Elke orang na sy aard,
rooi en lelik en behaard,
maak sy ma se hart so bly,
want sy weet hy lyk soos sy!
Foto: Yerkes National
Primate Research Center / U.S. National Human Genome Research Institute
Wat is oorerwing en genetika?
OORERWING is die oordra van ouers se eienskappe aan hul
nakomelinge. As ’n vrou swanger is, weet ons sonder ’n sweempie
twyfel dat sy nie die lewe aan ’n katjie, hondjie, olifant, muis
of orangoetang sal skenk nie, maar aan ’n mensie.
Ons weet voorts dat die baba geen snawel sal hê nie, maar ’n
mensemond en nie pote nie, maar menslike ledemate, asook ’n
menslike brein, hart, longe en vel. Oorerwing beteken dat alle
lewende organismes eiesoortige nasate kry.
Wat meer sê, oorerwing is daarvoor verantwoordelik dat kinders
soos hul ouers lyk en ander familielede ook na mekaar trek.
Genetika is eenvoudig die studie van erflikheid en variasies in
organismes.
Geskiedenis van genetika
VAN die vroegste tye af is mense geboei deur die feit dat ’n
mens jou liggaamlike en verstandelike eienskappe aan jou kinders
kan oordra. Maar hulle het natuurlik nie die kennis gehad om dit
te verklaar nie en allerhande staaltjies en bygelowe het
hieromtrent ontstaan.
Dit was maar betreklik onlangs dat begin is om erflikheid
wetenskaplik te bestudeer. Eers van die sewentiende eeu af is
wetenskaplike waarnemings oor die ooreenkomste tussen
familielede gedoen.
Opspraak is byvoorbeeld gewek deur ’n agttiende-eeuse Berlynse
familie by wie vier geslagte met ekstra vingers en tone gebore
is.
’n Paar jaar later het die geval van die “ystervarkman”, die
Engelsman Edward
Lambert, bekend geraak. Hy het aan ’n velkwaal gely wat ook sy
ses kinders getref het—en daar is besef dat só ’n seldsame
siekte onmoontlik binne twee geslagte kan voorkom tensy dit
oorerflik is.
LINKS:
’n Historiese illustrasie van die “ystervarkman” Edward Lambert (in 1717 in
Engeland gebore). Daar is vertel dat sy vel soos dik boombas was wat periodiek
afgedop het., terwyl die hare op sy lyf soos ystervarkpenne was. Die erflike
velkwaal Ichthyosis hystrix (Lambert-sindroom) het blykbaar nie net
by hom en sy ses seuns voorgekom nie, maar is deur vier geslagte heen van pa na
seun oorgedra, sonder dat die dogters ooit getref is. Lambert en sy kinders en
kleinkinders het deur Europa gereis en hulself vir geld as “’n nuwe menslike
spesie” aan nuuskieriges ten toon gestel.
Krediet: National Library
of Medicine / U.S. National Institutes of Health
In die loop van die negentiende eeu is erflikheid deur ’n aantal
mense wetenskaplik ondersoek. Een van die bekendstes—ofskoon sy
werk lank geïgnoreer is—was die Oostenrykse monnik Gregor
Mendel.
Hy
was die hoof van ’n klooster en ook ’n bekwame plantkundige,
wat veral in kruising en oorerwing belang gestel het. Hy het
besluit om ’n noukeurige studie daarvan te maak en gewone
tuin-ertjies gekies om mee te werk.
REGS:
Gregor Johann Mendel (1822–1884).
Mendel het vasgestel dat faktore (wat nou gene genoem word)
daarvoor verantwoordelik is dat eienskappe van geslag tot
geslag oorgedra word. Dit was ’n deurslaggewende voorwaartse
stap in die ontsluiting van die sel se geheime.
Mendel se bevindings is na ’n plantkundige gestuur, wat dit ewe
brutaal verwerp het. Dit is 35 jaar lank veronagsaam totdat nuwe
navorsers bereid was om die ontdekkings na te gaan.
Laat in die negentiende eeu het die Nederlandse plantkundige
Hugo de Vries veranderings in gene wat mutasies genoem word,
ondersoek.
In 1910 het die Amerikaanse bioloog Thomas Morgan ontdek dat
gene geleë is in selstrukture wat chromosome genoem word. Hy het
ook getoon dat baie eienskappe verweef is en gewoonlik as groep
oorgeërf word—byvoorbeeld blonde hare en blou oë.
In die jare vyftig het twee wetenskaplikes van die Universiteit
van Cambridge, die Amerikaner James Watson en die Engelsman Francis Crick, verklaar dat die DNS-molekule ’n
dubbele heliksstruktuur het—met ander woorde soos ’n gedraaide
touleer lyk. Dit was ’n mylpaal in die genetika.
LINKS: Francis Harry Compton
Crick (1916–2004) en James Dewey Watson (gebore 1928).
Krediet:
National Library of Medicine / U.S. National Institutes of Health
In die latere twintigste eeu is só met genetiese ingryping
gevorder dat wetenskaplikes maniere gevind het om gene te
isoleer en hulle weer in die selle van organismes in te voer.
Só kan erflikheid verander word ...
Wat is ’n chromosoom, DNS en ’n geen?
Kyk ook Mieliestronk-artikel oor die
ontsyfering van
die mensgenoom:
klik hier
CHROMOSOME is strukture in die kerne van alle plant- en
dierselle. Hulle is meestal nie werklik te onderskei van die
netwerk van die kern nie, maar wanneer die sel hom voorberei
vir deling, verander die chromosome van vorm en word hulle
kort, dik en staafagtig.
Elke chromosoom bestaan uit dubbele stringe van hoofsaaklik
deoksiribonukleïensuur-molekules (DNS) en proteïene. Elke
DNS-molekule word uit ’n ketting van chemiese eenhede gevorm wat
nukleotiede genoem word, en elke nukleotied bestaan weer uit ’n
suikergedeelte, ’n fosfaatgedeelte en een van vier verskillende
stikstofbasis-gedeeltes.
Die twee kettings van die dubbele spiraal word deur swak
chemiese verbindings tussen spesifieke basisse bymekaar gehou.
Gene dra die oorerflike eienskappe van ’n individu, soos oog- en
haarkleur, bloedgroep, temperament en siektes. Die gene is op
vasgestelde plekke ál langs die chromosome gelee.
Daar is omtrent 500 gene op elke chromosoom in die menslike
liggaam.
Die getal chromosome in elke sel verskil van organisme tot
organisme. Met uitsondering van sperma en eierselle, wat elk 23
chromosome het, bevat alle menslike selle 46 chromosome. Paddas
het 26 chromosome en ertjieplante 14.
BO: Dubbele spiraal van die
DNS-molekule.
Krediet: U.S. National Human Genome
Research Institute
Die
sel, sy chromosome en die genetiese materiaal (DNS) van elke
chromosoom
|
 |
Binne-in die sel
is ’n kern
(LINKS)
omring deur ’n halfvloeistof, wat sitoplasma
genoem word. In elk van die menslike liggaam se
duisternis selle bevat die kern 46 sogenaamde
chromosome.
|
BO: Menslike chromosome.
Krediet: Jane Ades / NHGRI (U.S. Human Genome Project)
|
  Die
genetiese materiaal en ''rugstring'' van elke chromosoom is
daardie lang string van die molekule DNS, wat soos ’n
opgedraaide touleer lyk—die bekende “dubbele heliks” (dubbele
spiraal), soos dikwels daarna verwys word.
Elke 1,8 m lange samegestelde string van die menslike
DNS-molekule bevat meer as 3 miljard sogenaamde chemiese
basispare. Dié vorm die “sporte” van die “touleer”, asook die
letters in die genetiese kode.
Daar is vier soorte van hierdie basisse, te wete adenien,
sitosien, timien en guanien. Hulle paar met mekaar op—adenien
skakel altyd met timien en sitosien altyd met guanien.
|
|
Hoe plant selle voort?
ALLE selle—of dit nou enkelsel-organismes is of gespesialiseerde
selle in ’n organisme—moet voorplant. Die meeste doen dit deur
te verdeel, sodat elke sel twee nuwe selle vorm, waarvan elkeen
dieselfde eienskappe het as die oorspronklike sel.
Daar is twee hooftipes van selverdeling: 1) mitose en 2) meiose.
1) Gedurende mitose verdeel ’n sel om twee identiese dogterselle
te vorm, wat elkeen die presiese hoeveelheid genetiese inligting
bevat wat in die oorspronklike moedersel aanwesig was.
Elke dogtersel verdubbel dan in grootte en raak in staat om te
verdeel. Die meeste selle in ons liggame en in enkelsel- en
multisel-organismes plant op hierdie manier voort.
Mitose in dierselle kan in vier hooffases verdeel word: profase,
metafase, anafase en telofase. (Mitose in plantselle verskil
ietwat van dié in dierselle.)
Gedurende die gewone voortplanting van liggaamselle word die
chromosome in die moedersel gedupliseer, sodat elke nuwe
dogtersel dieselfde aantal chromosome as die moedersel ontvang.
2) Maar by seksuele voortplanting, waar die eiersel en sperma
verenig, elkeen met die volle getal chromosome, sou die nuwe
individu dubbel die hoeveelheid chromosome gehad het as
dieselfde proses plaasgevind het.
Dit mag nie gebeur nie. Wanneer die eiersel en sperma dus
ontwikkel, word die getal chromosome in elkeen gehalveer, ’n
proses bekend as meiose.
Meiose kan ook in die vier fases van profase, metafase, anafase
en telofase verdeel word.
|
Krediet: NOAA |
Meiose (reduksiedeling)
is ’n soort selverdeling wat aangetref word by organismes wat
seksueel voortplant. Die getal chromosome in die selle word tot 50
persent verminder, en dit lei tot die ontwikkeling van eierselle en
sperma. ’n Eiersel en sperm kan verenig om ’n wese met ’n unieke
kombinasie van erflike eienskappe voort te bring. Dit is anders as
mitose, waartydens ’n sel verdeel om twee identiese dogterselle te
vorm, wat elkeen die presiese hoeveelheid genetiese inligting bevat
wat in die oorspronklike moedersel aanwesig was. |
Genetiese ingryping
Volledige Mieliestronk-artikel oor genetiese ingryping:
klik hier
GENETIESE ingryping is een van die moderne wetenskap se
opwindendste ontwikkelings. Dit stel genetici in staat om gene
van een organisme na ’n ander oor te dra. Só word organismes
soos bakterieë fabrieke vir die vervaardiging van produkte wat
deur ander organismes, soos mense, benodig word.
Insulien is een so ’n voorbeeld. Diabete het ’n tekort aan
hierdie hormoon, wat die weefsels opdrag gee om glukose uit die
bloed te absorbeer. Een oplossing is om insulien van diere toe
te dien, maar dié is nie altyd geskik nie.
Deur genetiese ingryping kan wetenskaplikes nou die geen om
insulien te vervaardig van mense na bakterieë oordra, en só
insulien vervaardig wat geskik is vir diabete.
Dit word só gedoen:
Neem ’n bakterie, met die oorerflike DNS.
Isoleer ’n sekere gedeelte van die DNS en verwyder ’n spesifieke
deel daarvan.
’n Insulien-geen word vervolgens aan die oop deel van die
geïsoleerde gedeelte van die DNS geheg.
Die DNS word dan weer in die bakterie ingevoeg. Die bakterie,
wat nou die instruksies bevat om insulien te vervaardig, sal
vinnig in ’n kultuurmedium of in ’n proefbuis vermeerder. Die
kosbare insulien word dan later geoes.
Wetenskaplikes se uitdaging is om deur soortgelyke tegnieke ’n
hele verskeidenheid van essensiële stowwe te produseer. Dit
sluit in hormone, entstowwe teen aansteeklike siektes en
bakterieë wat besoedelende olie sal verteer.
Genetiese ingryping is ook stof vir wetenskapsfiksie: Ruspes wat
kunsmatig besmet is met ’n gemuteerde virus word in ’n
proefneming in ’n geïsoleerde veld losgelaat om hul dodelike
siekte na ander ruspes te versprei. Maar die ruspes ontsnap uit
hul afgesonderde proefplaas en groei tot roofsugtige monsters
wat die wêreld oorneem!
Of DNS-stringe van ’n oerdier word in die bevrugte eier van ’n
lewende krokodil geplant—en ’n presiese weergawe van die
skrikwekkende Tiranosaurus Rex staan van die
laboratoriumtafel af op en verslind die wetenskaplikes wat hom
geskep het! Of hoe het dit nou weer in die rolprent Jurassic
Park gebeur?
Maar sal gruwelstories soos dié altyd beperk bly tot
wetenskapsfiksie? Volgens genetiese ingenieurs is die
moontlikheid om gene te manipuleer om uitgestorwe diere terug te
bring, nie so vergesog nie. Dit sal stellig nie oerdiere wees
nie, maar moontlik onlangs uitgestorwe diere waarvan genetiese
materiaal nog op versterkwater in laboratoriums behoue gebly
het.
Genetiese ingryping help om landbougewasse doeltreffender te
maak, maar baie mense is bang dat dit buite beheer kan raak. Het
ons die reg om die genetiese struktuur van enige organisme te
verander? vra hulle. En kan dit altyd veilig gedoen word?
Die uitdaging is om die resultate van genetiese ingryping só te
kanaliseer dat dit voordelig en veilig vir almal is.
