Ģenētika

Šarlote Auerbaha

Ģenētika

Apvārsnis. Ar šo grāmatu sērija «Apvārsnis» aicina jūs ielū­koties tajā brīnumainajā, acij nesaredzamajā pasaulē, kur jau pirms mūsu dzimšanas izšķiras, kādā krāsā mums būs acis, mati, kādas būs mūsu dotības, kādas slimības mūs apdraudēs. Sī pasaule — šūnas kodols — ir ārkārtīgi maza, bet no tā, kas tur notiek, atkarīgs daudz. Ne velti cilvēks allaž tik |oti centies to izzināt, un ne velti ģenētikas vēsture pilna vētrainiem strīdiem. S. Auerbahas «Ģenētika» saistoši un vienlaikus pietie­kami dzi|i iepazīstina ar jaunākajām atziņām par iedzimtību. Ikvienam, kas vēlēsies labāk izprast iedzim­tības jautājumus un uzmanīgi izsekot autores lakonis­kajai, zinātniski precīzajai domu gaitai — sākot ar vidusskolnieku un beidzot ar inženieri vai zinātnieku—, grāmata sniegs plašas nepieciešamās zināšanas un ba­gātīgu vielu pārdomām.

DĀRGIE LASĪTĀJI! Izdevniecība «Zinātne» pērn sākusi jaunu sēriju ar nosaukumu «APVĀR­SNIS». Šīs sērijas grāmatas aizved jūs tālos kon­tinentos un dziļās jūrās, kosmosā un mikropasaulē, pagātnē un nākotnē, stāsta par dabu, dzīvniekiem, ceļojumiem, populārā formā sniedz interesantas zi­nātnes atziņas.

Vai esat lasījuši 1970. gadā šajā sērijā iznākušās grāmatas — Dž. Korbeta «Kumaonas cilvēkēdāji» un V. Obručeva «Saņņikova Zeme»?

Šo sēriju turpina

B. un M. Gržimeku «Serengeti nedrīkst mirt», Š. Auerbahas «Ģenētika», A. Černova «Homo aquaticus», Z. Kosidovska «Kad saule bija dievs», V. Kuzmiščeva «Maiju priesteru noslēpums», Dž. Darella «Zvērudārzs manā bagāžā», M. Marē «Septiņi vīri pie pingvīniem» un F. Mouata «Nevainojiet vilkus!»

No angļu valodas tulkojis Aldis Lauzis. Ilustrējusi INGE G. AUERBAHA LINKERA

PRIEKSVARDS LATVIEŠU IZDEVUMAM

Cilvēka, dzīvnieku un augu iedzimtība ir temats, kas interesē daudzus, ja ne visus. Iedzimto īpašību problēma tiek cilāta ģimenes pārrunās sakarā ar jauna pilsoņa nākšanu pasaulē, pedagogu un psihologu diskusijās par grūti audzināmiem pusaudžiem, ārstu sarunās ar sli­miem un veseliem, miera cīnītāju brīdinājumos par cil­vēces atbildību nākamo paaudžu priekšā, rakstnieku daiļ­radē. Šo problēmu nevar apiet neviens, kas grib izprast dabu un cilvēku sabiedrību, apzināt sevi un savu vietu dzīvē, veidot gudru un progresīvu attieksmi pret dažā­dām sabiedriskajām parādībām, kas saistītas ar tautību un rasu atšķirībām, sievietes un vīrieša atšķirīgajām bioloģiskajām un sociālajām funkcijām, zemeslodes iedzīvotāju skaita straujo pieaugumu utt. Vairāk nekā simt gadu attīstās ģenētika — zinātne par iedzimtību. Patlaban tā izvirzījusies par vienu no svarīgākajām bio­loģijas nozarēm, kurā gūst izcilus sasniegumus. Tās sa­biedrisko nozīmi trāpīgi raksturo ievērojamā padomju ģenētika Nikolaja Dubiņina vārdi: «Cilvēce ieiet atoma, gēna un kosmosa laikmetā.» Jaunas vērtīgas augu un dzīvnieku šķirnes, penicilīns, panākumi iedzimto slimību ārstēšanā un lipīgo slimību apkarošanā — tas ir ļoti labs sākums. Taču atklājumi, ko biologi guvuši un gūst, pētī­jot dzīvo būtņu iedzimtības aparātu, pēc daudzu zināt­nieku domām, jau tuvākajos gadu desmitos ienesīs cilvē­ces dzīvē būtiskas pārmaiņas, pavērs tādas iespējas, ku­ras pagaidām pat grūti novērtēt. Pastāv uzskats, ka nebūs vēl beigusies pašreizējā sabiedrības zinātniski teh­niskā revolūcija ar tās kibernetizāciju un automatizāciju* kad sāksies cilvēces bioloģiskā revolūcija — ilgstošs pro­cess, kura gaitā pārveidosies pats cilvēks. Ir pazīstams, Ivana Mičurina aicinājums: «Mums nevajag gaidīt dā­vanas no dabas, ņemt tās no dabas ir mūsu uzdevums.» Līdz šim bioloģijas sasniegumi izmantoti galvenokārt cilvēka vides pilnveidošanai — uztura bagātināšanai un pārtikas resursu palielināšanai, slimību apkarošanai. Iedzimtu kaišu — diabēta, fenilketonūrijas u. c. — ārstē­šana ir pasākums, kas uzlabo atsevišķu indivīdu dzīvi, bet neskar iedzimtības informāciju, kuru izārstētie indi­vīdi nodod saviem pēcnācējiem. Iespēju izlabot pašu iedzimtību pavērs «ģenētiskā ķirurģija» — nevēlamo gēnu aizstāšana ar vēlamiem. Līdz ar to no iedzimtās kaites būs paglābti ari pēcnācēji. Kā tas notiks praktiski, vēl nav zināms. Varbūt tā: uzkraus vēlamo gēnu kādam ne­kaitīgam vīrusam (ir tādi vīrusi, kas spēj pārnēsāt gē­nus no šūnas uz šūnu, tie pieminēti arī šajā grāmatā), un ar šādiem vīrusiem «inficēs» cilvēka dzimumšūnas. Protams, šai nolūkā būtu jāatrod vai jāizgatavo piemē­roti vīrusi, jāiemācās izgatavot art gēnus. Šodien tas vairs nav sapnis, bet gan reāls zinātniskās pētniecī­bas uzdevums. Pirmā bezdelīga ir ASV bioķīmiķa Go- binda Horānas pētījums, par kuru viņš ziņoja VII Starp­tautiskajā dabas vielu ķīmijas simpozijā, kas 1970. gada jūnijā notika Rīgā. Horāna sintezējis gēnu, turklāt sin­tezējis pilnīgi — no atsevišķiem nukleotīdiem (S. Auer- baha tos sauc par gēna «burtiem»).

Ģenētiskā ķirurģija atbrīvotu cilvēci no tās ģenētiskā sloga — kaitīgajiem gēniem, kas liedz daudziem sabied­rības Iocek|iem pilnvērtīgu dzīvi. Bet zinātnes sasnie­gumi, kā to rāda vēsture, ir medaļa ar divām pusēm. Ķīmija devusi mums ne tikai zāles, minerālmēslus un skaistus plastmasas izstrādājumus, bet arī napalmu un indīgās kaujas vielas. Vēl ilgi nebija uzbūvētas pirmās atomelektrostacijas, kad fiziķu atbrīvotā atomu kodolu enerģija noslaucīja no zemes virsas divas Japānas pilsē­tas. Un arī gēnu sintēze var dot sākumu ne vien ģenētiska­jai ķirurģijai, bet arī ģenētiskajam karam. Rietumu militā­rajās aprindās parādījies jēdziens «nedeklarētais karš». Vislabāk esot karot tā, lai pretinieks nemaz nezina, ka Šis karš notiek. Par vienu no daudzajiem «nedeklarētā kara» līdzekļiem var pārvērst ari kaitīgos gēnus, ko ar vīrusu starpniecību varētu izplatīt kaut vai pa visu pa­sauli. Tāpat kaitīgie gēni varētu noderēt politikai «no spēka pozīcijas». Par iespēju attīstīt tā saukto negatīvo ģenētisko ķirurģiju nobažījušies daudzi ievērojami zināt­nieki. Viņi aicina sabiedrību būt saprātīgai jaunajā zi­nātniski tehniskajā situācijā, kas slēpj sevī ne mazākas briesmas kā iespēja izgatavot atomieročus.

Bet vēsture māca arī ticību progresam, saprāta uzva­rai. Kad visā pasaulē būs tāda sabiedriskā iekārta, kurā kari izslēgti, tad atkritīs arī šīs briesmas. Necilvēcība neiedzimst, tā ir sociālo apstākļu produkts. Taču ģenēti­kas un visas bioloģijas attīstība tik un tā sola cilvēcei papilnam rūpju un problēmu. Šodien grūti pateikt, ku­ras no jaunajām iespējām cilvēks izmantos un kuras viņš uzskatīs par nesavienojamām ar sabiedrības vairākuma ētiku un ideāliem.

Esam ilgāk uzkavējušies pie tā, kas būs vai varētu būt. Par to, ko ģenētiķi jau paveikuši, ko viņi uzzinājuši, ko devuši sabiedrībai, stāsta Šarlotes Auerbahas «Ģenē­tika». Grāmatas autore ir Edinburgas universitātes (Sko­tijā) ģenētikas profesore, Londonas Karaliskās zinātņu veicināšanas biedrības locekle. Četrdesmito gadu sākumā viņa viena no pirmajiem sāka pētīt ķīmiskos mutagē- nus — vielas, kas spēj mainīt iedzimtības informāciju. Viņas grāmata ir lielisks populārzinātniskās literatūras paraugs. Nopietni un dziļi izskaidrojot iedzimtības sa­režģītās parādības, dodot lasītājam plašu priekšstatu par ģenētikas zinātnes mūsdienu stāvokli, tā tai pašā laikā neprasa no viņa nekādas priekšzināšanas bioloģijā. Tāda grāmata, kā raksta S. Auerbaha savā ievadā, bija ļoti vajadzīga Anglijā, un arī mūsu populārzinātniskās lite­ratūras klāstā tā aizpildīs zināmu robu. Plašām sabiedrī­bas aprindām jābūt informētām par to, kas notiek zināt­nieku laboratorijās, it sevišķi nozarēs, kur tiek gatavoti atklājumi, kuri skar ikviena sabiedrības locekļa intere­ses.

Te jāpiebilst tikai viens. Rietumu zinātnieki dažādu iemeslu dēļ (valodas nezināšana, ideoloģiski aizsprie­dumi utt.) savos publicējumos bieži vien neatsaucas uz padomju zinātnieku oriģinālajiem pētījumiem. Tas attie­cināms zināmā mērā arī uz S. Auerbahas grāmatu «Ģe­nētika». No daudzajiem padomju ģenētiku pētījumiem, kas devuši svarīgus rezultātus, te aprakstīti tikai Vissa­vienības eksperimentālās medicīnas institūta dvīņu bēr­nudārzā 30. gados izdarītie eksperimenti. Patiesībā, par spīti grūtībām, kādas ģenētikas attīstībai pie mums bija jāpārvar 40. un 50. gados, padomju zinātnieki daudz pa­veikuši visās šīs zinātnes nozarēs. Tūlīt pēc Oktobra re­volūcijas mūsu zemē izveidojās spēcīgas ģenētiku sko­las, kas lika pamatus pētījumiem pašos aktuālākajos virzienos, jau drīz vien izvirzoties pasaules zinātnes priek­šējās pozīcijās. 20. gados N. Vavilovs izstrādāja iedzim­tības mainīguma homoloģisko rindu teoriju, uz kuras pa­mata pēc tam padomju zinātnieki veica grandiozu uzde­vumu — izpētīja kultūraugu izcelšanās un evolūcijas centrus visos kontinentos. Daudzas zinātniskas ekspedī­cijas devās uz ārzemēm, bet Padomju Savienībā izvei­doja plašu zonālo staciju un atbalsta punktu tīklu. Rezul­tātā radās plaša visas pasaules kultūraugu šķirņu dzīvā kolekcija — gēnu rezerves fonds, kas kļuva par vērtīgu izejmateriālu selekcionāriem. Tai pašā laikā S. Cetveri- kovs lika pamatus populāciju ģenētikai, kuras problēmas vēlāk |oti auglīgi pētīja N. Timofejevs-Resovskis un N. Dubiņins. Reizē ar amerikāni S. Raitu N. Dubiņins izstrādāja ģenētiski automātisko procesu jeb gēnu dreifa teoriju. 1927. gadā G. Karpečenko atklāja metodi, kā pār­varēt starpsugu hibrīdu neauglību, divkāršojot to hro­mosomu komplektu, un rezultātā sintezēt jaunas sugas. 1931. gadā M. Hadžinovs vienlaikus ar amerikāņiem at­klāja citoplazmisko vīrišķo sterilitāti, un trīsdesmit ga­dus vēlāk šis atklājums tika likts pamatā visai hibridi- zētās kukurūzas sēklu «industrijai», kam S. Auerbahas grāmatā veltīta vesela noda|a. Selekcijas teorijai un praksei daudz devuši padomju zinātnieki N. Vavilovs, I. Mičurins, P. Lukjaņenko, V. Pustovoits u. c. Ievēro­jamie ģenētiķi V. Saharovs un M. Lobašovs krietni agrāk nekā Rietumu zinātnieki uzsāka darbu mākslīgajā ķīmis­kajā mutaģenēzē, kā arī atklāja ķīmisko mutagēnu specifiskumu. Eksperimentēdams ar zīdtauriņiem, V. Astau- rovs viens no pirmajiem analizēja šūnas kodola un cito­plazmas relatīvo nozīmi organisma attīstībā un īpašību iedzimšanā, pārliecinoši pierādot, ka izšķirošā loma ir kodolam. Tie ir tikai nedaudzi piemēri. Patlaban Pa­domju Savienībā darbu izvērsuši daudzi ģenētiskie insti­tūti un laboratorijas. Piecos pastāvēšanas gados inten­sīvu darbību uzsācis N. Dubiņina vadītais PSRS ZA Vispārīgās ģenētikas institūts, kur tiek risinātas tādas svarīgas problēmas kā, piemēram, iedzimtības molekulu pasargāšana no radiācijas izraisītiem bojājumiem. Pēc N. Dubiņina izdarītajiem aprēķiniem ANO Vispasaules veselības aizsardzības organizācija pieņēma pieļaujamo apstarojuma normu. Padomju zinātnieku uzmanības cen­trā ir problēmas, no kurām pašreiz visvairāk atkarīga ne vien ģenētikas, bet visas bioloģijas tālākā attīstība. Lai minam dažas no tām: kā notiek hromosomu iedzim­tības «ieraksta» mainīšanās starojuma un ķīmisku savie­nojumu ietekmē un kā Šūna apkaro šīs pārmaiņas? kā iedzimtības «ieraksts» materializējas olbaltumvielu struktūrā? kā notiek gēnu pārkombinēšanās? kādas ģe­nētiskas struktūras kontrolē DNS sintēzi? kādi iedzim­tības faktori darbojas ārpus hromosomām? kas šūnā uz­tur ģenētisko līdzsvaru? kāda ir gēnu loma organisma individuālajā attīstībā?

Presē vai ik mēnesi parādās ziņojumi par padomju un ārzemju zinātnieku jauniem lieliem sasniegumiem iedzimtības noslēpumu izzināšanā. To nozīme īsti sapro­tama tikai tiem, kas orientējas ģenētikas jēdzienos un metodēs. Gribas cerēt, ka līdz ar S. Auerbahas «Ģenēti­kas» izdošanu latviski tādu saprotošu lasītāju pulks krietni palielināsies un reizē ar to mazāk (būtu labi, ja daudz mazāk!) paliks tādu, kuri paši uzskata, ka viņi ir izglītoti, laikmetīgi un moderni Jaudis, bet iedzimtības jautājumos tīri labi varētu saprasties ar Puškina pasakā tēloto carieni, kas par savu pameitu saka:

Lūk, kas izaudzis no tās — Balta gan, nav jābrīnās: Māte grūtniecības sērās Augas dienas sniegā vērās …

Novēlam, lai Jums, lasītāj, būtu patīkami uzzināt, kāpēc žirafe nekad nekļūs par leduslāci, kaut arī to noliktu dzī­vot uz Ziemeļpola.

A. Lauzis

AUTORES PRIEKŠVĀRDS

Sīs nelielās grāmatas tematika un mērķis pilnīgi izklās­tīti tās pirmajā noda|ā. īsumā to var rezumēt šādi.

Man nav bijis padomā sniegt saistošu pārskatu par jaunākajiem atklājumiem ģenētikā: par DNS dubultspi- rāli, ģenētisko kodēšanu, baktēriju transformēšanos, par «slepkavām» starp infuzorijām tupelītēm, par baktēriju un vīrusu dzimumprocesiem utt. Siem aizraujošajiem at­klājumiem ierādīta pieticīga vieta grāmatas beigu noda­ļās. Ikviens, kas vēlas plašāku informāciju par tiem, var to saņemt no daudzajiem lieliskajiem populārzinātnis­kajiem rakstiem, lekcijām, filmām un televīzijas pārrai­dēm par aktuālām bioloģijas problēmām.

Taču, pēc manas ciešākās pārliecības, katram, kas vē­las no šādiem izglītošanās brīžiem paņemt sev līdzi kaut ko vairāk nekā dažus bijību iedvesošus terminus, dažus intriģējošus trīsburtu vārdus — «DNS», «RNS» un tam­līdzīgi—, kaut ko vairāk nekā miglainu atziņu, ka mūs­dienu ģenētiķi dara brīnumus, ir nepieciešams būt skaid­rībā par ģenētikas elementiem. Mans nolūks ir dot šīs nepieciešamās zināšanas, bez kurām nav iespējams iepa­zīties ar jaunākajiem sasniegumiem ģenētikā.

Ar to es gan negribētu teikt, ka šī grāmata ir tikai pre­lūdija īsteni vērtīgajam un interesantajam ģenētikā. Gluži otrādi, es uzskatu, ka visi ģenētikas aspekti ir katrs savā ziņā valdzinoši, ka daudzi no tiem mūs pieved tieši pie dzīvības pamatproblēmām, bet citi ir dziļi savijušies ar cilvēka veselības un laimes problēmām. Turklāt tie visi ir aizraujoši. Pirms sešdesmit gadiem Mendeļa likumi un pirms trīsdesmit gadiem Millera panākums mutāciju iz­raisīšanā ar rentgena stariem bija tikpat satraucoši jaunumi kā DNS struktūras atklāšana mūsu dienās.

Esmu centusies izteikties, cik iespējams, skaidri un vienkārši, neesmu lietojusi vairāk terminu, nekā nepie­ciešams precizitātes un skaidrības labad. Bet ģenētika nav aprakstoša zinātne, kādas senāk bija dabas zinātnes. Tā ir jāsaprot, tāpat kā ir jāsaprot fizika un ķīmija. Tā­pēc nepieciešama ari lasītāja paša aktīva līdzdalība. No šīs grāmatas labumu gūs tikai tie lasītāji, kas ir ar mieru šādi sadarboties; ceru, ka viņi ar grāmatu būs apmieri­nāti. Daudzo ilustrāciju mērķis ir palīdzēt viņiem aptvert grūtākus jautājumus. Varbūt dažas ilustrācijas liksies pārāk rotaļīgas zinātniskai grāmatai; taču, izņemot no­daļu virsrakstus un beigu vinjetes, katrs zīmējums ir iecerēts kā nopietns palīgs lasītājam.

Noskanējis grāmatu un FB2 failu izveidojis Imants Ločmelis