Генная инженерия

многочисленные  его сорта. Урожайность картофеля  очень колеблется по зонам, странам, но в среднем составляет 250 ц/га. Однако селекционеры постоянно выпускают  в производство все новые сорта.

Широкие возможности глубже понять роль генов  в дифференцировке клеток и в  регуляци взаимодействий между клетками в процессе развития дают химерные и трансгенные животные. Развитие экспериментальных методов в  последнее время сделало возможным  получать совершенно необычных животных, которые несут гены не только одного отца и одной матери, но и большего количества предков. Химерные животные — это генетические мозаики, образующиеся в результате объединения бластомеров  от эмбрионов с разными генотипами.

Получение таких эмбрионов осуществляется во многих лабораториях. Принцип получения  химер сводится главным образом  к выделению двух или большего числа ранних зародышей и их слиянию. В том случае, когда в генотипе зародышей, использованных для создания химеры, есть отличия по ряду характеристик, удается проследить судьбу клеток обоих  типов. С помощью химерных мышей был, например, решен вопрос о способе возникновения в ходе развития много ядерных клеток поперечнополосатых мышц.

 

3.3.Первое  клонированное животное

Овечка Долли, родившаяся в 1997 году, стала первым клонированным организмом, т.е. выращенным из клеток взрослого животного. Клетку овцы дорсетской породы (генетической матери Долли) вводили в неоплодотворенную  яйцеклетку другой овцы, из которой  удалили ядро. Объединение клеток достигалось при помощи электрического разряда. Полученную клетку ввели в  матку третьей овцы, где и развивалась  Долли-животное с точно таким  же генетическим материалом, каким  обладала ее мать. У Долли было выявлено много проблем со здоровьем, в  итоге в 2003 году ее пришлось умертвить.

 

3.4.Генная инженерия человека

На людях  технология генной инженерии была впервые  применена для лечения Ашанти Де Сильвы, четырёхлетней девочки, страдавшей от тяжёлой формы иммунодефицита. Ген, содержащий инструкции для производства белка аденозиндезаминазы (ADA), был  у неё повреждён. А без белка ADA белые клетки крови умирают, что  делает организм беззащитным перед  вирусами и бактериями.

Работающая  копия гена ADA была введена в клетки крови Ашанти с помощью модифицированного  вируса. Клетки получили возможность  самостоятельно производить необходимый  белок. Через 6 месяцев количество белых  клеток в организме девочки поднялось  до нормального уровня.

После этого  область генной терапии получила толчок к дальнейшему развитию. С 1990-х годов сотни лабораторий  ведут исследования по использованию  генной терапии для лечения заболеваний. Сегодня мы знаем, что с помощью  генной терапии можно лечить диабет, анемию, некоторые виды рака, болезнь  Хантингтона и даже очищать артерии. Сейчас идёт более 500 клинических испытаний  различных видов генной терапии.

Неблагоприятная экологическая обстановка и целый  ряд других подобных причин приводят к тому, что все больше детей  рождается с серьезными наследственными  дефектами. В настоящее время  известно 4000 наследственных заболеваний, для большинства из которых не найдено эффективных способов лечения.

Сегодня существует возможность диагностировать многие генетические заболевания ещё на стадии эмбриона или зародыша. Пока можно только прекратить беременность на самой ранней стадии в случае серьёзных генетических дефектов, но скоро станет возможным корректировать генетический код, исправляя и оптимизируя  генотип будущего ребёнка. Это позволит полностью избежать генетических болезней и улучшить физические, психические  и умственные характеристики детей.

Сегодня мы можем отметить, что за тридцать лет своего существования генная инженерия не причинила никакого вреда самим исследователям, не принесла ущерба ни природе, ни человеку. Свершения  генной инженерии как в познании механизмов функционирования организмов, так и в прикладном плане весьма внушительны, а перспективы поистине фантастичны.

 

 

 

 

 

                      4. Проект «Геном человека»

Проект по расшифровке генома человека (англ. The Human Genome Project, HGP) — международный  научно-исследовательский проект, главной  целью которого было определить последовательность нуклеотидов, которые составляют ДНК  и идентифицировать 20-25 тыс. генов  в человеческом геноме.

Проект начался  в 1990 году, под руководством Джеймса  Уотсона под эгидой Национальной организации здравоохранения США. В 2000 году был выпущен рабочий  черновик структуры генома, полный геном — в 2003 году, однако и сегодня  дополнительный анализ некоторых участков ещё не закончен.

Частной компанией  «Celera Genomics (англ.)» был запущен  аналогичный параллельный проект, завершённый  несколько ранее международного. Основной объём секвенирования был  выполнен в университетах и исследовательских  центрах США, Канады и Великобритании. Кроме очевидной фундаментальной  значимости, определение структуры  человеческих генов является важным шагом для разработки новых медикаментов и развития других аспектов здравоохранения.

Цель этого  проекта заключалась в том, чтобы  представить в виде карты полную последовательность (геном) ДНК человека. Однако в 1980-е годы технологии были слишком примитивными для решения  этой задачи. Предполагалось, что стоимость  проекта составит миллионы долларов и что задача будет решена не ранее 2005 года.

1990-е годы  вошли в историю как годы  уверенного совершенствования наших  возможностей определять последовательность  полных геномов. Так, в 1985 году  Институтом изучения генома в  Роквилле, штат Мэриленд, была опубликована  первая полная последовательность  ДНК живого организма — бактерии Haemophilus influenzae. На определение всей  последовательности у ученых  ушло несколько лет.

За этой бактерий вскоре последовали другие организмы. В 1996 году был определен первый геном  эукариотической клетки (т. е. сложноорганизованной клетки, ДНК которой заключена  в ядре) — клетки дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Этим открытием увенчались совместные усилия шестисот ученых из Европы, Северной Америки и Японии. В 1998 году была опубликована первая последовательность ДНК многоклеточного организма  — плоского червя Caenorhabditis elegans. Каждое такое достижение требовало определения  все более и более длинной  последовательности и было важной вехой  на пути к определению собственно генома человека.

Важной фигурой  в этом процессе стал Крейг Вентер (Craig Venter), основавший позднее частную  корпорацию «Целерон» (Celeron). Вентер внедрил  в науку метод определения последовательности ДНК, позднее названный «методом беспорядочной стрельбы». Суть метода в том, что определяемую ДНК организма разбивают на множество небольших фрагментов, каждый из которых вводят в автомат, определяющий последовательность ДНК. Нечто похожее получится, если разодрать книгу по страницам и раздать их разным читателям. После того как будут определены последовательности каждого фрагмента, в действие вводят сложнейшие компьютерные программы, заново собирающие исходную последовательность. Такое интенсивное использование информационных технологий объясняет, почему многие ученые называют новую область исследований генома биоинформационной, а не биомолекулярной революцией.

В июне 2000 года Крейг Вентер и Фрэнсис Коллин (Francis Collins), руководитель проекта «Геном человека», осуществлявшегося в  Национальных институтах здоровья США, объявили о событии, названном ими  «первой сборкой генома человека». По существу, это была первая реконструкция  полного генома человека, выполненная  методом беспорядочной стрельбы. Несколькими месяцами позже, в феврале 2001 года, был опубликован первый предварительный набросок генома человека. Обнаружились некоторые удивительные факты.

Например, давно  было известно, что большая часть  ДНК человека не входит в состав генов. Новые результаты показали, что  ДНК человека содержит удивительно  небольшое количество генов —  порядка 30 000–50 000 генов. (Я говорю «удивительно», потому что ученые ожидали значительно  более высоких требований к генетической структуре такого сложного организма, каким является человек). Однако эти  гены не организованы в одну длинную  последовательность, а состоят из кодирующих участков, называемых экзонами, с вкраплениями случайных последовательностей  — интронов. Выясняется, что аппарат, осуществляющий сборку белка, закодированного  геном с последовательностью  описанного типа, осуществляет выбор  между несколькими вариантами компоновки белка. Так, каждый ген человека кодирует приблизительно три различных белка, а не один белок, как можно было предположить, основываясь на центральной  догме молекулярной биологии.

Можно считать, что на первом этапе проекта «Геном человека» была расшифрована книга  жизни.

 

       

          5. Научные факты опасности генной инженерии

1. Генная  инженерия в корне отличается  от выведения новых сортов  и пород. Искусственное добавление  чужеродных генов сильно нарушает  точно отрегулированный генетический  контроль нормальной клетки. Манипулирование  генами коренным образом отличается  от комбинирования материнских  и отцовских хромосом, которое  происходит при естественном  скрещивании.

 

2. В настоящее  время генная инженерия технически  несовершенна, так как она не  в состоянии управлять процессом  встраивания нового гена. Поэтому  невозможно предвидеть место  встраивания и эффекты добавленного  гена. Даже в том случае, если  местоположение гена окажется  возможным установить после его  встраивания в геном, имеющиеся  сведения о ДНК очень неполны  для того, чтобы предсказать результаты.

 

3. В результате  искусственного добавления чужеродного  гена непредвиденно могут образоваться  опасные вещества. В худшем случае  это могут быть токсические  вещества, аллергены или другие  вредные для здоровья вещества. Сведения о такого рода возможностях  ещё очень неполны.

 

4. Не существует  совершенно надёжных методов  проверки на безвредность. Более  10% серьёзных побочных эффектов  новых лекарств не возможно  выявить несмотря на тщательно  проводимые исследования на безвредность. Степень риска того, что опасные  свойства новых, модифицированных  с помощью генной инженерии  продуктов питания, останутся  незамеченными, вероятно, значительно  больше, чем в случае лекарств.

 

5. Существующие  в настоящее время требования  по проверке на безвредность  крайне недостаточны. Они совершенно  явно составлены таким образом,  чтобы упростить процедуру утверждения.  Они позволяют использовать крайне  нечувствительные методы проверки  на безвредность. Поэтому существует  значительный риск того, что опасные  для здоровья продукты питания  смогут пройти проверку незаметно.

 

6. Созданные  до настоящего времени с помощью  генной инженерии продукты питания  не имеют сколько-нибудь значительной  ценности для человечества. Эти  продукты удовлетворяют, главным  образом, лишь коммерческие интересы.

 

7. Знания  о действии на окружающую среду  модифицированных с помощью генной  инженерии организмов, привнесённых  туда, совершенно недостаточны. Не  доказано ещё, что модифицированные  с помощью генной инженерии  организмы не окажут вредного  воздействия на окружающую среду.  Экологами высказаны предположения  о различных потенциальных экологических  осложнениях. Например, имеется много  возможностей для неконтролируемого  распространения потенциально опасных  генов, используемых генной инженерией, в том числе передача генов  бактериями и вирусами. Осложнения, вызванные в окружающей среде,  вероятно, невозможно будет исправить,  так как выпущенные гены невозможно  взять обратно.

 

8. Могут возникнуть  новые и опасные вирусы. Экспериментально  показано, что встроенные в геном  гены вирусов могут соединяться  с генами инфекционных вирусов  (так называемая рекомбинация). Такие  новые вирусы могут быть более  агрессивными, чем исходные. Вирусы  могут стать также менее видоспецифичными. Например, вирусы растений могут  стать вредными для полезных  насекомых, животных, а также людей.

 

9. Знания  о наследственном веществе, ДНК,  очень неполны. Известно о функции  лишь трёх процентов ДНК. Рискованно  манипулировать сложными системами,  знания о которых неполны. Обширный  опыт в области биологии, экологии  и медицины показывает, что это  может вызвать серьёзные непредсказуемые  проблемы и расстройства.

 

10. Генная  инженерия не поможет решить  проблему голода в мире. Утверждение,  что генная инженерия может  внести существенный вклад в  разрешение проблемы голода в  мире, является научно необоснованным  мифом.

 

 

                                    Список литературы

1.http://ru.wikipedia.org/wiki/

2. http://elementy.ru/trefil/21149

3. http://bannikov.narod.ru/Bioteh.htm

4.«Большая Оксфордская энциклопедия», изд-во Москва «Росмэн», 2007 г.