Дијалог култура 31.03.2013.

Тема: МОЛЕКУЛАРНА БИОЛОГИЈА – Трећа емисија: DNK, репликација, регулација односно контрола активности гена, Сангеров метод секвенцирања, амплификација и њена примена, протеомика, модел in silico

Зашто DNK није од самог открића одмах схваћена као генетски материјал? Како су научници веома рано закључили да је генетски материјал супстанца која има способност аутокатализе, тј. сопствене репликације – како су текла њихова промишљања о могућим моделима репликације, и који експерименти су их довели до закључка да је управо семиконзервативан важећи? Шта је регулација односно контрола активности гена и како се она остварује? На ком принципу се базира Сангеровог метод секвенцирања DNK и због чега је ова метода толико значајна да је Фредерик Сангер за њу добио Нобелову награду 1980.? Шта је амплификација и где се примењује?

Осим ових питања, из ове треће емисије серијала о молекуларној биологији, у најави издвајамо поглед на правце развоја молекуларне биологије нашег саговорника Александра Вујина, докторанта у лабораторији др Моник Зетка на Департану биологије Универзитета Мек Гил у Монтралну. Он каже: „Будућност молекуларне биологије сигурно је у мултидисциплинарности и у интеграцији посебно са компјутерскм технологијама и информатиком. Причали смо о открићима који су преслудно утицали на развој молекуларне биологије и видели смо да се у 20. веку свако откиће односило на један специфичан теоријски проблем и да је тај проблем решила или једна особа или мали тим или група људи. Иако овакав приступ молекуларној биологији сигурно неће нестати у 21. веку, штавише моја лабораторија се превасходно бави баш таквим приступом, молекуларна биологија се све више креће или, може се рећи, еволуира у дисциплину која се зове системска биологија. Системска биологија је мултидисциплинарни пиступ молекуларној биологији где се акценат даје на синтезу знања насупрот анализи и редукционизму. Од пре десет или петнаест година имамо информације о целокупном геному, сада имамо начине да утврдимо за свако ткиво целокупни транскриптом. Шта транскриптом значи? По аналогији са термином геном, транскриптом значи секвенца свих активних транскрипта, свих активних информационих RNK у одређеном ткиву или ћелији. И док су геноми у свим нашим ћелијама једнаки, транскриптоми се разликују од ткива до ткива и можемо анализирати све транскрипте у исто време. Корак даље је протеомика. Дакле, модерним техникама можемо анализирати присуство свих протеина у одређеном ткиву, у болесном или у здравом ткиву. Дакле у периоду смо када смо јасно преплављени информацијама и јасно је да овде изучавамо системе који су незамисливо комплекснији од било каквог система који су људи направили инжењерством. Молекуларни биолози изучавају системе који су до савршенства еволуирали већ четири милијарде година и сва наша досадашња сазнања веома су фокусирана и по ширини ограничана. Следећи корак је да се систем разуме да се интегишу сва ова посебна сазнања и да се систем разуме као целина: интеракција протеина једних са другима и да се ћелије опишу физичким карактеристикама. Ево, прошле године изашло је једно епохално дело где је на основу свих до сада прикупљених информација о ћелији једне једноставне бактерије микоплазе гениталиум први пут направљен компјутерски модел in silico, што на латинском значи у силикону, у силикатима од којих су компјутери направјени, дакле, назван in silico, по аналогији са in vitro, направљен је компјутерски програм, компјутерски модел који, базирано на почетним параметрима које знамо експерименталним путем, може да програмира деобу те једноставне ћелије. Значи, ми само у времену нула убацимо све параметре које знамо из емпиријских и експерименталних метода у програм који је базиран на одеђеним функцијама које су исто базиране на емпириским опсевацијама. Ти параметри пролазе кроз функције, значи еволуирају по закону тих функција кроз време, и, када се погледа крајњи резултат модела, види се да се ћелијска деоба може успешно извршити у компјутеру, што је, по мени, откриће које је назнака онога што долази. Ово је веома једноставна ћелија, она има само 500.000 базних парова, целкупни геном је дугачак само 500.000 базних парова, што звучи много, али људски геном је дугачак три милијарде базних парова, значи шест и по хиљада пута више. Дакле, следећи корак је нека компликованија бактерија, па после тога ћелија са једром, нека еукариотска ћелија, и то није само занимљив компјутерски програм јер већ имамо информације, него базирано на информацијама које имамо, он нам нуди нове информације како се те компоненте интерагују кроз време, што је некада недоступно нашим емпиријским и експериметналним методама. Не постоји метод који ће Вам дозволити да у исто време пратите кроз време све молекуле свих врста једне ћелије. Али због апликације ових компјутерсих технологија и информатике добили смо тако нешто.“

Уредница и ауторка: Дренка Добросављевић

Музички уредник: Предраг Јовановић

Тон-мајсторка: Марица Јунг