Генная инженерия: её возможности и перспективы развития

в 40 тысяч  генов. Можно предложить что геном  человека — это созданный природой грандиозный текст, состоящий из 3 млрд букв, под которыми подразумеваются молекулы-нуклеотиды — аденин, гуанин, цитозин и тимин. В 2003 г. были выявлены последовательности нуклеотидов в 40 тыс. генов человека. В чём функции остальных 90% нуклеотидов ДНК не вполне понятны, и сейчас они исследуются. Замечено что разница на уровне ДНК между двумя людьми составляет в среднем один нуклеотид на тысячу, наследственные индивидуальные особенности каждого человека они и обусловливают. 
 

                                   Химический синтез ДНК 

Информацию, записанную в молекуле ДНК, можно  прочитать, разрывая и вновь создавая относительно слабые водородные связи, совсем не затрагивая более прочные  связи «сахар-фосфат» в цепочке-матрице. В полимерных молекулах ДНК природа кодирует информацию, необходимую для создания живого организма. Цепочка из повторяющихся сложноэфирных фосфатных связей между сахарами образует жесткий скелет ДНК, на котором информация записывается с помощью особого алфавита из четырех «букв» генетического кода: аденина, тимина, цитозина и гуанина (А, Т, С, G). Последовательность таких «букв» кодирует информацию. Каждая «буква» содержит несколько атомов азота, ковалентно связанных с фрагментами

                                                                                                                             10

cахаров. Двойная спираль ДНК включает водородные связи. Первый химический синтез гена, потребовал многолетней напряженной работы.          В промышленных лабораториях уже синтезированы гены инсулина и интерферона. Произведен синтез гена для фермента рибонуклеозы, открывающей возможность изменять желаемым образом физические и химические свойства белка.       
 

          Успехи, возможности, и перспективы в генной инженерии 

  Генная  инженерия открыла перспективы  конструирования новых биологических  организмов — трансгенных растений и животных с заранее запланированными свойствами. Cамыми  современными методами получаются фрагменты генов длиной в сотни пар оснований, а для дальнейших исследований нужны фрагменты в 100 и более. Молекулярная биология позволяет вводить почти любой отрезок ДНК в микроорганизм, чтобы заставить его синтезировать тот белок, который кодирует данная ДНК. А современная органическая химия синтезирует последовательности нуклеотидов – фрагменты генов.  Эти фрагменты можно применять для изменения исходной последовательности оснований в гене, кодирующем нужный белок.  Например, можно получить модифицированный белок с измененной последовательностью аминокислот, т. е. белок со структурой и функцией, ранее не существовавшими в природе. Такой метод осуществления специфических мутаций в нормальных белках получил название мутагенеза. Он позволяет получить белки любой структуры. Кроме того, один раз синтезированная молекула гена, кодирующего белок, с помощью микроорганизмов может воспроизвести белок в любых количествах. Огромное значение имеет изучение генома человека.  Один из самых трудоемких и дорогостоящих в истории науки международных

                                                                                                                        11

проектов «Геном человека». В рамках этого проекта была поставлена задача выяснить последовательность нуклеотидных оснований во всех молекулах ДНК человека и локализовать их, т.е. полностью картировать все гены человека. Ожидается, что затем исследователи определят все функции генов и разработают технологические способы использования этих данных. В ходе выполнения проекта «Геном человека» разработано много новых методов исследования, большинство из которых в последнее время используется. Это значительно ускоряет и удешевляет расшифровку ДНК, что является важнейшим условием для их широкого использования в медицинской практике, фармакологии, криминалистике и т.д. Среди этих методов есть и такие, которые позволяют расшифровывать генотип отдельного человека и создавать генные портреты людей. По последовательностям ДНК можно устанавливать степень родства людей. Разработан метод «генетической дактилоскопии», который с успехом применяется в криминалистике. Сходные подходы можно использовать в антропологии, палеонтологии, этнографии, археологии. Это дает возможность эффективнее лечить болезни, оценивать способности и возможности человека, выявлять различие между популяциями, оценивать степень приспособленности человека к той или иной экологической обстановке.  
 
 
 

                                                Заключение  

 К настоящему времени известно около 10 тыс. различных заболеваний человека, из которых более 3 тыс. — наследственные. Выявлены мутации, отвечающие за такие заболевания, как гипертония, диабет, некоторые виды слепоты и глухоты, злокачественные опухоли; обнаружены гены,

                                                                                                                             12

ответственные за одну из форм эпилепсии, гигантизм  и др. С недавних пор остро обсуждается вопрос о конфиденциальности генетической информации о конкретных людях. В некоторых странах приняты законы, ограничивающие распространение такой информации. В настоящее время для медицинских целей разрабатываются технологии, позволяющие за одну неделю получить «генетическую карту» человека и записать ее на компакт-диск. Вместе с тем, как говорят специалисты, изучение генома человека прояснило гораздо меньше загадок, чем ожидалось. Удалось только «поставить указатели» для дальнейших исследований. Прочтение генома — это первый этап в понимании его функционирования. Задача следующего — разобраться в том, каковы функции генов, как и какие белки они синтезируют, как функционируют гены по отдельности и как они взаимодействуют между собой; иначе говоря, как работают вместе 3 млрд нуклеотидов. Это, пожалуй, главная проблема биологии XXI в. 

                                     Литература 

1.Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учебник. — Изд. 2-е, – М.: 2004. — 622 с.

2.Карпенков С.Х.  Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. – М.: Академический Проект, 2000. – 639 с.

3.Самыгин С.И. Концепции современного естествознания: Ростов н / Д.: Феникс, 2005. – 413с.

4.Садохин А. П. Концепция современного естествознания. – М.: Омега, 2006.

5.Торосян  В.Г. Концепция современного естествознания: Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 2003.

                                                                                                                          13