11
Реферат:
Генная модификация
Достижения в области генетики сегодня - источник самых грандиозных надежд и самых острых тревог.
Генно-инженерная деятельность - деятельность, осуществляемая с использованием методов генной инженерии и генно-инженерно-модифицированных организмовГенно-инженерно-модифицированный организм - организм или несколько организмов, любое неклеточное, одноклеточное или многоклеточное образование: - способное к воспроизводству или передаче наследственного генетического материала; - отличное от природных организмов; - полученное с применением методов генной инженерии; и - содержащее генно-инженерный материал. .
Генетики и селекционеры обсуждают сложнейшие проблемы селекции растений и животных, применения генетических технологий в медицине, безопасности генетически модифицированных продуктов.
Генная инженерия - это раздел молекулярной генетики, связанный с целенаправленным созданием новых комбинаций генетического материала. Основа прикладной генной инженерии - теория гена. Созданный генетический материал способен размножаться в клетке-хозяине и синтезировать конечные продукты обмена.
Генная инженерия возникла в 1972 году, в Станфордском университете, в США. Тогда лаборатория П. Берга получила первую рекомбинатную (гибридную) ДНК или (рекДНК). Она соединяла в себе фрагменты ДНК фага Фаги, то же, что бактериофаги. …фаг (от греч. Phagos -пожиратель) часть сложных слов, соответствующая по значению словам ”поедающий', `поглощающий” (например, бактериофаг). лямбда, кишечной палочки и обезьяньего вируса SV40.
Строение рекомбинантной ДНК. Гибридная ДНК имеет вид кольца. Она содержит ген (или гены) и вектор. Вектор - это фрагмент ДНК, обеспечивающий размножение гибридной ДНК и синтез конечных продуктов деятельности генетической системы - белков. Большая часть векторов получена на основе фага лямбда, из плазмид, вирусов SV40, полиомы, дрожжей и др. бактерий.
Синтез белков происходит в клетке-хозяине. Наиболее часто в качестве клетки-хозяина используют кишечную палочку, однако применяют и др. бактерии, дрожжи, животные или растительные клетки. Система вектор-хозяин не может быть произвольной: вектор подгоняется к клетке-хозяину. Выбор вектора зависит от видовой специфичности и целей исследования.
Ключевое значение в конструировании гибридной ДНК несут два фермента. Первый - рестриктаза - рассекает молекулу ДНК на фрагменты по строго определенным местам. И второй - ДНК-лигазы - сшивают фрагменты ДНК в единое целое. Только после выделения таких ферментов создание искусственных генетических структур стало технически выполнимой задачей.
Этапы генного синтеза. Гены, подлежащие клонированию, могут быть получены в составе фрагментов путем механического или рестриктазного дробления тотальной ДНК. Но структурные гены, как правило, приходится либо синтезировать химико-биологическим путем, либо получать в виде ДНК-копии информационных РНК, соответствующих избранному гену. Структурные гены содержат только кодированную запись конечного продукта (белка, РНК), и полностью лишены регуляторных участков. И поэтому эти гены не способны функционировать в клетке-хозяине.
При получении рекДНК образуется чаще всего несколько структур, из которых только одна является нужной. Поэтому обязательный этап составляет селекция и молекулярное клонирование рекДНК, введенной путем трансформации в клетку-хозяина.
Существует 3 пути селекции рекДНК: генетический, иммунохимический и гибризационный с мечеными ДНК и РНК.
В результате интенсивного развития методов генной инженерии получены клоны множества генов: рибосомальной, транспортной и 5S РНК, гистонов, глобина мыши, кролика, человека, коллагена, овальбумина, инсулина человека и др. пептидных гормонов, интерферона человека и прочее. Это позволило создавать штаммы бактерий, производящих многие биологически активные вещества, используемые в медицине, сельском хозяйстве и микробиологической промышленности.
На основе генной инженерии возникла отрасль фармацевтической промышленности, названная "индустрией ДНК". Это одна из современных ветвей биотехнологии Биотехнология - совокупность методов и приемов получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью биологических агентов. В состав биотехнологии входят генная, клеточная и экологическая инженерии..
Нет сомнений, что поиски генетиков сулят человеку избавление от многих недуговГенетики вывели соевые бобы, предотвращающие потерю волос. В Японии выведен генетически измененный сорт соевых бобов, которые стимулируют рост волос и предотвращают их потерю от химиотерапии. Если подтвердится безопасность нового продукта, то, чтобы спастись от облысения, нужно будет просто периодически есть эти бобы, сообщил в среду глава исследовательской группы Университета Киото профессор Массаки Иосикава. Чудодейственное свойство зерновой культуре придал генетически внедренный компонент (новокинин), обладающий противогипертоническим эффектом. Он был получен из аминокислотного состава яичного белка. По словам ученых, этот компонент способствует росту волос тем, что расширяет сосуды и нормализует циркуляцию крови. Эффективность бобов подтверждена в ходе экспериментов над мышами, которых побрили, а затем кормили модифицированными бобами из расчета одна тысячная миллиграмма противогипертонического вещества на грамм массы тела. Как сообщается, восстановление шерстяного покрова шло ускоренными темпами, а после увеличения дозы мыши переставали терять шерсть даже в результате химиотерапии. Специалисты говорят, что их бобы также можно использовать в качестве обычного лекарства от высокого давления. 13 Апреля 2005 Источник: NEWSru.com. Уже сейчас генная инженерия начинает активно применяться в онкологии, создаются препараты, прицельно направленные против конкретной опухоли. Ученым удалось идентифицировать гены, предрасполагающие к развитию сахарного диабета, - значит, появились новые перспективы в лечении и этого тяжкого недуга. Для лечебного применения допущен инсулин человека (хумулин), полученный посредством рекДНК. Кроме того, на основе многочисленных мутантов по отдельным генам, получаемых при их изучении, созданы высокоэффективные тест-системы для выявления генетической активности факторов среды, в том числе для выявления канцерогенных соединений.
За короткий срок генная инженерия оказала огромное влияние на развитие молекулярно-генетических методов и позволила существенно продвинуться по пути познания строения и функционирования генетического аппарата. Генная инженерия имеет большие перспективы в лечении наследственных болезней, которых на сегодняшний день зарегистрировано около 2000. Генная инженерия призвана помогать исправлять ошибки природы.
С другой стороны, генетические технологии породили совершенно новые проблемы, связанные с возможностью клонированияКлон (от греч. Klon - ветвь, отпрыск), ряд следующих друг за другом поколений наследственно однородных потомков одной исходной особи (растения, животного, микроорганизма) , образующихся в результате бесполого размножения. Клонирование клеток применяют в онкологии, генетике соматических клеток и др. живых существ, в том числе и человека. Мировое научное сообщество признает, что технически клонирование идентичной человеческой особи становится возможным. Но вопрос о том, нужны ли человечеству подобные попытки, остается открытым. Доказано, что в 99 процентах случаев есть риск врожденных уродств - а значит, такие опыты над человеком недопустимы.
Однако, новые генетические технологии на основе трансгенезаТрансгенные организмы - животные, растения, микроорганизмы, вирусы, генетическая программа которых изменена с использованием методов генной инженерии. и клонирования играют важнейшую роль в создании высокопродуктивных сортов растений и пород животных. При этом на первый план выходят проблемы, как генетической безопасности, так и морально-правовые Колумбия: новости генетики, или кокаин растущий на дереве Колумбийские наркобароны создали генетически измененное "кокаиновое дерево", которое содержит больший процент нарковещества и не восприимчиво к гербицидам. Производителям наркотиков помогали иностранные ученые. Генетический коко-мутант имеет более густой лиственный покров. Его высота составляет 2,7 метра, то есть вдвое выше традиционного куста. В поисках большей прибыли, торговцы наркотиками, кажется, входят в мир генетически измененных культур. Такое дерево коки дает в восемь раз больше кокаина, чем нормальный куст, и из-за его размера и из-за стойкости к гербицидам. Источник http://www.gransoft.kiev.ua/ (21.02.2005).
В России все исследования по клонированию проводятся только на животных. Яростные дискуссии ведутся во всем мире - в том числе и в России - вокруг другого порождения современной науки: генетически модифицированных продуктовО государственной регистрации генно-инженерно-модифицированных организмов. постановление правительство РФ 16 февраля 2001 г. В частности установить, что генно-инженерно-модифицированные организмы, предназначенные для первого на территории Российской Федерации выпуска в окружающую среду, промышленного использования или импорта, подлежат обязательной государственной регистрации..
Создатели генетически измененных продуктов утверждают, что они совершенно безопасны. Сторонники их широкого использования уверены, что многолетние исследования доказали безвредность такой продукции. Противники убеждены в обратном.
До сих пор не доказано, что эти продукты безопасны для человека. Многие виды генетически модифицированных продуктов запрещаются к использованию на последних стадиях эксперимента как сильные аллергены.
Правы ли скептики, утверждающие, что трансгенные продукты опасны? А может, они станут нашей пищей в 21 веке?
Около 30 лет назад были произведены первые опыты по генетической модификации растений. Например, можно взять один ген от одного животного или растения и вживить его в другое животное или растение. Таким способом, например, можно получить картофель, устойчивый к пестицидам Пестициды - ядохимикаты - химические препараты для борьбы с сорняками (гербициды), с вредителями (инсектициды) и т.д.. .
Генетически модифицированные продукты не только созданы, но их активно употребляют в пищу.
В традиционной селекции происходит скрещивание внутри одного вида. Даже помидор был улучшен селекцией. Но, при селекции происходит обмен между особями одного вида. А генная инженерия позволяет составить новую ДНК и манипулировать ею. Например, если ген светлячка вставить в ДНК табака, то цветок табака начинает светиться, если нуждается в поливе. Селекционными методами этого не возможно добиться!
Протестующие больше всего обращают внимание на негативные процессы этой методики. Но ведь, никто не спорит с тем, что генетически модифицированные продукты нуждается в тестировании!
Все что мы едим, содержит белкиКстати, у некоторых людей есть аллергия на продукты (например, арахис), которые не подвергались генной модификации.. Когда ген попадает в клетки, он закрепляется и начинает вырабатывать новый белок.
Страницы: 1, 2
