Основные проблемы генетики и роль воспроизводства в развитии живого

align="justify">     Не  меньшее значение имеет генетика и генетическая инженерия в развитии народного хозяйства.

     Современная селекция использует методы индуцированных мутаций и рекомбинаций, гетерозиса, полиплоидии, иммуногенетики, клеточной  инженерии, отдаленной гибридизации, белковых и ДНК-маркеров и другие. Их внедрение  в селекционных центрах исключительно  плодотворно.

     В настоящее время генно-инженерным путем осуществляется промышленный микробиологический синтез ряда продуктов, необходимых для медицины, сельского  хозяйства и промышленности. Синтез других ценных продуктов ведется  в культурах клеток.

     Развитие  генетики микроорганизмов в значительной степени определяет эффективность  микробиологической промышленности.

        Сейчас намечается новый этап развития генетической инженерии - переход к использованию в  качестве источников ценных продуктов  растений и животных с пересаженными  в них генами, отвечающими за синтез соответствующих продуктов, т.е. создание и использование трансгенных  растений и животных. Путем создания трансгенных организмов будут решаться и проблемы получения новых сортов растений и пород животных с повышенной продуктивностью, а также устойчивостью  к инфекционным заболеваниям и неблагоприятным  условиям среды.

     Развитие  генной инженерии создало принципиально  новую основу для конструирования  последовательностей ДНК, нужную исследователям. Успехи в области экспериментальной  биологии позволили создать методы введения таких искусственно созданных  генов в ядра яйцеклеток или сперматозоидов. В результате возникла возможность  получения трансгенных животных, т.е. животных, несущих в своем организме чужеродные гены.

       Одним из первых примеров успешного создания трансгенных животных было получение  мышей, в геном которых был  встроен гормон гена роста крысы. Некоторые из таких трансгенных  мышей росли быстро и   достигали  размеров, существенно превышавших  контрольных животных.

       Первая  в мире обезьяна с измененным генетическим кодом появилась на свет в Америке. Самец по кличке Энди родился после  того, как в яйцеклетку его матери был внедрен ген медузы. Опыт проводился с макакой-резусом, которая гораздо  ближе по своим биологическим  признакам к человеку, чем любые  другие животные, до сих пор подвергавшиеся экспериментам по генетической модификации. Ученые говорят, что применение этого  метода поможет им при разработке новых способов лечения таких  болезней, как рак груди и диабет. Однако, как сообщает ВВС, этот эксперимент  уже вызвал критику со стороны  организаций по защите животных, которые  опасаются, что эти исследования приведут к страданиям множества  приматов в лабораториях.

         Создание гибрида человека и  свиньи. Из человеческой клетки  извлекается ядро и имплантируется  в ядро яйцеклетки свиньи, которую  предварительно освободили от  генетического материала животного.  В результате получился эмбрион,  который прожил 32 дня, пока ученые  не решили его уничтожить. Исследования  проводятся как всегда ради  благородной цели: поиска лекарств  от заболеваний человека. Несмотря  на то, что попытки клонировать  человеческие существа не одобряются  многими учеными и даже теми, кто создал овечку Долли, подобные  эксперименты будет трудно остановить, так как принцип техники клонирования  уже известен многим лабораториям.

  В настоящее время интерес к трансгенным животным очень велик. Это объясняется двумя причинами. Во-первых, возникли широкие возможности для изучения работы чужеродного гена в геноме организма-хозяина, в зависимости от места его встраивания в ту или иную хромосому, а также строения регуляторной зоны гена. Во-вторых, трансгенные сельскохозяйственные животные могут представлять в будущем интерес для практики.  
 

     Огромное  значение для медицины приобретает  разработка методов дородовой диагностики  генетических дефектов и тех особенностей строения генома человека, которые  способствуют развитию тяжелых заболеваний: рака, сердечнососудистых, психических и других.

     Поставлена  задача создания национального и  глобального генетического мониторинга, т.е. слежения за генетическим грузом и  динамикой генов в наследии людей. Это будет иметь большое значение для оценки влияния мутагенов  среды и контроля демографических  процессов.

     Начинается  и получит развитие в 90-х годах  разработка методов исправления  генетических дефектов путем пересадки  генов (гемотерапия).

     Достижения  в области изучения функционирования разных генов позволят в 90-е годы подойти к разработке рациональных методов терапии опухолевых, сердечнососудистых, ряда вирусных и других опасных болезней человека и животных. 

1.6 Генетика и человек.

     В генетике человека четко прослеживается непосредственная связь научных  исследований с этическими вопросами, а также зависимость научных  поисков от этического смысла их конечных результатов. Генетика шагнула настолько  вперед, что человек находится  на пороге такой власти, которая  позволяет ему определять свою биологическую  судьбу. Именно поэтому использование  всех потенциальных возможностей медицинской  генетики реально только при строгом  соблюдении этических норм.

     Генетика  человека, быстро развиваясь в последние  десятилетия, дала ответы на многие из давно интересовавших людей вопросы: от чего зависит пол ребенка? Почему дети похожи на родителей? Какие признаки и заболевания наследуются, а  какие – нет, почему люди так не похожи друг на друга, почему вредны близкородственные браки?

     Интерес к генетике человека обусловлен несколькими  причинами. Во-первых, это естественное стремление человека познать самого себя. Во-вторых, после того как были побеждены многие инфекционные болезни  – чума, холера, оспа и др., – увеличилась  относительная доля наследственных болезней. В-третьих, после того как  были поняты природа мутаций и  их значение в наследственности, стало  ясно, что мутации могут быть вызваны  факторами внешней среды, на которые  ранее не обращали должного внимания. Началось интенсивное изучение воздействия  на наследственность излучений и  химических веществ. С каждым годом  в быту, сельском хозяйстве, пищевой, косметической, фармакологической  промышленности и других областях деятельности применяется все больше химических соединений, среди которых используется немало мутагенов.

     В связи с этим можно выделить следующие  основные проблемы генетики.

     Наследственные  болезни и их причины. Наследственные болезни могут быть вызваны нарушениями в отдельных генах, хромосомах или хромосомных наборах. Впервые связь между аномальным набором хромосом и резкими отклонениями от нормального развития была обнаружена в случае синдрома Дауна.

     Помимо  хромосомных нарушений, наследственные болезни могут быть обусловлены  изменениями генетической информации непосредственно в генах.

     Эффективных средств лечения наследственных болезней пока не существует. Однако существуют методы лечения, облегчающие состояние  больных и улучшающие их самочувствие. Они основаны главным образом  на компенсации дефектов метаболизма, обусловленных нарушениями в  геноме.

     Медико-генетические лаборатории. Знание генетики человека позволяет определять вероятность рождения детей, страдающих наследственными болезнями, в случаях, когда один или оба супруга больны или оба родителя здоровы, но наследственные заболевания встречались у их предков. В ряде случаев возможно прогнозирование рождения здорового второго ребенка, если первый был болен. Такое прогнозирование осуществляется в медико-генетических лабораториях. Широкое использование медико-генетических консультаций избавит многие семьи от несчастья иметь больных детей.

     Наследуются ли способности? Ученые считают, что в каждом человеке есть зерно таланта. Талант развивается трудом. Генетически человек по своим возможностям богаче, но не реализует их полностью в своей жизни. 
До сих пор еще нет методов выявления истинных способностей человека в процессе его детского и юношеского воспитания, а потому часто и не предоставляются соответствующие условия для их развития.

     Действует ли естественный отбор  в человеческом обществе? История человечества – это изменение генетической структуры популяций вида Homo sapiens под воздействием биологических и социальных факторов. Войны, эпидемии изменяли генофонд человечества. Естественный отбор за последние 2 тыс. лет не ослабел, а только изменился: на него наслоился отбор социальный.

     Генная  инженерия использует важнейшие открытия молекулярной генетики для разработки новых методов исследования, получения новых генетических данных, а также в практической деятельности, в частности в медицине.

     Ранее вакцины изготовляли только из убитых или ослабленных бактерий или  вирусов, способных вызывать у человека выработку иммунитета за счет образования  специфических белков-антител. Такие  вакцины приводят к выработке  стойкого иммунитета, но у них есть и недостатки. 

     Безопаснее  вакцинировать чистыми белками  оболочки вирусов – они не могут  размножаться, т.к. у них нет нуклеиновых  кислот, но вызывают выработку антител. Получить их можно методами генной инженерии. Уже создана такая  вакцина против инфекционного гепатита (болезни Боткина) – болезни опасной и трудноизлечимой. Ведутся работы по созданию чистых вакцин против гриппа, сибирской язвы и других болезней.

     Коррекция пола. Операции по коррекции пола в нашей стране начали делать около 30 лет назад строго по медицинским показаниям.

     Пересадка органов. Пересадка органов от доноров – очень сложная операция, за которой следует не менее сложный период приживления трансплантата. Очень часто трансплантат отторгается и пациент погибает. Ученые надеются, что эти проблемы можно будет решить с помощью клонирования.

     Клонирование – метод генной инженерии, при котором потомки получаются из соматической клетки предка и поэтому имеют абсолютно такой же геном.

     Клонирование  животных позволяет решить многие проблемы медицины и молекулярной биологии, но вместе с тем порождает множество  социальных проблем.

     Ученые  видят перспективу воспроизведения  отдельных тканей или органов  тяжело больных людей для последующей  трансплантации – в этом случае не будет проблем с отторжением  трансплантата. Клонирование можно  использовать и для получения  новых лекарств, особенно получаемых из тканей и органов животных или  человека.

     Однако, несмотря на заманчивые перспективы, вызывает беспокойство этическая сторона  клонирования.

     Уродства. Развитие нового живого существа происходит в соответствии с генетическим кодом, записанным в ДНК, которая содержится в ядре каждой клетки организма. Иногда под воздействием факторов среды – радиоактивных, ультрафиолетовых лучей, химических веществ – происходит нарушение генетического кода, возникают мутации, отступления от нормы.

     Генетика  и криминалистика. В судебной практике известны случаи установления родства, когда дети были перепутаны в роддоме. Иногда это касалось детей, которые росли в чужих семьях не один год. Для установления родства используют методы биологической экспертизы, которую проводят, когда ребенку исполнится 1 год и стабилизируется система крови. Разработан новый метод – генная дактилоскопия, который позволяет проводить анализ на хромосомном уровне. В этом случае возраст ребенка значения не имеет, а родство устанавливается со 100%-й гарантией. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 2.Роль воспроизводства в развитии живого.

2.1. Особенности циклического  воспроизводства.

     Все этапы в жизни любого живого существа важны, в том числе и для  человека. Все они сводятся к циклическому воспроизводству исходного живого организма. И начался это процесс  циклического воспроизводства около 4 млрд. лет назад.

     Рассмотрим  его особенности. Из биохимии известно, что множество реакций органических молекул обратимы. Например, из аминокислот  синтезируются молекулы белков, которые  могут быть расщеплены на аминокислоты. То есть под влиянием каких-либо воздействий  происходят как реакции синтеза, так и реакции расщепления. В  живой природе любой организм проходит циклические стадии расщепления  исходного организма и воспроизводства  из отделившейся части новой копии  исходного организма, которая затем  снова дает зародыш для воспроизводства. Именно по этой причине взаимодействия в живой природе длятся непрерывно миллиарды лет. Свойство воспроизведения  из расщепленных частей исходного организма  его копии определяется тем, что  новому организму передается комплекс молекул, который полностью контролирует процесс воссоздания копии.