pobierz referat

Mgr. Karolina Król,
Instytut Fizjologii i Żywienia Zwierząt PAN w Jabłonnie
Wybrane zagadnienia biologii molekularnej – grafen w świecie biologii.
Biologia molekularna zajmuje się badaniami interakcji zachodzących w organizmie na poziomie
cząsteczkowym. Interakcje te mogą dotyczyć m.in. gospodarki hormonalnej, szlaków sygnałowych w
stanach zapalnych a także wpływu otoczenia na fizjologię organizmu. Cząsteczkami z którymi
najczęściej kojarzona jest biologia molekularna są DNA i RNA, czyli informacja genetyczna
organizmów.
Zarówno w biologii molekularnej jak i medycynie duże nadzieje wiąże się w nanostrukturami
węglowymi. Są to cząsteczki zbudowane z atomów węgla, strukturą zbliżone do naturalnych struktur
występujących w przyrodzie np. kanały przekaźnikowe i błony komórkowe. Obecnie wyróżnia się
fulereny, nanorurki jedno i wielowarstwowe, nanokapsuły oraz grafen.
Ponieważ budowę węglową nanostruktur można wzbogacać przyłączając różne komponenty takie jak
inne atomy lub związki chemiczne, prowadzi się wiele badań szukających możliwości wykorzystania
ich w nauce. Obecnie nanostruktury łączy się m.in. z przeciwciałami, stosując je w diagnostyce lub
materiałem gentycznym wykorzystując do inżynierii genetycznej. Wiadomo również, że połączenie
nanostruktur z atomem srebra posiadającym antybakteryjne właściwości umożliwia tworzenie
powierzchni antybakteryjnych oraz stosuje się w mikrobiologii.
Coraz częściej jednak nadzieje wiązane z nanostrukturami, a teraz także z grafenem, dotyczą
zastosowania tych cząsteczek w wielu terapiach, zwłaszcza w terapiach nowotworowych. Połączenie
grafenu z substancją oddziałującą z lekiem i wprowadzenie go do komórek rakowych umożliwiłoby
stworzenie dokładniejszej terapii celowanej.
Niestety wśród doniesień o planach i nadziejach wiązanych z grafenem niewiele dotychczas wiadomo
o jego wpływie na żywy organizm. Na dzień dzisiejszy wiadomo, że nanorurki węglowe, ze względu
na swoją nanostrukturę potrafią samoistnie przemieszczać się do komórek i zaburzać pracę
niektórych jej organelli. Istnieją również prace sugerujące rakotwórczy wpływ nanorurek.
Możemy zatem podejrzewać, że podobne interakcje będą dotyczyć grafenu. Zespół Annette von dem
Bussche udowodnił że w kontakcie z komórkami płuc, płatki grafenowe powodują zniszczenie błon i
w konsekwencji śmierć komórek. Badania te dowodzą, że tak jak w przypadku nanorurek, także
grafen nie posiada jednoznacznie neutralnego wpływu na żywy organizm. Istnieje bowiem ryzyko, że
wdychanie pyłu grafenowego może powodować uszkodzenie płuc. Dlatego należy dokładniej
przyjrzeć się tym strukturom, aby mieć jasny obraz jakie zagrożenie dla organizmów mogą
wywoływać.