Генная инженерия

     Уже в 80-ых гг. генная инженерия могла  дать в неограниченном количестве гормоны  и другие белки человека, необходимые  для лечения генетических болезней (например, инсулин, гормон роста и  другие). Величайшее же открытие, сделанное учеными в 2000 году – расшифровка генома человека, что позволило клонировать органы человека. 
2. СТАНОВЛЕНИЕ И ВОЗМОЖНОСТИ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ

     Значительный  прогресс достигнут в практической области создания новых продуктов для медицинской промышленности и лечения болезней человека

     В настоящее время фармацевтическая промышленность завоевала лидирующие позиции в мире, что нашло отражение  не только в объёмах промышленного  производства, но и в финансовых средствах, вкладываемых в эту промышленность (по оценкам экономистов, она вошла  в лидирующую группу по объёму купли-продажи  акций на рынках ценных бумаг). Важной новинкой стало и то, что фармацевтические компании включили в свою сферу выведение  новых сортов сельскохозяйственных растений и животных, и тратят на это десятки миллионов долларов в год, они же мобилизировали выпуск химических веществ для быта. Добавок к продукции строительной индустрии и так далее. Уже не десятки тысяч, а возможно, несколько сот тысяч высококвалифицированных специалистов заняты в исследовательских и промышленных секторах фарминдустрии, и именно в этих областях интерес к геномным и генно-инженерным исследованиям исключительно высок. Очевидно поэтому любой прогресс биотехнологий растений будет зависеть от разработки генетических систем и инструментов, которые позволят более эффективно управлять трансгенами. Для чистого вырезания трансгенного ДНК в растительный геном, всё больше применяют заимствованные из микробной генетики системы гомологичной рекомбинации, такие как системы Cre-lox и Flp-frt. Будущее, очевидно, будет за управляемым переносом генов от сорта к сорту, основанного на применении предварительно подготовленного растительного материала, который уже содержит в нужных хромосомах участки гомологии, необходимого для гомологичного встраивания трансгена. Помимо интегративных систем экспрессии, будут опробованы автономно реплицирующиеся векторы. Особый интерес представляют _искусственные хромосомы растений, которые теоретически не накладывают никаких ограничений на объём вносимой теоретической информации.[5]

     Кроме этого учёные занимаются поиском  генов, кодирующих новые полезные признаки. Ситуация в этой области меняется радикальным образом, прежде всего, существованию публичных баз  данных, которые содержат информацию о большинстве генов, бактерий, дрожжей, человека и растений, а также в следствии разработки методов, позволяющих одновременно анализировать экспрессию большого количества генов с очень высокой пропускной способностью. Применяемые на практике методы можно разделить на две категории:

     Методы, позволяющие вести экспрессионное профилирование: субстракционная гибридизация, электронное сравнение EST-библиотек, «генные чипы» и так далее. Они позволяют устанавливать корреляцию между тем или иным фенотипическим признаком и активностью конкретных генов.

     Позиционное клонирование, заключается в создании за счет инсерционного мутагенеза мутантов с нарушениями в интересующем нас признаке или свойстве, с последующим клонированием соответствующего гена как такового, который заведомо содержит известную последовательность (инсерция).

     Вышеназванные методы не предполагают ни каких изначальных сведений о генах, контролирующих тот или иной признак. Отсутствие рационального компонента в данном случае является положительным обстоятельством, поскольку неограничен нашими сегодняшними представлениями о природе и генном контроле конкретного интересующего нас признака.[2]

     Кроме всего этого ученными, разрабатывается проект «Геном человека». Цель этого проекта заключается в выяснении последовательности оснований во всех молекулах ДНК в клетках человека. Одновременно должна быть установлена локализация всех генов, что помогло бы выяснить причину многих наследственных заболеваний и этим открыть пути к их лечению. Что бы последовательно приближаться к решению проблемы картирование генов человека, было сформулировано пять основных целей:

1. Завершить составление детальной генетической карты, на которой были бы помечены гены, отстоящие друг от друга на расстоянии не превышающем в среднем 2 млн. оснований (1 млн. оснований принято называть мегобазой);
2. составить физические карты каждой хромосомы (разрешение 0.1 Мб);
3. получить карту всего генома в виде охарактеризованных клонов (5 тыс. оснований в клоне или 5 Кб);
4. завершить полное секвенирование ДНК;
5. нанести на полностью завершенную секвенсовую карту все гены человека.

     Ожидалось, что, когда все указанные цели будут постигнуты, исследователи  определят все функции генов  и разработают методы биологического и медицинского применения полученных данных.

     Рассмотрев  темпы ускорения работы в рамках проекта «Геном человека», руководители этого проекта объявили 23 октября 1998г., что программа будет полностью  завершена гораздо раньше, чем  планировалось, и сформулировали «Новые задачи проекта «Геном человека»:

• полностью завершить работу по секвенирование генома «Круглого червя» c. Elegans (это было сделано в срок);
• закончить предварительный анализ последовательности ДНК человека (2001 г., а полную последовательность к 2003 г.);
• картировать геном плодовой мухи;
• начать секвенирование генома мыши с использованием методов ДНК искусственных хромосом дрожжей .

     Международное общество секвенирование в феврале 1996 года приняло решение о том, что любая последовательность нуклиотидов размером 1-2 Кб должна быть обнародована в течение 24 часов после ее установления. 
 
 
 
 

3. ГЕННАЯ ИНЖИНЕРИЯ ЧЕЛОВЕКА

     В применении к человеку генная инженерия  могла бы применяться для лечения  наследственных болезней. Однако, технически, есть существенная разница между  лечением самого пациента и изменением генома его потомков.

     Задача  изменения генома взрослого человека несколько сложнее, чем выведение  новых генноинженерных пород животных, поскольку в данном случае требуется изменить геном многочисленных клеток уже сформировавшегося организма, а не одной лишь яйцеклетки-зародыша. Для этого предлагается использовать вирусные частицы в качестве вектора. Вирусные частицы способны проникать в значительный процент клеток взрослого человека, встраивая в них свою наследственную информацию; возможно контролируемое размножение вирусных частиц в организме. При этом для уменьшения побочных эффектов учёные стараются избегать внедрения генноинженерных ДНК в клетки половых органов, тем самым избегая воздействия на будущих потомков пациента. Также стоит отметить значительную критику этой технологии в СМИ: разработка генноинженерных вирусов воспринимается многими как угроза для всего человечества.

     С помощью генотерапии в будущем возможно изменение генома человека. В настоящее время эффективные методы изменения генома человека находятся на стадии разработки и испытаний на приматах. Долгое время генетическая инженерия обезьян сталкивалась с серьёзными трудностями, однако в 2009 году эксперименты увенчались успехом: в журнале Nature появилась публикация об успешном применении генноинженерных вирусных векторов для исцеления взрослого самца обезьяны от дальтонизма.[1] В этом же году дал потомство первый генетически модифицированный примат (выращенный из модифицированной яйцеклетки) — игрунка обыкновенная.[2]

     Хотя  и в небольшом масштабе, генная инженерия уже используется для  того, чтобы дать шанс забеременеть женщинам с некоторыми разновидностями бесплодия.[5] Для этого используют яйцеклетки здоровой женщины. Ребёнок в результате наследует генотип от одного отца и двух матерей.

     Однако  возможность внесения более значительных изменений в геном человека сталкивается с рядом серьёзных этических  проблем.

     Конечно в будущем современный мир не может обойтись без дальнейших разработок в генной инженерии, благодаря, этой науке человек может получить новые сорта растений, и излечить себя от болезней на которые сейчас нет лекарств, но нужно с большой осторожностью относиться к новым открытиям.

Если  человек поедет по неправильному  пути развитию в генетики, можно  разрушить все живое на планете в том числе и самих себя. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

     Совершенно  ясно, что главное при разработке правил и законов, регулирующих применение генных технологий,— это создать  рациональные концепции оценки риска. Действительно, как оценить риск того, чего еще никогда не случалось.

     Первый  шаг в этом направлении — установить, какие именно опасности могут  возникнуть и как их избежать. Следующий  шаг — оценить степень риска. Уменьшить риск можно, если определить категории опасности патогенов и использовать для работы с ними соответствующее защитное оборудование. По мере накопления конкретных знаний о конкретных опасностях оценки следует уточнять.

     Есть  документы, регламентирующие применение генных технологий. Это директивы, касающиеся правил безопасной работы в лабораториях и в промышленности, а также  правила внесения генетически модифицированных организмов в окружающую среду. В  большинстве европейских стран, как и положено, подобные директивы  включены в свод национальных законов, а это, согласимся, уже немало.

Общий вывод меморандума ФЕМО таков: “При осмотрительном применении генных технологий польза от них сильно перевесит риск отрицательных последствий; технологии конструирования рекомбинантных ДНК внесут существенный вклад в здравоохранение, в развитие устойчивого сельского хозяйства, в производство пищи, в очистку окружающей среды”. 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бакай А.В., Кочиш И.И., Скрипниченко Г.Г. Генетика. М.: КолосС, 2007 г. - 448 с.
2. Дубнищева Т.Я. Концепция современного естествознания. Учебник. - М.:, 2000 г. - 832 с.
3. Масленникова И.С., Шапошникова Т.А., Дыбов А.М. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие / СПбГИЭА. - СПб., 1998.
4. Патрушев Л. И. Искусственные генетические системы. — М.: Наука, 2004.
5. Щелкунов С. Н. Генетическая инженерия. — Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2008.