Элементы генной инженерии

Ученые Техасского университета смогли продлить жизнь нескольких типов человеческих клеток. Обычно клетка умирает, пережив около 7-10 процессов деления, а они добились сто делений клетки. Старение, по мнению ученых, происходит из-за того, что клетки при каждом делении теряют теломеры, молекулярные структуры, которые располагаются на концах всех хромосом. Ученые имплантировали в клетки открытый ими ген, отвечающий за выработку теломеразы, и тем самым сделали их бессмертными. Возможно это будущий путь к бессмертию.

Казалось бы, что на рубеже 70-х годов молекулярная биология достигла определённой степени завершенности: были установлены структура и механизм репликации ДНК, провозглашена «центральная догма» экспрессии гена (транскрипция и трансляция), выявлены основные аспекты регуляции активности гена. В этот период главным объектом молекулярно-генетических исследований были микроорганизмы. Переход к эукариотам (включая человека) встретился с дополнительными проблемами и трудностями, и кроме того, существовавшие в то время методы не позволяли рассчитывать на получение принципиально новых результатов.                

               Стремительный порыв в развитии молекулярной генетики в начале 70-х годов стал благодаря появлению нового экспериментального инструмента – рестриктационных эндонуклеаз. Был открыт путь для широкомасштабного получения генных продуктов (физически значимых белков) и для генетического манипулирования с различными организмами. Наши знания о структуре генетического материала и эукариот, в разных областях таких: как действие гена, популяционная генетика, эволюция и генетическая консультация, включая пренатальную диагностику. Достигнутые успехи заставили ученых задуматься об этической стороне манипулирования с человеческим зародышем, об возникновения возбудителей различных болезней в процессе генно-инженерных исследований. Многие из этих вопросов были подняты самими учеными активно работающих в данной области. В настоящее время большинство исследователей считали, что опасения касающиеся, генной инженерии, не имеют достаточно оснований, но многие этические проблемы остаются нерешенными и продолжают возникать новые.

В середине 70-х годов были открыты транспозоны советским ученым Г.Георгиевым с помощью методов молекулярной генетики, гипотеза о существовании которых была ранее предложена Б Маклинток.

За генетическую расшифровку механизма которой в 2002-м году два американца и англичанин получили Нобелевскую премию. Она называется апоптоз. Работу выполнили на нематоде, черве, который имеет, как они просчитали, всего 959 клеток. В результате деления получается 1090 клеток. 131 клетка убирается в результате апоптоза.

Работа доктора Н.Дыгало по формированию головного мозга у млекопитающих. При этом половина клеток удаляется через апоптоз. То есть, в процессе формирования головного мозга отсекаются миллиарды клеток, и только тогда формируется нормальный и структурно, и функционально мозг.

Другая работа связана с онкологией. На одной из линий мышей СВА с лимфосаркомой у 100% особей показано, что при химотерапии мы получаем эффект только в том случае, если индуцируем тотальный апоптоз.

На лимфосаркоме проверено несколько вариантов химотерапии в смесевых препаратах, а потом подобран один, циклофосфан, и подобрана доза, которая вызывает стопроцентный апоптоз, то есть, стопроцентную гибель раковых клеток. Только в том случае, если подобрана концентрация, которая вызывает стопроцентный апоптоз раковых клеток, нет рецидивирования опухоли. Значит, на сегодня можно сделать довольно серьезные коррективы в химотерапии.

Сегодня стволовые клетки тоже на слуху, работы ведутся во всем мире, с ними связывают большие надежды в заменительной терапии (замена поврежденных тканей, органов и так далее). Стволовые клетки бывают двух типов, эмбриональные и обычные. Они недифференцированные, могут давать ткани различных органов, особенно эмбриональные — из них может вырасти любая ткань. Сегодня наиболее изучены стволовые клетки костного мозга — это вся кроветворная система; нервных тканей (целый ряд заболеваний, таких как Альцгеймера, Паркинсона и ряд других); сердечная мышца и островковые клетки поджелудочной железы — диабет. Наиболее интересные результаты получены по этим направлениям.

Доктором С.Закияном получено более 10 линий эмбриональных стволовых клеток полевок, которые уже прошли много пассажей.

Доктором О.Серовым показано, что при слиянии эмбриональных стволовых и дифференцированных клеток, при прохождении целого ряда клеточных делений заканчивается все тем, что хромосомы из дифференцированных клеток выбрасываются, элиминируются. Остаются в конечном итоге только хромосомы из эмбриональных стволовых клеток. Данное явление названо хромосомной памятью. То есть, статус дифференцировки клеток в хромосомах записан, и несовместимость хромосом эмбриональной и дифференцированной клетки заключается в том, что чем глубже клетка прошла дифференцировку, тем быстрее элиминируются эти хромосомы

Заключение

Синтез идей и методов общей,  молекулярной генетики и физико-химической биологии создал новое направление в  современной биологии,  получившее название генетическая инженерия. Генетическая инженерия представляет  собой  область  современной биотехнологии, которая обладает новыми методами создания генотипов,  нужных практике и науке. Эти методы позволяют целенаправленно изменять наследственные основы при помощи манипуляций на клеточном,  хромосомном и на генном  уровнях.  Метод генетической инженерии в дальнейшем может быть перспективен в  животноводстве  для  создания стад-клонов от высокопродуктивных животных, имеющих ценный генотип. На этом пути следует ожидать новых успехов в селекции растений.

Примерно из 20 ученых, которые осуществили революцию в областе биологии, 7 были российские и советские: Кольцов, Вавилов, Тимофеев-Ресовский, Раппопорт, Гершензон, Гамов и Левин. Все они могли с полным правом претендовать на Нобелевскую премию, ибо сыграли выдающуюся роль в открытиях 20 века, осуществив тот прорыв, который называют в биологии новой ген-инженерной или биотехнологической революцией.

Теоретическое значение генетической инженерии. За короткий срок генная инженерия оказала  огромное  влияние  на  развитие  молекулярно-генетических методов и позволила существенно продвинуться по  пути  познания  строения  и функционирования генетического аппарата.

Несомненно, что в ближайшем, вполне обозримом будущем человека ждет величайшая из побед мысли — познание тайны устройства живой клетки и воссоздание искусственных клеток, познание тайны человеческой мысли и раскрытие законов, управляющих биологиче­скими сообществами в природе, и создание на этой ос­нове рационального управления окружающей нас жизненной средой.

Таким образом, в реферате были рассмотрены основные характеристики генной инженерии: ее преимущества, недостатки генной инженерии, а также ее перспективы.

летки.ифференцированнойтельную

Список литературы

1.      Биология – Кауфман Б.З., Фрадкова Л.И., АО КАРЭКО, Петрозаводск 1995 г.

2.      Биология наших дней – Тамбиев А.К., Знание, Москва, 1987 г.

3.      Власть над геном – Богданов А.А., Медников Б.М., М, 1989 г.

4.      Учебное пособие по основам генетики – Карузина И.П., М 1976 г.