Російський державний
аграрний університет - МСХА
ім. К.А. Тімірязєва
Калузький філія
Реферат на тему:
«Генна інженерія: можливості та перспективи»
Виконав студент 1 курсу
економічного факультету,
групи № 14
Араліна Олена
Перевірила:
Юдіна Світлана Миколаївна
Калуга, 2006
Зміст
û Введення
û Генна інженерія - це ...
û Можливості генної інженерії
û Перспективи генної інженерії
û Висновок. Зменшення ризику, пов'язаного з генними технологіями
û Використана література
Введення
Центральна проблема біології - це управління життям, засноване на позиції її сутності. Головна мета біології - рішення практичних завдань сільського господарства, медицини та управління еволюцією життя. Завдання полягає у створенні умов для різкого підйому продуктивності рослин, тварин і мікроорганізмів; в оволодінні способами боротьби за здоров'я, довголіття, тривалу юність людини; у розробці методів управління генетичними процесами, що лежать в основі еволюції видів; у вирішенні проблем, пов'язаних з широким використанням атомної енергії, з хімізацією на рідного господарства, з польотами космічних кораблів. Вирішення цих завдань йде по тернистим стежках науки. Ще багато несподіваних, які ламають наші звичайні уявлення відкриттів належить зробити ученим. Ця робота буде йти в гармонійній єдності з практикою, з глибоким розвитком прикладних біологічних наук.
Наука не тільки вирішує задачі, які ставить перед собою сьогоднішній день, але і підготовляє завтрашній день техніки, медицини, сільського господарства, міжзоряних польотів, підкорення природи. Одна з найперспективніших наук - генетика, яка вивчає явища спадковості і мінливості організмів. Спадковість - одне з корінних властивостей життя, вона визначає відтворення форм в кожному наступному поколінні. І якщо ми хочемо навчитися управляти розвитком життєвих форм, освітою корисних для нас і усуненням шкідливих, - ми повинні зрозуміти суть спадковості і причини появи нових спадкових властивостей у організмів.
Генна інженерія - це ...
Генна інженерія - це метод біотехнології, який займається дослідженнями з перебудови генотипів. Генотип є не просто механічна сума генів, а складна, що склалася в процесі еволюції організмів система. Генна інженерія дозволяє шляхом операцій в пробірці переносити генетичну інформацію з одного організму в інший. Перенесення генів дає можливість долати міжвидові бар'єри і передавати окремі спадкові ознаки одних організмів іншим.
Носіями матеріальних основ генів служать хромосоми, до складу яких входять ДНК і білки. Але гени освіти не хімічні, а функціональні. З функціональної точки зору ДНК складається з безлічі блоків, що зберігають певний обсяг інформації - генів. В основі дії гена лежать його здатність за посередництвом РНК визначати синтез білків. У молекулі ДНК як би записана інформація, яка визначає хімічну структуру білкових молекул. Ген - ділянка молекули ДНК, в якому знаходиться інформація про первинну структуру якого-небудь одного білку (один ген - один білок). Оскільки в організмах присутні десятки тисяч білків, існують і десятки тисяч генів. Сукупність усіх генів клітини становить її геном. Усі клітини організму містять однаковий набір генів, але в кожній з них реалізується різна частина інформації, що зберігається. Тому, наприклад, нервові клітини і за структурно-функціональним, і за біологічними особливостями відрізняються від клітин печінки.
Перебудова генотипів, при виконанні завдань генної інженерії, являє собою якісні зміни генів не пов'язані з видимими в мікроскопі змінами будови хромосом. Зміни генів перш за все пов'язано з перетворенням хімічної структури ДНК. Інформація про структуру білка, записана у вигляді послідовності нуклеотидів, реалізується у вигляді послідовності амінокислот у синтезується молекулі білка. Зміна послідовності нуклеотидів у хромосомної ДНК, випадання одних і включення інших нуклеотидів змінюють склад які виникають на ДНК молекули РНК, а це, у свою чергу, зумовлює нову послідовність амінокислот при синтезі. У результаті в клітині починає синтезуватися новий білок, що призводить до появи у організму нових властивостей. Сутність методів генної інженерії полягає в тому, що в генотип організму вбудовуються або вилучаються з нього окремі гени чи групи генів. У результаті вбудовування в генотип раніше відсутнього гена можна змусити клітину синтезувати білки, які раніше вона не синтезувала.
Найбільш поширеним методом генної інженерії є метод отримання рекомбінантних, тобто містять чужорідний ген, плазмід. Плазміди є кільцеві двохланцюжкової молекули ДНК, що складаються з декількох тисяч пар нуклеотидів. Цей процес складається з декількох етапів.
1. Рестрикція - розрізання ДНК, наприклад, людини на фрагменти.
2. Лігированіє - фрагмент з потрібним геном включають в плазміди і зшивають їх.
3. Трансформація-введення рекомбінантних плазмід в бактеріальні клітини. Трансформовані бактерії при цьому набувають певні властивості. Кожна з трансформованих бактерій розмножується і утворює колонію з багатьох тисяч нащадків - клон.
4. Скринінг - відбір серед клонів трансформованих бактерій тих, які плазміди, що несуть потрібний ген людини.
Весь цей процес називається клонуванням. За допомогою клонування можна отримати більше мільйона копій будь-якого фрагмента ДНК людини чи іншого організму. Якщо клонований фрагмент кодує білок, то експериментально можна вивчити механізм, що регулює транскрипцію цього гена, а також напрацювати цей білок у потрібній кількості. Крім того, клонований фрагмент ДНК одного організму можна ввести в клітини іншого організму. Цим можна добитися, наприклад, високі і стійкі врожаї завдяки введеному гену, що забезпечує стійкість до ряду хвороб. Якщо ввести в генотип грунтових бактерій гени інших бактерій, що володіють здатністю зв'язувати атмосферний азот, то грунтові бактерії зможуть перекладати цей азот у зв'язаний азот грунту. Ввівши в генотип бактерії кишкової палички ген з генотипу людини, що контролює синтез інсуліну, вчені домоглися отримання інсуліну при посередництві такий кишкової палички. При подальшому розвитку науки стане можливим введення в зародок людини відсутніх генів, і тим самим дозволить уникнути генетичних хвороб.
Експерименти з клонування тварин ведуться давно. Досить прибрати з яйцеклітини ядро, імплантувати в неї ядро іншої клітини, взятої з ембріональної тканини, і виростити її - або в пробірці, або в утробі названої матері. Клонована овечка Долі була створена нетрадиційним шляхом. Ядро з клітини вимені 6-річної дорослої вівці однієї породи пересадили в без'ядерна яйце вівці іншої породи. Розвивається зародок помістили в вівцю третин породи. Так як народилася овечка отримала всі гени від першої вівці - донора, то є її точною генетичною копією. Цей експеримент відкриває масу нових можливостей для клонування елітних порід, замість багаторічної селекції.
Вчені Техаського університету змогли продовжити життя декількох типів людських клітин. Зазвичай клітина вмирає, переживши близько 7-10 процесів поділу, а вони домоглися сто поділів клітини. Старіння, на думку вчених, відбувається через те, що клітини при кожному діленні втрачають теломери, молекулярні структури, які розташовуються на кінцях всіх хромосом. Вчені імплантували в клітини відкритий ними ген, відповідальний за вироблення теломерази і тим самим зробили їх безсмертними. Можливо це майбутній шлях до безсмертя.
Ще з 80-х років з'явилися програми з вивчення геному людини. У процесі виконання цих програм вже прочитано близько 5 тисяч генів (повний геном людини містить 50-100 тисяч). Виявлено ряд нових генів людини. Генна інженерія набуває все більшого значення в генотерапії. Тому, що багато хвороб закладені на генетичному рівні. Саме в геномі закладена схильність до багатьох хвороб чи стійкість до них. Багато вчених вважають, що в XXI столітті буде функціонувати геномна медицина та генна інженерія.
Можливості генної інженерії
Значний прогрес досягнуто в практичній області створення нових продуктів для медичної промисловості і лікування хвороб людини
В даний час фармацевтична промисловість завоювала лідируючі позиції в світі, що знайшло відображення не тільки в обсягах промислового виробництва, а й у фінансових коштах, що вкладаються в цю промисловість (за оцінками економістів, вона увійшла до лідируючої групи за обсягом купівлі-продажу акцій на ринках цінних паперів). Важливою новинкою стало й те, що фармацевтичні компанії включили в свою сферу виведення нових сортів сільськогосподарських рослин і тварин, і витрачають на це десятки мільйонів доларів на рік, вони ж мобілізували випуск хімічних речовин для побуту. Добавок до продукції будівельної індустрії і так далі. Вже не десятки тисяч, а можливо, кілька сотень тисяч висококваліфікованих фахівців зайняті у дослідницьких та промислових секторах фарміндустрії, і саме в цих областях інтерес до геномних і генно-інженерних досліджень виключно високий. Очевидно тому будь-який прогрес біотехнологій рослин буде залежати від розробки генетичних систем та інструментів, які дозволять більш ефективно управляти трансгенами. Для чистого вирізування трансгенної ДНК в рослинний геном, все більше застосовують запозичені з мікробної генетики системи гомологічною рекомбінації, такі як системи Cre-lox і Flp-frt. Майбутнє, очевидно, буде за керованим перенесенням генів від сорту до сорту, заснованого на застосуванні попередньо підготовленого рослинного матеріалу, який вже містить в потрібних хромосомах ділянки гомології, необхідного для гомологічного вбудовування Транга. Крім інтегративних систем експресії, будуть випробувані автономно реплицируются вектори.осбий інтерес представляють _скусственние хромосоми рослин, які теоретично не накладають жодних обмежень на обсяг вноситься теоретичної інформації.
Крім цього вчені займаються пошуком генів, що кодують нові корисні ознаки. Ситуація в цій області змінюється радикальним чином, перш за все, існуванню публічних баз даних, які містять інформацію про більшість генів, бактерій, дріжджів, людини і рослин, а також у слідстві розробки методів, що дозволяють одночасно аналізувати експресію великої кількості генів з дуже високою пропускною здатністю . Застосовувані на практиці методи можна розділити на дві категорії:
Методи, що дозволяють вести експресійна профілювання: субстракціонная гібридизація, електронне порівняння EST-бібліотек, «генні чіпи» і так далі. Вони дозволяють встановлювати кореляцію між тим чи іншим фенотипическим ознакою і активністю конкретних генів.
Позиційне клонування, полягає у створенні за рахунок інсерційного мутагенезу мутантів з порушеннями в який нас ознаку або властивість, з подальшим клонуванням відповідного гена як такого, який свідомо містить відому послідовність (інсерцій).
Вищеназвані методи не передбачають ні яких початкових відомостей про гени, які контролюють та чи інша ознака. Відсутність раціонального компонента в даному випадку є позитивним обставиною, оскільки необмежений нашими сьогоднішніми уявленнями про природу і генному контролі конкретного цікавить нас ознаки.
Крім всього цього група вчених, таких як Марк Адам (провідний співробітник інституту геномних досліджень в штаті Меріленд - США, приватної дослідницької компанії, що займається виключної роботою в області картування генів), Крейк Вентер (директор цього інституту) і співавторами, розробляється проект «Геном людини ». Мета цього проекту полягає у з'ясуванні послідовності підстав у всіх молекулах ДНК в клітинах людини. Одночасно повинна бути встановлена локалізація всіх генів, що допомогло б з'ясувати причину багатьох спадкових захворювань і цим відкрити шляхи до їх лікування. Що б послідовно наближатися до вирішення проблеми картування генів людини, було сформульовано п'ять основних цілей:
Завершити складання детальної генетичної карти, на якій були б позначені гени, віддалені один від одного на відстані не перевищує в середньому 2 млн. підстав (1 млн. підстав прийнято називати мегобазой);
скласти фізичні карти кожної хромосоми (дозвіл 0.1 Мб);
отримати карту всього геному у вигляді охарактеризованих клонів (5 тис. підстав у клоні або 5 Кб);
завершити до 2004 року повне секвенування ДНК (дозвіл одного підстава);
нанести на повністю завершену секвенсовую карту всі гени людини (до 2005 року).
Очікувалося, що, коли всі зазначені цілі будуть осягнуті, дослідники визначать усі функції генів і розроблять методи біологічного та медичного застосування отриманих даних.
Розглянувши темпи прискорення роботи в рамках проекту «Геном людини», керівники цього проекту оголосили 23 жовтня 1998р., Що програма буде повністю завершена набагато раніше, ніж планувалося, і сформулювали «Нові завдання проекту« Геном людини »:
повністю завершити в грудні 1998 року роботу по секвенування генома «Круглого хробака» c. Elegans (це було зроблено в строк);
закінчити попередній аналіз послідовності ДНК людини до 2001 року, а повну послідовність до 2003 року;
картировать до 2002 року геном плодової мухи;
почати секвенування генома миші з використанням методів ДНК штучних хромосом дріжджів (завершити цей проект до 2005 року).
Крім цих цілей, офіційно включений в підтримуваний урядом США і низкою інших урядів проект, деякі дослідницькі центри оголосили про завдання, які будуть вирішуватися в основному за рахунок приватних фондів і жертводавців. Так, вчені каліфорнійського університету (Берклі), Орегонського університету і Ракового дослідного центру імені Фрейда Хатчінсона почали програму «Геном собаки».
Міжнародне товариство секвенування в лютому 1996 року ухвалив рішення про те, що будь-яка послідовність нукліотідов розміром 1-2 Кб повинна бути оприлюднена протягом 24 годин після його встановлення.
Перспективи генної інженерії
Деякі особливості нових технологій 21 століття можуть призвести до великим небезпекам, ніж існуючі засоби масового знищення. Перш за все, - це здатність до самореплікаціі. Руйнуєш та лавинно самовоспроизводящийся об'єкт, спеціально створений або випадково опинився поза контролем, може стати засобом масового ураження всіх або обраних. Для цього не потрібні комплекси заводів, складна організація і великі асигнування. Загрозу буде представляти саме знання: пристрої, винайдені і виготовлені в одиничних екземплярах, можуть містити в собі все, необхідне для подальшого розмноження, дії і навіть подальшої еволюції - зміни своїх властивостей в заданому напрямку. Звичайно, вище описані ймовірні, але не гарантовані варіанти розвитку генної інженерії. Успіх у цій галузі науки зможе радикально підняти продуктивність праці і сприяти вирішенню багатьох існуючих проблем, перш за все, підйому рівня життя кожної людини, але, в той же час, і створити нові руйнівні кошти.
Висновок. Зменшення ризику, пов'язаного з генними технологіями
Абсолютно ясно, що головне при розробці правил і законів, що регулюють застосування генних технологій, - це створити раціональні концепції оцінки ризику. Дійсно, як оцінити ризик того, чого ще ніколи не траплялося?
Перший крок у цьому напрямку - встановити, які саме небезпеки можуть виникнути і як їх уникнути. Наступний крок - оцінити ступінь ризику. Зменшити ризик можна, якщо визначити категорії небезпеки патогенів та будуть використані для роботи з ними відповідне захисне обладнання. У міру накопичення конкретних знань про конкретні небезпеки оцінки слід уточнювати.
Є документи, які регламентують застосування генних технологій. Це директиви, що стосуються правил безпечної роботи в лабораторіях і в промисловості, а також правила внесення генетично модифікованих організмів у навколишнє середовище. У більшості європейських країн, як і належить, подібні директиви включені до зводу національних законів, а це, погодьмося, вже чимало.
Загальний висновок меморандуму ФЕМО такий: "При обачно застосуванні генних технологій користь від них сильно переважить ризик негативних наслідків; технології конструювання рекомбінантних ДНК внесуть істотний внесок в охорону здоров'я, у розвиток сталого сільського господарства, у виробництво їжі, в очищення навколишнього середовища".
Використана література
[«Обрії генетики», Н.П. Дубінін, вид. «Просвещение», Москва 1970г.
[«Хай згине смерть!», Дж. Курцмен, Ф. Гордон, вид. «Світ», Москва 1987.
[Н.С. Єгоров, А.В. Олескін - Біотехнологія: Проблеми і перспективи
[Н.П. Дубінін - «Нариси про генетику»
[М.Є. Аспиза - «Енциклопедичний словник юного біолога»
аграрний університет - МСХА
ім. К.А. Тімірязєва
Калузький філія
Реферат на тему:
«Генна інженерія: можливості та перспективи»
Виконав студент 1 курсу
економічного факультету,
групи № 14
Араліна Олена
Перевірила:
Юдіна Світлана Миколаївна
Калуга, 2006
Зміст
û Введення
û Генна інженерія - це ...
û Можливості генної інженерії
û Перспективи генної інженерії
û Висновок. Зменшення ризику, пов'язаного з генними технологіями
û Використана література
Введення
Центральна проблема біології - це управління життям, засноване на позиції її сутності. Головна мета біології - рішення практичних завдань сільського господарства, медицини та управління еволюцією життя. Завдання полягає у створенні умов для різкого підйому продуктивності рослин, тварин і мікроорганізмів; в оволодінні способами боротьби за здоров'я, довголіття, тривалу юність людини; у розробці методів управління генетичними процесами, що лежать в основі еволюції видів; у вирішенні проблем, пов'язаних з широким використанням атомної енергії, з хімізацією на рідного господарства, з польотами космічних кораблів. Вирішення цих завдань йде по тернистим стежках науки. Ще багато несподіваних, які ламають наші звичайні уявлення відкриттів належить зробити ученим. Ця робота буде йти в гармонійній єдності з практикою, з глибоким розвитком прикладних біологічних наук.
Наука не тільки вирішує задачі, які ставить перед собою сьогоднішній день, але і підготовляє завтрашній день техніки, медицини, сільського господарства, міжзоряних польотів, підкорення природи. Одна з найперспективніших наук - генетика, яка вивчає явища спадковості і мінливості організмів. Спадковість - одне з корінних властивостей життя, вона визначає відтворення форм в кожному наступному поколінні. І якщо ми хочемо навчитися управляти розвитком життєвих форм, освітою корисних для нас і усуненням шкідливих, - ми повинні зрозуміти суть спадковості і причини появи нових спадкових властивостей у організмів.
Генна інженерія - це ...
Генна інженерія - це метод біотехнології, який займається дослідженнями з перебудови генотипів. Генотип є не просто механічна сума генів, а складна, що склалася в процесі еволюції організмів система. Генна інженерія дозволяє шляхом операцій в пробірці переносити генетичну інформацію з одного організму в інший. Перенесення генів дає можливість долати міжвидові бар'єри і передавати окремі спадкові ознаки одних організмів іншим.
Носіями матеріальних основ генів служать хромосоми, до складу яких входять ДНК і білки. Але гени освіти не хімічні, а функціональні. З функціональної точки зору ДНК складається з безлічі блоків, що зберігають певний обсяг інформації - генів. В основі дії гена лежать його здатність за посередництвом РНК визначати синтез білків. У молекулі ДНК як би записана інформація, яка визначає хімічну структуру білкових молекул. Ген - ділянка молекули ДНК, в якому знаходиться інформація про первинну структуру якого-небудь одного білку (один ген - один білок). Оскільки в організмах присутні десятки тисяч білків, існують і десятки тисяч генів. Сукупність усіх генів клітини становить її геном. Усі клітини організму містять однаковий набір генів, але в кожній з них реалізується різна частина інформації, що зберігається. Тому, наприклад, нервові клітини і за структурно-функціональним, і за біологічними особливостями відрізняються від клітин печінки.
Перебудова генотипів, при виконанні завдань генної інженерії, являє собою якісні зміни генів не пов'язані з видимими в мікроскопі змінами будови хромосом. Зміни генів перш за все пов'язано з перетворенням хімічної структури ДНК. Інформація про структуру білка, записана у вигляді послідовності нуклеотидів, реалізується у вигляді послідовності амінокислот у синтезується молекулі білка. Зміна послідовності нуклеотидів у хромосомної ДНК, випадання одних і включення інших нуклеотидів змінюють склад які виникають на ДНК молекули РНК, а це, у свою чергу, зумовлює нову послідовність амінокислот при синтезі. У результаті в клітині починає синтезуватися новий білок, що призводить до появи у організму нових властивостей. Сутність методів генної інженерії полягає в тому, що в генотип організму вбудовуються або вилучаються з нього окремі гени чи групи генів. У результаті вбудовування в генотип раніше відсутнього гена можна змусити клітину синтезувати білки, які раніше вона не синтезувала.
Найбільш поширеним методом генної інженерії є метод отримання рекомбінантних, тобто містять чужорідний ген, плазмід. Плазміди є кільцеві двохланцюжкової молекули ДНК, що складаються з декількох тисяч пар нуклеотидів. Цей процес складається з декількох етапів.
1. Рестрикція - розрізання ДНК, наприклад, людини на фрагменти.
2. Лігированіє - фрагмент з потрібним геном включають в плазміди і зшивають їх.
3. Трансформація-введення рекомбінантних плазмід в бактеріальні клітини. Трансформовані бактерії при цьому набувають певні властивості. Кожна з трансформованих бактерій розмножується і утворює колонію з багатьох тисяч нащадків - клон.
4. Скринінг - відбір серед клонів трансформованих бактерій тих, які плазміди, що несуть потрібний ген людини.
Весь цей процес називається клонуванням. За допомогою клонування можна отримати більше мільйона копій будь-якого фрагмента ДНК людини чи іншого організму. Якщо клонований фрагмент кодує білок, то експериментально можна вивчити механізм, що регулює транскрипцію цього гена, а також напрацювати цей білок у потрібній кількості. Крім того, клонований фрагмент ДНК одного організму можна ввести в клітини іншого організму. Цим можна добитися, наприклад, високі і стійкі врожаї завдяки введеному гену, що забезпечує стійкість до ряду хвороб. Якщо ввести в генотип грунтових бактерій гени інших бактерій, що володіють здатністю зв'язувати атмосферний азот, то грунтові бактерії зможуть перекладати цей азот у зв'язаний азот грунту. Ввівши в генотип бактерії кишкової палички ген з генотипу людини, що контролює синтез інсуліну, вчені домоглися отримання інсуліну при посередництві такий кишкової палички. При подальшому розвитку науки стане можливим введення в зародок людини відсутніх генів, і тим самим дозволить уникнути генетичних хвороб.
Експерименти з клонування тварин ведуться давно. Досить прибрати з яйцеклітини ядро, імплантувати в неї ядро іншої клітини, взятої з ембріональної тканини, і виростити її - або в пробірці, або в утробі названої матері. Клонована овечка Долі була створена нетрадиційним шляхом. Ядро з клітини вимені 6-річної дорослої вівці однієї породи пересадили в без'ядерна яйце вівці іншої породи. Розвивається зародок помістили в вівцю третин породи. Так як народилася овечка отримала всі гени від першої вівці - донора, то є її точною генетичною копією. Цей експеримент відкриває масу нових можливостей для клонування елітних порід, замість багаторічної селекції.
Вчені Техаського університету змогли продовжити життя декількох типів людських клітин. Зазвичай клітина вмирає, переживши близько 7-10 процесів поділу, а вони домоглися сто поділів клітини. Старіння, на думку вчених, відбувається через те, що клітини при кожному діленні втрачають теломери, молекулярні структури, які розташовуються на кінцях всіх хромосом. Вчені імплантували в клітини відкритий ними ген, відповідальний за вироблення теломерази і тим самим зробили їх безсмертними. Можливо це майбутній шлях до безсмертя.
Ще з 80-х років з'явилися програми з вивчення геному людини. У процесі виконання цих програм вже прочитано близько 5 тисяч генів (повний геном людини містить 50-100 тисяч). Виявлено ряд нових генів людини. Генна інженерія набуває все більшого значення в генотерапії. Тому, що багато хвороб закладені на генетичному рівні. Саме в геномі закладена схильність до багатьох хвороб чи стійкість до них. Багато вчених вважають, що в XXI столітті буде функціонувати геномна медицина та генна інженерія.
Можливості генної інженерії
Значний прогрес досягнуто в практичній області створення нових продуктів для медичної промисловості і лікування хвороб людини
В даний час фармацевтична промисловість завоювала лідируючі позиції в світі, що знайшло відображення не тільки в обсягах промислового виробництва, а й у фінансових коштах, що вкладаються в цю промисловість (за оцінками економістів, вона увійшла до лідируючої групи за обсягом купівлі-продажу акцій на ринках цінних паперів). Важливою новинкою стало й те, що фармацевтичні компанії включили в свою сферу виведення нових сортів сільськогосподарських рослин і тварин, і витрачають на це десятки мільйонів доларів на рік, вони ж мобілізували випуск хімічних речовин для побуту. Добавок до продукції будівельної індустрії і так далі. Вже не десятки тисяч, а можливо, кілька сотень тисяч висококваліфікованих фахівців зайняті у дослідницьких та промислових секторах фарміндустрії, і саме в цих областях інтерес до геномних і генно-інженерних досліджень виключно високий. Очевидно тому будь-який прогрес біотехнологій рослин буде залежати від розробки генетичних систем та інструментів, які дозволять більш ефективно управляти трансгенами. Для чистого вирізування трансгенної ДНК в рослинний геном, все більше застосовують запозичені з мікробної генетики системи гомологічною рекомбінації, такі як системи Cre-lox і Flp-frt. Майбутнє, очевидно, буде за керованим перенесенням генів від сорту до сорту, заснованого на застосуванні попередньо підготовленого рослинного матеріалу, який вже містить в потрібних хромосомах ділянки гомології, необхідного для гомологічного вбудовування Транга. Крім інтегративних систем експресії, будуть випробувані автономно реплицируются вектори.осбий інтерес представляють _скусственние хромосоми рослин, які теоретично не накладають жодних обмежень на обсяг вноситься теоретичної інформації.
Крім цього вчені займаються пошуком генів, що кодують нові корисні ознаки. Ситуація в цій області змінюється радикальним чином, перш за все, існуванню публічних баз даних, які містять інформацію про більшість генів, бактерій, дріжджів, людини і рослин, а також у слідстві розробки методів, що дозволяють одночасно аналізувати експресію великої кількості генів з дуже високою пропускною здатністю . Застосовувані на практиці методи можна розділити на дві категорії:
Методи, що дозволяють вести експресійна профілювання: субстракціонная гібридизація, електронне порівняння EST-бібліотек, «генні чіпи» і так далі. Вони дозволяють встановлювати кореляцію між тим чи іншим фенотипическим ознакою і активністю конкретних генів.
Позиційне клонування, полягає у створенні за рахунок інсерційного мутагенезу мутантів з порушеннями в який нас ознаку або властивість, з подальшим клонуванням відповідного гена як такого, який свідомо містить відому послідовність (інсерцій).
Вищеназвані методи не передбачають ні яких початкових відомостей про гени, які контролюють та чи інша ознака. Відсутність раціонального компонента в даному випадку є позитивним обставиною, оскільки необмежений нашими сьогоднішніми уявленнями про природу і генному контролі конкретного цікавить нас ознаки.
Крім всього цього група вчених, таких як Марк Адам (провідний співробітник інституту геномних досліджень в штаті Меріленд - США, приватної дослідницької компанії, що займається виключної роботою в області картування генів), Крейк Вентер (директор цього інституту) і співавторами, розробляється проект «Геном людини ». Мета цього проекту полягає у з'ясуванні послідовності підстав у всіх молекулах ДНК в клітинах людини. Одночасно повинна бути встановлена локалізація всіх генів, що допомогло б з'ясувати причину багатьох спадкових захворювань і цим відкрити шляхи до їх лікування. Що б послідовно наближатися до вирішення проблеми картування генів людини, було сформульовано п'ять основних цілей:
Завершити складання детальної генетичної карти, на якій були б позначені гени, віддалені один від одного на відстані не перевищує в середньому 2 млн. підстав (1 млн. підстав прийнято називати мегобазой);
скласти фізичні карти кожної хромосоми (дозвіл 0.1 Мб);
отримати карту всього геному у вигляді охарактеризованих клонів (5 тис. підстав у клоні або 5 Кб);
завершити до 2004 року повне секвенування ДНК (дозвіл одного підстава);
нанести на повністю завершену секвенсовую карту всі гени людини (до 2005 року).
Очікувалося, що, коли всі зазначені цілі будуть осягнуті, дослідники визначать усі функції генів і розроблять методи біологічного та медичного застосування отриманих даних.
Розглянувши темпи прискорення роботи в рамках проекту «Геном людини», керівники цього проекту оголосили 23 жовтня 1998р., Що програма буде повністю завершена набагато раніше, ніж планувалося, і сформулювали «Нові завдання проекту« Геном людини »:
повністю завершити в грудні 1998 року роботу по секвенування генома «Круглого хробака» c. Elegans (це було зроблено в строк);
закінчити попередній аналіз послідовності ДНК людини до 2001 року, а повну послідовність до 2003 року;
картировать до 2002 року геном плодової мухи;
почати секвенування генома миші з використанням методів ДНК штучних хромосом дріжджів (завершити цей проект до 2005 року).
Крім цих цілей, офіційно включений в підтримуваний урядом США і низкою інших урядів проект, деякі дослідницькі центри оголосили про завдання, які будуть вирішуватися в основному за рахунок приватних фондів і жертводавців. Так, вчені каліфорнійського університету (Берклі), Орегонського університету і Ракового дослідного центру імені Фрейда Хатчінсона почали програму «Геном собаки».
Міжнародне товариство секвенування в лютому 1996 року ухвалив рішення про те, що будь-яка послідовність нукліотідов розміром 1-2 Кб повинна бути оприлюднена протягом 24 годин після його встановлення.
Перспективи генної інженерії
Деякі особливості нових технологій 21 століття можуть призвести до великим небезпекам, ніж існуючі засоби масового знищення. Перш за все, - це здатність до самореплікаціі. Руйнуєш та лавинно самовоспроизводящийся об'єкт, спеціально створений або випадково опинився поза контролем, може стати засобом масового ураження всіх або обраних. Для цього не потрібні комплекси заводів, складна організація і великі асигнування. Загрозу буде представляти саме знання: пристрої, винайдені і виготовлені в одиничних екземплярах, можуть містити в собі все, необхідне для подальшого розмноження, дії і навіть подальшої еволюції - зміни своїх властивостей в заданому напрямку. Звичайно, вище описані ймовірні, але не гарантовані варіанти розвитку генної інженерії. Успіх у цій галузі науки зможе радикально підняти продуктивність праці і сприяти вирішенню багатьох існуючих проблем, перш за все, підйому рівня життя кожної людини, але, в той же час, і створити нові руйнівні кошти.
Висновок. Зменшення ризику, пов'язаного з генними технологіями
Абсолютно ясно, що головне при розробці правил і законів, що регулюють застосування генних технологій, - це створити раціональні концепції оцінки ризику. Дійсно, як оцінити ризик того, чого ще ніколи не траплялося?
Перший крок у цьому напрямку - встановити, які саме небезпеки можуть виникнути і як їх уникнути. Наступний крок - оцінити ступінь ризику. Зменшити ризик можна, якщо визначити категорії небезпеки патогенів та будуть використані для роботи з ними відповідне захисне обладнання. У міру накопичення конкретних знань про конкретні небезпеки оцінки слід уточнювати.
Є документи, які регламентують застосування генних технологій. Це директиви, що стосуються правил безпечної роботи в лабораторіях і в промисловості, а також правила внесення генетично модифікованих організмів у навколишнє середовище. У більшості європейських країн, як і належить, подібні директиви включені до зводу національних законів, а це, погодьмося, вже чимало.
Загальний висновок меморандуму ФЕМО такий: "При обачно застосуванні генних технологій користь від них сильно переважить ризик негативних наслідків; технології конструювання рекомбінантних ДНК внесуть істотний внесок в охорону здоров'я, у розвиток сталого сільського господарства, у виробництво їжі, в очищення навколишнього середовища".
Використана література
[«Обрії генетики», Н.П. Дубінін, вид. «Просвещение», Москва 1970г.
[«Хай згине смерть!», Дж. Курцмен, Ф. Гордон, вид. «Світ», Москва 1987.
[Н.С. Єгоров, А.В. Олескін - Біотехнологія: Проблеми і перспективи
[Н.П. Дубінін - «Нариси про генетику»
[М.Є. Аспиза - «Енциклопедичний словник юного біолога»