Morgunblaðið - 14.02.1962, Qupperneq 10

10
MORGVNBLAÐIÐ
Miðvikudagur 14. febr. 1962
Lykill fundinn að tákn-
máli erfðaeindanna
Hin lifandi fruma hefur til
að bera þúsundir eiginleika, og
lífverur, sem gerðar eru úr stór
um frumusamfélögum eru að
sjálfsögðu enn flóknari.
Eiginleikarnir erfast óbreyttir
frá kynslóð til kynslóðar. Þótt
barn kunni að vera ólíkt móður
og föður stafar það af blöndun
eiginleikanna. Poreldrar geta
borið með sér erfðir, sem ek’ki
koma í ljós fyrr en í börnum
þeirra og bamabömum. Ein und
antekning er þó frá þessari
reglu: Stunduim koma snögglega
fram breytingar á eiginleikum
einhverrar tagundar, eða þá nýj
ir eiginleiikar. Þetta er kallað
stökkbreyting. Menn þekkja ým
islegt, sem getur orsakað stökk
breytingar, bæði efni og geisla,
en geta ekki *áðið, hvað breytiist
né hvemig.
Allir eiginleikar lífveranna
reynast, þegar tekið er að rann
saka þá nánar, efnafræðilegs eðlis
is. Þá má alla rekja til efna eða
efnabreytinga í fruimunuim. Miik
il göt eru þó á þekkingu mann-
kynsins á þessu sviði.
Eggjahvíta er höfuð bygging
arefni frumunnar, en henni
ganga næst fita og kolvetni, en
það er sama þó þessum etfnum sé
bland'að saman í öllum möguleg
um hlutföllum, úr því verður
Skipulag frumustarfseminnar.
Eins og lesendur rekur minni
til, er venjulega rætt um þrjá
aðaihluta hverrar frumu: hýðið,
frymið og kjarnann.
í fryminu fara öld dagleg störf
Srumunnar fram, en kjarninn
stjómar öllu, sem fram fer í frum
unni.
f kjarnanum er etfni, sem litni
nefnist. Þegar fmman skiptir
sér, myndar litnið stafi, sem
nefnast litþræðir. Þeir skiptast
í tvo nákvæmlega eins helrn-
inga að endilöngu, og hver hlut
inn um sig mynaar nýjan fmmu
kjama.
Menn hafa fyrir löngu gert sér
ljóst, að með litþráðunum berst
efni það, sem ræður öHu startfi
frumunnar. Efni þetta reynist
vera jafn risavaxnar og flóknar
sameindir og eggjahvítuiefnin.
Þetta efni nefnist deoxyribo-
kjarnasýra, til þæginda stytt í
DNA. Fyrir hvern hvata er ein
sameind af DNA í kjarnanium.
Hverjum eiginlei'ka stjómar ein
erðaeind eða gen, og má rekja
mætti líkja við orð. Úr þessum
4 stöfum má búa til 16 tveggja
stafa orð og 24 þriggja statfa.
Táknmálið hlýtur því að vera
gert af þriggja statfa orðum að
minnsta kosti.
Hvernig á að þýða kjamasýr-
una:
. . . cadbacdabaacdbb . . .
Á að byrja á endanum? Hvað
em margir stafir í orði, 3, 4,
fleiri? Má byrja hvar sem er,
DNA. Hluti úr sameindinni. öll sameindin, sem myndin er af
yrði 9 m löng í sömu stækkun. Hvíti depillinn er mæli-
kvarði, og er 88 milljónustu hlutar úr millimetra i þvermál.
ÁRSINS 1961 verður minnzt lengi í sögu
mannkynsins fyrir það. að þá tókst Dr. Fran-
cis Crick og f élögum hans að finna lykilinn að
því, sem kalla mætti táknmál erfðaeindanna.
Vísindamenn þessir vinna á vegum Medical
Research Council í Cambridge.
— I þessari grein er reynt að skýra nánar í
hverju uppgötvun þessi er fólgin og gildi
hennar
Visindamenn hafa líkt þessari uppgötvun við
fund þyngdarlögmálsins og
klofningu frumeindanna
eiginleikana til einis eða fleiri
hvata. Erfðaeindin getur fram-
leitt nákvæma eftirlíkingu atf
sjálfri sér, og gerir það, þegar
fruman skiptir sér. Veirur hafa
þennan sama eiginleika. Bæði
Hér sést veiran, sem notuð var til rannsóknanna stæ' kuð
300.000 sinnum í rafeindasmá sjá.
eikiki lifandi etfni. í lifandi frumu
má finna heil kerfi samverkandi
efna sem hvatar nefnast (en-
zyim). Efni þessi eru eggja
hvítuetfni og segja má að
þa*u séu bæði hendur og
verkfæri fruimunnar. Þau annast
ailla uppbyggingu og niðurrif
fruimunnar.
Frumu er otft líkt við efnaverk
smiðju, en hún líkist meira heilu
iðnaðarþjóðfélagi, með öllum
þess margvíslegu stotfnunum og
framleiðslutækjum.
Verður hún
til að lyf
finnist við
krabba-
meim
veirum og erfðaeindum getur
einungis fjölgað inni í lifandi
frumu, enda eru bæði só hiluti
veiranna, sem kemst inn í frum
ur, og erfðaeindinnar gert úr
kjarnasýru eingöngu.
Hvatar og önnur eggjahvítu-
efni eru framleidd í fryminu. Sú
framleiðsla fer fram í litlum kom
um, sem sjást í rafeindasmásjá,
og kallast ribosomes. Hvert ribo-
some er marg-samanbrotin
himna, sem gerð er úr ribo-
kjamasýru, stytt: RNA.
Táknmál erfðaeindanna.
Er nú komið að kjarna þess
máls, sem rætt er um hér. Eggja
hvítuefni eru gerð af 20 amínó-
sýrum, en kjarnasýrur úr fjór
um svokölluðum nucleótídum
eða kimisögnum. Hin mikla
spurning er: Hvemig fer náttúr
an að því, að tókna 20 amínó-
sýrur í eggjahvítuefnunum með
fjórum kirnisögnum?
Lítum nánar á málið. Hinar
fjórar kirnisagnir getum við
kallað a, b, c og d. Táknmálinu
þannig að orðin séu hvert ofan
í öðru? Þessar ósvöruðu apurning
ar hafa staðið í vegi fyrir, að líf
efnafræðingar gætu rannsakað
gerð kjarnasýranna í smáatrið-
um, svo að gagn væri að, en nú
hafa áðurnefndir vísindamenn í
Cambridge gefið nærri ótvíræð
svör við flestum þessara spum-
inga.
Það sem gert var í Cambridge.
Hópurinn í Cambridge 'ann
svarið við þessari gátu með rann
sóknum á veiru, sem lifir sníkju
lífi á aligengum þarmagerli og
nefnist T4 bacteriophage. Veirnr
eru einfaldastar allra lífvera, og
gerlar eru auðveldir og ódýrir
í ræktun, og hafa auik þess þann
kost, að fá má margar kynslóðir
af þeim á skömmum tíma. Gerla
sníklar eru því tilvaldir til að
rannsaka undirstöðueiginleika
erfðaeindanna. Venjuleg, „villt“
T4 vex í tveim tegundum af
vissum þarmagerli. Stökkbreytt
T4 vex aðeins á annarri teg-
undinni.
Dr. Criok og menn hans fundu,
að ef önnur stökkbreyting var
gerð í nánd við hina fyrri í sömu
erfðaeindinni, fékkst atftur veira,
sem var óþekikjamlieg frá villta
afbrigðinu.
Þeir segja, að fyrri stökkbreyt
• ingin hafi bætt einum statf (svo
við höldum okkur við fyrri lík-
ingu) í kjamasýruna, og það sem
er handan við hann verður því
eintómt bull. Nýja stökikibreyt-
Veiffantikil áhrii á
vöxt iíiverunnar?
MBL. leitaði álits dr. Sturlu
Friðrikssonar á grein þeirri,
sem birtist hér á síðunni og
fer það hér á eftir:
„íslenzk þjóðtrú gerði ráð
fyrir því, að til væri ein jurt,
sem lásagras nefndist, og
fengi það upplokið öllum hirzl
um og væri lykill allra læs-
inga. Það er mannlegt eðli
að vera í stöðugri leit að
einhverju lásagrasi, sem
gengur að öllum skrám.
Ein af veigamestu ráðgát-
um Iífsins hefur einmitt verið
sú á hvern hátt erfðaeindirnar
færu að því að stjórna sköpun
mismunandi eggjahvítuefna.
Má segja að í 100 ár hafi
erfðafræðingar óbeint unnið
að þessu marki.
Fyrir 8 árum stigu þeir Dr.
Crick og Watson þýðingarmik
ið spor í leitinni að þessari
rálðgátu, með því að sýna
fram á, að D-N-A-kjarnasýran
væri einskonar efnafræðilegt
fjarritunarband í frumukjarn
anum, sem gæfi boð um bygg
ingu eggjahvítuefna. Tókst
þeim að búa til líkan að
kjarnasýrunni.
Nú hefur Dr. Crick og félag
ar lians í Cambridge, stigið
feti framar og virðast hafa
komist í snertingu við „lása-
grasið“. Hafa þeir ráðið
táknmál erfðaeindar-.a
með því að sýna hvernig erfða
orðin samanstanda af þriggja
stafa atkvæðum, sem hvert um
sig velur eina af hinum rúm-
lega 20 amino-sýrum, sem fara
í að byggja eggjahvítuefni.
Það er varla unnt að í-
mynda sér hvílíkar afleiðing
ar þetta kann að hafa. Manni
kemur til hugar, að í fram-
tíðinni verði unnt að búa til
allskonar boðbera, til þess að
sprauta inn í frumur og láta
þá smíða eggjahvítuefni eftir
vild og hafa þannig áhrif á
vöxt lífverunnar.
Má hugsa sér að þannig
verði unnt að bæta nytjagróð
ur og dýr eftir vild, sem ann
ars tæki áratugi að fá fram
með þeim kynbótaaðferðum,
sem við þekkjum í dag. Lækna
má með þvi arfgenga sjúk-
dóma og ef til vill hafa veiga
mikil áhrif á vöxt lífverunnar
í uppvexti hennar.
ingin tók aftur burtu
staf á sömu slóðum í
erfðaeindinni, og kom
reglu á afgang keðjunn-
ar. —
Þeir komust einnig að
því, að tvær stökkbreyt-
ingar til viðbótar við
hina fyrstu kipptu erfða-
eindinni í lag.
Til glöggvunar er gott
að líta á þetta yfirlit:
Upphafleg röð:
ENDI cad/bac/dab/aac
/dbb . . .
Einum staf bætt við,
allt verð ur rangt hand-
an við hann:
cad/bab/cda/baa/cdb/
b . . .
b tekið aftur burtu:
cad/bad/cda/aac/dbb .
Sé aftur á móti tveim
stöfum bætt við:
cad/bab/cda/aac/dbb
. . . verður röðin rétt á
ný.
Táknmálið er því gert
úr þriggja stafa orðum
og verður að lesa í röð
Erá endunum. Ekki er
rúm til að rekja hér,
ívernig öðrum möguleik
am var útrýmt.
Gildi uppgötvunarinnar
Þessi uppgötvun gerir
svo lífefnafræðingum
kleift að lesa sjálft tákn-
málið, ef til vill á þessu
iri. Erfiðasti þröskuldur-
inn er úr veginum. Ótal
Frh. á bls. 14
Dr. Sturla Friðriksson.
Efalaust er enn nokkuð
langt í land með að eftirlíkja
einstaka boðbera, en það verð
ur fróðlegt að fylgjast með
starfi þeirra félaga á næst-
unni, því þeir lofa endanlegri
lausn á dulmáli erfðanna á
næstu 18 mánuðum.