140 năm sau khám phá của G.J.Mendel

Năm 1865 từ tu viện Brno ( của nước Áo thời đó) thầy tu Gregor Johann Mendel đã lần đầu tiên phát hiện ra những quy luật của hiện tượng di truyền. Mendel sinh ngày 27-7-1822 trong một gia đình nông dân nghèo. Ông thừa hưởng được niềm say mê làm vườn của bố mẹ. Ngay từ nhỏ ông đã có hứng thú chăm sóc cây cối trong vườn và ông luôn là một học sinh giỏi. Tốt nghiệp với tấm bằng xuất sắc ở bậc Trung học, Mendel được Nhà thờ chọn đi học về Triết học. Vì nhà quá nghèo nên năm 21 tuổi ông phải tạm bỏ học. Tháng 10-1843 ông được bố mẹ gửi vào tu viện và 4 năm sau ông đã trở thành Linh mục. Năm 29 tuổi ông mới được bước chân vào ngưỡng cửa Đại học và được học các môn Toán. Lý, Hoá, Thực vật học và Động vật học. Năm 1853 ông tốt nghiệp Đại học và lại trở về tu viện ở quê nhà. Năm 32 tuổi ông được cử làm giáo viên của Trường Cao đẳng thực hành ở Brunn (nay là Brno thuộc nước Cộng hoà Czech) . Từ năm 1856 đến năm 1863 ông âm thầm làm  những thí nghiệm công phu trên đậu Hòa Lan. Năm 1865 ông trình bày các kết quả thực nghiệm của mình tại Hiệp hội khoa học tự nhiên Thành phố Brno và một năm sau các kết quả nghiên cứu này được công bố (Versuche uber Pflanzenhybriden) trên tập san của Hiệp hội. Ông phát hiện thấy cây đậu bố mẹ có thể truyền lại cho con cái những nhân tố di truyền riêng rẽ và nhấn mạnh rằng các nhân tố di truyền (ngày nay gọi là Gen) duy trì được các tính chất  cá biệt của chúng từ thế hệ này sang thế hệ khác. Các thực nghiệm của ông vừa mang tính chất thực nghiệm vừa mang tính chất chính xác toán học. Ông đã sử dụng 7 cặp tính trạng khi tiến hành lai tạo: Hoa tía- Hoa trắng, Hoa mọc nách- Hoa mọc ngọn, Hạt vàng- Hạt xanh, Hạt trơn- Hạt nhăn, Quả trơn-Quả nhăn, Quả xanh-Quả vàng, Cây cao- Cây thấp. Các thí nghiệm của ông hết sức phong phú và chính xác . Nhưng  tiếc thay, thực nghiệm của Mendel đã bị chìm đi trong sự thờ ơ của tất cả mọi người. Chả ai chú ý đến các cây đậu Hoà Lan của Mendel và không nhận ra được sau các cây đậu được lai tạo một cách công phu này là một thiên tài mà sau này được cả nhân loại tôn vinh là Ông tổ của ngành Di truyền học. Ông vẫn miệt mài vừa dạy học, vừa truyền đạo và vừa tiếp tục làm thực nghiệm trong vườn của tu viện. Năm 1868 ông được phong chức Tổng Giám mục.Ông còn là người sáng lập ra Hôi nghiên cứu Thiên nhiên và Hội Khí tượng học của thành phố Brno. Năm 57 tuổi ông được cử làm Giám đốc Tu viện. Ngày 6-1-1884 ông qua đời sau một tai biến do viêm thận.

Mãi 6 năm sau ngày ông qua đời các nghiên cứu quý giá của ông mới được nhân loại biết tới thông qua các nghiên cứu độc lập nhưng cùng một lúc (1900) của 3 nhà khoa học ở 3 quốc gia khác nhau: H.M.de Vries (Hà Lan), E.K. Corens (Đức) và E.V.Tschermak (  Tiệp Khắc cũ). Và năm 1900 được coi là năm ra đời của Di truyền học.

Sau các thực nghiệm của Mendel thì nổi bật lên là các thí nghiệm về di truyền học ở Ruồi giấm (Drosophila melanogaster) của nhà sinh vật học người Mỹ Thomas Hunt Morgan (1868-1945). Khác với đậu Hoà lan, ruồi giấm có vòng đời chỉ có 10-14 ngày, lại chỉ có 4 đôi nhiễm sắc thể với kích thước khá lớn và có các biến đổi di truyền khá dễ nhận biết. Với hàng loạt các thí nghiệm lai tạo trên ruồi giấm Morgan đã phát hiện ra bản chất của hiện tượng di truyền liên kết với giới tính và nhiều bí mật khác của nhiễm sắc thể. Ông được nhận giải thưởng Nobel năm 1933.

Thực ra thì thuật ngữ Di truyền học chỉ được nhà sinh hoá học Anh William Bateson (1861-1926) đặt ra từ năm 1906. Còn nhà khoa học Thuỵ Sĩ   I.F.Miescher ( 1844-1895) thì đã phát hiện ra acid trong nhân tế bào từ năm 1869 và đặt tên là acid nucleic  từ năm 1889. Đến năm 1891 thì nhà khoa học Đức A.Kossel (1853-1927) thuỷ phân được acid nucleic và xác định được chúng gồm 2 loại khác nhau nhưng cùng cấu tạo bởi các gốc đường, acid phosphoric, gốc kiềm purin hoặc pyrimidin. Ông nhận giải thưởng Nobel vào năm 1910. Đến năm 1950 thì nhà khoa học Mỹ  Chargaff đã biết khá tỷ mỉ thành phần của 2 loại acd nucleic: ADN và ARN. Ông chứng minh rằng trong phân tử ADN số lượng các gốc kiềm purine (Adenine + Guanine) bao giờ cũng bằng số lượng các gốc kiềm pyrimidine (Thymine + Cytosine); hơn nữa ông còn xác định được các quy luật A=T; G=C; (A+G): (C=T) trong phần lớn trường hợp là ≠ 1. Người đầu tiên thu nhận được các ảnh cấu trúc không gian của ADN nhờ kỹ thuật nhiễu xạ tia X là nhà khoa học Anh là nhà sinh lý học người Anh M.H.F.Wilkins (1928-) với sự cộng tác đầy hiệu quả của nhà tinh thể học người Mỹ R.Franklin (1921-1958).

Tuy nhiên bí mật về cấu trúc của ADN – vật liệu di truyền của sinh giới chỉ được khám phá vào ngày 25-4-1953 bởi hai nhà khoa học trẻ tuổi cùng đứng tên trong 1 bài báo cả thẩy có 900 chữ đăng trên tờ Nature. Khi đó James Watson (1928-) mới có 25 tuổi và Francis H.C.Crick (1916- 2004) mới có 37 tuổi. Đó là thời điểm tạo ra bước đột phá vô cùng quan trọng trong Sinh học phân tử và tạo tiền đề cho sự ra đời ngành Công nghệ sinh học hiện đại sau này. Cả ba người- Wilkin, Watson và Crick cùng chia nhau giải thưởng Nobel vào năm 1962. Rất tiếc là chị Franklin đã mất trước thời điểm đó 4 năm, khi mới có 37 tuổi.

Hơn 1 thế kỷ đã trôi qua và Di truyền học đã có một bước tiến nổi bật , giúp cho Sinh học trở thành một trong mũi nhọn của khoa học hiện đại  cùng với sự phát triển mạnh mẽ của Công nghệ di truyền (Genetic engineering), Công nghệ tế bào (Cell engineering), Công nghệ vi sinh vật (Microbial engineering) , Công nghệ Enzym/Protein (Enzym/Protein engineering).

Chỉ tính riêng 17 loại sản phẩm chủ yếu thì doanh thu về Công nghệ sinh học hiện đã vượt quá 48 tỷ USD và sẽ vượt quá 300 tỷ USD vào năm 2010 (theo Ian J.Mehr, 2002). Đó là các aminoacid và vitamin, các kháng sinh bán tổng hợp, các vaccin thế hệ mới, các enzym dùng trong chẩn đoán và điều trị y học ,enzym bất động và tế bào bất động, các kích tố (insulin, kích tố sinh trưởng HGH…), interferon kháng u và kháng virus, các yếu tố máu, chất dẻo sinh học (bioplastic), cảm ứng kế sinh học (biosensor), nồi phản ứng sinh học (bioreactor), phân bón sinh học , thuốc trừ sâu sinh học, chế phẩm sinh học xử lý môi trường…

Cũng không thể không nhắc đến kỹ thuật nhân dòng vô tính để tạo ra cừu Dolly của Wilmut (1997),  thành công của Đề án giải mã bộ gen người ( Human Genom Project, 2001) và gần đây nhất là việc ứng dụng các tế bào gốc ( Stem Cell) để mong muốn điều trị nhiều bệnh lý hiểm nghèo.

Tất cả đều khởi nguồn từ các thí nghiệm lai tạo đậu Hoà lan từ cách đây 140 năm của Gregor Mendel!

Nguồn: http://vietsciences.org

Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s

%d bloggers like this: