Informacion rreth arritjeve të biologjisë moderne. Analiza e arritjeve moderne në biologji. Përmbledhje: Arritjet e shkencës moderne natyrore në biologji. Ku përdoren arritjet e biologjisë. Kufijtë e rinj në terapinë e gjeneve

Nëse ecni përgjatë plazhit dhe gjeni një gur fosil interesant, kuptoni menjëherë se ai mund t'i përkasë një specie të zhdukur prej kohësh. Ideja se speciet po vdesin është aq e njohur për ne, saqë është e vështirë të imagjinohet një kohë kur njerëzit mendonin se çdo lloj krijese ende jeton diku. Njerëzit besonin se Zoti krijoi gjithçka - pse do të krijonte diçka që nuk mund të mbijetonte?

George Cuvier ishte personi i parë që e bëri këtë pyetje. Në 1796 ai shkroi një artikull mbi elefantët në të cilin ai përshkroi varietetet afrikane dhe aziatike. Ai përmendi gjithashtu një lloj të tretë elefantësh të njohur për shkencën vetëm nga kockat e tij. Cuvier vuri në dukje ndryshimet kryesore në formën e nofullës së elefantit të tretë dhe sugjeroi që speciet duhet të jenë krejtësisht të ndara. Shkencëtari e quajti atë një mastodon, por atëherë ku janë individët e gjallë?

Sipas Cuvier-it, “të gjitha këto fakte janë në përputhje me njëra-tjetrën dhe nuk kundërshtojnë asnjë mesazh tjetër, ndaj më duket e mundur të vërtetohet ekzistenca e një bote që i parapriu botës sonë dhe u shkatërrua për shkak të një lloj katastrofe”. Ai nuk u ndal vetëm në këtë ide revolucionare. Cuvier studioi fosilet e kafshëve të tjera të lashta - duke shpikur termin "pterodactyl" gjatë rrugës - dhe zbuloi se zvarranikët ishin dikur speciet dominuese.

Qelizat e para u rritën jashtë trupit

Nëse një biolog dëshiron të studiojë funksionimin e brendshëm të qelizave shtazore, është shumë më e lehtë nëse ato qeliza nuk janë pjesë e kafshës në atë kohë. Aktualisht, biologët po kultivojnë shirita të gjerë qelizash në një epruvetë, gjë që e thjeshton shumë detyrën. Personi i parë që u përpoq të mbante gjallë qelizat jashtë trupit pritës ishte Wilhelm Roux, një zoolog gjerman. Në 1885, ai vendosi një pjesë të embrionit të pulës në kripë dhe e mbajti gjallë për disa ditë.

Për disa dekada, kërkimet vazhduan duke përdorur këtë metodë të veçantë, por në vitin 1907 dikush papritmas vendosi të rritë qeliza të reja në tretësirë. Ross Harrison mori inde nga një embrion bretkose dhe ishte në gjendje të rritë fibra të reja nervore prej tyre, të cilat më pas i mbajti gjallë për një muaj. Sot, mostrat e qelizave mund të mbahen të gjalla pothuajse për një kohë të pacaktuar - shkencëtarët janë ende duke eksperimentuar me indet qelizore nga një grua që vdiq 50 vjet më parë.

Zbulimi i homeostazës

Me siguri keni dëgjuar diçka për homeostazën, por në përgjithësi është shumë e lehtë të harrohet se sa e rëndësishme është ajo. Homeostaza është një nga katër parimet e rëndësishme biologji moderne, së bashku me evolucionin, gjenetikën dhe teorinë e qelizave. Ideja kryesore përshtatet në një frazë të shkurtër: organizmat rregullojnë mjedisin e tyre të brendshëm. Por si me konceptet e tjera të rëndësishme që mund të shtrydhen në një frazë të shkurtër dhe të përmbledhur - objektet me masë tërhiqen nga njëri-tjetri, rrotullohen rreth Diellit, nuk ka kapje - ky është një kuptim vërtet i rëndësishëm i natyrës së botës sonë.

Ideja e homeostazës u hodh për herë të parë nga Claude Bernard, një shkencëtar pjellor i mesit të shekullit të 19-të, i cili u mbajt zgjuar nga fama e Louis Pasteur (megjithëse ata ishin miq). Bernard bëri përparim serioz në të kuptuarit e fiziologjisë, pavarësisht nga fakti se dashuria e tij për viviseksion shkatërroi martesën e tij të parë - gruaja e tij u rebelua. Por rëndësia e vërtetë e homeostazës - të cilën ai e quajti milleu interieur - u njoh dekada pas vdekjes së Bernardit.

Në një leksion të vitit 1887, Bernard shpjegoi teorinë e tij kështu: “Trupi i gjallë, megjithëse ka nevojë për një mjedis, është relativisht i pavarur prej tij. Kjo pavarësi nga mjedisi i jashtëm rrjedh nga fakti se në një qenie të gjallë, indet ndahen në thelb nga ndikimet e jashtme të drejtpërdrejta dhe mbrohen nga një mjedis i vërtetë i brendshëm, i cili përbëhet, në veçanti, nga lëngjet që qarkullojnë në trup.

Studiuesit që janë përpara kohës së tyre shpesh nuk njihen, por puna tjetër e Bernardit ishte e mjaftueshme për të forcuar reputacionin e tij. Megjithatë, shkencës iu deshën gati 50 vjet për të testuar, vërtetuar dhe vlerësuar idenë e tij më të rëndësishme. Një hyrje në lidhje me të në Enciklopedinë Britannica për vitin 1911 nuk thotë asgjë për homeostazën. Gjashtë vjet më vonë, i njëjti artikull për Bernardin e quan homeostazën "arritja më e rëndësishme e epokës".

Izolimi i parë i enzimës

Enzimat zakonisht mësohen për herë të parë në shkollë, por nëse e keni lënë mësimin, le të shpjegojmë: ato janë proteina të mëdha që ndihmojnë në zhvillimin e reaksioneve kimike. Përveç kësaj, ata bëjnë një pluhur efektiv larës në bazë të tyre. Ato gjithashtu ofrojnë dhjetëra mijëra reaksione kimike në organizmat e gjallë. Enzimat (enzimat) janë po aq të rëndësishme për jetën sa ADN-ja - materiali ynë gjenetik nuk mund të riprodhohet pa to.

Enzima e parë e zbuluar ishte amilaza, e quajtur gjithashtu diastazë, dhe është në gojën tuaj tani. Ai zbërthen niseshtenë në sheqer dhe u zbulua nga kimisti industrial francez Anselme Payen në 1833. Ai e izoloi enzimën, por përzierja nuk ishte shumë e pastër. Për një kohë të gjatë, biologët besonin se nxjerrja e një enzime të pastër mund të ishte e pamundur.

U deshën pothuajse 100 vjet që kimisti amerikan James Batchler Sumner t'i vërtetonte ata se e kishin gabim. Në fillim të viteve 1920, Sumner filloi të izolonte enzimën. Qëllimet e tij ishin aq të guximshme saqë në fakt i kushtuan miqësinë e shumë prej ekspertëve kryesorë të fushës, të cilët mendonin se plani i tij do të dështonte. Sumner vazhdoi dhe në vitin 1926 izoloi ureazën, një enzimë që zbërthen urenë në përbërësit e saj kimikë. Disa nga kolegët e tij dyshuan në rezultatet për vite me radhë, por në fund edhe ata u detyruan të dorëzoheshin. Puna e Sumner i dha atij çmimin Nobel në 1946.

Supozimi se e gjithë jeta ka një paraardhës të përbashkët

Kush ishte i pari që sugjeroi se e gjithë jeta ka evoluar nga një krijesë e vetme? Ti thua: . Po, Darvini e zhvilloi këtë ide - në "Origjinën e llojeve" ai shkroi si vijon: "Ka njëfarë madhështie në një pikëpamje të tillë të një jete të tillë, me manifestimet e saj të ndryshme, e cila fillimisht u mishërua në disa forma ose në një. " Megjithatë, ndërsa ne nuk po minimizojmë në asnjë mënyrë arritjet e Darvinit, ideja e një paraardhësi të përbashkët u parashtrua dekada më parë.

Në 1740, francezi i famshëm Pierre Louis Moreau de Maupertuis sugjeroi se "fati i verbër" prodhoi një gamë të gjerë individësh, prej të cilëve vetëm më të aftët mbijetuan. Në vitet 1790, Immanuel Kant vuri në dukje se kjo mund t'i referohej paraardhësit origjinal të jetës. Pesë vjet më vonë, Erasmus Darwin shkroi: "A do të ishte shumë e guximshme të supozohej se të gjitha kafshët me gjak të ngrohtë rrjedhin nga një fije e vetme e gjallë?". Nipi i tij Charles vendosi që nuk kishte "shumë" dhe mendoi.

Shpikja e ngjyrosjes së qelizave

Nëse keni parë ndonjëherë fotografi të qelizave të marra me mikroskop (ose i keni parë ato vetë), ka shumë mundësi që ato të jenë njollosur fillimisht. Ngjyrosja na lejon të shohim ato pjesë të qelizës që zakonisht nuk janë të dukshme dhe në përgjithësi rrisin qartësinë e figurës. Ka shumë metoda të ndryshme për ngjyrosjen e qelizave, dhe kjo është një nga teknikat më themelore në mikrobiologji.

Personi i parë që ngjyrosi një ekzemplar për ekzaminim nën mikroskop ishte Jan Swammerdam, një natyralist holandez. Swammerdam është më i njohur për zbulimin e qelizave të kuqe të gjakut, por ai gjithashtu bëri një karrierë duke parë gjithçka nën një mikroskop. Në vitet 1680, ai shkroi për "liquorin me ngjyrë" të krimbave të prerë, të cilët "bëjnë të mundur identifikimin më të mirë të pjesëve të brendshme, sepse ato janë të së njëjtës ngjyrë".

Për keqardhjen e Swammerdam, ky tekst nuk u botua për të paktën 50 vjet të tjerë, dhe në kohën e botimit Jani ishte tashmë i vdekur. Në të njëjtën kohë, bashkëkombësi i tij dhe natyralisti Anthony van Leeuwenhoek, pavarësisht nga Swammerdam, doli me të njëjtën ide. Në 1719 Leeuwenhoek përdori shafranin për të njollosur fibrat e muskujve për ekzaminim të mëtejshëm dhe konsiderohet babai i kësaj teknike. Meqenëse të dy burrat dolën me këtë ide në mënyrë të pavarur dhe ende fituan reputacionin e tyre si pionierë të mikroskopisë, ata duhet të kenë funksionuar mjaft mirë për ta.

Zhvillimi i teorisë së qelizave

"Çdo qenie e gjallë përbëhet nga qeliza" - kjo frazë është aq e njohur për ne sa "Toka nuk është e sheshtë". Sot, teoria e qelizave merret si e mirëqenë, por në fakt ajo ishte përtej njohurive tona deri në shekullin e 19-të, 150 vjet pasi Robert Hooke pa për herë të parë qelizat përmes një mikroskopi. Në 1824, Henri Duroche shkroi për qelinë: “Është e qartë se ajo është njësia bazë e një shteti të rregulluar; në të vërtetë, gjithçka në fund të fundit vjen nga qeliza.”

Përveç të qenit njësia bazë e jetës, teoria e qelizave nënkupton gjithashtu se qelizat e reja formohen kur një qelizë tjetër ndahet në dysh. Duroce e anashkaloi këtë pjesë (sipas mendimit të tij, qelizat e reja formohen brenda prindit të tyre). Kuptimi përfundimtar që qelizat ndahen për t'u riprodhuar është për shkak të një francezi tjetër, Barthelemy Dumortier, por kishte njerëz të tjerë që dhanë një kontribut të rëndësishëm në zhvillimin e ideve rreth qelizave (Darvin, Galileo, Njuton, Ajnshtajni). Teoria e qelizave u krijua në marimangat e vogla, pothuajse njësoj si sot shkenca moderne.

Sekuenca e ADN-së

Deri në vdekjen e tij të fundit, shkencëtari britanik Frederick Sanger ishte i vetmi person i gjallë që fitoi dy çmime Nobel. Ishte puna për çmimin e dytë që çoi në futjen e tij në listën tonë. Në vitin 1980 ai mori çmimin më të lartë të shkencës së bashku me Walter Gilbert, një biokimist amerikan. Në vitin 1977, ata publikuan një metodë për të kuptuar sekuencën e blloqeve të ndërtimit në një fije ADN-je.

Rëndësia e këtij zbulimi reflektohet në atë se sa shpejt Komiteti Nobel i shpërbleu shkencëtarët. Përfundimisht metoda e Sanger u bë më e lirë dhe më e thjeshtë, duke u bërë standardi për një çerek shekulli. Sanger hapi rrugën për revolucione në fushat e drejtësisë penale, biologjisë evolucionare, mjekësisë dhe më shumë.

Zbulimi i viruseve

Në vitet 1860, Louis Pasteur u bë i famshëm për teorinë e tij të mikrobeve të sëmundjes. Por mikrobet e Pasteur ishin vetëm gjysma e betejës. Përkrahësit e hershëm të teorisë së mikrobeve mendonin se të gjitha sëmundjet infektive shkaktoheshin nga bakteret. Por doli se ftohja, gripi, HIV dhe probleme të tjera të pafundme shëndetësore shkaktohen nga diçka krejtësisht tjetër - viruset.

Martinus Beijerinck ishte i pari që kuptoi se jo vetëm bakteret janë fajtorë për gjithçka. Në vitin 1898, ai mori lëng nga bimët e duhanit që vuanin nga e ashtuquajtura sëmundja e mozaikut. Pastaj e filtrova lëngun përmes një sitë aq të imët sa duhej të kishte filtruar të gjitha bakteret. Kur Beijerinck lyente bimë të shëndetshme me lëng, ato u sëmurën gjithsesi. Ai përsëriti eksperimentin - dhe prapë u sëmur. Beijerink arriti në përfundimin se kishte diçka tjetër, ndoshta një lëng, që po shkaktonte problemin. Ai e quajti infeksionin vivum fluidum, ose baktere të gjalla të tretshme.

Beijerink gjithashtu mori fjalën e vjetër angleze "virus" dhe ia dha agjentit misterioz. Zbulimi se viruset nuk ishin të lëngshëm i përket amerikanes Wendell Stanley. Ai lindi gjashtë vjet pas zbulimit të Beijerinck dhe, me sa duket, e kuptoi menjëherë se çfarë duhej bërë. Stanley ndau Çmimin Nobel në 1946 në Kimi për punën e tij mbi viruset. E mbani mend me kë keni ndarë? Po, me James Sumner për punën mbi enzimat.

Refuzimi i preformizmit

Një nga idetë më të pazakonta në histori ishte preformizmi, dikur teoria kryesore për krijimin e foshnjës. Siç nënkupton edhe emri, teoria sugjeroi që të gjitha krijesat ishin krijuar paraprakisht - domethënë, forma e tyre ishte tashmë gati përpara se të fillonin të rriteshin. E thënë thjesht, njerëzit besonin se një trup njerëzor në miniaturë ishte brenda çdo sperme ose veze në kërkim të një vendi për t'u rritur. Ky burrë i vogël quhej homunculus.

Një nga përkrahësit kryesorë të preformizmit ishte Jan Swammerdam, shpikësi i teknikës së ngjyrosjes së qelizave të diskutuar më sipër. Ideja ishte e njohur për qindra vjet, nga mesi i shekullit të 17-të deri në fund të shekullit të 18-të.

Një alternativë ndaj preformizmit ishte epigjeneza, ideja se jeta lind në një sërë procesesh. Personi i parë që parashtroi këtë teori kundër sfondit të një dashurie për preformacionizmin ishte Caspar Friedrich Wolff. Në 1759, ai shkroi një artikull në të cilin ai përshkroi zhvillimin e një embrioni nga disa shtresa qelizash tek një person. Puna e tij ishte shumë e diskutueshme në atë kohë, por zhvillimi i mikroskopëve vendosi gjithçka në vendin e vet. Preformizmi embrional vdiq larg të qenit në syth, por vdiq, falni fjalën.

Në bazë të materialevelistverse.com

Dhjetë arritjet më të mëdha të dekadës në biologji dhe mjekësi Versioni i ekspertit të pavarur

Metoda të reja të sekuencës së ADN-së me performancë të lartë - "çmimi" i gjenomit po bie

MicroRNA - për të cilën gjenomi heshti

Metoda të reja të sekuencës së ADN-së me performancë të lartë - "çmimi" i gjenomit po bie

Një nga themeluesit e kompanisë së famshme "Intel" G. Moore në një kohë formuloi një ligj empirik, i cili ende përmbushet: performanca e kompjuterëve do të dyfishohet çdo dy vjet. Performanca e sekuencuesve të ADN-së, të cilët përdoren për të deshifruar sekuencat nukleotide të ADN-së dhe ARN-së, po rritet edhe më shpejt sesa sipas ligjit të Moore. Prandaj, kostoja e leximit të gjenomave po bie.

Kështu, kostoja e punës për projektin "Gjenomi i njeriut", i cili përfundoi në vitin 2000, arriti në 13 miliardë dollarë. Teknologjitë e reja të renditjes së masës që u shfaqën më vonë u bazuan në analizën paralele të shumë fragmenteve të ADN-së (së pari në mikropuset, dhe tani në miliona pika mikroskopike). Si rezultat, për shembull, deshifrimi i gjenomit të biologut të famshëm D. Watson, një nga autorët e zbulimit të strukturës së ADN-së, i cili në vitin 2007 kushtoi 2 milionë dollarë, vetëm dy vjet më vonë “kushtoi” 100 mijë dollarë.

Në vitin 2011, Ion torrent, i cili ofroi metodë e re sekuenca e bazuar në matjen e përqendrimit të joneve të hidrogjenit të çliruar gjatë funksionimit të enzimave të polimerazës së ADN-së, lexoni gjenomin e vetë Moore. Dhe megjithëse kostoja e kësaj pune nuk u zbulua, krijuesit e teknologjisë së re premtojnë se leximi i ndonjë gjenomi njerëzor nuk duhet të kalojë 1000 dollarë në të ardhmen. Dhe konkurrentët e tyre, krijuesit e një teknologjie tjetër të re, sekuenca e ADN-së me nanopore, tashmë këtë vit prezantuan një prototip të një pajisjeje në të cilën, duke shpenzuar disa mijëra dollarë, është e mundur të renditet gjenomi i njeriut në 15 minuta.

Biologjia sintetike dhe gjenomika sintetike - sa e lehtë është të bëhesh Zot

Informacioni i grumbulluar gjatë gjysmë shekulli të zhvillimit të biologjisë molekulare, sot i lejon shkencëtarët të krijojnë sisteme të gjalla që nuk kanë ekzistuar kurrë në natyrë. Siç rezulton, kjo nuk është e vështirë për t'u bërë, veçanërisht nëse filloni me diçka tashmë të njohur dhe kufizoni pretendimet tuaja në organizma kaq të thjeshtë si bakteret.

Sot, ekziston edhe një konkurs i veçantë iGEM (International Genetically Engineered Machine) në SHBA, në të cilin ekipet studentore konkurrojnë për të dalë me modifikimin më interesant të shtameve të zakonshme bakteriale duke përdorur një grup gjenesh standarde. Për shembull, transplantuar në Escherichia coli të mirënjohur ( Escherichia coli) një grup prej njëmbëdhjetë gjenesh specifike, është e mundur të bëhen koloni të këtyre baktereve, që rriten në një shtresë të barabartë në një pjatë Petri, të ndryshojnë vazhdimisht ngjyrën aty ku bie drita mbi to. Si rezultat, është e mundur të merren "fotografitë" e tyre origjinale me një rezolucion të barabartë me madhësinë e një bakteri, d.m.th., rreth 1 mikron. Krijuesit e këtij sistemi i dhanë emrin "Koliroid" duke kryqëzuar emrin e species së bakterit dhe emrin e kompanisë së famshme Polaroid.

Kjo zonë ka edhe megaprojektet e veta. Pra, në shoqërinë e njërit prej baballarëve të gjenomikës, K. Venter, nga nukleotide individuale u sintetizua gjenomi i një bakteri mikoplazmatik, i cili nuk është i ngjashëm me asnjë nga gjenomet ekzistuese të mikoplazmës. Kjo ADN u mbyll në një guaskë bakteriale "të gatshme" të një mikoplazme të vrarë dhe u përftua një funksionuese, d.m.th. një organizëm i gjallë me një gjenom tërësisht sintetik.

Ilaçet për plakjen - rruga drejt pavdekësisë "kimike"?

Pavarësisht se sa njerëz janë përpjekur për mijëra vjet për të krijuar një ilaç për plakjen, ilaçi legjendar i Makropulos ka mbetur i paarritshëm. Por edhe në këtë drejtim fantastik në dukje, progresi shfaqet.

Pra, në fillim të dekadës së fundit, resveratroli, një substancë e izoluar nga lëkura e rrushit të kuq, prodhoi një bum të madh në shoqëri. Së pari, me ndihmën e saj, u bë e mundur të zgjatet ndjeshëm jeta e qelizave të majave, dhe më pas te kafshët shumëqelizore, krimbat mikroskopikë nematodë, mizat e frutave, mizat e frutave dhe madje edhe peshqit e akuariumit. Më pas, vëmendjen e specialistëve e tërhoqi rapamicina, një antibiotik i izoluar për herë të parë nga bakteret e tokës-streptomicetet nga rreth. Pashke. Me ndihmën e tij, ishte e mundur të zgjatej jeta jo vetëm e qelizave të majave, por edhe e minjve laboratorikë, të cilët jetonin 10-15% më gjatë.

Në vetvete, këto barna nuk kanë gjasa të përdoren gjerësisht për të zgjatur jetën: e njëjta rapamicinë, për shembull, shtyp sistemin imunitar dhe rrit rrezikun. sëmundjet infektive. Megjithatë, tani janë duke u zhvilluar kërkime aktive mbi mekanizmat e veprimit të këtyre dhe substancave të ngjashme. Dhe nëse ka sukses, atëherë ëndrra e sigurt barna zgjatja e jetës mund të bëhet realitet.

Përdorimi i qelizave staminale në mjekësi - ne jemi duke pritur për një revolucion

Sot, baza e të dhënave e provave klinike të Institutit Kombëtar të Shëndetit në SHBA rendit pothuajse gjysmë mijë studime që përdorin qelizat staminale në faza të ndryshme të kërkimit.

Megjithatë, është alarmante se i pari prej tyre ka të bëjë me përdorimin e qelizave sistemi nervor(oligodendrocit) për trajtimin e dëmtimit të shtyllës kurrizore, u ndërpre në nëntor 2011 për një arsye të panjohur. Pas kësaj, kompania amerikane "Geron Corporation" - një nga pionieret në fushën e biologjisë "stem", e cila kreu këtë studim, njoftoi shkurtimin e plotë të punës së saj në këtë fushë.

Megjithatë, do të doja ta besoja këtë aplikimi mjekësor qelizat staminale me të gjitha mundësitë e tyre magjike janë afër.

ADN e lashtë - Nga njeriu Neandertal te bakteret e murtajës

Në vitin 1993, u publikua filmi Jurassic Park, në të cilin përbindëshat ecnin në ekran, të rikrijuar nga mbetjet e ADN-së nga gjaku i dinosaurëve, të ruajtura në stomakun e një mushkonjë të njollosur në qelibar. Në të njëjtin vit, një nga autoritetet më të mëdha në fushën e paleogjenetikës, biokimisti anglez T. Lindahl, deklaroi se edhe nën kushte të favorshme ADN-ja më e vjetër se 1 milion vjet nuk mund të nxirret nga fosilet. Skeptiku doli të kishte të drejtë - ADN-ja e dinosaurëve mbeti e paarritshme, por përparimet në përmirësimin teknik të metodave për nxjerrjen, amplifikimin dhe renditjen e ADN-së më të re të bëra gjatë dekadës së fundit janë mbresëlënëse.

Deri më sot, gjenomet e njeriut të Neandertalit, Denisovanit të zbuluar së fundmi dhe shumë mbetje fosile janë lexuar plotësisht ose pjesërisht. Homo sapiens, si dhe mamuthi, mastodon, ariu i shpellës ... Për sa i përket të kaluarës më të largët, ADN-ja u studiua nga kloroplastet e bimëve, mosha e të cilave daton në 300-400 mijë vjet, dhe ADN-ja e baktereve 400-600 mijë vjet e vjetër.

Nga studimet e ADN-së më "të re", vlen të përmendet dekodimi i gjenomit të llojit të virusit të influencës që shkaktoi epideminë e vitit 1918 të "gripit spanjoll" të famshëm dhe gjenomit të llojit të bakterit të murtajës që shkatërroi Evropa në shekullin e 14-të; në të dyja rastet, materialet për analizë janë izoluar nga mbetjet e varrosura të të vdekurve nga sëmundja.

Neuroprotetika - njeri apo kiborg?

Këto arritje i përkasin më shumë inxhinierisë sesa mendimit biologjik, por kjo nuk i bën ato të duken më pak fantastike.

Në përgjithësi, lloji më i thjeshtë i neuroprotezës është elektronik Aparat dëgjimi për shurdhët- u shpik më shumë se gjysmë shekulli më parë. Mikrofoni i kësaj pajisjeje merr zërin dhe transmeton impulse elektrike direkt në nervin e dëgjimit ose trungun e trurit - kështu është e mundur të rivendoset dëgjimi edhe te pacientët me struktura të shkatërruara plotësisht të veshit të mesëm dhe të brendshëm.

Zhvillimi shpërthyes i mikroelektronikës gjatë dhjetë viteve të fundit ka bërë të mundur krijimin e llojeve të tilla të neuroprotezave që është koha për të folur për mundësinë e një transformimi të shpejtë të një personi në një kiborg. Kjo dhe sy artificial duke vepruar në të njëjtin parim si aparati i dëgjimit; dhe shtypësit elektronikë të impulseve të dhimbjes përmes palca kurrizore; dhe gjymtyrë artificiale automatike të afta që jo vetëm të marrin impulse kontrolli nga truri dhe të kryejnë veprime, por edhe të transmetojnë ndjesi përsëri në tru; dhe stimuluesit elektromagnetikë të zonave të trurit të prekura nga sëmundja e Parkinsonit.

Sot, tashmë janë duke u zhvilluar kërkime në lidhje me mundësinë e integrimit të pjesëve të ndryshme të trurit me çipa kompjuterikë për të përmirësuar aftësitë mendore. Dhe megjithëse kjo ide është larg realizimit të plotë, videoklipet që tregojnë njerëz me duar artificiale duke përdorur një thikë dhe pirun të sigurt dhe duke luajtur futboll tavoline janë të mahnitshme.

Optika jolineare në mikroskop - shih të padukshmen

Nga kursi i fizikës, studentët e kuptojnë me vendosmëri konceptin e kufirit të difraksionit: në mikroskopin më të mirë optik është e pamundur të shihet një objekt, dimensionet e të cilit janë më pak se gjysma e gjatësisë së valës pjesëtuar me indeksin e thyerjes së mediumit. Në një gjatësi vale prej 400 nm (rajoni vjollcë i spektrit të dukshëm) dhe një indeks thyerjeje rreth unitetit (si ajri), objektet më të vogla se 200 nm janë të padallueshme. Përkatësisht, kjo gamë madhësie përfshin, për shembull, viruse dhe shumë struktura interesante ndërqelizore.

Prandaj, në vitet e fundit metodat e optikës jolineare dhe fluoreshente, për të cilat koncepti i kufirit të difraksionit është i pazbatueshëm, janë zhvilluar gjerësisht në mikroskopinë biologjike. Tani, duke përdorur këto metoda, është e mundur të studiohet në detaje struktura e brendshme e qelizave.

Proteinat projektuese - evolucioni in vitro

Ashtu si në biologjinë sintetike, po flasim për krijimin e diçkaje të paprecedentë në natyrë, vetëm se këtë herë jo organizma të rinj, por proteina individuale me veti të pazakonta. Kjo mund të dëshirohet me ndihmën e metodave të avancuara të modelimit kompjuterik dhe "evolucionit in vitro" - për shembull, për të kryer përzgjedhjen e proteinave artificiale në sipërfaqen e bakterofagëve të krijuar posaçërisht për këtë qëllim.

Në vitin 2003, shkencëtarët nga Universiteti i Uashingtonit, duke përdorur metoda të parashikimit të strukturës kompjuterike, krijuan proteinën Top7 - proteina e parë në botë, struktura e së cilës nuk ka analoge në natyrë. Dhe në bazë të strukturave të njohura të të ashtuquajturve "gishtat e zinkut" - elementë të proteinave që njohin seksionet e ADN-së me sekuenca të ndryshme, ishte e mundur të krijoheshin enzima artificiale që çajnë ADN-në në çdo vend të njohur. Enzima të tilla tani përdoren gjerësisht si mjete për manipulimin e gjenomit: për shembull, ato mund të përdoren për të hequr një gjen të dëmtuar nga gjenomi i një qelize njerëzore dhe për ta detyruar qelizën ta zëvendësojë atë me një kopje normale.

Mjekësi e personalizuar - marrim pasaporta gjenesh

Ideja që njerëz të ndryshëm sëmuren dhe duhen trajtuar ndryshe nuk është e re. Edhe nëse harrojmë gjininë, moshën dhe mënyrën e ndryshme të jetesës dhe nuk marrim parasysh të përcaktuara gjenetikisht sëmundjet trashëgimore, ende grupi ynë individual i gjeneve mund të ndikojë në mënyrë unike si në rrezikun e zhvillimit të shumë sëmundjeve ashtu edhe në natyrën e veprimit të barnave në trup.

Shumë kanë dëgjuar për gjenet, defekte në të cilat rrisin rrezikun e zhvillimit të kancerit. Një shembull tjetër ka të bëjë me përdorimin e kontraceptivëve hormonalë: nëse një grua mbart gjenin e faktorit V "Leiden" (një nga proteinat e sistemit të koagulimit të gjakut), gjë që nuk është e pazakontë për evropianët, ajo ka një rritje të mprehtë të rrezikut të trombozës. pasi që të dy hormonet dhe ky variant gjeni rrisin mpiksjen e gjakut.

Me zhvillimin e metodave të sekuencës së ADN-së, është bërë e mundur të hartohen harta individuale të shëndetit gjenetik: është e mundur të përcaktohet se cilat variante të njohura të gjeneve që lidhen me sëmundjet ose me një përgjigje ndaj medikamente, janë të pranishme në gjenomin e një personi të caktuar. Bazuar në këtë analizë, mund të jepen rekomandime për dietën më të përshtatshme, për ekzaminimet e nevojshme parandaluese dhe për masat paraprake gjatë përdorimit të barnave të caktuara.

MicroRNA - për të cilën gjenomi heshti

Në vitet 1990 U zbulua fenomeni i ndërhyrjes së ARN-së - aftësia e acideve të vogla deoksiribonukleike me dy zinxhirë për të zvogëluar aktivitetin e gjeneve për shkak të degradimit të ARN-ve të dërguar të lexuar prej tyre, mbi të cilat sintetizohen proteinat. Doli se qelizat përdorin në mënyrë aktive këtë rrugë rregulluese, duke sintetizuar miRNA, të cilat më pas priten në fragmente të gjatësisë së kërkuar.

MikroRNA e parë u zbulua në vitin 1993, e dyta vetëm shtatë vjet më vonë, dhe të dy studimet përdorën një nematodë Caenorhabditis elegans, i cili tani shërben si një nga objektet kryesore eksperimentale në biologjinë e zhvillimit. Por më pas zbulimet ranë shi, si nga një brirë.

Doli se mikroARN-të përfshihen si në zhvillimin embrional të njeriut ashtu edhe në patogjenezën e sëmundjeve onkologjike, kardiovaskulare dhe. sëmundjet nervore. Dhe kur u bë e mundur të lexoheshin njëkohësisht sekuencat e të gjitha ARN-ve në një qelizë njerëzore, doli se një pjesë e madhe e gjenomit tonë, e cila më parë konsiderohej "e heshtur" sepse nuk përmban gjene koduese të proteinave, në të vërtetë shërben si një shabllon për leximin e mikroARN-ve dhe ARN-ve të tjera jokoduese.

D. b. n. D. O. Zharkov (Instituti i Kimikës
biologjisë dhe mjekësisë themelore
SB RAS, Novosibirsk)­

Tema e mësimit: Biologjia është shkenca e natyrës së gjallë.

Qëllimet dhe objektivat kryesore: Për t'u dhënë nxënësve të klasës së 5-të një kuptim fillestar të asaj se çfarë është biologjia dhe çfarë bën ajo.

Vëmendje e veçantë i kushtohet diversitetit të kërkimit biologjik dhe formimit të dallimeve midis natyrës së gjallë dhe jo të gjallë.

Plani i mësimit:

1. Çfarë studion biologjia?
2. Nënseksionet e biologjisë
3. Ku përdoren arritjet e biologjisë?
4. Përfaqësuesit e botës së gjallë
5. Si ndryshojnë organizmat e gjallë nga ata jo të gjallë?

Gjatë orëve të mësimit

1. Çfarë studion biologjia?

Biologjia si shkencë e natyrës së gjallë merret me studimin e të gjitha manifestimeve të saj. Emri i tij përmban dy fjalë greke: bios, që do të thotë jetë, dhe logos, që do të thotë shkencë.

Në biologji, të gjithë organizmat e gjallë, pa përjashtim, janë të rëndësishëm, nga më i madhi tek më i vogli. Biologët (kështu quhen shkencëtarët që merren me biologji) eksplorojnë jetën në të gjitha manifestimet e saj. Çfarë bëjnë saktësisht:

• Të studiojë strukturën e organizmave;
• Shqyrtoni procesin e riprodhimit;
• Gjurmimi i origjinës dhe marrëdhënieve ndërmjet grupeve individuale;
• Ata studiojnë marrëdhëniet midis gjallesave dhe atyre jo të gjalla.

Detyrë praktike:

Si në çdo shkencë tjetër komplekse, ka shumë nënseksione në biologji. Secila prej tyre fokusohet në aspekte të ndryshme të natyrës:

• Botanika është shkenca e bimëve;
• Zoologjia është shkenca e kafshëve;
• Gjenetika - shkenca e trashëgimisë dhe gjeneve;
• Fiziologji - shkenca e aktivitetit jetësor të një organizmi integral;
• Citologjia - studiohet shkenca e qelizave, struktura, funksionimi, riprodhimi i tyre;
• Anatomia - shkenca e strukturës së brendshme të organizmave të gjallë, vendndodhjes dhe ndërveprimit organet e brendshme;
• Morfologjia është shkenca e formës dhe strukturës së organizmave;
• Mikrobiologjia - shkenca e substancave mikroskopike (mikrobeve);

Detyrë praktike:

Mendoni se në çfarë përqendrohen shkencat e mëposhtme: embriologjia (shkenca e zhvillimit të embrioneve), biogjeografia (shkenca që studion shpërndarjen gjeografike dhe vendosjen e kafshëve në planet), bionika (shkenca se si të zbatohen parimet që funksionojnë në qeniet e gjalla dhe jo të gjalla në pajisjet dhe sistemet teknike organizmat), biologjia molekulare (shkenca e ruajtjes dhe transmetimit të informacionit gjenetik, në nivelin e proteinave dhe acideve nukleike), radiobiologjia (kushtuar për studimin e efektit të rrezatimit mbi objektet biologjike), biologjia hapësinore (studon mundësitë e jetës së organizmave në kushtet e fluturimit në hapësirë ​​dhe mbështetjen e jetës në stacionet hapësinore), fitopatologji (shkenca e sëmundjeve të bimëve), biokimia (studon përbërjen e qelizave dhe organizmave të gjallë).

3. Ku përdoren arritjet e biologjisë?

Biologjia është një shkencë teorike, por rezultatet e kërkimit të biologëve janë shpesh të një natyre të aplikuar. Ku mund të përdoren zbulimet biologjike?

• Bujqësia - me qëllim të rritjes së nivelit të vjeljes, rritjes së produktivitetit të blegtorisë, shpikja e metodave të kontrollit të dëmtuesve.
• Mjekësi - studim veti të dobishme objektet e natyrës së gjallë dhe të pajetë ndihmon në shpikjen e ilaçeve të reja.
• Mbrojtja e mjedisit - biologjia tregon se në cilat drejtime një person shkatërron rendin ekzistues të gjërave në natyrë dhe ndihmon në gjetjen e mënyrave për t'u përballur me këto fenomene.

4. Përfaqësuesit e botës së gjallë

Në botën e gjallë sot, si dhe 4 miliardë vjet më parë, ekzistojnë:

• Organizmat paraqelizor janë viruse. Ata bëhen të gjallë vetëm kur kanë mundësi të manifestohen në qelizat e organizmave të gjallë.
• Prokariotët. Ata kanë një qelizë, qeliza nuk ka një bërthamë. Një emër tjetër për bakteret janë bakteret.
• Eukariotët. Këtu përfshihen kërpudhat, bimët dhe kafshët. Ata kanë bërthama të formuara mirë në qelizat e tyre.

Bakteret, kërpudhat, bimët dhe kafshët formojnë 4 mbretëritë e organizmave të gjallë.

Detyrë praktike:

Çfarë virusesh njihni? (virusi që shkakton SARS) lloje te ndryshme gripi, etj.).

5. Si ndryshojnë organizmat e gjallë nga ata jo të gjallë?

Nëse kemi folur tashmë për objekte të natyrës së gjallë, atëherë nuk kemi prekur ende pyetjet se cilat janë objektet e natyrës së pajetë. Këto, para së gjithash, përfshijnë gurë, akull, rërë etj. Cilat janë vetitë dalluese të qenieve të gjalla?

• Ata marrin frymë.
• Ata jane duke ngrene. Asnjë organizëm i gjallë nuk mund të ekzistojë pa tërhequr energji nga jashtë. Por ajo që ai do të konsumojë dhe përpunojë - mish, qumësht, drithëra apo karota - nuk është aq e rëndësishme.
• Ata riprodhojnë, pra riprodhojnë llojin e tyre. Të gjithë Pa këtë, jeta në planet do të ishte tharë dhe mbaruar shumë kohë më parë. Është në këtë pronë që manifestohet pafundësia e jetës në planetin Tokë.
• Ata reagojnë ndaj ndikimeve mjedisore dhe varen nga kushtet në të cilat jetojnë. Kjo është arsyeja pse arinjtë hibernojnë për dimër, dhe lepujt ndryshojnë ngjyrën e tyre.
• Organizmat e gjallë kanë një strukturë qelizore. Ato mund të përbëhen nga një qelizë (ekziston një klasë e veçantë e njëqelizore), ose mund të përbëhen nga shumë (për shembull, kafshë ose njerëz). Vetëm viruset nuk kanë qeliza, kështu që ata mund të jetojnë ekskluzivisht në organizmat e kafshëve, bimëve ose njerëzve të tjerë.
• Qeniet e gjalla janë të ngjashme përbërje kimike- në strukturën e tyre ka përbërje organike (proteina. Yndyrna, karbohidrate), si dhe inorganike (më e zakonshme prej tyre është uji).
• Shumica e organizmave të gjallë janë të aftë të lëvizin. Të gjithë e dinë për këtë mundësi të kafshëve, por çfarë ndodh me bimët? Prania e rrënjëve dhe të qenit në postë i bën ata të paaftë për të manifestuar këtë pronë. Megjithatë, kjo nuk është plotësisht e vërtetë. Për shembull, luledielli ndryshon pozicionin e tij në varësi të lëvizjes së Diellit. Në mënyrë të ngjashme, gjethet e shumë bimëve reagojnë ndaj dritës së diellit.

Nga këto shenja, ato mund të dallohen, megjithatë, në pushim, disa objekte të gjalla nuk tregojnë shenja të aktivitetit jetësor (për shembull, farat e bimëve, poleni i luleve).

Vlerësimi: Kërkojuni studentëve t'u përgjigjen pyetjeve të testit. Sipas përgjigjeve të tyre, do të jetë e mundur të përcaktohet se sa e kanë zotëruar materialin e mësimit:

• Çfarë është biologjia?
• Çfarë studion biologjia?
• Cilat degë të biologjisë dini?
• Cilat mbretëri të organizmave të gjallë njihni?
• Cilat janë ndryshimet kryesore midis një organizmi të gjallë dhe objekteve të pajetë.

6. Përmbledhja e mësimit:

Gjatë kursit, studentët mësuan:

• Me çfarë është biologjia, çfarë pyetjesh studion, cili është fokusi kryesor i saj.
• Cilat janë degët e biologjisë dhe çfarë bëjnë ato.
• Në cilat fusha përdoren arritjet e biologjisë.
• Cili është ndryshimi midis organizmave të gjallë dhe atyre jo të gjallë.

Detyre shtepie:

Si detyrë shtëpie, nxënësve duhet t'u jepet mundësia të shkruajnë një vepër krijuese "Ku përdoren arritjet e biologjisë", pasi kjo çështje u konsiderua shumë sipërfaqësisht brenda orës së mësimit.

1. Fundi i epokës së antibiotikëve

Viti 2017 tregoi se epoka e antibiotikëve, e cila zgjati gati një shekull, ka marrë fund. Bakteret kanë mësuar të zhvillojnë rezistencë ndaj barnave të njohura dhe nuk ka kohë dhe as fonde të mjaftueshme për të zhvilluar të reja. Mjekët dhe shkencëtarët nxjerrin parashikime të zymta: nëse nuk bëhet asgjë, mikroorganizmat do të vrasin njerëzimin shumë më herët se ndryshimi i klimës. Megjithatë, ky kërcënim ende nuk merret seriozisht. Arsyeja për shfaqjen e superbaktereve është shkalla e riprodhimit të mikroorganizmave dhe aftësia e tyre për të shkëmbyer informacion gjenetik. I vetmi bakter që ka zhvilluar një gjen të rezistencës ndaj ilaçeve do ta ndajë atë me të afërmit e tij. Për të lejuar njerëzimin të mbijetojë, studiuesit po kërkojnë ilaçe zëvendësuese. Për të luftuar superbakteret, ata propozojnë përdorimin e CRISPR, nanogrimcave dhe antibiotikëve të rinj, më të fuqishëm. Zhvillimi i këtyre dhe metodave të tjera është i mundur vetëm përmes hulumtimit të mekanizmave molekularë të shfaqjes së rezistencës.

2. Sqaroi kohën e shfaqjes së jetës

Pyetja se si u shfaq jeta në Tokë është një nga më të rëndësishmet në biologji. Datat dhe kushtet e sakta për origjinën e jetës mbeten një çështje debati. Vitin e kaluar, studiues nga Australia studiuan shkëmbinjtë e moshës 3.48 miliardë vjet dhe gjetën gjurmë të mikroorganizmave në to. Kjo do të thotë se format primitive të jetës mund të ishin shfaqur edhe më herët - rreth 4 miliardë vjet më parë. Është interesante se shkëmbinjtë e studiuar i përkasin depozitave tokësore, që do të thotë se djepi i jetës nuk mund të jetë oqeani, por burimet e nxehta në tokë. Gjithashtu vitin e kaluar, shkencëtarët eksploruan mekanizmat molekularë që shoqëruan fazat e hershme të shfaqjes së organizmave të gjallë. Në veçanti, hipoteza popullore e botës së ARN-së u vu në dyshim: sipas hulumtimeve të reja, ARN dhe proteinat morën një pjesë të barabartë në shfaqjen e jetës.

3. Shfaqja e një specie të re zogjsh

Evolucioni është zakonisht një proces shumë i gjatë, pothuajse i padukshëm për syrin e njeriut. Duhen qindra e mijëra vjet që një tipar të vendoset në një popullsi. Prandaj, shkencëtarët janë të detyruar të merren me prova të evolucionit, të kapur në fosile dhe ADN, dhe njerëzit e zakonshëm dyshojnë në realitetin e evolucionit. Shndërrimi i një specie në një tjetër është edhe më i rrallë dhe të vëzhgosh një gjë të tillë është një fat i vërtetë, i cili hedh dritë mbi shumë nga misteret e evolucionit. Vitin e kaluar, studiuesit njoftuan se ishin në gjendje të shihnin lindjen e një specie të re shpendësh.

Zbulimi u bë në një vend adhurimi për të gjithë biologët - Ishujt Galapagos, i cili frymëzoi Charles Darwin për të krijuar teorinë e tij. Rosemary dhe Peter Grant, një ornitolog në Universitetin e Princetonit, kanë studiuar fincat e Darvinit këtu për dyzet vjet. Ndërsa punonin në Daphne Islet, ata zbuluan se një i porsaardhur nga ishulli i largët i Hispaniola, një mashkull Geospiza conirostris, i mbiquajtur Big Bird, ishte bashkuar me fincat vendase. Për shkak të mungesës së femrave të llojit të tij, ai çiftëzohej me zogj vendas. Pasardhësit e këtyre bashkimeve janë aq të ndryshëm nga fincat e tjera në këngë dhe pamje, saqë mund të njihen si një specie e re.

4. Evolucioni njihet si i pafund

Viti 2017 shënoi përvjetorin e një prej eksperimenteve më të gjata në historinë e biologjisë. Studiuesit e udhëhequr nga mikrobiologu Richard Lensky kanë vëzhguar zhvillimin e baktereve për 30 vjet. coli Escherichia coli. Gjatë kësaj kohe, 67,000 breza kanë ndryshuar, që korrespondon me një milion vjet të evolucionit njerëzor. Pavarësisht moshës së nderuar, eksperimenti vazhdon dhe sjell zbulime të reja. Një analizë e rezultateve të tij vitin e kaluar hodhi poshtë një nga idetë e njohura në biologjinë moderne. Sipas shumë ekspertëve, ka një kufi për përshtatjen: pasi një specie të jetë përshtatur në mënyrë të përsosur me një mjedis të qëndrueshëm, evolucioni i tij do të ndalet. Megjithatë, dekada të vëzhgimit të mikroorganizmave kanë vërtetuar se evolucioni do të vazhdojë edhe në këtë rast, dhe nuk ka kufi për përshtatshmërinë. Kjo është më shumë në përputhje me pikëpamjet e Çarls Darvinit sesa me idetë e specialistëve modernë.

5. Shenja të reja të krizës së biodiversitetit

Shumë studiues janë të prirur të besojnë se ne po jetojmë në epokën e zhdukjes së gjashtë masive - më e madhja që nga zhdukja e dinosaurëve 65 milion vjet më parë. Shkalla e zhdukjes së specieve tani është shumë më e lartë se në çdo kohë në miliona vitet e kaluara - procesi tashmë quhet "asgjësim biologjik", dhe personi që shkatërron kafshët, bimët dhe habitatin e tyre është fajtor për këtë. Një nga faktet më shqetësuese që u bë i njohur për shkencën vitin e kaluar ishte rezultati i një studimi nga ambientalistët holandezë, të cilët studiuan numrin e insekteve fluturuese në Gjermani. Ata zbuluan se në vetëm 28 vjet, ajo është ulur me 76%, ku kjo shifër arrin në 82% për muajt e verës.

Shkencëtarët në mbarë botën kanë dyshuar më parë se insektet po bëhen më të vogla, por një vlerësim kaq i rreptë dhe i frikshëm jepet për herë të parë. Është veçanërisht e pakëndshme që studimi është kryer në territorin e rezervateve natyrore, ku ndërhyrja njerëzore në natyrë është e kufizuar. Autorët zbuluan se zhdukja e insekteve nuk mund të shpjegohet as nga kushtet e motit dhe as nga tiparet e peizazhit. Ndoshta ndryshimet klimatike ose përdorimi i pesticideve janë fajtorë. Zhdukja e insekteve është një sinjal shumë alarmues, sepse ato shërbejnë si ushqim për shumë specie të tjera dhe janë pjalmues të rëndësishëm, pa të cilët do të vdesin jo vetëm bimët e egra, por edhe bujqësia.

6. Shkencëtarët kanë mësuar të fshijnë në mënyrë selektive kujtimet

Neuroshkenca po zhvillohet më shpejt se çdo degë tjetër e biologjisë. Në vitin 2017, u bënë shumë zbulime të mahnitshme rreth mënyrës se si funksionon truri: shkencëtarët zbuluan se çfarë efekti kanë telefonat inteligjentë në të, zbuluan një sistem vetë-pastrimi në të dhe zbuluan se njerëzit, si AI, janë të aftë për të mësuar thellë. Ndër këto lajme, është e vështirë të veçosh kryesorin, por ndoshta ky duhet të quhet një hap i ri drejt menaxhimit të kujtesës. Duke eksperimentuar me moluskun e detit Aplysia, një objekt model klasik për studimin e kujtesës, shkencëtarët kanë mësuar të çaktivizojnë kujtimet e regjistruara në neurone. Për ta bërë këtë, ishte e nevojshme të bllokohej enzima proteina kinaza M në qelizat e duhura. Në të ardhmen, studimi mund të ndihmojë njerëzit që vuajnë nga kujtimet e dhimbshme. Kjo teknikë mund të jetë veçanërisht efektive në luftën kundër sindromës post-traumatike.

7. Dieta mund të kurojë diabetin

Përhapja e diabetit ka marrë karakterin e një epidemie të vërtetë: sipas disa parashikimeve, deri në një e treta e banorëve të SHBA-së do të vuajnë prej tij nga mesi i shekullit. Rritja kryesore është diabeti i tipit 2, i cili shoqërohet me mbipeshë dhe kequshqyerje. Në fazat e hershme mjekët rekomandojnë ta kontrolloni me dietë. Megjithatë, siç tregoi një studim i shkencëtarëve nga Universiteti Yale, kufizimet e rënda dietike madje mund të kurojnë plotësisht diabetin e tipit 2.

Dëshmitë për këtë janë shfaqur edhe më parë, por për herë të parë është kryer një studim i plotë. Siç doli, dieta e bëri mëlçinë më të pranueshme ndaj insulinës duke reduktuar sasinë e yndyrës dhe parandaloi prodhimin e glukozës nga substanca të tjera. Në një eksperiment me brejtësit, ndryshimet pozitive filluan që 3 ditë pas futjes së kufizimeve dietike. Këto gjetje janë mbështetur nga puna e shkencëtarëve nga Universiteti i Glasgow. Një studim që përfshin 300 pacientë tregoi se reduktimi i numrit të kalorive të konsumuara në ditë në 800 për një periudhë prej 3 deri në 5 muaj mund të kurojë plotësisht diabetin pa ilaçe.
8. Është zhvilluar një kontraceptiv efektiv mashkullor

Shkencëtarët janë përpjekur prej kohësh të krijojnë një kontraceptiv efektiv dhe të përshtatshëm për burrat, të ngjashëm me pilulat e kontrollit të lindjes për femra. Prezervativët, një zgjidhje e zakonshme sot, duken për shumë njerëz si të pakëndshëm dhe ulin cilësinë e seksit, dhe vazektomia është shumë radikale. Si rezultat, në shumicën e çifteve, kontracepsioni bie mbi shpatullat e grave ose përdoren metoda jo të besueshme si coitus interruptus. Në vitin 2017 duket se është arritur një përparim në këtë drejtim.

Ekipi i shkencëtarëve përdori një xhel për kontracepsion, i cili injektohet në vas deferens dhe i bllokon ato, duke bërë që sperma të mbetet në trup dhe të shpërndahet. Provat dyvjeçare mbi makakët treguan efektivitetin 100% të ilaçit, si dhe mungesën e efekte anësore si inflamacion. Veprimi i xhelit është i kthyeshëm: "prizat" mund të hiqen duke vepruar mbi to me ultratinguj. Një zgjidhje alternative përdor hormonet, si në kontraceptivët femra. Një xhel që përmban progestinë dhe testosteron duhet të fërkohet në shpatulla, duke bërë që numri i spermës të bjerë në nivele që e bëjnë shtatzëninë të pamundur. Provat në shkallë të gjerë të drogës do të fillojnë në vitin 2018. Studiuesit shpresojnë që, ndryshe nga kontraceptivët e mëparshëm hormonalë për meshkuj, zhvillimi i tyre nuk do të shkaktojë luhatje të humorit dhe pasoja të tjera të pakëndshme.

9. Proteza më të avancuara

Krijimi i protezave moderne komplekse është një fushë ku mjekësia dhe biologjia takohen me inteligjencën artificiale dhe teknologjinë e lartë. Zhvilluesit e gjymtyrëve artificiale nuk janë më të kënaqur me prodhimin e protezave të rehatshme dhe të lehta, tani qëllimi i tyre është të bëjnë proteza po aq funksionale dhe të shkathëta sa duart e vërteta të njeriut. Në vitin 2017, shkencëtarët dhe inxhinierët arritën t'i afrohen zgjidhjes së këtij problemi. Robohand, i krijuar nga stafi i Institutit të Teknologjisë në Georgia, lejon përdoruesin të lëvizë çdo gisht individualisht. Kjo aftësi arrihet përmes ndërveprimit ndërmjet protezës dhe muskujve në pjesën tjetër të krahut. Një sondë tejzanor e futur në dorë përcakton se cilat prej tyre lëvizin dhe duke përdorur një algoritëm të veçantë e përkthen këtë informacion në lëvizje të gishtave. Pajisja është aq e përsosur sa që mund të luani piano me të.

10. Kërkimi i jetës në hapësirë

Interesi për hapësirën është rritur vazhdimisht vitet e fundit dhe pyetja "A jemi ne vetëm në Univers?" u ndez me energji të përtërirë. Çdo konferencë shtypi e NASA-s në vitin 2017 u shoqërua me pritshmëritë se do të njoftoheshim për zbulimin e jetës jashtëtokësore. Mjerisht, kjo nuk ndodhi vitin e kaluar. Megjithatë, shkencëtarët kanë përmirësuar mënyrat për të kërkuar shenja të jetës në hapësirë ​​duke përdorur biomarkera dhe kanë zhvilluar projekte të reja misioni në botë potencialisht të banueshme, siç është hëna e Saturnit Enceladus.

Një nga shpresat kryesore të vitit ishte zbulimi i shtatë planetëve të ngjashëm me Tokën në sistemin TRAPPIST-1, nga të cilët gjashtë janë në "zonën e Goldilocks" potencialisht të banueshme (më vonë u zbulua një tjetër, rreth xhuxhit të kuq Ross 128). Megjithatë, disa studiues besojnë se jeta është e pamundur atje: shkalla e rrezatimit UV nga ylli është shumë e lartë dhe nuk lë vend për ekzistencën e atmosferës dhe jetës së karbonit. Një tjetër zhgënjim ishte zbulimi i shkencëtarëve skocezë, të cilët vërtetuan se sipërfaqja e Marsit është toksike për jetën bakteriale. Megjithatë, astronomët dhe biologët besojnë se jeta jashtëtokësore do të zbulohet në 10-15 vjet.

Fundi i shekullit të 20-të dhe fillimi i shekullit të 21-të çuan në një varg zbulimesh. Zbulimet e reja në biologji po ngrenë një sërë pyetjesh që i bëjnë shkencëtarët të mendojnë se gjithçka nuk është aq e thjeshtë në këtë botë. Kërkimi i së vërtetës është qëllimi kryesor i studiuesve.

Zbulimet në biologjinë e shekullit XX

Në vitin 1951, studiuesi Erwin Chargaffu arriti në një përfundim që ndryshoi rrënjësisht pikëpamjen e strukturës së acideve nukleike. Më parë, besohej se të gjitha acidet nukleike krijohen nga tetra-blloqe, dhe për këtë arsye nuk kanë specifikë. Për tre vjet, shkencëtari ishte i angazhuar në kërkime dhe, më në fund, ishte në gjendje të provonte se acidet nukleike të marra nga burime të ndryshme, ndryshojnë në përbërjen e tyre nga njëra-tjetra - ato janë specifike. Shkencëtari ndërtoi një model të ADN-së, e cila në pamjen e saj dukej si një spirale e dyfishtë, kur vendosej në një avion, dukej si një shkallë. U zbulua se struktura e një dege të vetme të ADN-së përcakton strukturën e degës tjetër të saj - kjo për faktin se baza e atyre ngjitur përcakton sekuencën e udhëzuesve të tjerë. Kështu, u përcaktua një veti e re e ADN-së - komplementariteti.

Nevojiten studime të mëtejshme në fushën e biologjisë molekulare, të cilat do të deshifronin mekanizmin e replikimit dhe transkriptimit të ADN-së. Shkencëtarët sugjeruan që filli të hapet, fijet e tij ndryshojnë dhe më pas, në përputhje me rregullin e komplementaritetit, nga çdo fije formohet një molekulë. Pak më vonë, eksperimentet konfirmuan këtë hipotezë.

Në vitin 1954, Georgy Antonovich Gamov, bazuar në një studim nga Erwin Chargaff, sugjeroi që aminoacidet janë të koduara nga një kombinim i tre nukleotideve.

Në vitin 1961, shkencëtarët francezë Jacques Monod dhe François Jacob rikrijuan qarkun që rregullon gjenet aktive. Shkencëtarët thanë se ADN-ja nuk ka vetëm gjene informative, por edhe gjene operatore dhe gjene rregullatore.

Zbulime të reja në biologjinë e shekullit XXI

Në vitin 2007, një ekip shkencëtarësh nga Universiteti i Wisconsis-Madison dhe Universiteti i Kyotos kryen një eksperiment që bëri që qelizat e lëkurës së rritur të silleshin si qeliza burimore embrionale. Qeliza ishte në gjendje të shndërrohej në pothuajse çdo lloj. Korniza financiare mund të hidhet poshtë, sepse në këtë mënyrë, qelizat e ADN-së njerëzore mund të bëhen organ për transplantim. Një organ i rritur në këtë mënyrë nuk do të refuzohet nga trupi i pacientit.

Studimi i Gjenomit Njerëzor përfundoi në vitin 2006. Ky projekt është quajtur kërkimi më i rëndësishëm në fushën e biologjisë. Qëllimi kryesor i punës është përcaktimi i sekuencës së nukleotideve, si dhe studimi i rreth 20,000 mijë gjeneve njerëzore. Nën drejtimin e shkencëtarit James Watson, në 2000. u prezantua një pjesë e strukturës së gjenomit dhe në 2003. kanë përfunduar studimet e strukturës. Pavarësisht se “Gjenomi i njeriut” përfundoi zyrtarisht në vitin 2006, analiza e disa seksioneve vazhdon edhe sot. Ky studim hap teori të reja të evolucionit. Njohuritë e marra gjatë punës tashmë përdoren në mënyrë aktive në mjekësi.

Në shekullin e 20-të, biologjia si shkencë bëri hapa të mëdhenj përpara, dhe fillimi i shekullit të 21-të është tashmë i shquar për zbulime. Mund të supozohet se zbulimet e reja në biologji do të zbulojnë shumë sekrete dhe mistere, të cilat, ndoshta, do të jenë në gjendje të kthejnë të gjitha njohuritë e kaluara dhe teoritë e miratuara.

Dhjetë zbulime të rëndësishme të dekadës së parë të shekullit XXI - video