Olulisemad sündmused bioloogia vallas, mis mõjutasid kogu selle edasise arengu kulgu, on: DNA molekulaarstruktuuri väljakujunemine ja selle roll elusaines info edastamisel (F. Crick, J. Watson, M. Wilkins); geneetilise koodi dešifreerimine (R. Holley, H.-G. Korana, M. Nirenberg); geenistruktuuri avastamine ja valgusünteesi geneetiline reguleerimine (A. M. Lvov, F. Jacob, J.-L. Monod jt); rakuteooria formuleerimine (M. Schleiden, T. Schwann, R. Virchow, K. Baer); pärilikkuse ja muutlikkuse mustrite uurimine (G. Mendel, G. de Vries, T. Morgan jt); moodsa süstemaatika (C. Linnaeus), evolutsiooniteooria (C. Darwin) ja biosfääri õpetuse (V.I. Vernadsky) põhimõtete sõnastus.

"hullu lehma tõbi" (prioonid).

Töö programmiga “Inimese genoom”, mis viidi läbi samaaegselt mitmes riigis ja valmis selle sajandi alguses, viis meid arusaamisele, et inimesel on vaid umbes 25-30 tuhat geeni, kuid info enamikust meie DNA-d ei loeta kunagi, kuna see sisaldab tohutul hulgal piirkondi ja geene, mis kodeerivad inimese jaoks tähtsuse kaotanud tunnuseid (saba, kehakarvad jne). Lisaks on dešifreeritud hulk geene, mis vastutavad pärilike haiguste tekke eest, samuti ravimite sihtgeenid. Selle programmi elluviimisel saadud tulemuste praktiline rakendamine lükkub aga seni, kuni olulise osa inimeste genoomid on lahti mõtestatud ja siis selgub, millised on nende erinevused. Need eesmärgid on seatud mitmetele juhtivatele laboritele üle maailma, kes töötavad ENCODE programmi juurutamisel.

Bioloogilised uuringud on meditsiini, farmaatsia vundament ning neid kasutatakse laialdaselt põllumajanduses ja metsanduses, toiduainetööstuses ja teistes inimtegevuse harudes.

On hästi teada, et alles 1950. aastate "roheline revolutsioon" võimaldas uute taimesortide ja kõrgtehnoloogia kasutuselevõtu kaudu vähemalt osaliselt lahendada kiiresti kasvava Maa elanikkonna toidu ja kariloomade varustamise probleemi. nende kasvatamiseks. Kuna põllukultuuride geneetiliselt programmeeritud omadused on juba peaaegu ammendatud, on toiduprobleemi edasine lahendus seotud geneetiliselt muundatud organismide laialdase kasutuselevõtuga tootmisse.

Paljude toiduainete, nagu juustude, jogurtite, vorstide, küpsetiste jms tootmine on samuti võimatu ilma baktereid ja seeni kasutamata, mis on biotehnoloogia teema.

Teadmised patogeenide olemusest, paljude haiguste protsessidest, immuunsuse mehhanismidest, pärilikkuse ja varieeruvuse mustritest on võimaldanud oluliselt vähendada suremust ja isegi täielikult välja juurida mitmeid haigusi, näiteks rõuged. Bioloogiateaduse viimaste saavutuste abil lahendatakse ka inimese paljunemise probleem. Märkimisväärne osa kaasaegsetest ravimitest toodetakse loodusliku tooraine baasil, aga ka tänu geenitehnoloogia edusammudele, näiteks diabeetikutele nii vajalik insuliin, mida sünteesivad peamiselt bakterid, millele vastavad geen on üle kantud.

Bioloogilised uuringud ei ole vähem olulised keskkonna ja elusorganismide mitmekesisuse säilitamiseks, mille väljasuremisoht seab kahtluse alla inimkonna olemasolu.

Suurim tähtsus bioloogia saavutustest on asjaolu, et need on arvutitehnoloogias isegi närvivõrkude ja geneetilise koodi ehitamise aluseks ning neid kasutatakse laialdaselt ka arhitektuuris ja muudes tööstusharudes. Kahtlemata on 21. sajand bioloogia sajand.

Tunni teema: Bioloogia on teadus elusloodusest.

Peamised eesmärgid ja eesmärgid: Anda 5. klassi õpilastele algteadmised sellest, mis on bioloogia ja millega see tegeleb.

Erilist tähelepanu pööratakse bioloogiliste uuringute mitmekesisusele ning elus- ja eluta looduse erinevuste kujunemisele.

Tunniplaan:

1. Mida bioloogia uurib?
2. Bioloogia alajaotised
3. Kus kasutatakse bioloogia saavutusi?
4. Elava maailma esindajad
5. Mille poolest erinevad elusorganismid elututest?

Tundide ajal

1. Mida bioloogia uurib?

Bioloogia kui teadus elusloodusest uurib kõiki selle ilminguid. Selle nimi sisaldab kahte kreeka sõna: "bios", mis tähendab elu, ja "logos", mis tähendab teadust.

Bioloogias on olulised kõik elusorganismid ilma eranditeta, alates suurimatest kuni väikseimateni. Bioloogid (nii nimetatakse bioloogiat uurivaid teadlasi) uurivad elu kõigis selle ilmingutes. Mida nad täpselt teevad:

• Uurida organismide ehitust;
• Uurige paljunemisprotsessi;
• Jälgige üksikute rühmade päritolu ja suhteid;
• Nad uurivad seoseid elava ja eluta looduse objektide vahel.

Praktiline ülesanne:

Nagu igal teisel keerulisel teadusel, on bioloogial palju alamvaldkondi. Igaüks neist keskendub looduse erinevatele aspektidele:

• Botaanika – teadus taimedest;
• Zooloogia – teadus loomadest;
• Geneetika – pärilikkuse ja geenide teadus;
• Füsioloogia on teadus kogu organismi elutegevusest;
• Tsütoloogia on teadus rakkudest, mis uurib nende struktuuri, toimimist ja paljunemist;
• Anatoomia on teadus elusorganismide siseehitusest, siseorganite paiknemisest ja koosmõjust;
• Morfoloogia on teadus organismide vormist ja ehitusest;
• Mikrobioloogia on teadus mikroskoopilistest ainetest (mikroobidest);

Praktiline ülesanne:

Mõelge sellele, millele keskenduvad järgmised teadused: embrüoloogia (embrüo arengu teadus), biogeograafia (teadus, mis uurib loomade geograafilist levikut ja paiknemist planeedil), bioonika (teadus, kuidas rakendada elus ja elus toimivaid põhimõtteid). mitteelusad asjad tehnilistes seadmetes ja süsteemides) organismid), molekulaarbioloogia (teadus geneetilise teabe säilitamisest ja edastamisest valkude ja nukleiinhapete tasandil), radiobioloogia (pühendatud kiirguse mõju uurimisele bioloogilistele objektidele), kosmosebioloogia (uurib organismide eluvõimalusi lennutingimustes kosmoselaevadel ja elu toetamist kosmosejaamades), fütopatoloogiat (taimehaiguste teadus), biokeemiat (uurib elusrakkude ja organismide koostist).

3. Kus kasutatakse bioloogia saavutusi?

Bioloogia on teoreetiline teadus, kuid bioloogide uurimistulemused on sageli rakendusliku iseloomuga. Kus saab bioloogilisi avastusi kasutada?

• Põllumajandus - saagikoristuse taseme tõstmiseks, kariloomade tootlikkuse suurendamiseks ja kahjurite vastu võitlemise viiside leidmiseks.
• Meditsiin – elus- ja elutu looduse objektide kasulike omaduste uurimine aitab leiutada uusi ravimeid.
• Keskkonnakaitse – bioloogia näitab, millistes suundades hävitab inimene looduses olemasolevat asjade korda ja aitab leida võimalusi nende nähtustega võitlemiseks.

4. Elumaailma esindajad

Tänapäeva elusmaailmas, nagu 4 miljardit aastat tagasi, on:

• Pretsellulaarsed organismid on viirused. Nad muutuvad elavaks alles siis, kui neil on võimalus avalduda elusorganismide rakkudes.
• Prokarüootid. Neil on rakk, rakul ei ole tuuma. Bakterite teine ​​nimi on bakterid.
• Eukarüootid. See hõlmab seeni, taimi ja loomi. Nende rakud on moodustanud tuumad.

Bakterid, seened, taimed ja loomad moodustavad 4 elusorganismide kuningriiki.

Praktiline ülesanne:

Milliseid viirusi sa tead? (viirus, mis põhjustab ARVI-d, erinevat tüüpi grippi jne).

5. Mille poolest erinevad elusorganismid elututest?

Kui me oleme juba rääkinud eluslooduse objektidest, siis me pole veel puudutanud küsimusi, mis on elutu looduse objektid. Nende hulka kuuluvad peamiselt kivid, jää, liiv jne. Millised on elusolendite eristavad omadused?

• Nad hingavad.
• Nad toituvad. Ükski elusorganism ei saa eksisteerida ilma väljastpoolt energiat ammutamata. Kuid see, mida ta tarbib ja töötleb – liha, piim, teraviljad või porgandid – pole enam nii oluline.
• Nad paljunevad, see tähendab, et nad paljunevad omasuguseid. Iga Ilma selleta oleks elu planeedil kuivanud ja lõppenud juba ammu. Just selles omaduses avaldub elu lõpmatus planeedil Maa.
• Nad reageerivad keskkonnamõjudele ja sõltuvad tingimustest, milles nad elavad. Seetõttu jäävad karud talveunne ja jänesed muudavad oma värvi.
• Elusorganismidel on rakuline struktuur. Need võivad koosneda ühest rakust (on ainuraksete rakkude eriklass) või koosneda paljudest (näiteks loomad või inimesed). Ainult viirustel ei ole rakke, seega võivad nad elada eranditult teiste loomade, taimede või inimeste kehas.
• Elusolendid on keemiliselt koostiselt sarnased – nende struktuur sisaldab nii orgaanilisi ühendeid (valgud, rasvad, süsivesikud), kui ka anorgaanilisi (neist levinuim on vesi).
• Enamik elusorganisme on liikumisvõimelised. Kõik teavad seda loomade võimalikkust, aga kuidas on lood taimedega? Juurte olemasolu ja postis olemine muudab nad võimetuks seda omadust eksponeerima. See pole aga päris tõsi. Näiteks päevalill muudab oma asukohta sõltuvalt Päikese liikumisest. Samamoodi reageerivad paljude taimede lehed päikesevalgusele.

Nende märkide järgi saab neid eristada, kuid puhkeseisundis ei näita mõned elusobjektid elutegevuse tunnuseid (näiteks taimede seemned, õietolm).

Hindamine: paluge õpilastel testiküsimustele vastata. Nende vastuste põhjal on võimalik kindlaks teha, kui palju nad on õppetunni materjali õppinud:

• Mis on bioloogia?
• Mida bioloogia uurib?
• Milliseid bioloogia alajaotusi sa tead?
• Milliseid elusorganismide kuningriike te teate?
• Millised on peamised erinevused elusorganismi ja elutute objektide vahel?

6. Tunni kokkuvõte:

Õpilased tutvusid tunni jooksul:

• Mis on bioloogia, milliseid küsimusi see uurib, mis on selle põhifookus.
• Mis on bioloogia harud ja millega nad tegelevad?
• Millistes valdkondades kasutatakse bioloogilisi saavutusi?
• Mille poolest erinevad elusorganismid elututest?

Kodutöö:

Kodutööna tuleks õpilastele anda võimalus kirjutada loovtöö “Kus kasutatakse bioloogia saavutusi”, kuna seda teemat käsitleti tunnis väga pealiskaudselt.

Hiljutised edusammud bioloogias on viinud teaduse täiesti uute suundade esilekerkimiseni. Seega oli geenitehnoloogia aluseks geeni molekulaarse olemuse väljaselgitamine - meetodite kogum, mis võimaldab konstrueerida pro- ja eukarüootseid rakke uue geneetilise programmiga. Selle põhjal on loodud antibiootikumide, hormoonide (insuliini), interferooni, vitamiinide, ensüümide ja muude bioloogiliselt aktiivsete ravimite tööstuslik tootmine.
Bioloogia saavutuste hulgas võib märkida suure hulga Maal eksisteerivate elusorganismide liikide kirjeldamist, raku-, evolutsiooni-, kromosoomiteooriate loomist, valkude ja nukleiinhapete struktuuri dešifreerimist jne. Praktikas aitas see kaasa põllumajandusliku tootmise efektiivsuse tõstmisele, meditsiini, biotehnoloogia arengule ning ratsionaalse keskkonnajuhtimise aluste loomisele.

Need, kes järgivad molekulaarbioloogia saavutused, pidi olema juba harjunud, et selles noores teaduses, mis on jõudnud alles kolmandasse kümnendisse, tehakse suuri avastusi sageli, isegi väga sageli. Vaid 17 aastat tagasi pakkusid ameeriklane James Watson ja inglane Francis Crick välja hüpoteesi DNA molekuli struktuuri kohta, mis nende arvates oli geneetilise informatsiooni hoidja, mida tollal enamik biolooge ei jaganud. Üsna pea, fantastiliselt lühikese ajaga, sai eksperimentaalselt tõestatud Watsoni ja Cricki arvamus, et DNA kannab tegelikult kogu organismi geenide registrit. Kuuekümnendate aastate alguseks sai selgeks, et DNA molekulide geneetiline informatsioon kandub üle sarnase struktuuriga RNA molekulidele. Viimased ühenduvad spetsiaalsete rakustruktuuridega – ribosoomidega, milles toimub valgusüntees. Veidi varem lõid G. Gamow (USA), F. Crick jt geneetilise koodi loogiliselt tervikliku mudeli. Kõige olulisem oli see, et oli rangelt näidatud, miks rakk vajab geneetilist teavet (spetsiifiliste valkude süntees, mis määravad elu omadused ja võime täita erinevaid elulisi funktsioone). Samuti näidati, kuidas DNA molekuli üksikud elemendid (Gamow sõnul, millega kõik nõustusid, DNA ahelas paiknevad nukleotiidide kolmikud) kodeerivad ribosoomides sünteesitud valkude struktuuri.
Vähesed inimesed ootasid – isegi väga läbinägelike geneetikute seas –, et juba 1961. aastal hakkavad Crick ja tema kolm assistenti geneetilise koodi üldise olemuse probleemist lahti rääkima. Tõsi, tee aminohappeid kodeerivate üksikute kolmikute koostise dešifreerimiseni avas sama 2000. aasta suvel Moskvas kajastatud M. Nirenbergi ja D. Mattei töö. Ja oli täiesti raske ette kujutada, et vaid kaks ja pool aastat hiljem pakuksid ameeriklased M. Nirenberg ja F. Leder välja meetodi, mis võimaldaks välja selgitada kõigi 64 geenikoodisõna täpse struktuuri. Aastaga teadsid geneetikud looduse päriliku tähestiku.

Kuid nende probleemide lahendamine ei suurendanud meie teadmisi geeni täpse struktuuri, individuaalse teabe molekulide ja transpordi RNA-de täpse struktuuri kohta. Aastatel 1964-1965 dešifreerisid Holly USA-s ja A. Baev Vene Föderatsioonis esimesed, kõige väiksemad geneetilisi saladusi teenivad molekulid – transport-RNA molekulid. 1967. aastal õnnestus USA-s A. Kornbergi laboris pärast pikki aastaid kestnud ebaõnnestunud katseid sünteesida toimiv faagi 0X174 DNA molekul. Aasta hiljem õnnestus G. Koranal (USA-sse kolinud indiaanlane) geniaalse katse käigus sünteesida esimene pärmi ülekande-RNA geen. Ja nüüd, kõigest aasta hiljem, on elust eraldatud puhas geen DNA molekulid!
Paradoksaalsel kombel ei olnud see oma ülesehituse, teostuse ja tagajärgede poolest teadusele suurejooneline eksperiment eesmärk omaette. Geneetilise informatsiooni rakendamise molekulaarsete aluste alal tuntud ekspert Beckwith toob eessõnas välja peamise eesmärgi, mida tema ja ta kolleegid oma tööd alustades taotlesid. Nende jaoks oli oluline leida vihjeid pikaajalise vaidluse lahendamiseks selle üle, millal geenide aktiivsust reguleeritakse. Seal oli kaks lähenemist. Esimese kohaselt võib kümme ise (st rangelt määratletud nukleotiidjärjestusega DNA osa) olla reguleerimise areen. Sel juhul kopeeritakse aktiveeritud geenidest messenger-RNA, kuid represseeritud geenidest sellist kopeerimist ei toimu.

Seega on bioloogia üsna noor, kuid üsna progressiivne teadus, mis on inimestele üsna kasulik.

2016. aastat jäävad meenutama ajaloolised teadussündmused. Saates juhivad füüsikud ja astronoomid: nad on teinud enim arutatud ja põnevamaid avastusi, mis on seotud mustade aukude, relatiivsusteooria ja teiste maailmadega. Bioloogid on palju saavutanud ka genoome muutes ja inimeste peal katsetades.

Kolmas ei ole üleliigne

2016. aasta aprillis sündis Mehhikos laps, kes eostus kolmanda isiku mitokondriaalse DNA abil. "Kolme vanema" meetod hõlmab naissoost doonori mitokondriaalse DNA siirdamist ema munarakku. Teadlased usuvad, et see hoiab ära emapoolsete mutatsioonide mõju, mis võivad põhjustada selliseid haigusi nagu diabeet või kurtus.

Operatsiooni viis läbi Ameerika kirurg John Zhang. Ta valis Mehhiko, kuna selle tehnika kasutamine on USA-s keelatud. Laps sündis tervena ja negatiivseid tagajärgi pole siiani täheldatud.

Geeni revolutsioon

16. novembril teatas ajakiri Nature, et Hiina teadlased muutsid esimest korda elava inimese genoomi. Muidugi mitte kõik, aga väike osa sellest. Metastaatilise kopsuvähiga patsiendi T-rakke modifitseeriti CRISPR-tehnoloogia abil, et välja lüüa PD-1 valku kodeeriv geen, mis vähendab immuunrakkude aktiivsust ja soodustab vähi teket.

Teadlaste sõnul läks kõik hästi ning patsient saab peagi teise süsti. Lisaks osaleb katsel veel 10 inimest, kellest igaüks saab kaks kuni neli süsti. Kõiki vabatahtlikke jälgitakse kuus kuud, et näha, kas ravi võib põhjustada tõsiseid kõrvaltoimeid.

Minimaalselt

Märtsis teatasid teadlased ajakirjas Science, et nad suutsid luua sünteetilise genoomiga bakteri, eemaldades sellest kõik geenid, ilma milleta organism hakkama saaks. Selleks kasutasid nad mükoplasma M. mycoides'i, mille algne genoom koosnes ligikaudu 900 geenist, mis liigitati olulisteks või ebaolulisteks. Kogu olemasoleva teabe põhjal ja pidevate eksperimentaalsete testide abil suutsid teadlased määrata minimaalse genoomi – vajaliku geenide komplekti, mis on bakteri olemasoluks eluliselt oluline.

Selle tulemusena saadi uus bakteritüvi - JCVI-syn3.0, mille genoom oli eelmise versiooniga võrreldes poole väiksem - 531 tuhat paari alust. See kodeerib 438 valku ja 35 tüüpi regulatoorset RNA-d – kokku 437 geeni.

Muuda munaks

Teine biotehnoloogia edusamm hõlmab hiirtelt saadud tüvirakke. Jaapani teadlased Fukuokas asuvast Kyushu ülikoolist olid esimesed, kes saavutasid nende muutumise munadeks (ootsüütideks). Tegelikult said nad tüvirakkudest mitmerakulise elusorganismi.

Munarakk on rakk, millel on totipotentsus – võime jaguneda ja muunduda kõiki muud tüüpi rakkudeks. Teadlased allutasid saadud munarakud in vitro viljastamisele. Seejärel viidi rakud emasloomade surrogaate kehasse, kus neist said terved noored.

Laboritingimustes loodud hiired olid viljakad ja võisid ilmale tuua terveid närilisi. Lisaks saab embrüonaalseid tüvirakke regenereerida kultuuris saadud munadest ja viljastada in vitro.

Zika on surmav relv

Kollapalaviku sääsk

Vähetuntud ja esmakordselt 1947. aastal Ugandas tuvastatud Zika viirus sai eelmise aasta lõpus rahvusvaheliseks pandeemiaks, kui kiiresti leviv sääsehammustushaigus ületas Ladina-Ameerika piire. Vaatamata vähestele sümptomitele või nende puudumisele kaasnes viiruse levikuga järsk hüppeline mikrotsefaalia, laste haruldane haigus, mille iseloomulik tunnus on kolju ja vastavalt ka aju suuruse märkimisväärne vähenemine. See avastus on pannud teadlased otsima seost Zika ja nende anatoomiliste kõrvalekallete tekke vahel. Ja tõendeid ei tulnud kaua oodata.

2016. aasta jaanuaris leiti Zika viirus kahe raseda naise platsentast, kelle lapsed sündisid hiljem mikrotsefaaliaga. Samal kuul leiti Zika ka teiste vastsündinute ajust, kes surid vahetult pärast sündi. Petri tassiga tehtud katsed, mille tulemused avaldati märtsi alguses, näitasid, kuidas Zika viirus ründab otseselt aju arengus osalevaid rakke, aeglustades oluliselt selle kasvu. Aprillis said kinnitust hirmud, mida paljud teadlased olid varem väljendanud: Zika viirus põhjustab tegelikult mikrotsefaaliat, aga ka mitmeid muid tõsiseid defekte aju arengus.

Zika viiruse vastu ei ole praegu ravi, DNA-põhise vaktsiini kliinilised uuringud on käimas.

Esimesed geneetiliselt muundatud inimesed

CRISPR on revolutsiooniline tööriist geneetiliseks muundamiseks, mis tõotab mitte ainult ravida kõiki haigusi, vaid anda ka inimestele paremaid bioloogilisi võimeid. Sel aastal kasutas Hiina meeskond seda esimest korda agressiivse kopsuvähi vormi all kannatava patsiendi ravimiseks.

Selle raviks eemaldati patsiendi verest esmalt kõik immuunrakud ning seejärel “lülitati välja” CRISPR-meetodil spetsiaalne geen, mida vähirakud saavad kasutada kogu organismis veelgi kiiremini levima. Seejärel asetati modifitseeritud rakud tagasi patsiendi kehasse. Teadlased usuvad, et redigeeritud rakud võivad aidata inimesel vähist üle saada, kuid kõiki selle kliinilise uuringu tulemusi pole veel avalikustatud.

Olenemata selle konkreetse juhtumi tulemusest avab CRISPR-i kasutamine inimeste raviks uue peatüki personaliseeritud meditsiinis. Siin on veel palju vastuseta küsimusi – lõppude lõpuks on CRISPR uus tehnoloogia. Siiski saab selgeks, et tehnoloogia kasutamine enda geneetilise koodi muutmiseks ei ole enam lihtsalt ulme järjekordne näide. Ja tõelised patendisõjad selle tehnoloogia omamise õiguse pärast on juba alanud.

Kõige kauem elav selgroogne

Lõpuks võib selguda, et me õpime pikaealisuse saladust mitte maailma suurematelt teaduskeskustelt, vaid Gröönimaa hailt. Sel aastal ajakirjas Science avaldatud uuringu kohaselt võib see hämmastav süvamere selgroogne elada rohkem kui 400 aastat. 28 emase Gröönimaa hai radiosüsinikuga tutvumine on näidanud, et need loomad on meie planeedi pikima elueaga selgroogsed. Vanimate esindajate vanus jääb vahemikku 272–512 aastat.

Mis siis on Gröönimaa hai uskumatu pikaealisuse saladus? Teadlased ei tea veel täpselt, kuid arvavad, et see on tõenäoliselt tingitud asjaolust, et sellel selgroogsel on äärmiselt aeglane ainevahetus, mis viib aeglase kasvu ja seksuaalse küpsemiseni. Teine relv nende haide vananemise vastu võitlemisel näib olevat äärmiselt madal ümbritseva õhu temperatuur. Keegi ei taha paar aastat Põhja-Jäämere põhjas veeta ja siis tagasi tulla raportiga, kuidas see kõik läks?

Hiir läks

Lülisamba vigastus on tänapäeva neuroteaduse üks pakilisemaid probleeme. Seni pole keegi murdunud seljaajuga täielikult toime tulnud. Kuid just 2016. aastal ilmus mitu eksperimentaalset tööd, mis näitavad, et kõik pole nii hull. Ühes neist mängisid olulist rolli Peterburi teadlased.

Peterburi Riikliku Ülikooli Translatsioonilise Biomeditsiini Instituudi neuroproteeside labori teadlased töötasid professori, meditsiiniteaduste doktori Pavel Musienko juhtimisel välja vigastuskoha all oleva seljaaju neurostimulatsiooni tehnoloogia ja katsetasid seda rotid.

20. sajandi lõpp ja 21. algus tõid kaasa hulga avastusi. Uued avastused bioloogias tõstatavad hunniku küsimusi, mis panevad teadlased arvama, et siin maailmas pole kõik nii lihtne. Tõe otsimine on uurijate peamine eesmärk.

Avastused 20. sajandi bioloogias

1951. aastal jõudis teadlane Erwin Chargaffou järeldusele, mis muutis radikaalselt seda, kuidas me suhtume nukleiinhapete struktuuri. Varem arvati, et kõik nukleiinhapped on loodud tetraplokkidest ja seetõttu puudub neil spetsiifilisus. Kolm aastat tegi teadlane uurimistööd ja suutis lõpuks tõestada, et erinevatest allikatest saadud nukleiinhapped erinevad oma koostiselt üksteisest – need on spetsiifilised. Teadlane ehitas DNA mudeli, mis nägi välja nagu topeltspiraal; lennukile asetatuna nägi see välja nagu redel. Leiti, et ühe üksiku DNA haru struktuur määrab tema teise haru struktuuri - see on tingitud asjaolust, et külgnevate harude alus määrab teiste juhiste järjestuse. Nii defineeriti DNA uus omadus – komplementaarsus.

Täiendavaid uuringuid oli vaja molekulaarbioloogia vallas, mis dešifreeriks DNA replikatsiooni ja transkriptsiooni mehhanismi. Teadlased on väitnud, et niit kerib lahti, selle niidid lahknevad ja seejärel vastavalt komplementaarsuse reeglile moodustub igast niidist molekul. Veidi hiljem kinnitasid katsed seda hüpoteesi.

1954. aastal tegi Georgiy Antonovich Gamow Erwin Chargaffi uurimistöö põhjal ettepaneku, et aminohapped on kodeeritud kolme nukleotiidi kombinatsioonist.

1961. aastal lõid prantsuse teadlased Jacques Monod ja Francois Jacob uuesti aktiivseid geene reguleeriva ahela. Teadlased ütlesid, et DNA-l pole mitte ainult informatiivseid geene, vaid ka operaatorgeene ja reguleerivaid geene.

Uued avastused 21. sajandi bioloogias

2007. aastal viis Wisconsini-Madisoni ülikooli ja Kyoto ülikooli teadlaste meeskond läbi katse, mille käigus täiskasvanud naharakud hakkasid käituma nagu embrüonaalsed tüvirakud. Rakk suutis muutuda peaaegu igaks vormiks. Rahalistest raamistikest võib loobuda, sest nii võib inimese DNA-st pärit rakkudest saada siirdamisorgan. Sel viisil kasvatatud elundit ei lükka patsiendi keha tagasi.

Inimgenoomi uuring viidi lõpule 2006. aastal. Seda projekti on nimetatud bioloogia valdkonna kõige olulisemaks uurimuseks. Töö põhieesmärk on nukleotiidjärjestuse määramine ja ligikaudu 20 000 tuhande inimese geeni uurimine. Teadlase James Watsoni juhtimisel 2000. a. esitleti osa genoomi struktuurist ning 2003. a. struktuuriuuringud on lõpetatud. Vaatamata sellele, et inimgenoom sai ametlikult valmis 2006. aastal, jätkub mõne lõigu analüüs ka täna. See uurimus avab uusi evolutsiooniteooriaid. Töö käigus saadud teadmisi kasutatakse juba aktiivselt meditsiinis.

20. sajandil liikus bioloogia teadusena suurte sammudega edasi ja juba 21. sajandi algus on märkimisväärne oma avastuste poolest. Võib oletada, et uued avastused bioloogias paljastavad palju saladusi ja mõistatusi, mis võivad ümber lükata kõik varasemad teadmised ja väljakujunenud teooriad.

21. sajandi esimese kümnendi kümme märkimisväärset avastust – video