclul biologic al

substan?elor. Cu cоt biocenoza se caracterizeaz? printr'o varietate mai

mare a fiec?rei specii din aceste grupe de organisme, cu atвt оn ea se va

observa un echilibru genetic mai bun. Din aceast? cauz? no?iunea de fond

genetic cap?t? ?i un sens mai larg. Putem vorbi despre fondul genetic nu

numai al unor specii aparte, dar ?i a biocenozelor luate оn ansamblu ?i, оn

ultim? in-stan??, despre fondul genetic mondial sau biosferic.

Pentru planeta noastr? luat? оn ansamblu no?iunea de fond genetic se

asociaz? cu totalitatea speciilor de plante, animale ?i microorganisme ce o

populeaz? ?i care creeaz? un anumit echilibru оn biosfera P?mвntului f?r?

care omenirea n-ar putea exista.

Noi to?i ?tim ce rol joac? plantele, animalele ?i regnul fiin?elor

invizibile оn natur? ?i оn via?a omului.

Plantele verzi, care realizeaz? procesul fotosintezei, sоnt izvorul

existen?ei bun?st?rii ?i dezvolt?rii vie?ii pe P?mвnt. Vegeta?ia exercit? o

mare influen?? asupra climei, bazinelor de ap?, lumii animale ?i asupra

celorlal?i componen?i ai biocenozelor. Ea este o surs? de nesecat de

produse alimentare, tehnice ?i de materie prim? medicamentoas?, de

materiale de construc?ie foarte variate. Aproape 50% din toate

medicamentele sоnt de origine vegetal?; 80°CE de pic?turi cardiace sоnt

ni?te extracte preg?tite din ierburi ?i flori.

A?i auzit, probabil, ?i despre plantele-meteoroloji. barometre vii,

indicatori de minerale utile. Pu?ini ?tiu, оns?, c? plantele se pricep ?i

la muzic?. Cвnd se cвnt? la vioar? muzica antic? indian?, mimoza cea timid?

cre?te de 1,5 ori mai repede. Plantele cele mai «muzicale», adic? care

reac?ioneaz? pozitiv la sunete, sоnt orezul ?i tutunul. C. Roberts, un

gr?dinar amator din Anglia, interpretвnd diferite melodii, a crescut una

dintre cele mai mari p?tl?gele ro?ii din lume, cu greutatea de 2 kg.

Savan?ii americani au observat c? muzica clasic?, de camer? accelereaz?

cre?terea plantelor, оn timp ce muzica de jaz o оncetine?te. Probabil, nu

degeaba jazul, mai ales оn interpretare proast?, provoac? multor oameni

emo?ii negative.

Uneori plantele servesc drept obiecte de cercetare bionic?. Natura a

оnzestrat unele organe cu o structur? atвt de perfect?, оncвt inginerii n-

au putut s? nu acorde aten?ie acestui fapt ?i utilizeaz? aceste principii

la proiectarea construc?iilor tehnice. Savan?ii germani au folosit,

bun?oar?, schema structurii crustei diatomeelor la construirea suportului

marelui ecran pentru Teatrul verde din Berlin. Arhitectul P. Soleri a

proiectat un pod peste un fluviu cu o lungime de peste 1 km. Construc?ia

acestui pod prezint? o copie a unei frunze semir?sucite, care are o

deosebit? tr?inicie.

Se poate vorbi оnc? mult despre folosul plantelor. Mu?chii ?i lichenii

servesc drept indicatori minuna?i ai polu?rii radioactive. Euhornia e o

simpl? buruian?. Ea cre?te оn regiunile subtropicale ?i oamenii caut? pe

m?sura posibilit??ilor s? scape de ea, deoarece, оnmul?indu-se foarte ^

repede, umple canalele ?i albiile rвurilor, оmpiedic? naviga?ia. S-a

constatat, оns?, c? aceast? plant? absoarbe repede din ap? (datorita

cre?terii ei rapide) multe substan?e d?un?toare, inclusiv insecticidele ?i

fenolii; afar? de aceasta, ea suge ca un burete compu?ii celor mai

periculoase metale grele — mercurul, plumbul, cadmiul. De aceea acolo unde

cre?te ea, apa este totdeauna curat?. Deci cum am aprecia folosul ?i dauna

pe care le aduce euhornia?

La fel de important este ?i rolul pe care оl au animalele оn natur? ?i оn

via?a omului.

Lumea animal? constituie o parte important? a biosferei, participвnd la

circuitul biologic al substan?elor.

Animalele exercit? o mare influen?? asupra vie?ii plantelor. S? ne

amintim оn acest sens de insectele polenizatoare ?i de p?s?rile

transportatoare de semin?e. Animalele s?lbatice constituie o surs?

inepuizabil? pentru domesticirea ?i оncruci?area lor cu animalele

domestice, pentru crearea unor rase noi. Cunoa?tem cu to?ii importan?a

estetic? a animalelor. E vorba nu numai de p?s?rile decorative, de fluturii

?i pe?ti?orii din acvariu... Animalele servesc ca obiecte de cercet?ri

?tiin?ifice, inclusiv de cercet?ri medicale ?i bionice. Оnc? filozoful

antic Democrit (sec. 4—3 о. e. n.) a men?ionat: «Noi am оnv??at de la

animale, imitвnd cele mai importante lucruri: de la p?ianjen am оnv??at

croitoria; cвntecul — de la privighetoare; construirea locuin?elor — de la

rвndunele».

Оn unul din capitolele anterioare am vorbit despre serviciul pe care оl

presteaz? truditorii microlumii. Dar activitatea lor este mult mai vast?.

S? nu uit?m c? microbii efectueaz? aproape o mie de reac?ii chimice.

Fiecare dintre ei poate prelucra o mas? biologic? de 30—40 de ori mai mare

decвt greutatea lui proprie. Cu ajutorul lor sоnt sintetizate

antibioticele, vitaminele (B12, A, D2) pe care, deocamdat?, nu le putem

ob?ine pe cale ne biologic?. Folosirea micro-bilor pentru ob?inerea

hormonului cortizon a redus costul acestui preparat de 100 de ori. Recent

savan?ii au descoperit оnc? o оnsu?ire a microbilor: s-a constatat c? mul?i

dintre ei pot face rezerve de metale. Mucegaiurile aspergilei, bun?oar?,

con?in 0,3% de cupru — de 30 000 de ori mai mult decвt mediul ambiant.

Multe bacterii acumuleaz? оn cantit??i mari uran: alga microscopic?,

clorela de ap? dulce — aproximativ 0,4% de mas? uscat?, actinomicitele —

4,5%, bacteriile denitrificative — 14%, iar culturile alese special de

drojdii sau pseudomonade — aproape 50 %. Bacteria bacilus subtilis poate

extrage din solu?ii apoase – aproximativ 40 metale diferite, inclusiv

aurul. Tulpinile special construite de microorganisme extrag din sol оn

condi?ii de laborator aproximativ 82% din aurul pe care-l con?ine.

Majoritatea microorganismelor despre care am amintit tr?iesc оn mediul

acvatic, mai alee оn ocean. Оn ultimii ani, оns?, Oceanul mondial este

considerat tot mai mult o surs? poten?ial? de diferite substan?e utile, ale

c?ror rezerve pe uscat s-au mic?orat mult, iar unele sоnt pe cale de

dispari?ie. Оn apa marin? sоnt dizolvate 6 miliarde tone de cupru, 4

miliarde tone de uran, 0,5 miliarde tone de argint, aproape 10 milioane

tone de aur. Nu pot fi oare extrase aceste bog??ii cu ajutorul

microorganismelor, care au minunata capacitate de a concentra metalele?

Aceasta nu este o idee fantastic?. Doar microbii care acumuleaz? metalele

оntrec sorben?ii chimici prin capacitatea lor de absorb?ie, cоt ?i

specificul absorb?iei. Afar? de aceasta, microbii bioabsorben?i pot

purifica de metale grele, inclusiv de cele radioactive, scurgerile

industriale. Cultura mucegaiurilor de ficomicete separ? uranul din apa

poluat? de 3,5 ori mai repede, iar torul — de 2—3 ori mai repede decвt

r??inile schimb?toare de ioni. ?i dac? vom utiliza cultura de bacterii

dinitrificative, peste 8 minute de contact cu bioabsorbantul, concentra?ia

de uran din ap? se reduce de la 25 la 0,5 mg/l.

Pentru sporirea eficacit??ii acestor sisteme de purificare pot fi

«perfec?ionate» microorganismele folosite оn ele prin metode de inginerie

genic?. Оn SUA a fost patentat? metoda de detoxificare biologic? a apelor

de scurgere — acolo func?ioneaz? bacteriile pseudomonadei, c?rora le-au

fost оncorporate plazmidele ce determin? sinteza proteinei, care separ?

mercurul din compu?ii ei. Celulele uzate sоnt arse apoi, iar mercurul —

separat din produsele lor de ardere.

Dar din toate cele create pвn? оn prezent de natur? nimic nu poate fi

comparat cu capacitatea fantastic? de adaptare, caracteristic? fiin?elor

invizibile.

Exist? bacterii care se pot afla оn hidrogen lichid (-252°C) timp de 20

de minute, iar temperatura de —200°C o suport? cвteva luni. Savan?ii

americani au descoperit bacterii vii оn craterele vulcanilor de pe fundul

oceanului. Ele tr?iesc ?i se оnmul?esc la o temperatur? de 250°C ?i la o

presiune de 265 atmosfere. Pe fundul Oceanului Pacific a fost descoperit un

izvor termal cu temperatura de 400°C. Оn acest «uncrop» tr?iesc nu numai

bacterii, dar ?i unele molu?te ?i viermi. Diapazonul presiunii la care este

posibil? via?a frapeaz? imagina?ia: de la 8 mii de atmosfere (drojdiile)

pвn? la 0,001 milibari (semin?ele ?i «sporii). Imagina?ia noastr? refuz? s?-

?i prezinte acest lucru, dar unele specii de bacterii se simt normal оn

apele reactorilor atomici la o doz? de radia?ie de 2—3 milioane de Rad.

Pentru compara?ie, radia?ia natural? cronic? pe globul p?mвntesc variaz?

оntre 48 de microrad ?i un rad pe an.

De ce am caracterizat atвt de am?nun?it rolul multilateral pe care-l

joac? fiin?ele vii? Pentru a clarifica c? f?r? ele omul nu poate exista. Оn

procesul evolu?iei de sute de mii ?i milioane de ani, toate formele de

via?? au selectat ?i au fixat оn aparatele lor genetice capacitatea de a se

adapta perfect la condi?iile specifice de mediu. Оn majoritatea cazurilor

aceste adapt?ri nu pot fi create de om оn mod artificial.

De aceea fiecare specie, chiar dac? se pare c? n-are оn prezent nici o

оnsemn?tate practica, poate deveni de mare valoare. Dispari?ia oric?rei

specii оnseamn? o renun?are con?tient? la un conservator al fondului

genetic poten?ial ?i o ?tirbire nu numai a intereselor ?tiin?ei, dar ?i a

posibilit??ilor practicii viitoare. E de mare importan?? men?inerea

fondului genetic mondial, оn special a acelor plante ?i animale, care au

devenit de acum rare ?i al c?ror mediu de trai este amenin?at de o brusc?

оnr?ut??ire.

14.2 Banca de gene a plantelor

Problema p?str?rii fondului genetic al speciilor existente de plante este

una din problemele generale ale protec?iei naturii vii.

Pentru p?strarea variet??ii vegetale оn оntreaga lume a fost creat? o

re?ea larg? de rezerva?ii ?i de gr?dini botanice. Dar rezerva?iile оn care

se p?streaz? biocenozele tipice nu pot garanta pe deplin p?strarea tuturor

speciilor de plante, care vie?uiesc pe teritoriul lor. Оn gr?dinile

botanice, la rвndul lor, se p?streaz? de obicei numai ni?te grupe mici de

plante. De aceea savan?ii о?i leag? toate speran?ele pe viitor de crearea

b?ncilor de semin?e, sau, cum mai sоnt ele numite, b?ncile plasmei

embrionare (germinale).

Оn leg?tur? cu aceasta Organiza?ia alimentar? ?i agricol? a ONU (FAO) a

propus un program interna?ional de protec?ie ?i p?strare a formelor

s?lbatice ale plantelor cultivate. Aceste forme au servit pe vremuri drept

material pentru cre?terea tuturor culturilor agricole contemporane.

?i dac? оn prezent multe dintre ele sоnt pe cale de dispari?ie complect?,

aceasta оnseamn? c? pot dispare pentru totdeauna genele care determin?

diferitele оnsu?iri ale plantelor.

FAO recomand? s? se ?in? la eviden?? materialul genetic existent ?i s? se

organizeze un sistem interna?ional de «b?nci» pentru p?strarea permanent? a

fondului genetic mondial al plantelor. Aici rolul principal apar?ine

Institutului unional de fitotehnie (IUF), unde este concentrat? cea mai

mare colec?ie de gene din lume. Fondatorul ei a fost academicianul N. I.

Vavilov.

Tвn?rul Vavilov a fost unul dintre primii care a оn?eles ce оnseamn?

genetica pentru agricultur?. Odat? ce genele r?spund de calitatea soiului

?i din ele pot fi ob?inute orice fel de combina?ii dorite, Vavilov, primul

оn lume, a hot?rвt s? organizeze o colec?ie gigantic? de gene, s?

alc?tuiasc? o genotec? unic?. Conform planurilor sale, aceast? genotec? va

fi de folos selec?ionatorilor abona?i, care vor construi soiuri noi de

plante.

De aceea a ap?rut ideea de a trimite оn toate ??rile lumii expedi?ii

speciale din Rusia pentru colectarea genelor.

Оntrebarea era: unde trebuie s? fie c?utate ele ca s? nu se piard? timpul

оn zadar?

Dup? ce a studiat mii de c?r?i, Vavilov, care avea o capacitate de munc?

fenomenal?, a descoperit c? soiurile plantelor cultivate s-au r?spвndit

prin оntreaga lume doar din cвteva centre geografice, punвnd baza teoriei

cu privire la centrele de origine a plantelor cultivate. Vavilov considera

c? aceste centre au fost locurile de concentrare ale , bog??iilor genice.

N. I. Vavilov, colaboratorii ?i discipolii s?i au organizat circa 150 de

expedi?ii оn cele mai оndep?rtate col?uri ale CSI ?i 50 — оn diferite ??ri

str?ine. Оn urma acestor expedi?ii, precum ?i a schimbului multianual de

probe de semin?e ?i de material s?ditor, оntre institu?iile ?tiin?ifice ale

tuturor ??rilor din lume la institut a fost creat? o colec?ie unic? de

semin?e. Numai оntre anii 1930 ?i 1940 IUF a expediat la cererea

selec?ionatorilor de la centrele de selec?ie din Uniunea RSS 1,5 milioane

de pachete cu probe. Оn anul 1940 colec?ia IUF num?ra de acum aproape 200

mii de probe. A fost cea mai mare din lume atвt dup? cantitatea

materialului colectat, cоt ?i dup? componen?a lui calitativ?.

IUF оntre?ine contacte de afaceri pentru schimbul de resurse genetice cu

754 de institu?ii ?tiin?ifice din 98 ??ri ale lumii. Numai оn anii

1965—1975 au fost introduse peste 110 000 de probe ale diferitelor plante

?i оn prezent оntreaga colec?ie a IUF num?r? aproape 300 mii de probe de

plante cultivate ?i de rubedenii s?lbatice ale acestora. Dintre ele

gramineele formeaz? peste 75 de mii, porumbul ?i plantele boboase — aproape

40 de mii, p?st?ioasele — aproape 25 de mii, leguminoasele ?i bost?noasele

— aproape 20 de mii ?. a. m. d.

Colec?ia de la institutul care poart? numele organizatorului ?i primului

s?u director, a academicianului N. I. Vavilov, reune?te speciile s?lbatice,

rubedeniile culturilor cultivate, soiurile locale veci ?i popula?iile din

diferite raioane ale CSI ?i ale diferitelor ??ri ale globului p?mвntesc,

soiurile veci ?i soiurile de selec?ie cele mai noi, hibrizii, mutan?ii,

haploizii, poliploizii ?. a. Ea serve?te drept baz? principal? pentru

crearea soiurilor ?i hibrizilor tuturor culturilor agricole.

Colec?ia surselor de gene (a donatorilor de gene) prezint? a?a-zisul

material de construc?ie, pe baza c?ruia selec?ionatorul creeaz? noi soiuri

?i hibrizi, rezisten?i la boli, la condi?ii nefavorabile, cu o perioad? de

vegeta?ie de durat? necesar?, potrivite pentru cultivarea ?i recoltarea

mecanizat?, cu un randament ?i o calitate a produc?iei sporite.

Miile de probe de semin?e ob?inute de la fiecare cultur? оi permit

selec?ionatorului s? le aleag? pe cele de care are nevoie, care au

caracterele necesare pentru cre?terea unui soi nou, mai potrivit. Pe baza

colec?iilor IUF au fost crescute aproape 1000 dintre cele mai bune soiuri

de culturi agricole.

Un exemplu minunat de utilizare a fondului mondial genetic de selec?ie

este crearea soiului de grвu «Bezostaea-1», cunoscut оn lumea оntreag?.

Plantele de acest soi au o tulpin? mic?, sоnt rezistente la rugin?, la

frig, sоnt foarte roditoare, reac?ioneaz? la оngr??are, se macin? bine ?i

au bune calit??i gustative. Acesta este un soi cu adev?rat «genial»! La

cre?terea lui academicianul P. P. Luchieanenco a utilizat soiurile de grвu

din diferite ??ri ?i continente, aflate оn colec?ia IUF. De exemplu, forma

patern? a soiului «Bezostaea-1» a fost de origine argentinian: «Clein 33».

Acesta din urm? a fost crescut cu participarea soiului italian «Ardito»,

ob?inut prin оncruci?area grвului moale european cu forma japonez?

«Acagomuchi», ce are tulpin? joas? ?i care a transmis acest caracter

soiului «Clein 33». Ultima calitate a fost mo?tenit? de «Bezostaia 1».

P. P. Lucieanenco, lucrвnd la crearea soiurilor noi de grвu mult mai

roditoare, a оncruci?at «Bezostaea 1» cu soiurile rezistente la p?tulire

din RDJ ?i a ob?inut soiurile de grвu de toamn? cu un оnalt randament,

numite «Avrora» ?i «Cavcaz». Acestea au tulpin? mic?, sоnt rezistente la

p?tulire ?i la boli criptogamice, recolta e de 70—80 centale la hectar.

Оn prezent depozitul na?ional de semin?e a fost mutat din Leningrad оn

or??elul Botanica de lоng? Crasnodar. Fondurile lui se complecteaz? mereu,

оn noua c?mar? de gene se vor p?stra оn containere, ce au capacitatea de

0,5 kg, peste 400 de mii de probe de diferite semin?e. A fost adoptat? o

nou? tehnologie de p?strare a fondului de colec?ie. Semin?ele uscate оn

prealabil se p?streaz? normal la +4°C f?r? a fi reвns?mвn?ate 25—30 de ani,

men?inвndu-?i norma fiziologic?.

Conservarea genomilor sub form? de semin?e urm?re?te un scop dublu. Оn

primul rвnd, s? p?streaz? fondul genetic al plantelor rare pe cale de

dispari?ie, оn rвndul al doilea, pot fi studiate posibilele modific?ri

genetice оn cazurile de p?strare оndelungat? a semin?elor, fapt de mare

importan?? pentru ?tiin??.

Banca de probe nu solu?ioneaz?, de bun? sam?, problema p?str?rii fondului

genetic al plantelor, deoarece la оnmul?irea prin semin?e nu se reproduc

оntotdeauna toate caracterele, pe care dorim s? le p?str?m. Afar? de

aceasta, multe plante se оnmul?esc numai pe cale vegetativ?. Оn astfel de

cazuri fondul genelor poate fi p?strat numai prin conservarea la mare frig

a ?esuturilor din zona de cre?tere (meristem) ?i a embrionilor cultiva?i оn

afara organismului (structurile embrionare), precum ?i a celulelor sexuale

?i somatice.

Cea mai bun? metod?, оns?, va fi nu p?strarea celulelor, chiar dac?

оntotdeauna vom putea ob?ine din ele o plant? оntreag?, ci p?strarea

meristemelor care ofer? posibilitatea de a restabili complect ?i de a

оnmul?i genotipul dat. Оn cazul utiliz?rii meristemelor, metodele de

regenerare a plantelor au fost elaborate deja pentru 60 de specii ?i ele se

aplic? larg оn practic?.

O alt? metod? special?, care face posibil? p?strarea genotipului ini?ial

este cultivarea embrioizilor ob?inu?i din celulele somatice sau din polen,

cвnd anterele sоnt cultivate in vitro.

Pвn? оn prezent s-a reu?it a se restabili cultura de celule, dup? ce ele

s-au aflat оn azot lichid, ale plopului, paltinului, m?tr?gunei, morcovului

?. a. Celulele morcovului au p?strat capacitatea de a regenera plante

оntregi. La tutun s-a reu?it a se «оnvia» embrioizii dezghe?a?i, crescu?i

оntr-o cultur? de antere. Dup? aceea din ei s-au ob?inut plante.

A?a dar, pentru crearea unei b?nci de gene ale plantelor, e nevoie de

colec?ii mari de semin?e, de congelarea polenului, a celulelor,

embrioizilor ?i ?esuturilor meristemice cultivate, din care este mai u?or a

regenera planta.

Оntreaga opera?ie de p?strare a celulelor const? din urm?toarele etape

principale: preg?tirea culturii de celule, ad?ugarea la ea a

crioprotectorului, congelarea programat?, p?strarea оn azot lichid,

dezghe?area, оndep?rtarea (sp?larea) crioprotectorului, determinarea

viabilit??ii celulelor, recultivarea (adic? restabilirea culturii) ?i, dac?

este posibil ?i necesar, regenerarea plantelor.

14.3 Fondul genetic al plantelor

Activitatea economic? ?i de produc?ie a omului a devenit un factor ce

amenin?? existen?a multor specii de animale. Numai de la оnceputul

secolului al XVII au disp?rut de pe planet? 150 specii de animale s?lbatice

?i p?s?ri, dintre care 75 au disp?rut оn ultimii 50 de ani. Оn Cartea Ro?ie

a Asocia?iei interna?ionale de protec?ie a naturii au fost оnscrise 768

specii ?i 371 subspecii de animale vertebrate, iar оn Cartea Ro?ie a fostei

Uniunii RSS — 92 specii ?i subspecii de mamifere, 80 specii de p?s?ri, 35

specii de reptile, 209 (!) specii de insecte ?. a. m. d.

Reducerea num?rului de specii amenin?? existen?a lor, iar reducerea

num?rului de indivizi ai fiec?rei specii duce la reducerea variet??ii

genetice.

Unul dintre factorii de accelerare a ritmului de reducere ?i de

dispari?ie a multor specii este stresul, cauzat de civiliza?ie. Оntr-o

situa?ie deosebit de periculoas? se afl? aborigenii, adic? rasele locale de

animale. Dintre cele 145 de rase, crescute оn Europa, 115 sоnt оn

dispari?ie.

Uneori savan?ii reu?esc s? salveze unele specii amenin?ate de nimicire

complet? prin оnmul?ire оn condi?ii artificiale. Astfel a fost salvat?

antilopa, orixul alb, renul-lui-David. La оnceputul acestui secol оn

parcurile zoologice ale Europei r?m?sese doar 16 reni din aceast? specie.

Оn prezent num?rul lor e le 400. Dup? cel le-al doilea r?zboi mondial pe

teritoriul brani?tei Belovejscaia a r?mas un singur zimbru. Datorit?

eforturilor comune ale speciali?tilor sovietici ?i polonezi num?rul lor s-a

m?rit treptat pвn? la 1000.

Оnmul?irea оn captivitate a speciilor rare de animale s?lbatice pвn? la

num?rul cвnd nu mai exist? pericolul de dispari?ie este o metod? ce s-a

оndrept??it. De acest lucru se ocup? оn prezent savan?ii de la 800 de

parcuri zoologice ale lumii, оn care se оntre?in 161 specii de mamifere ?i

72 specii de p?s?ri. Оn fosta URSS se оntre?ineau оn parcuri 127 specii ?i

subspecii de animale. Оn parcurile zoologice din lume se nasc. bun?oar?, оn

fiecare an 200 de pui de tigru-de-Amur, care a devenit o raritate оn locul

s?u de ba?tin?.

Оn procesul de cre?tere a animalelor оn parcurile zoologice se isc? de

bun? sam?, o serie de probleme. Una dintre acestea este оnmul?irea

animalelor s?lbatice оn captivitate, C?ci la multe dintre ele dispar

deprinderile comportamentului sexual ?i matern. Pe de alt? parte, din cauza

оnmul?irii prin оncruci?area rudelor apropiate se reduce varietatea

genetic?. Popula?ia din 50–100 de indivizi poate asigura p?strarea doar a

unei jum?t??i din fondul genetic al speciei. Dar оn parcurile zoologice

este imposibil a оntre?ine asemenea grupuri numeroase de animale, mai ales

ale mamiferelor mari. ?i, оn sfвr?it, apare problema dezvolt?rii la pui a

deprinderilor necesare pentru via?? оn libertate.

Nu оncape оndoial? c? formele cele mai fire?ti ?i de aceea ?i cele mai

eficace de protec?ie a fondului genetic al speciilor rare de plante, precum

?i de animale sunt rezerva?iile ?i parcurile na?ionale. Оn prezent оn lume

exist? peste 40 mii de astfel de institu?ii. Оn fosta URSS existau141

rezerva?ii, 12 parcuri na?ionale ?i 2700 teritorii, rezerva?ii cu o

suprafa?? total? de aproape 57 milioane de hectare. Оn RM exist? 2

rezerva?ii – «Codru», pe teritoriul raioanelor Nisporeni ?i Str??eni, ?i

«P?durea R?denilor» оn raionul Ungheni. Suprafa?a lor total? este de

aproape 11 mii hectare. Curвnd vor fi organizate оnc? dou? rezerva?ii:

«Beleu» оn raionul Vulc?ne?ti ?i «Golful de la Goean» оn raionul Dub?sari.

Se prevede ?i crearea unui parc na?ional pe teritoriul gospod?riei Orhei, o

rezerva?ie de faun? «Lвng? Prut» оn raionul Glodeni ?i «?oimul» оn raionul

Camenca.

Ce se poate, оns?, face cu speciile al c?ror num?r de indivizi s-a redus

la limit? ?i care sunt amenin?ate s? dispar? complect, dac? au r?mas оn

via?? numai femele sau numai masculi? Cum trebuie s? proced?m, ca s?

оnapoiem specia naturii?

Оn februarie 1976 la Centrul ?tiin?ific de cercet?ri biologice din

Pu?cino al A? a fostei URSS s-a ?inut o consf?tuire neobi?nuit?. Ea a fost

consacrat? problemei p?str?rii speciilor de animale pe cale de dispari?ie

prin conservarea genelor lor. Ini?iativa acestei consf?tuiri оi apar?ine

profesorului B. N. Veprin?ev, care a emis ideea cu privire la colectarea ?i

conservarea genomilor (garnitura de gene) animalelor, pentru ca оn viitor,

dac? va fi necesar ?i vor apare posibilit??i tehnice, s? fie regenerate din

ele speciile disp?rute.

Tocmai aceast? idee a fost pus? оn discu?ie la Pu?cino. Consf?tuirea a

aprobat propunerea de a se conserva genomii sub form? de celule sexuale ?i

celule somatice, precum ?i embrionii, cu toate c? multora ideea li s-a

p?rut utopic?.

Dar numai peste doi ani participan?ilor la Asambleia general? a

Asocia?iei interna?ionale de procreare a naturii, ce a avut loc la A?habad,

propunerile lui Vepreian?ev nu le-au mai p?rut chiar atвt de ireale. Ideea

salv?rii faunei pe cale de dispari?ie prin crearea unor depozite de gene

conservate sau a unor b?nci genetice s-a r?spвndit larg ?i a atras nu numai

aten?ia biologilor, ci ?i a savan?ilor de cele mai diverse specialit??i.