![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Генная инженерия |
СодержаниеВведение 1 Генная инженерия 1.1 История генной инженерии 1.2 Среда и наследственность 1.3 О влиянии генов на человека Заключение Список литературы Введение Важной составной частью биотехнологии является генетическая инженерия. Родившись в начале 70-х годов, она добилась сегодня больших успехов. Методы генной инженерии преобразуют клетки бактерий, дрожжей и млекопитающих в &quo ;фабрики&quo ; для масштабного производства любого белка. Это дает возможность детально анализировать структуру и функции белков и использовать их в качестве лекарственных средств. Генетическая инженерия (генная инженерия) — совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы. Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология. Наследственность – присущее всем организмам свойство сохранять и передавать потомству характерные для них признаки, особенности строения, функционирования и индивидуального развития. Все дело в генах, с завистью говорим мы, объясняя чей-то блестящий талант: «У них в роду все такие способные!» Все дело в генах, с горечью говорим мы, видя, как человек страдает от наследственного недуга: «У них на роду написано болеть!» Век биологии – век новых сражений за истину. Одни и те же вопросы, задаваемые уже не первый год, сближают душу и тело и тут же непоправимо разделяют их. Неужели гены полностью и изначально программируют нашу жизнь? Неужели мы не способны измениться вообще? Или же наше поведение можно объяснить влиянием внешней среды, умением чему-то учиться? Итак, может ли человек развиваться, или все предопределено от века? На протяжении всего XX столетия ученые по-разному отвечали на эти важнейшие вопросы бытия. За последние десятилетия ученые с известной степенью вероятности установили в каких именно хромосомах находятся гены, мутация которых вызывает ту или иную болезнь. Однако замена «дефектных» генов на здоровые не только крайне сложна, но и не очень эффективна – одно и то же заболевание бывает вызвано разными мутациями, из-за чего ход болезни часто не поддается прогнозированию. Актуальность данной темы обусловлена тем, что за сто лет своего существования генетика добралась до человека, и теперь уже она его не оставит. Она нарисует его индивидуальный генетический портрет, даст ему в руки миниатюрный прибор, в котором будет собрана вся его наследственная информация. Каждый получит предупреждение: в каком возрасте болезнь Альцгеймера приступит к разрушению его памяти, насколько велик для него риск заболеть раком или диабетом. Генетика порождает новую медицину – к этому и стремились сто лет назад ее основатели. Целью данной работы является изучение генной инженерии. Исследование данной работы предопределило ряд задач: Рассмотреть историю генной инженерии. Проанализировать влияние генов на человека. В качестве теоретической базы были использованы работы Ж.
Бейсона, А. Волкова и других авторов. 1. Генная инженерия 1.1 История генной инженерии Генная инженерия появилась благодаря работам многих исследователей в разных отраслях биохимии и молекулярной генетики. На протяжении многих лет главным классом макромолекул считали белки. Существовало даже предположение, что гены имеют белковую природу. Лишь в 1944 году Эйвери, Мак Леод и Мак Карти показали, что носителем наследственной информации является ДНК. С этого времени начинается интенсивное изучение нуклеиновых кислот. Спустя десятилетие, в 1953 году Дж. Уотсон и Ф. Крик создали двуспиральную модель ДНК. Именно этот год принято считать годом рождения молекулярной биологии. На рубеже 50 - 60-х годов были выяснены свойства генетического кода, а к концу 60-х годов его универсальность была подтверждена экспериментально. Шло интенсивное развитие молекулярной генетики, объектами которой стали ее вирусы и плазмиды. Были разработаны методы выделения высокоочищенных препаратов неповрежденных молекул ДНК, плазмид и вирусов. ДНК вирусов и плазмид вводили в клетки в биологически активной форме, обеспечивая ее репликацию и экспрессию соответствующих генов. В 70-х годах был открыт ряд ферментов, катализирующих реакции превращения ДНК. Особая роль в развитии методов генной инженерии принадлежит рестриктазам и ДНК-лигазам. Историю развития генетической инженерии можно условно разделить на три этапа. Первый этап связан с доказательством принципиальной возможности получения рекомбинантных молекул ДНК i vi ro. Эти работы касаются получения гибридов между различными плазмидами. Была доказана возможность создания рекомбинантных молекул с использованием исходных молекул ДНК из различных видов и штаммов бактерий, их жизнеспособность, стабильность и функционирование. Второй этап связан с началом работ по получению рекомбинантных молекул ДНК между хромосомными генами прокариот и различными плазмидами, доказательством их стабильности и жизнеспособности. Третий этап - начало работ по включению в векторные молекулы ДНК (ДНК, используемые для переноса генов и способные встраиваться в генетический аппарат клетки-рецепиента) генов эукариот, главным образом, животных. Формально датой рождения генетической инженерии следует считать 1972 год, когда в Стенфордском университете П. Берг, С. Коэн, Х. Бойер с сотрудниками создали первую рекомбинантную ДНК, содержавшую фрагменты ДНК вируса SV40, бактериофага и E. coli. Генетическая инженерия - конструирование i vi ro функционально активных генетических структур (рекомбинантных ДНК), или иначе - создание искусственных генетических программ (Баев А. А.). По Э. С. Пирузян генетическая инженерия - система экспериментальных приемов, позволяющих конструировать лабораторным путем (в пробирке) искусственные генетические структуры в виде так называемых рекомбинантных или гибридных молекул ДНК . Генетическая инженерия - получение новых комбинаций генетического материала путем проводимых вне клетки манипуляций с молекулами нуклеиновых кислот и переноса созданных конструкций генов в живой организм, в результате которого достигается их включение и активность в этом организме и у его потомства.
Речь идет о направленном, по заранее заданной программе конструировании молекулярных генетических систем вне организма с последующим введением их в живой организм. При этом рекомбинантные ДНК становятся составной частью генетического аппарата рецепиентного организма и сообщают ему новые уникальные генетические, биохимические, а затем и физиологические свойства. Цель прикладной генетической инженерии заключается в конструировании таких рекомбинантных молекул ДНК, которые при внедрении в генетический аппарат придавали бы организму свойства, полезные для человека. Например, получение «биологических реакторов» - микроорганизмов, растений и животных, продуцирующих фармакологически значимые для человека вещества, создание сортов растений и пород животных с определёнными ценными для человека признаками. Методы генной инженерии позволяют провести генетическую паспортизацию, диагностировать генетические заболевания, создавать ДНК-вакцины, проводить генотерапию различных заболеваний. Технология рекомбинантных ДНК использует следующие методы: специфическое расщепление ДНК рестрицирующими нуклеазами, ускоряющее выделение и манипуляции с отдельными генами; быстрое секвенирование всех нуклеотидов очищенном фрагменте ДНК, что позволяет определить границы гена и аминокислотную последовательность, кодируемую им; конструирование рекомбинантной ДНК; гибридизация нуклеиновых кислот, позволяющая выявлять специфические последовательности РНК или ДНК с большей точностью и чувствительностью, основанную на их способности связывать комплементарные последовательности нуклеиновых кислот; клонирование ДНК: амплификация i vi ro с помощью цепной полимеразной реакции или введение фрагмента ДНК в бактериальную клетку, которая после такой трансформации воспроизводит этот фрагмент в миллионах копий; введение рекомбинантной ДНК в клетки или организмы. 1.2 Среда и наследственность Излечивая больного, предотвращая распространение инфекционных заболеваний, врач использует могучее влияние среды на живой организм. Лечить – это значит так изменить среду, чтобы эти изменения шли на пользу больному, помогая ему бороться с болезнью. В борьбе с инфекциями наука достигла поразительных результатов. Лечение наследственных или врожденных заболеваний – дело гораздо более трудное. В случае врожденной болезни инфицирующий возбудитель отсутствует. Нет врага, которого следует уничтожить. Излечимы ли наследственные болезни, возможна ли их профилактика? Неужели действительно нет способов воздействовать извне на наследственный недуг, снять с помощью лекарства, диеты, лечебной гимнастики, хирургическим путем, наконец, симптомы заболевания? Благодаря достижениям медицинской цитологии и биологической химии ученые начали понимать, в чем же заключается разница между здоровым организмом и организмом, отягощенным наследственной болезнью. Разработаны способы ранней диагностики многих наследственных заболеваний и найдены методы их лечения. По отношению к некоторым болезням открылась возможность предупредить рождение больных детей или предотвратить у них развитие болезни. Успех таился на стыке наук.
Наиболее реалистичным выглядело нахождене способа "перекрыть" места соединения вируса с белком на поверхности клеток. Если, например, "заткнуть" эти места другими молекулами, возможность прикрепления первого ко второму будет исключена. Перс-пективным также выглядит вакцинация людей фрагментами белка CCR-5, которые могут вызвать образование иммунной системой организма собственных антител, связывающих этот белок. Возможным представляется также использование генной инженерии, чтобы снабдить макрофаги новыми генами, чьи производные блокировали бы производство CCR-5. Изучаются и другие возможности - не только предупреждения, но и лечения да-леко зашедших заболеваний. Установлено также, что отдельные индивидуумы, гомози-готные по мутантному гену, были, тем не менее, инфицированы HIV. Это вынуждает считаться с возможностью существования особо вырулентной линии этого возбудителя. Что-ж, ничего необычного в этом нет, то же наблюдается и у возбудителей других забо-леваний. Как и во многих других случаях, по мере решения одной проблемы в медицине, возникают другие
1. Опять актуален вопрос: что такое ген?
2. Что такое COM - современный взгляд
5. Что такое разруха? (По памфлету М. А. Булгакова "Собачье сердце")
10. Что такое конфликт? Природа, типы и функции
11. Старая пластинка: Что такое цифровой звук и реставрация звука с помощью цифровой обработки
13. Что такое свобода личности и в чем смысл жизни?
15. Что такое «устойчивое развитие» для Украины?
20. Что такое книжная иллюстрация
21. Ж.-Ф. Лиотар "Ответ на вопрос: что такое постмодерн?"
26. Что такое "корешковый синдром"?
28. Что такое стволовые клетки
29. Что такое БЦЖ?
30. Что такое СДВГ
32. Что такое инфекционный мононуклеоз
33. Что такое бизнес-инкубатор?
34. Что такое корпоративный стиль?
36. Что такое стохастический резонанс?
41. Что такое лидер и лидерство
42. Что такое манипулирование и как защититься от манипулятора
43. Что такое социальная реклама
44. Что такое руны?
46. Что такое страхование, классификация видов, основные характеристики видов страхования
48. Как нам избавиться от Достоевского, или Что такое русская философия?
52. Что такое аналогия и ее значимость в нашей жизни
53. Что такое экологический менеджмент?
57. Что такое наукоемкий рынок?
58. Что такое абсурд, или по следам Мартина Эсслина
59. Что такое фелинологическое образование, или как стать инструктором-фелинологом
60. Что такое геопатогенные зоны
61. Что такое НАФТА
62. Что такое редактирование и правка текста?
68. Что такое базальная температура и как ее измерять
69. Семейный бизнес или что такое хорошо, что такое плохо
73. Что такое звёзды
74. Что такое иммунитет и как его повысить?
75. Что такое операционная система вообще и Linux в частности
76. Что такое язык программирования
77. Что такое элитарная и массовая культуры
78. Что такое НЛП?
80. Что такое социальная реклама
82. Что такое идеальное? Проблема идеального
84. Рекомбинантные вакцины (Генная инженерия)
85. Новейшие методы селекции: клеточная инженерия, генная инженерия, хромосомная инженерия
89. Достижения генной инженерии и биотехнологии
90. Отрасли применения генной инженерии
92. Влияние гуманитарных наук на становление современного инженера
93. Современная концепция гена
95. Генетический анализ при взаимодействии генов
98. Виды современного копировального оборудования. Что и как выбирать
99. Роль социологических знаний в образовании и деятельности инженера