მემკვიდრეობის აღმოჩენები და სამეცნიერო მემკვიდრეობა: Mendel-ით დაწყებული Boveri-Sutton-ის ქრომოსომული თეორია

აღმოჩენა, რომელიც 35 წელი ჩრდილში დარჩა

1866 წელს ავსტრიელმა ბერმა და მეცნიერმა Gregor Mendel-მა გენეტიკის საფუძვლის ჩამყრელი ნაშრომი გამოაქვეყნა, თუმცა ამ გარდამტეხმა აღმოჩენამ სამეცნიერო სამყაროში დაუყოვნებლივი აღიარება ვერ მოიპოვა...

Mendel-მა ბარდის მცენარეებზე დაკვირვებით მემკვიდრეობის კანონები გამოავლინა და სამეცნიერო მოდელით ახსნა, როგორ გადაეცემა ნიშნები თაობიდან თაობას. თუმცა ამ ინოვაციურმა ხედვამ იმდროინდელ სამეცნიერო წრეებში მოსალოდნელი ინტერესი ვერ გამოიწვია. მაშინ მეცნიერების სამყარო რადიკალური აღმოჩენებისადმი დისტანციას ინარჩუნებდა და ახალ იდეებს ხშირად უგულებელყოფდა.

Mendel-ის ნაშრომსაც ეს ბედი ერგო და დამსახურებული ყურადღება მხოლოდ 1900-იანი წლების დასაწყისში, აღმოჩენიდან 35 წლის შემდეგ მიიღო. მეცნიერებმა მისი კანონები ხელახლა განიხილეს და გასაოცარ აღმოჩენას შეხვდნენ: Mendel-ს ცოცხალი ორგანიზმების ძირითადი ნიშნების განმსაზღვრელი კანონები აღმოეჩინა და გენეტიკის საფუძველი ჩაეყარა.

თაობიდან თაობაზე გადაცემული ნიშნების საიდუმლო: მემკვიდრეობის პირველი კვალი

საუკუნეების განმავლობაში ადამიანები ამჩნევდნენ, რომ მრავალი ორგანიზმი საკუთარ ნიშნებს შთამომავლობას გადასცემს. ამ დაკვირვებებს მოჰყვებოდა ისეთი კომენტარები, როგორიცაა: „თმა მამაშენისას ჰგავს“ ან „თვალები დედაშენის თვალებს გიგავს“. თუმცა მსგავსების მექანიზმები დიდხანს გაურკვეველი რჩებოდა. Mendel-მა 6 წლის განმავლობაში გულდასმით ჩატარებული, 20000-ზე მეტი ბარდის მცენარის მომცველი ექსპერიმენტებით გაურკვევლობა გაფანტა, შედეგები აღწერა და სამეცნიერო სამყაროს წარუდგინა.

Mendel-ის დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ თაობებს შორის გადაცემული ნიშნები, როგორიცაა სიმაღლე ან ყვავილის ფერი, გენეტიკური კანონზომიერებით გადაიცემა და გენეტიკის პირველი საფუძვლები შექმნა.

სამეცნიერო გარღვევა: Mendel-ის კანონები და მემკვიდრეობის მათემატიკური საფუძვლები

Mendel-ის ექსპერიმენტებმა მემკვიდრეობის ამხსნელი სამი მთავარი კანონი გამოავლინა: „გათიშვის კანონი“ (Law of Segregation), „დამოუკიდებელი განაწილების კანონი“ (Law of Independent Assortment) და „დომინირების კანონი“ (Law of Dominance). მათ მოგვცა ძირითადი პრინციპები, რომლებიც აჩვენებს, რა წესებით გადაეცემა ნიშნები თაობიდან თაობას, და ახსნა გენეტიკური მრავალფეროვნების წარმოქმნა.

განსაკუთრებით საყურადღებო აღმოჩენა იყო Mendel-ის მიერ იმის დადგენა, რომ ორგანიზმები განსაზღვრულ ნიშნებს მხოლოდ გენებით გადასცემენ. ეს იმ დროს გავრცელებულ „შეძენილი ნიშნების მემკვიდრეობითობის“ შეხედულებას ეწინააღმდეგებოდა. მაგალითად, ძველი შეხედულებით, მამის მიერ სიცოცხლის განმავლობაში განვითარებული კუნთების აგებულება შვილს დაბადებიდან გადაეცემოდა. Mendel-ის ნაშრომმა კი აჩვენა, რომ ეს მცდარი იყო: რამდენი სიმძიმეც უნდა აწიოს მამამ, კუნთების განვითარების მსგავსი შეძენილი ნიშნები გენეტიკურად არ გადაიცემა და ცხოვრების განმავლობაში მომხდარ ინდივიდუალურ ცვლილებებად რჩება. ამ აღმოჩენამ გააძლიერა იდეა, რომ გენეტიკურ აგებულებას მხოლოდ მშობლებისგან გადმოცემული გენები განსაზღვრავს, და Mendel-ის კანონებით მემკვიდრეობის ბიოლოგიური და სამეცნიერო საფუძვლები ჩამოყალიბდა.

Mendel-ის მემკვიდრეობა: აღმოჩენა, რომელმაც გენეტიკის განვითარებას გზა გაუნათა

Mendel-ის გათიშვის, დამოუკიდებელი განაწილებისა და დომინირების კანონებმა მოგვცა სამეცნიერო პრინციპები, რომლებიც მემკვიდრეობის მუშაობის გაგებაში გვეხმარება. მათი წყალობით გავიგეთ, როგორ გადაეცემა ორგანიზმებში ნიშნები პროგნოზირებადად, და მემკვიდრეობის მეცნიერება დიდი გარდატეხით ჩამოყალიბდა.

Mendel-ის მიერ საფუძვლიანად ახსნილი გენეტიკური პრინციპები გვეხმარება გავიგოთ, როგორ გადაეცემა გენები და როგორ იღებს ორგანიზმი მემკვიდრეობით გენეტიკურ აგებულებას. ამ ცოდნამ მრავალი დაავადების მკურნალობაში მნიშვნელოვანი გამოყენება გახადა შესაძლებელი. მაგალითად, ადამიანის ინსულინის გენის ბაქტერიებში გადატანამ დიაბეტით მცხოვრებთათვის ინსულინის მიწოდების შესაძლებლობა მნიშვნელოვნად გაზარდა. ეს გენური ინჟინერიის ნაწილია, რომელიც განსაზღვრული თვისებების გადასაცემად ან საწარმოებლად გენების ერთი სახეობიდან მეორეში გადატანას გულისხმობს.

1. გათიშვის კანონი (Law of Segregation)

Mendel-ის პირველი, გათიშვის კანონი, მემკვიდრეობას ინდივიდუალური გენური წყვილებით ხსნის. ინდივიდის ყოველი გენური წყვილი (მაგ., სიმაღლის განმსაზღვრელი მაღალი და დაბალი სიმაღლის ალელები) გამრავლებისას დამოუკიდებლად იყოფა და შთამომავალს მხოლოდ ერთი გადაეცემა. Mendel-მა ეს ჰიბრიდული ბარდის მცენარეების შეჯვარებისას შენიშნა. მაგალითად, მაღალი და დაბალი სიმაღლის ალელების მქონე მცენარე შთამომავლობას ერთ-ერთს გადასცემს, მაგრამ ორივეს ერთად ვერ გადასცემს. მისი დაკვირვებით, ყოველი ალელური წყვილის დამოუკიდებელი გათიშვა მომდევნო თაობაში გენეტიკურ მრავალფეროვნებას უზრუნველყოფს. დღეს ვიცით, რომ ეს გათიშვა მეიოზური გაყოფის დროს მიმდინარეობს და ამიტომ ყოველი გამეტა (სპერმატოზოიდი ან კვერცხუჯრედი) მხოლოდ ერთ ალელს ატარებს.

მაგალითი: წარმოვიდგინოთ ბარდის მცენარე მაღალი (T) და დაბალი (t) სიმაღლის ალელებით. მეიოზის დროს იგი გამეტებს T ან t ალელს გადასცემს. ეს შთამომავლობაში მემკვიდრეობით მრავალფეროვნებას ზრდის.

2. დამოუკიდებელი განაწილების კანონი (Law of Independent Assortment)

მაშინ, როდესაც გათიშვის კანონი მემკვიდრეობის ერთ-ერთი ძირითადი პრინციპია, Mendel-ის კიდევ ერთი დაკვირვება — დამოუკიდებელი განაწილების კანონი — მის მრავალფეროვან ბუნებას ხსნის. კანონის მიხედვით, სხვადასხვა გენური წყვილი (მაგ., სიმაღლე და ყვავილის ფერი) ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად ნაწილდება. ერთი ნიშნის ორი ალელის გადაცემა სხვა ნიშნის ალელების გადაცემისგან დამოუკიდებელია. ბარდის შეჯვარებისას Mendel-მა შენიშნა, რომ ერთი ნიშნის კონკრეტული ალელის გადაცემაზე მეორე ნიშნის რომელიმე ალელის გადაცემა არ მოქმედებდა. ეს გენეტიკური მრავალფეროვნების მნიშვნელოვანი ფაქტორია და ასევე მეიოზის დროს მიმდინარეობს.

მაგალითი: წარმოვიდგინოთ მცენარე, რომელსაც სიმაღლისა (T: მაღალი, t: დაბალი) და ყვავილის ფერის (P: იისფერი, p: თეთრი) ნიშნები აქვს. როდესაც იგი შთამომავალს T ან t ალელს გადასცემს, P ან p ალელის გადაცემა დამოუკიდებლად შეუძლია. ამგვარად შეიძლება სხვადასხვა კომბინაცია შეიქმნას, მაგალითად მაღალი სიმაღლე და იისფერი ყვავილი ან დაბალი სიმაღლე და თეთრი ყვავილი.

3. დომინირების კანონი (Law of Dominance)

დაბოლოს, Mendel-ის მიერ შემჩნეული დომინირების კანონი აღნიშნავს, რომ ზოგი გენეტიკური ფაქტორი სხვაზე დომინირებს და დომინანტური ალელები ფენოტიპში (გარეგნულ ნიშნებში) ვლინდება. მისი ექსპერიმენტებით, მაღალი (დომინანტური T ალელი) და დაბალი (რეცესიული t ალელი) სიმაღლის ბარდის მცენარეების შეჯვარებისას პირველი თაობის ყველა მცენარე მაღალი იყო. დომინანტურმა T-მ დაბალი სიმაღლის t ალელი ფენოტიპში დათრგუნა. კანონის მიხედვით, თუ ორგანიზმი გენეტიკურად დომინანტურ ალელს ატარებს, იგი ფიზიკურ ნიშნებში გამოჩნდება.

მაგალითი: Tt გენოტიპის მცენარე დომინანტური T ალელის გამო მაღალი ჩანს. მხოლოდ tt (ორი რეცესიული ალელის) გენოტიპის მცენარეებია დაბალი. ეს კანონი გვეხმარება უკეთ გავიგოთ, როგორ იწვევს გენეტიკური კომბინაციები მომდევნო თაობაში ფენოტიპურ მრავალფეროვნებას.

ქვემოთ მოცემული სურათი Mendel-ის მემკვიდრეობის ერთ-ერთ ექსპერიმენტსა და კანონების მოქმედების ამსახველ „შეჯვარების პროცესს“ აჩვენებს.

სურათი აჩვენებს, როგორ გადაეცემა ბარდის ყვავილის ფერი ერთი თაობიდან მეორეს. აქ ორი მნიშვნელოვანი თაობის შეჯვარებაა წარმოდგენილი.

მშობლიური თაობა (P)

როგორც სურათის ზედა ნაწილში ჩანს, პირველად შეაჯვარეს სუფთა იისფერყვავილიანი (RR) და სუფთა თეთრყვავილიანი (rr) ბარდა. ორივე მშობლის გენოტიპი ჰომოზიგოტურია. იისფერყვავილიანი მცენარე დომინანტურ გენებს (RR) ატარებს, თეთრყვავილიანი კი — რეცესიულს (rr).

F1 თაობა — პირველი თაობა

შეჯვარებით მიღებული F1 თაობა ორივე მშობლისგან თითო ალელს იღებს და ჰეტეროზიგოტური (Rr) გენოტიპი აქვს. ჰეტეროზიგოტურობის მიუხედავად, F1 თაობა მთლიანად იისფერყვავილიანია. ეს დომინირების კანონზე მიუთითებს: იისფერი ყვავილის გენი (R) თეთრის გენზე (r) დომინირებს, ამიტომ მთელი F1 თაობა ფენოტიპურად იისფერყვავილიანია.

F2 თაობა — მეორე თაობა

შემდეგ F1 თაობა თვითდამტვერვით F2 თაობას წარმოქმნის. სურათის ქვედა კვადრატი F2-ში შესაძლო გენეტიკურ კომბინაციებს აჩვენებს. Mendel-ის დამოუკიდებელი განაწილების კანონით, ყოველ მცენარეს როგორც დომინანტური (R), ისე რეცესიული (r) ალელების სხვადასხვა კომბინაციის შექმნა შეუძლია. პანეტის ეს კვადრატი შემდეგ შედეგებს გვაძლევს:

• 1/4 RR (იისფერი ყვავილი)
• 2/4 Rr (იისფერი ყვავილი)
• 1/4 rr (თეთრი ყვავილი)

ეს განაწილება Mendel-ის 3:1 ფენოტიპურ თანაფარდობას ადასტურებს. ანუ F2 თაობაში დაახლოებით ოთხიდან სამი მცენარე იისფერყვავილიანი, ერთი კი თეთრყვავილიანი იქნება.

ეს ექსპერიმენტი Mendel-ის გათიშვის კანონს (Law of Segregation), დომინირების კანონს (Law of Dominance) და დამოუკიდებელი განაწილების კანონს(Law of Independent Assortment) თვალსაჩინოდ აჩვენებს.

მეცნიერების საზღვრები: რა არ იცოდა Mendel-მა

Mendel-ის სამმა ძირითადმა კანონმა მემკვიდრეობის შესახებ გარდამტეხი მინიშნებები მოგვცა, თუმცა ზოგი კითხვისთვის ისინიც არასაკმარისი აღმოჩნდა. 1860-იანი წლების მეცნიერებას ჯერ საკმარისი ცოდნა არ ჰქონდა უჯრედების სტრუქტურული და მოლეკულური მუშაობის შესახებ. მისი ექსპერიმენტები დაკვირვებებს ეფუძნებოდა, მაგრამ ვერ ხსნიდა, როგორ მოქმედებდა გენები ან როგორ იქცეოდა უჯრედში. ეს ხარვეზი მხოლოდ 1900-იანი წლების დასაწყისში Walter Sutton-ის და Theodor Boveri-ს მიერ შექმნილმა „Boveri-Sutton-ის ქრომოსომულმა თეორიამ“ შეავსო. ისინი დამოუკიდებლად მუშაობდნენ და წამოაყენეს აზრი, რომ ქრომოსომებს მემკვიდრეობაში გადამწყვეტი როლი შეიძლება ჰქონოდა. მათი აზრით, Mendel-ის მემკვიდრეობითი ფაქტორები სინამდვილეში ქრომოსომებზე იყო განთავსებული და მისივე აღწერილობის შესაბამისად დამოუკიდებლად იყოფოდა.

გენეტიკის დაბადება: ქრომოსომული თეორიის დამტკიცება

Walter Sutton კალიებს, Theodor Boveri კი ზღვის ზღარბებს იკვლევდა. ქრომოსომების ქცევაზე დაკვირვებით ორივემ შეამჩნია მისი მსგავსება Mendel-ის მიერ აღწერილ ნიშანთა მემკვიდრეობით გადაცემასთან. Sutton-მა და Boveri-მ წამოაყენეს აზრი, რომ მემკვიდრეობით ფაქტორებს ქრომოსომები ატარებდა, და გენეტიკური ინფორმაციის გადაცემაში მათი როლის გაგებაში დაგვეხმარნენ. თუმცა ქრომოსომების შიგთავსი და მუშაობა მაშინ ჯერ კიდევ საიდუმლო იყო. მიკროსკოპებისა და უჯრედული ბიოლოგიის განვითარებამ სურათი უფრო გაარკვია. Boveri-Sutton-ის თეორიის Mendel-ის დაკვირვებებთან დაკავშირებამ მემკვიდრეობის უჯრედული და გენეტიკური საფუძვლების უფრო ერთიანი თეორია წარმოშვა. ამ შერწყმამ თანამედროვე გენეტიკის საფუძველი შექმნა და მეცნიერებს ახალი კითხვების დასმის გამბედაობა მისცა.

გენეტიკის საფუძვლებიდან წინ: Boveri-Sutton-ის თეორიის შუქზე

Mendel-ის კანონების ბიოლოგიურმა მუშაობამ Walter Sutton-ისა და Theodor Boveri-ს „Boveri-Sutton-ის ქრომოსომულ თეორიასთან“ გაერთიანებით უფრო ფართო ჩარჩო შეიძინა. მემკვიდრეობის კანონები დაუკავშირდა პრინციპებს, რომლებიც ხსნის, რომ გენეტიკურ ინფორმაციას ქრომოსომები ატარებს, მეიოზით იგი იყოფა, დამოუკიდებლად ნაწილდება და დომინანტური ან რეცესიული ალელები ვლინდება. სამეცნიერო წინსვლამ მნიშვნელოვანი განვითარების გზა გახსნა მემკვიდრეობითი დაავადებების გაგებასა და სასოფლო-სამეურნეო მცენარეებისა თუ ცხოველების სელექციაში. ამ ეტაპზე დნმ-ის აღმოჩენამდე მიმავალი სამეცნიერო მოგზაურობა მრავალი მნიშვნელოვანი ნაბიჯითა და გარდამტეხი აღმოჩენით გაგრძელდა.

Mendel-ის კანონები დღეს და გენეტიკური კვლევების მნიშვნელობა

დღეს Mendel-ის გენეტიკურ მემკვიდრეობას გადამწყვეტი როლი აქვს დაავადებათა გენეტიკური ფესვების, მემკვიდრეობითი ნიშნების გადაცემის, ინდივიდთა გენეტიკური მრავალფეროვნებისა და გენური თერაპიის მსგავსი ინოვაციური სამედიცინო პრაქტიკის გაგებაში. მისი კანონები განსაკუთრებით კიბოს კვლევებში, გენეტიკური დაავადებების პრევენციასა და პერსონალიზებული მკურნალობის განვითარებაში გამოიყენება. გენური ინჟინერიიდან ბიოტექნოლოგიამდე მათ მნიშვნელობა და ღირებულება კვლავ ეზრდება. Mendel-ის მიერ დაწყებულ გზაზე დნმ-ის სტრუქტურის აღმოჩენამდე სხვა დიდმა მეცნიერებმაც მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანეს.

Walter Sutton-ისა და Theodor Boveri-ს გზიდან დნმ-ის აღმოჩენამდე: მეცნიერები და გარდამტეხი აღმოჩენები

Walter Sutton-ისა და Theodor Boveri-ს „Boveri-Sutton-ის ქრომოსომული თეორიით“ დაწყებული გზა სამეცნიერო რევოლუციად იქცა, რომელმაც დნმ-ის სტრუქტურისა და გენეტიკური მასალის გადაცემის მექანიზმების გაგებამდე მიგვიყვანა. მრავალმა მნიშვნელოვანმა მეცნიერმა და აღმოჩენამ დღევანდელი გენეტიკის საფუძვლები შექმნა. ქვემოთ წარმოდგენილია დნმ-ის აღმოჩენისკენ მიმავალ გზაზე გადამწყვეტი მეცნიერები და მათი აღმოჩენები:

1. Walter Sutton და Theodor Boveri (1902-1903): ქრომოსომული თეორია Sutton-მა და Boveri-მ Mendel-ის კანონები ქრომოსომების ქცევას დაუკავშირეს და მემკვიდრეობის უჯრედული საფუძველი შექმნეს. შენიშნეს, რომ ქრომოსომები მეიოზისას იყოფოდა და Mendel-ის აღწერილობის მსგავსად დამოუკიდებლად ნაწილდებოდა. თეორიის მიხედვით, გენეტიკურ ინფორმაციას ქრომოსომები ატარებდა, თუმცა ინფორმაციის კოდირება ჯერ უცნობი იყო.

2. Thomas Hunt Morgan (1910): გენის ცნება გენეტიკურ ინფორმაციაში Thomas Hunt Morgan-მა Sutton-ისა და Boveri-ს ნაშრომები ხილის ბუზზე (Drosophila melanogaster) ჩატარებული ექსპერიმენტებით გაამყარა. მან დაამტკიცა, რომ კონკრეტული გენები ქრომოსომებზე მდებარეობს, და გენეტიკაში „გენის“ ცნება სისტემატიზებული გახადა. ასევე აჩვენა, რომ გენები ფიზიკურად ქრომოსომებზე გადაიტანება და განსაზღვრულ ნიშნებს აკონტროლებს. ამან გაამყარა იდეა, რომ ქრომოსომები მემკვიდრეობაში მონაწილე ფიზიკური სტრუქტურებია.

3. Frederick Griffith (1928): Griffith-ის ტრანსფორმაციის ექსპერიმენტი ბრიტანელმა ბაქტერიოლოგმა Frederick Griffith-მა დნმ-ის პოტენციური როლის ერთ-ერთი პირველი მტკიცებულება წარმოადგინა. პნევმოკოკებზე ჩატარებულ ექსპერიმენტებში შენიშნა, რომ მკვდარი ბაქტერიები ცოცხლებს განსაზღვრულ გენეტიკურ ნიშნებს გადასცემდა. „ტრანსფორმაციად“ ცნობილმა მოვლენამ წარმოშვა იდეა, რომ გენეტიკური მასალა გარკვეული მოლეკულებით შეიძლება გადაცემულიყო. თუმცა მაშინ ჯერ უცნობი იყო, რომ ეს მასალა დნმ იყო.

4. Oswald Avery, Colin MacLeod და Maclyn McCarty (1944): დნმ-ის გენეტიკურ მასალად დამტკიცება Griffith-ის ტრანსფორმაციის კვლევებზე დაყრდნობით Oswald Avery-მ და კოლეგებმა აჩვენეს, რომ პასუხისმგებელი ნივთიერება დნმ იყო. ექსპერიმენტებით დაამტკიცეს, რომ დნმ გენეტიკური ინფორმაციის გადაცემაში გადამწყვეტი მოლეკულაა. Avery-ს საქმიანობა პირველ უშუალო მტკიცებულებად მიიჩნევა იმისა, რომ ცოცხალი ორგანიზმების მემკვიდრეობით ინფორმაციას დნმ ატარებს.

5. Erwin Chargaff (1950): ფუძეთა შეწყვილების წესები Erwin Chargaff-მა დნმ-ის ქიმიური კომპონენტების ანალიზით აღმოაჩინა, რომ იგი ოთხ ფუძეს — ადენინს, თიმინს, გუანინსა და ციტოზინს — შეიცავს. მან დაადგინა, რომ ადენინის (A) რაოდენობა თიმინისას (T), ხოლო გუანინის (G) რაოდენობა ციტოზინისას (C) უდრის. აღმოჩენა „Chargaff-ის წესების“ სახელითაა ცნობილი და დნმ-ის ორმაგი სპირალის გაგებაში მნიშვნელოვანი როლი შეასრულა.

6. Rosalind Franklin და Maurice Wilkins (1952): რენტგენული კრისტალოგრაფია და დნმ-ის ორმაგი სპირალი Rosalind Franklin-მა რენტგენის სხივების დიფრაქციით დნმ-ის მოლეკულის სტრუქტურა გამოსახა. მისმა „ფოტო 51“-მა ორმაგი სპირალის გაგებისთვის გადამწყვეტი მტკიცებულება მოგვცა. Maurice Wilkins-მა მის მიგნებებს მხარი დაუჭირა. Franklin-ის ნაშრომმა შემდგომ Watson-ისა და Crick-ის მიერ დნმ-ის სტრუქტურის ამოხსნაში დიდი წვლილი შეიტანა.

7. James Watson და Francis Crick (1953): დნმ-ის ორმაგი სპირალის აღმოჩენა James Watson-მა და Francis Crick-მა დნმ-ის სტრუქტურის ამოსახსნელად Franklin-ისა და Chargaff-ის მიგნებები გააერთიანეს. მათ წამოაყენეს აზრი, რომ დნმ ორმაგი სპირალია და ფუძეები ერთმანეთთან შეწყვილებით გენეტიკურ ინფორმაციას კოდირებს. აღმოჩენამ არა მხოლოდ უჯრედის გაყოფისას ინფორმაციის კოპირება ახსნა, არამედ მემკვიდრეობის მოლეკულური საფუძველიც გამოავლინა.

8. Matthew Meselson და Franklin Stahl (1958): დნმ-ის რეპლიკაციის ნახევრად კონსერვატიული მოდელი Watson-ისა და Crick-ის ორმაგი სპირალის მოდელმა გააჩინა კითხვა, როგორ აკოპირებს დნმ საკუთარ თავს. Matthew Meselson-მა და Franklin Stahl-მა ნახევრად კონსერვატიული რეპლიკაციის მოდელით დაამტკიცეს, რომ ყოველი ახალი დნმ-ის მოლეკულა ერთი ძველი და ერთი ახალი ჯაჭვისგან შედგება. აღმოჩენა ხსნის, როგორ უზრუნველყოფს დნმ მემკვიდრეობითი ინფორმაციის უშეცდომო გადაცემას.

9. Marshall Nirenberg და Heinrich Matthaei (1961): გენეტიკური კოდის გაშიფვრა. გენეტიკური კოდის გაშიფვრით გაირკვა, როგორ კოდირებს დნმ ცილებს. Nirenberg-მა და Matthaei-მ რნმ-ის გავლენა ცილების სინთეზზე შეისწავლეს და დნმ-სა და ცილებს შორის კავშირი გამოავლინეს. აღმოაჩინეს, რომ დნმ-ის ყოველი სამფუძიანი ჯგუფი (კოდონი) კონკრეტულ ამინომჟავას კოდირებს. ამან გაარკვია, როგორ იკითხება გენეტიკური ინფორმაცია დნმ-იდან და ცილებად გარდაიქმნება. გენეტიკური კოდის აგებულების აღმოჩენამ ბიოლოგიის სრულიად ახალი დარგის — მოლეკულური ბიოლოგიის — წარმოშობას შეუწყო ხელი.

დიდი ნაბიჯები გენეტიკაში: დნმ-ის აღმოჩენის მიღმა

ამ მეცნიერებისა და მათი გარდამტეხი აღმოჩენების შექმნილმა საფუძვლებმა გენეტიკის განვითარებას დიდი წვლილი შესძინა. დნმ-ის აღმოჩენამ და გენეტიკური ინფორმაციის გადაცემის მექანიზმების გაგებამ ბიოლოგიასა და მედიცინაში რევოლუციური კვლევითი სფეროები წარმოშვა. დნმ-ის სტრუქტურისა და ფუნქციის აღმოჩენით განვითარდა გენური ინჟინერია, გენომის რედაქტირება, პერსონალიზებული მედიცინა და ბიოტექნოლოგია. დღეს დნმ-ის კვლევები ადამიანის ჯანმრთელობის გასაუმჯობესებლად უამრავ ინოვაციას შესაძლებელს ხდის და მომავლის მკურნალობას გზას უხსნის.

ცოდნის ამ მემკვიდრეობით Mendel-ის მიერ დაწყებულმა მემკვიდრეობის თეორიებმა Walter Sutton-ისა და Theodor Boveri-ს ქრომოსომული თეორიის მეშვეობით მეცნიერებაში ადგილი დაიმკვიდრა, დნმ-ის აღმოჩენასთან ერთად კი გენეტიკის მწვერვალებს მიაღწია. ხანგრძლივმა და რთულმა მოგზაურობამ გენეტიკური ინფორმაციის ბუნება და ორგანიზმებში მისი როლი გაგვაგებინა და თანამედროვე მეცნიერების ერთ-ერთი მთავარი საყრდენი შექმნა.