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10 Große Biologie-Entdeckungen

10 Große Biologie-Entdeckungen - Dummies

Machen Sie sich bereit, zu zehn der wichtigsten Biologie-Entdeckungen zu tauchen. Diese sind in keiner bestimmten Reihenfolge aufgeführt, weil sie alle einen bedeutenden Einfluss auf die Weiterentwicklung der Biologie als Wissenschaft hatten und das, was die Menschen über die lebendige Welt wissen und verstehen, noch mehr steigern.

Das Unsichtbare sehen

Vor 1675 glaubten die Menschen, dass die einzigen Lebewesen, die existierten, die waren, die sie sehen konnten. In diesem Jahr entdeckte ein holländischer Tuchhändler namens Antony van Leeuwenhoek die mikrobielle Welt, indem er durch ein selbstgebautes Mikroskop blickte. Van Leeuwenhoek war der Erste, der Bakterien sah, die er als kleine Tiere bezeichnete, die sich hier, dort und überall bewegten. Seine Entdeckung eines zuvor ungesehenen Universums veränderte nicht nur die Weltanschauung der Menschen, sondern legte auch die Grundlage für das Verständnis, dass Mikroben Krankheiten verursachen.

Entdeckung von Penicillin, dem ersten Antibiotikum

Bis zur Entdeckung der antibakteriellen Eigenschaften von Penicillin durch Alexander Fleming im Jahr 1928 gab es nur wenige Werkzeuge zur Bekämpfung bakterieller Infektionen. Fleming untersuchte einen Stamm von Staphylokokken, seine Petrischalen wurden mit Penicillium Schimmel kontaminiert. Zur Überraschung von Fleming hemmte die Form, wo das Penicillium auf der Petrischale wuchs, das Wachstum der Staphylococcus-Bakterien.

Die Verbindung Penicillin wurde aus der Form gereinigt und zuerst verwendet, um Infektionen bei Soldaten während des Zweiten Weltkriegs zu behandeln. Bald nach dem Krieg wurde das "Wunderdroge" verwendet, um Infektionen in der allgemeinen Öffentlichkeit zu behandeln, und das Rennen, um zusätzliche Antibiotika zu entdecken, war auf.

Menschen vor Pocken schützen

Würden Sie glauben, dass die Idee, Menschen gegen Krankheiten wie Pocken, Masern und Mumps zu impfen, im alten China entstanden ist? Heiler dort haben Krusten, die von einem Überlebenden der Pocken genommen wurden, zu einem Pulver zermahlen und diesen Staub in die Nasenlöcher ihrer Patienten geblasen. So grob das klingen mag, impfen diese alten Heiler tatsächlich ihre Patienten, um die Ausbreitung der Krankheit zu verhindern.

Diese Praxis legte den Grundstein für die spätere Arbeit von Dr. Edward Jenner, der 1796 den ersten Impfstoff gegen Pocken entwickelte. Der Pockenimpfstoff war so effektiv, dass die Ärzte diese Krankheit vollständig ausrotten konnten. von der menschlichen Bevölkerung. Stellen Sie sich das vor: Eine Krankheit, die Millionen von Menschen völlig umgebracht hat. (Und jetzt, mit der gleichen Strategie, sind wir Polio sehr nahe!)

Definieren der DNA-Struktur

James Watson und Francis Crick haben herausgefunden, wie ein Code in der Struktur von DNA-Molekülen eingefangen werden kann. Tür zu einem Verständnis davon, wie DNA die Baupläne für Proteine ​​trägt.Sie schlugen vor, dass die DNA aus zwei Nukleotidketten besteht, die in entgegengesetzten Richtungen verlaufen und durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den stickstoffhaltigen Basen zusammengehalten werden. Unter Verwendung von Metallplatten zur Darstellung der Basen bauten sie ein riesiges DNA-Modell auf, das fast sofort als korrekt akzeptiert wurde.

Auffinden und Bekämpfen defekter Gene

Am 24. August 1989 verkündeten Wissenschaftler die Entdeckung der ersten bekannten Ursache einer genetischen Krankheit: Sie fanden eine winzige Deletion von einem Gen auf Chromosom 7, das zu der tödlichen genetischen Krankheit zystisch führte. Fibrose. Diese Identifizierung eines genetischen Defekts und die Erkenntnis, dass dieser Defekt eine Krankheit verursacht, öffnete die Schleusen der genetischen Forschung.

Seit diesem schicksalhaften Tag haben die Gene für andere Krankheiten, wie die Huntington-Krankheit, vererbte Formen von Brustkrebs, Sichelzellen Anämie, Down-Syndrom, Tay-Sachs-Krankheit, Hämophilie und Muskeldystrophie wurden gefunden. Genetische Tests für diese Krankheiten sind verfügbar, um zu detektieren, ob ein ungeborenes Baby ein defektes Gen hat oder ob zwei potentielle Eltern wahrscheinlich ein betroffenes Baby produzieren würden. Und zu wissen, was die Krankheiten verursacht, ermöglicht es den Forschern, sich auf Möglichkeiten zu konzentrieren, die Krankheiten möglicherweise zu heilen.

Entdeckung moderner genetischer Prinzipien

Gregor Mendel, ein Mönch aus der Mitte des 19. Jahrhunderts, verwendete Erbsenpflanzen, um die grundlegenden Vererbungsstudien durchzuführen, die bis heute als Grundlage für genetische Konzepte dienen. Da Erbsenpflanzen eine Reihe von leicht zu beobachtenden Merkmalen aufweisen - glatte Erbsen gegen verknitterte Erbsen, hohe Pflanzen gegenüber kurzen Pflanzen usw. - konnte Mendel die Ergebnisse der Kreuzbestäubung und des Anbaus verschiedener Arten von Erbsenpflanzen beobachten.

Durch seine Experimente konnte Mendel feststellen, dass genetische Faktoren von den Eltern auf die Nachkommen übertragen werden und in den Nachkommen unverändert bleiben, so dass sie wieder an die nächste Generation weitergegeben werden können. Obwohl seine Arbeit vor der Entdeckung von DNA und Chromosomen geleistet wurde, werden die genetischen Prinzipien von Dominanz, Segregation und unabhängigem Sortiment, die Mendel ursprünglich definiert hat, bis heute verwendet.

Entwicklung der Theorie der natürlichen Selektion

Charles Darwins Studie über Riesenschildkröten und Finken auf den Galapagosinseln führte zu seiner berühmten Theorie der natürlichen Selektion (auch bekannt als "Survival of the fittest"), die er 1859 veröffentlichte. Buch mit dem Titel Über die Entstehung der Arten. Der Hauptpunkt von Darwins Theorie ist, dass Organismen mit Merkmalen, die für die Bedingungen, unter denen sie leben, besser geeignet sind, um zu überleben und sich fortzupflanzen und ihre Eigenschaften an zukünftige Generationen weiterzugeben.

Diese besser geeigneten Variationen neigen dazu, in dem gegebenen Gebiet zu gedeihen, wohingegen weniger geeignete Variationen der gleichen Spezies entweder nicht so gut abschneiden oder einfach absterben. Mit der Zeit können sich also die Merkmale ändern, die in einer Population von Organismen in einem bestimmten Gebiet zu sehen sind. Die Bedeutung von Darwins Theorie der natürlichen Selektion kann heute in der Evolution von antibiotikaresistenten Bakterienstämmen gesehen werden.

Formulierung der Zelltheorie

1839 sprachen der Zoologe Theodor Schwann und der Botaniker Matthias Schleiden auf einer Dinnerparty über ihre Forschung.Da Schleiden die Pflanzenzellen beschrieb, die er studiert hatte, war Schwann von ihrer Ähnlichkeit mit tierischen Zellen beeindruckt. Die Ähnlichkeit zwischen den beiden Zelltypen führte zur Bildung der Zelltheorie, die aus drei Hauptgedanken besteht:

  • Alle Lebewesen bestehen aus Zellen.
  • Die Zelle ist die kleinste Einheit von Lebewesen.
  • Alle Zellen stammen aus bereits existierenden Zellen.

DNA mit PCR amplifizieren

1983 entdeckte Kary Mullis die Polymerase-Kettenreaktion (PCR), ein Verfahren, mit dem Wissenschaftler zahlreiche Kopien von DNA-Molekülen herstellen können, die sie dann untersuchen können. Heute wird PCR für

  • verwendet. Erstellen von DNA-Mengen für die Sequenzierung
  • Finden und Analysieren von DNA aus sehr kleinen Proben für die Verwendung in der Forensik
  • Nachweis der Anwesenheit von krankheitserregenden Mikroben in menschlichen Proben
  • Herstellung zahlreicher Kopien von Genen für die Gentechnik

Bearbeitung von DNA mit CRISPR

Die französische Mikrobiologin Emmanuelle Charpentier war fasziniert von einem seltsam repetitiven Stück DNA namens CRISPR, mit dem sich Bakterien gegen Viren verteidigen. Ihre Arbeit führte zu einem Durchbruch in der Art und Weise, wie RNA-Moleküle im Inneren des Bakteriums Streptococcus pyogenes mit diesem Stück DNA interagieren. Charpentier tat sich dann mit der amerikanischen Biologin Jennifer Doudna zusammen, und die beiden Wissenschaftler fanden heraus, wie RNA, DNA und ein Protein namens cas9 dazu beitragen, ein sehr zielgerichtetes Gen-Editing-System in den Bakterien zu schaffen.

Die Bakterien nutzen dieses Gen-Editiersystem, um eine Kopie der viralen DNA-Codes zu behalten, damit sie sich gegen zukünftige Begegnungen mit Viren wehren können. Das ist sehr cool, aber der wahre Grund, aus dem diese Entdeckung diese Liste macht, ist, dass Wissenschaftler auf der ganzen Welt jetzt erforschen, wie sie dieses bakterielle Gen-Editiersystem verwenden können, um die Gene anderer Spezies zu editieren.

Die Möglichkeiten sind enorm (und manche sind beängstigend), aber eine große Hoffnung ist, dass Wissenschaftler dieses System zur Behandlung genetischer Krankheiten verwenden können, indem sie defekte Gene durch normale ersetzen. Obwohl diese Entdeckung erst kürzlich erfolgt ist, sind wir uns sicher, dass wir in Zukunft noch viel mehr über CRISPR erfahren werden.