ЗМІСТ:
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... 3
1. Генетика і еволюція ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 5
2. Генна інженерія. Науково-дослідні аспекти ... ... ... ... ... ... 9
3. Генна інженерія. Практичні результати ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14
Література ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 15
Додаток ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... 16
ВСТУП:
Генетика спочатку була використана для боротьби проти дарвінізму. Стійкість генів трактувалася як їх незмінність. Мутаційна мінливість ототожнювалася безпосередньо з видоутворенням і, як здавалося, ніби скасовувала природний відбір в якості головного чинника еволюції. Але вже до кінця 20-х років XX ст, ставало все ясніше, що генетика розкриває конкретний механізм мінливості, співвідношення властивостей організму і характеру зовнішніх впливів у виникненні індивідуальних змін.
Засновник мутаційної теорії Гуго де Фріз вважав, що кожна мутація веде до виникнення нового виду і зводив еволюцію до простого нагромадження мутацій. Насправді мутації лише підтримують спадкову неоднорідність популяцій і інших еволюційних груп. Але це необхідна, але ще недостатня умова еволюційного процесу. Необхідні також незворотні зміни середовища - як абіотичні за своїм походженням зміни клімату, горотворення тощо), так і біогенні, породжені самим життям, до яких приєдналися антропогенні, зумовлені людською діяльністю.
Важливу роль в об'єднанні генетики та еволюційної теорії, у розробці генетики популяцій, зіграли С.С. Четвериков, Н.П. Дубінін та інші російські вчені. У 40-50-ті роки XX ст. І.І. Шмальгаузен, спираючись на досягнення генетики, конкретизував вчення про природний добір, виділивши дві його форми: стабілізуючий відбір і ведучий відбір.
Генетика - наука про спадковість, способи передачі ознак від батьків до дітей, про механізми індивідуальної мінливості організмів і способи управління нею.
Вихідні закони спадковості були відкриті чеським вченим Грегором Менделем у 1865 р . і перевідкрили незалежно від нього Гуго де Фріз у Голландії, Карлом Корренсом в Німеччині та Еріхом Чермак в Австрії. Вони і є засновники генетики. Другим найбільшим етапом в історії генетики стало обгрунтування Г. Морганом хромосомної теорії спадковості, згідно з якою основну роль у передачі спадкової інформації відіграють хромосоми клітинного ядра.
Найважливішим у генетиці є поняття «ген». Ген спочатку представляли чисто формально, начебто лічильної одиниці. Потім встановили, що ген - ділянка ланцюжка ДНК і він сам має складну структуру. Число можливих різних сполучень чотирьох органічних підстав по довжині ланцюжка ДНК становить гігантську величину 4 10 000, що перевищує число атомів у Сонячній системі. На основі такого розмаїття дійсно може виникнути практично нескінченне число спадкових змін, які забезпечують еволюцію і різноманітність органічного світу. Спадковість забезпечує спадкоємність живого на Землі, а мінливість - різноманіття форм життя. І те, й інше пов'язані нерозривно.
Генетика розрізняє основні форми мінливості; генотипическую, передану у спадок, і фенотипическую, не передається по спадку. Найбільш яскраво спадкова мінливість проявляється в мутаціях - перебудовах спадкового підстави, генотипу організму. Велика мутація завжди виражається у формі більш-менш різкого спадкового морфофізіологічного ухилення єдиною особини серед багатьох інших, що залишаються незмінними. Але в більшості випадків мутації мають вигляд невеликих ухилень.
Важливо зрозуміти, що мутації самі по собі не є пристосувальними змінами, безпосередньо спрямованими на виживання організмів в даних певних умовах. Вони виникають випадково, хоча і під впливом внутрішнього і зовнішнього середовища, тобто не так. Вони залежать від умов середовища і можуть бути отримані спеціальним впливом іонізуючої радіації, хімічних реагентів і т.п.
Але експериментально одержувані мутації теж не носять характеру адаптивних змін. Адаптації, пристосування створюються лише в результаті відбору.
Спочатку під генотипом розуміли систему всіх генів, що входять до складу клітин, зараз обсяг цього поняття звужений до сукупності хромосомних ДНК організму, а сукупність всіх генів називають геномом.
Під генотипом слід розуміти тільки спадкову структуру організму. Поняття ж фенотипу позначає сукупність доступних спостережень індивідуальних ознак особини. Один з творців сучасної генетики академік Н.П. Дубінін порівнює співвідношення генотипу та фенотипу з співвідношенням сутності і явища, підкреслюючи велику стійкість генотипу і рухливість, плинність фенотипу. Фенотип є результатом взаємодії генотипу і середовища, тому він може бути складніше і різноманітніше генотипу.
Індивідуальний розвиток живого організму від зародження до смерті здійснюється під впливом як генетичних програм і підпрограм, так і зовнішніх умов. Через це однакова генетична основа (генотип) не завжди призводить до формування організмів з однаковим фенотипом, однаковим набором властивостей. У організму складаються такі ознаки, які полегшують його існування саме в даних конкретних умовах. Вдалі пристосувальні зміни (зміна сезонної забарвлення, посилення або ослаблення теплого вовняного покриву і т.п.) регулюються природним відбором, забезпечуючи виживання організмів з генотипами, здатними оптимально реагувати на зміну зовнішнього середовища.
1. ГЕНЕТИКА І ЕВОЛЮЦІЯ.
Зрозуміти сутність еволюційних процесів допомагає генетика - Наука про спадковість, мінливості організмів і методи керування ними.
Ген є елементарною одиницею спадковості. Завданнями генетики є:
вивчення структури одиниць спадковості (генів);
аналіз механізму функціонування генів;
реалізація генетичної інформації (зокрема, для збільшення продуктивності тваринництва і сільгосп-структур);
аналіз функціонування генів на різних етапах розвитку організму.
Таким чином, генетика вивчає два фундаментальних властивості живих систем - спадковість і мінливість.
На сьогодні відомо, що гени та хромосоми (генотип - сукупність спадкових структур) визначають фенотип - сукупність всіх ознак організму, який є результатом взаємодії генотипу і навколишнього середовища (пітаніе., температура, радіація та ін.)
Перебудову гена називають мутацією.
Новий організм, носій мутації - мутант, а фактори, що викликають ці зміни, - мутагени.
Найбільш сильний вплив з факторів навколишнього середовища (в сотні разів сильніше інших) надають радіоактивні елементи, а кількість мутацій пропорційно дозі опромінення, що довів американський генетик К. Міллер, який працював з променями Рентгена 1.
У пізнанні закономірностей спадковості істотну роль зіграв чеський дослідник Г. Мендель (1822 -18 84), сформулював закони спадковості. Доведено, що ознаки організмів визначаються дискретними спадковими факторами.
Хромосома будь-якого організму містить довгу безперервну ланцюг ДНК, що несе безліч генів.
__________________________________________________________________
1 В. Рентген (1845-1923), німецький фізик.
Встановлені принципові їх характеристики, що мають загальне і фундаментальне значення, наприклад дискретність і лінійне розташування в хромосомі. Інші певні закономірності, наприклад розщеплення ознак у потомстві гібридів, відзначені тільки у диплоїдних еукаріотичних організмів.
Методи генетичного аналізу дуже різноманітні, одним з перших є гибридологический. Суть його полягає в схрещуванні організмів, що відрізняються один від одного за одним або кількома ознаками, і детальному аналізі потомства.
Такі дослідження дозволили Г. Менделя сформулювати закони наслідування.
Перший, або закон одноманітності:
У гібридів першого покоління виявляються ознаки тільки одного з батьків (домінантна ознака), що не виявляються при цьому ознаки Мендель назвав рецесивними.
Другий, або закон розщеплення:
У потомстві, отриманому від схрещування гібридів першого покоління, спостерігається явище розщеплення; у разі повного домінування чверть особин з гібридів другого покоління має рецесивна ознака, три чверті - домінантний.
Третій або закон незалежного комбінування:
Розщеплення по кожній парі генів йде незалежно від інших пар генів. Цей закон справедливий тільки у випадках незалежного успадкування, коли гени, що відповідають за ці ознаки, розташовані у різних парах гомологічних хромосом.
Поняття успадкування ознаки вживають зазвичай як образне вираження, так як успадковується лише ген, відповідальний за цю ознаку. Ознаки формуються в ході індивідуального розвитку організму й обумовлюються генотипом і впливом зовнішнього середовища.
Закони генетики носять статистичний характер, так як при утворенні зиготи поєднання генів має випадковий характер, а очікуваний результат схрещування буде виконуватися тим точніше, чим більше число нащадків.
Ознаки організму (Способи їх опису з метою відмінності) можна розділити на дві групи - якісні і кількісні.
Якісними називають ознаки, що встановлюються описовим (біологічним) шляхом (забарвлення, форма, масть, статеві відмінності). Спадкування якісних ознак відбувається за законами Менделя.
Мінливість (різноманітність) в цілому носить не тільки якісний, але і кількісний характер, який визначається виміром (несучість, маса насіння ...), Більшість ознак, важливих при розведенні тварин і вирощуванні рослин, носить кількісний характер.
Живі організми постійно відчувають вплив різноманітних факторів середовища проживання. Середовище може впливати на формування як кількісних, так і якісних ознак. Середовище призводить до природного відбору як фактору еволюції в результаті боротьби за існування. Він грунтується на переважному виживання найбільш пристосованих особин кожного виду і загибелі менш пристосованих. Під боротьбою за існування розуміють внутрішньовидову і міжвидову конкуренцію, відносини хижак-жертва, взаємодія з абіотичних факторів середовища і т. д. Однак поряд з конкуренцією існує і взаємодопомога у особин в межах виду.
У процесі еволюції відбувається спрямована зміна фенотипу і генотипу внаслідок розмноження організмів. Пристосованість до певних умов середовища не означає припинення природного відбору в популяцій. Існує форма відбору, яка постійно виключає ухиляються від норми особин, - так званий стабілізуючий відбір.
До середини XX століття еволюційна теорія Дарвіна була доповнена наступними положеннями: заперечення успадкування набутих ознак; доказ поступовості еволюційного процесу; усвідомлення еволюції як процесу, що протікає на популяційному рівні; підтвердження фундаментальної ролі природного відбору, виявлення механізмів спадкової мінливості і оцінка її внеску в еволюційний процес; встановлення еволюційних закономірностей - онтогенезу (індивідуального розвитку організму).
Як резюмував Вернадський, "Живий, динамічний процес буття, науки, що зв'язує минуле з сьогоденням, стихійно відбивається в середовищі існування людства, є все більш зростаючої геологічною силою, що перетворює біосферу в ноосферу. Це природний процес, незалежний від історичних випадків" '2.
_________________________________________________________________
2 Вернадський В.І. "Біосфера і ноосфера" - М: 1988.
Закони еволюції вимагають подальшого вивчення, але існують сучасні гіпотези, підкріплені фактами палеонтології, біогеографії, порівняльної ембріології і біохімії.
Розглядаючи еволюцію на молекулярному рівні, можна сказати, що спрямована еволюція обумовлює розвиток популяції молекул у визначеному напрямку, завдяки циклам селекції, ампліфікації і мутацій.
Молекулярний біолог може читати гени будь-якого організму як історичний документ, що свідчить про його еволюції, але написаний хімічною мовою (структура молекули ДНК). В даний час досліджується і сам механізм, що виробляє еволюційні зміни. Розроблені математичні моделі еволюції дозволяють виявити загальні закономірності еволюції різних систем. Вони спираються на теорію інформації і самоорганізації.
Сучасні дані палеонтології говорять про квантовий характер видоутворення. Відповідно з геологічним часом цей процес майже миттєвим. Аналіз рівнянь популяційної генетики показує, що процес видоутворення схожий на фазовий перехід.
Біологія як наука про життя
2. Генна інженерія.
НАУКОВО - ДОСЛІДНІ АСПЕКТИ.
Генна інженерія - експериментальна наука. Виникла на стику молекулярної біології і генетики офіційно в 1972 р ., Коли в лабораторії П. Берга (Стенфордський університет, США) була отримана перша рекомбінантна (гібридна) ДНК на базі об'єднання генетичного матеріалу, повний геном вірусу мавп 40, частина генома ізмерного бактеріофага і гени галактозним оперону.
Генна інженерія націлена на створення організмів з новими комбінаціями спадкових властивостей шляхом конструювання функціонально-активних генетичних структур у формі рекомбінантних ДНК із фрагментів геномів різних організмів, які вводилися в клітку.
Як зазначалося, вперше рекомбіновану ДНК отримала група П. Берга в 1972 р .
У 1973-74 рр.. С. Коеном, Д. Хелінскім, Г. Бойером та іншими вченими вперше сконструйовані функціонально активні молекули гібридної ДНК, тобто вдалося їх клонування. Були створені перші, не існують в Природі, плазміди (стабілізатор спадщини) на базі ДНК з різних видів бактерій і вищих організмів, з ДНК жаби (кодує синтез рРНК), морського їжака (що контролює синтез білків-гістон), і від миші.
Незабаром аналогічна робота була виконана в нашій країні групою фахівців під керівництвом С. І. Аліханяна і А. А. Баєва.
Досягнення генетики та хімії нуклеїнових кислот дозволили розробити методологію генної інженерії:
-Відкриття явища рестрикції - модифікації ДНК і виділення ферментів рестриктаз для отримання специфічних ферментів;
-Створення методів хімічного і ферментативного синтезу генів;
-Виявлення векторних молекул ДНК, здатних перенести в клітку чужорідну ДНК і забезпечити там експресію відповідних генів;
- Розробка методів трансформації у різних організмів і відбір клонів, які несуть рекомбінантні ДНК.
Складові методики.
Явище рестрикції - модифікації ДНК вперше спостерігали Г. Бертані і Д. Ж. Вейгль, а його суть розкрив В. Арберг: в бактеріях діють спеціальні ферменти, здатні специфічно розпізнати "свою" (бактеріальну) ДНК від "чужий" (фагової). Ці ферменти обмежують можливість розмноження фагової ДНК в бактеріях шляхом її специфічною (залежно від типу ферменту) деградації. Такі ферменти були названі Рестриктази няірестріктазамі.
У 1971 р . групою Г. Смітга була виділена перша рестріктаза, специфічно розщеплює дволанцюгової ДНК в суворо визначених сайтах. Незабаром було встановлено, що болинінство видів бактерій володіє специфічними системами рестрикції - модифікації.
У генної інженерії використовують ферменти, що розривають дволанцюгової ДНК в зоні ділянки впізнавання або на незначному фіксованій відстані від нього. Фермент розпізнає специфічну послідовність і розрізає її. В останньому випадку утворюються виступаючі одноланцюгові кінці, що отримали назву "липких". В даний час відомо кілька сотень таких рестриктаз, що забезпечує можливість отримання різних фрагментів ДНК, які містять бажані гени.
Роботи в напрямку синтезу гена почалися ще до 1972 р .
Так у 1969 р . з'явилися публікації щодо виділення генів за допомогою фізичних і генетичних методів.
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... 3
1. Генетика і еволюція ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 5
2. Генна інженерія. Науково-дослідні аспекти ... ... ... ... ... ... 9
3. Генна інженерія. Практичні результати ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14
Література ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 15
Додаток ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... 16
ВСТУП:
Генетика спочатку була використана для боротьби проти дарвінізму. Стійкість генів трактувалася як їх незмінність. Мутаційна мінливість ототожнювалася безпосередньо з видоутворенням і, як здавалося, ніби скасовувала природний відбір в якості головного чинника еволюції. Але вже до кінця 20-х років XX ст, ставало все ясніше, що генетика розкриває конкретний механізм мінливості, співвідношення властивостей організму і характеру зовнішніх впливів у виникненні індивідуальних змін.
Засновник мутаційної теорії Гуго де Фріз вважав, що кожна мутація веде до виникнення нового виду і зводив еволюцію до простого нагромадження мутацій. Насправді мутації лише підтримують спадкову неоднорідність популяцій і інших еволюційних груп. Але це необхідна, але ще недостатня умова еволюційного процесу. Необхідні також незворотні зміни середовища - як абіотичні за своїм походженням зміни клімату, горотворення тощо), так і біогенні, породжені самим життям, до яких приєдналися антропогенні, зумовлені людською діяльністю.
Важливу роль в об'єднанні генетики та еволюційної теорії, у розробці генетики популяцій, зіграли С.С. Четвериков, Н.П. Дубінін та інші російські вчені. У 40-50-ті роки XX ст. І.І. Шмальгаузен, спираючись на досягнення генетики, конкретизував вчення про природний добір, виділивши дві його форми: стабілізуючий відбір і ведучий відбір.
Генетика - наука про спадковість, способи передачі ознак від батьків до дітей, про механізми індивідуальної мінливості організмів і способи управління нею.
Вихідні закони спадковості були відкриті чеським вченим Грегором Менделем у
Найважливішим у генетиці є поняття «ген». Ген спочатку представляли чисто формально, начебто лічильної одиниці. Потім встановили, що ген - ділянка ланцюжка ДНК і він сам має складну структуру. Число можливих різних сполучень чотирьох органічних підстав по довжині ланцюжка ДНК становить гігантську величину 4 10 000, що перевищує число атомів у Сонячній системі. На основі такого розмаїття дійсно може виникнути практично нескінченне число спадкових змін, які забезпечують еволюцію і різноманітність органічного світу. Спадковість забезпечує спадкоємність живого на Землі, а мінливість - різноманіття форм життя. І те, й інше пов'язані нерозривно.
Генетика розрізняє основні форми мінливості; генотипическую, передану у спадок, і фенотипическую, не передається по спадку. Найбільш яскраво спадкова мінливість проявляється в мутаціях - перебудовах спадкового підстави, генотипу організму. Велика мутація завжди виражається у формі більш-менш різкого спадкового морфофізіологічного ухилення єдиною особини серед багатьох інших, що залишаються незмінними. Але в більшості випадків мутації мають вигляд невеликих ухилень.
Важливо зрозуміти, що мутації самі по собі не є пристосувальними змінами, безпосередньо спрямованими на виживання організмів в даних певних умовах. Вони виникають випадково, хоча і під впливом внутрішнього і зовнішнього середовища, тобто не так. Вони залежать від умов середовища і можуть бути отримані спеціальним впливом іонізуючої радіації, хімічних реагентів і т.п.
Але експериментально одержувані мутації теж не носять характеру адаптивних змін. Адаптації, пристосування створюються лише в результаті відбору.
Спочатку під генотипом розуміли систему всіх генів, що входять до складу клітин, зараз обсяг цього поняття звужений до сукупності хромосомних ДНК організму, а сукупність всіх генів називають геномом.
Під генотипом слід розуміти тільки спадкову структуру організму. Поняття ж фенотипу позначає сукупність доступних спостережень індивідуальних ознак особини. Один з творців сучасної генетики академік Н.П. Дубінін порівнює співвідношення генотипу та фенотипу з співвідношенням сутності і явища, підкреслюючи велику стійкість генотипу і рухливість, плинність фенотипу. Фенотип є результатом взаємодії генотипу і середовища, тому він може бути складніше і різноманітніше генотипу.
Індивідуальний розвиток живого організму від зародження до смерті здійснюється під впливом як генетичних програм і підпрограм, так і зовнішніх умов. Через це однакова генетична основа (генотип) не завжди призводить до формування організмів з однаковим фенотипом, однаковим набором властивостей. У організму складаються такі ознаки, які полегшують його існування саме в даних конкретних умовах. Вдалі пристосувальні зміни (зміна сезонної забарвлення, посилення або ослаблення теплого вовняного покриву і т.п.) регулюються природним відбором, забезпечуючи виживання організмів з генотипами, здатними оптимально реагувати на зміну зовнішнього середовища.
1. ГЕНЕТИКА І ЕВОЛЮЦІЯ.
Зрозуміти сутність еволюційних процесів допомагає генетика - Наука про спадковість, мінливості організмів і методи керування ними.
Ген є елементарною одиницею спадковості. Завданнями генетики є:
вивчення структури одиниць спадковості (генів);
аналіз механізму функціонування генів;
реалізація генетичної інформації (зокрема, для збільшення продуктивності тваринництва і сільгосп-структур);
аналіз функціонування генів на різних етапах розвитку організму.
Таким чином, генетика вивчає два фундаментальних властивості живих систем - спадковість і мінливість.
На сьогодні відомо, що гени та хромосоми (генотип - сукупність спадкових структур) визначають фенотип - сукупність всіх ознак організму, який є результатом взаємодії генотипу і навколишнього середовища (пітаніе., температура, радіація та ін.)
Перебудову гена називають мутацією.
Новий організм, носій мутації - мутант, а фактори, що викликають ці зміни, - мутагени.
Найбільш сильний вплив з факторів навколишнього середовища (в сотні разів сильніше інших) надають радіоактивні елементи, а кількість мутацій пропорційно дозі опромінення, що довів американський генетик К. Міллер, який працював з променями Рентгена 1.
У пізнанні закономірностей спадковості істотну роль зіграв чеський дослідник Г. Мендель (1822 -18 84), сформулював закони спадковості. Доведено, що ознаки організмів визначаються дискретними спадковими факторами.
Хромосома будь-якого організму містить довгу безперервну ланцюг ДНК, що несе безліч генів.
__________________________________________________________________
1 В. Рентген (1845-1923), німецький фізик.
Встановлені принципові їх характеристики, що мають загальне і фундаментальне значення, наприклад дискретність і лінійне розташування в хромосомі. Інші певні закономірності, наприклад розщеплення ознак у потомстві гібридів, відзначені тільки у диплоїдних еукаріотичних організмів.
Методи генетичного аналізу дуже різноманітні, одним з перших є гибридологический. Суть його полягає в схрещуванні організмів, що відрізняються один від одного за одним або кількома ознаками, і детальному аналізі потомства.
Такі дослідження дозволили Г. Менделя сформулювати закони наслідування.
Перший, або закон одноманітності:
У гібридів першого покоління виявляються ознаки тільки одного з батьків (домінантна ознака), що не виявляються при цьому ознаки Мендель назвав рецесивними.
Другий, або закон розщеплення:
У потомстві, отриманому від схрещування гібридів першого покоління, спостерігається явище розщеплення; у разі повного домінування чверть особин з гібридів другого покоління має рецесивна ознака, три чверті - домінантний.
Третій або закон незалежного комбінування:
Розщеплення по кожній парі генів йде незалежно від інших пар генів. Цей закон справедливий тільки у випадках незалежного успадкування, коли гени, що відповідають за ці ознаки, розташовані у різних парах гомологічних хромосом.
Поняття успадкування ознаки вживають зазвичай як образне вираження, так як успадковується лише ген, відповідальний за цю ознаку. Ознаки формуються в ході індивідуального розвитку організму й обумовлюються генотипом і впливом зовнішнього середовища.
Закони генетики носять статистичний характер, так як при утворенні зиготи поєднання генів має випадковий характер, а очікуваний результат схрещування буде виконуватися тим точніше, чим більше число нащадків.
Ознаки організму (Способи їх опису з метою відмінності) можна розділити на дві групи - якісні і кількісні.
Якісними називають ознаки, що встановлюються описовим (біологічним) шляхом (забарвлення, форма, масть, статеві відмінності). Спадкування якісних ознак відбувається за законами Менделя.
Мінливість (різноманітність) в цілому носить не тільки якісний, але і кількісний характер, який визначається виміром (несучість, маса насіння ...), Більшість ознак, важливих при розведенні тварин і вирощуванні рослин, носить кількісний характер.
Живі організми постійно відчувають вплив різноманітних факторів середовища проживання. Середовище може впливати на формування як кількісних, так і якісних ознак. Середовище призводить до природного відбору як фактору еволюції в результаті боротьби за існування. Він грунтується на переважному виживання найбільш пристосованих особин кожного виду і загибелі менш пристосованих. Під боротьбою за існування розуміють внутрішньовидову і міжвидову конкуренцію, відносини хижак-жертва, взаємодія з абіотичних факторів середовища і т. д. Однак поряд з конкуренцією існує і взаємодопомога у особин в межах виду.
У процесі еволюції відбувається спрямована зміна фенотипу і генотипу внаслідок розмноження організмів. Пристосованість до певних умов середовища не означає припинення природного відбору в популяцій. Існує форма відбору, яка постійно виключає ухиляються від норми особин, - так званий стабілізуючий відбір.
До середини XX століття еволюційна теорія Дарвіна була доповнена наступними положеннями: заперечення успадкування набутих ознак; доказ поступовості еволюційного процесу; усвідомлення еволюції як процесу, що протікає на популяційному рівні; підтвердження фундаментальної ролі природного відбору, виявлення механізмів спадкової мінливості і оцінка її внеску в еволюційний процес; встановлення еволюційних закономірностей - онтогенезу (індивідуального розвитку організму).
Як резюмував Вернадський, "Живий, динамічний процес буття, науки, що зв'язує минуле з сьогоденням, стихійно відбивається в середовищі існування людства, є все більш зростаючої геологічною силою, що перетворює біосферу в ноосферу. Це природний процес, незалежний від історичних випадків" '2.
_________________________________________________________________
2 Вернадський В.І. "Біосфера і ноосфера" - М: 1988.
Закони еволюції вимагають подальшого вивчення, але існують сучасні гіпотези, підкріплені фактами палеонтології, біогеографії, порівняльної ембріології і біохімії.
Розглядаючи еволюцію на молекулярному рівні, можна сказати, що спрямована еволюція обумовлює розвиток популяції молекул у визначеному напрямку, завдяки циклам селекції, ампліфікації і мутацій.
Молекулярний біолог може читати гени будь-якого організму як історичний документ, що свідчить про його еволюції, але написаний хімічною мовою (структура молекули ДНК). В даний час досліджується і сам механізм, що виробляє еволюційні зміни. Розроблені математичні моделі еволюції дозволяють виявити загальні закономірності еволюції різних систем. Вони спираються на теорію інформації і самоорганізації.
Сучасні дані палеонтології говорять про квантовий характер видоутворення. Відповідно з геологічним часом цей процес майже миттєвим. Аналіз рівнянь популяційної генетики показує, що процес видоутворення схожий на фазовий перехід.
Біологія як наука про життя
2. Генна інженерія.
НАУКОВО - ДОСЛІДНІ АСПЕКТИ.
Генна інженерія - експериментальна наука. Виникла на стику молекулярної біології і генетики офіційно в
Генна інженерія націлена на створення організмів з новими комбінаціями спадкових властивостей шляхом конструювання функціонально-активних генетичних структур у формі рекомбінантних ДНК із фрагментів геномів різних організмів, які вводилися в клітку.
Як зазначалося, вперше рекомбіновану ДНК отримала група П. Берга в
У 1973-74 рр.. С. Коеном, Д. Хелінскім, Г. Бойером та іншими вченими вперше сконструйовані функціонально активні молекули гібридної ДНК, тобто вдалося їх клонування. Були створені перші, не існують в Природі, плазміди (стабілізатор спадщини) на базі ДНК з різних видів бактерій і вищих організмів, з ДНК жаби (кодує синтез рРНК), морського їжака (що контролює синтез білків-гістон), і від миші.
Незабаром аналогічна робота була виконана в нашій країні групою фахівців під керівництвом С. І. Аліханяна і А. А. Баєва.
Досягнення генетики та хімії нуклеїнових кислот дозволили розробити методологію генної інженерії:
-Відкриття явища рестрикції - модифікації ДНК і виділення ферментів рестриктаз для отримання специфічних ферментів;
-Створення методів хімічного і ферментативного синтезу генів;
-Виявлення векторних молекул ДНК, здатних перенести в клітку чужорідну ДНК і забезпечити там експресію відповідних генів;
- Розробка методів трансформації у різних організмів і відбір клонів, які несуть рекомбінантні ДНК.
Складові методики.
Явище рестрикції - модифікації ДНК вперше спостерігали Г. Бертані і Д. Ж. Вейгль, а його суть розкрив В. Арберг: в бактеріях діють спеціальні ферменти, здатні специфічно розпізнати "свою" (бактеріальну) ДНК від "чужий" (фагової). Ці ферменти обмежують можливість розмноження фагової ДНК в бактеріях шляхом її специфічною (залежно від типу ферменту) деградації. Такі ферменти були названі Рестриктази няірестріктазамі.
У
У генної інженерії використовують ферменти, що розривають дволанцюгової ДНК в зоні ділянки впізнавання або на незначному фіксованій відстані від нього. Фермент розпізнає специфічну послідовність і розрізає її. В останньому випадку утворюються виступаючі одноланцюгові кінці, що отримали назву "липких". В даний час відомо кілька сотень таких рестриктаз, що забезпечує можливість отримання різних фрагментів ДНК, які містять бажані гени.
Роботи в напрямку синтезу гена почалися ще до
Так у
На початковому етапі розвитку генної інженерії широко використовувався спосіб отримання генів з природних джерел, і він до цих пір застосовується для створення банку генів.
У тому ж році групою Корани вперше здійснено хімічний синтез розшифрованого гена аланіновой тРНК дріжджів, але функціонально не активний; пізніше і активний ген супресорних тирозинових тРНК, галактозним оперону.
Цьому сприяло вдосконалення методів визначення первинних структур (секвенування) нуклеїнових кислот, а також білків та інших продуктів, що кодуються синтезованим геном.
Секвенування ДНК відіграє велику роль і у вивченні функцій генів і генетичних систем.
Метод хімічного синтезу генів і введення їх в клітини мікроорганізмів забезпечив можливість отримання продуцентів інсуліну людини для лікування хворих на діабет, відкрився шлях для виробництва продуктів білкової природи.
Широке поширення знайшов метод ферментативного синтезу генів за механізмом зворотної транскрипції. Не вдаючись в його суть, відзначимо, що він дозволяє синтезувати практично будь-ген в присутності відповідних іРНК, методи виділення яких досить добре розроблені.
З його допомогою створені і клоновані в бактеріях гени, що кодують глобіну людини, тварин, птахів і т. п., інтерферон людини, який використовують для боротьби з вірусними інфекціями, злоякісними пухлинами та рядом інших захворювань.
Однак залишається невирішеною проблема стабільності гібридних молекул. Вектор повинен забезпечувати стабільне спадкування рекомбінантних ДНК в автономному, рідше інтегрованому з хромосомою стані, мати генетичні маркери для виявлення трансформованих клітин, містити сайт впізнавання та ін Він використовується для отримання банку генів, так як клоновані в них великі фрагменти ДНК легко зберігати, виділяти і аналізувати. Створюються спеціальні вектори і для клонування рекомбінантних ДНК в клітинах тварин і рослин, при цьому в клітинах тварин ними можуть бути деякі віруси, а рослин - агробактерії на основі спеціальних плазмід і передаватися клітинам в природних умовах бактеріями.
Схема, що використовується в генній інженерії, єдина:
1. Обробка кільцевої векторної молекули рестриктазою з утворенням лінійної форми ДНК.
2. Формування гібридного структури шляхом злиття її з фрагментом чужорідної ДНК.
3. Введення гібрида в клітку реципієнта.
4. Відбір клонів трансформованих клітин на селективних середовищах.
5. Доказ присутності рекомбінантної ДНК в цих клонах шляхом її виділення з клітин, обробки відповідними рестріктазами та аналізу утворилися фрагментів методом електрофорезу.
Відомо кілька методів об'єднання фрагментів ДНК з різних джерел, що дозволяють включити клонованої донорно ДНК до складу вектора.
Одним з перспективних методів клітинної інженерії в культурі клітин людини, тварини і рослини є гібридизація соматичних клітин (Б. Ефруссі і Г. Барський).
У культивовані клітини ссавців чи що розвиваються ембріони ДНК вводять методом мікроін'єкції ДНК в ядро з допомогою мікроманіпулятори.
Розвиток методів мікрохірургії клітин дозволило замінювати ядра запліднених яйцеклітин на ядра із соматичних клітин і в результаті отримувати організм, ідентичний тому, чиє ядро було перенесено в яйцеклітину.
Створення гібридів вищих рослин можливе шляхом злиття протопластів і соматичної гібридизації рослинних клітин.
Всі ці методи можуть використовуватися для конструювання нових форм мікроорганізмів, тварин і рослин, що несуть гени, що детермінують бажані ознаки.
Не менш важлива генна інженерія як апарат фундаментальних досліджень.
Потенційні можливості генної інженерії в дійсності дуже великі, і вони будуть реалізовуватися.
3. Генна інженерія. ПРАКТИЧНІ РЕЗУЛЬТАТИ.
Ембріогенез - це феноменальний процес, при якому інформація, закладена в лінійній структурі ДНК, реалізується в тривимірний організм.
ДНК запис послідовності амінокислот для побудови молекул різних білків. У ембріональному розвитку в різний час з'являються різні білки. Існують гени-регулятори, які визначають час і швидкість синтезу. Встановлено склад і структура гена, але невідомо як кодується форма організму і, відповідно, як лінійні спіралі цепочной структури білків з'єднуються в об'ємні структури.
Клонування є відтворення живої істоти з його нестатевих клітин. Це спроба прориву крізь заборони Природи.
Клонування органів і тканин - це завдання номер один в галузі трансплантології, травматології та інших областях медицини і біології.
При пересадці клонованих органів не виникає реакції відторгнення і можливих наслідків (наприклад, раку, що розвивається на тлі імунодефіциту). Клоновані органи - це порятунок для людей, що потрапили в автомобільні аварії чи інші катастрофи, а також потребують радикальної допомоги з-за будь-яких захворювань.
Клонування може дати можливість бездітним людям мати своїх власних дітей, допоможе людям, які страждають важкими генетичними захворюваннями. Так, якщо гени, що визначають яку-небудь подібну хворобу, містяться в хромосомах батька, то в яйцеклітину матері пересідає ядро її власної соматичної клітини, тоді з'явиться дитина, позбавлена небезпечних генів, точна копія матері. Якщо ці гени містяться в хромосомах матері, то в її яйцеклітину буде переміщено ядро соматичної клітини батька - з'явиться здорова дитина, копія батька.
Більш скромна, але не менш важливе завдання клонування - регуляція статі сільськогосподарських тварин, а також клонування в них людських генів "терапевтичних білків", які використовуються для лікування людей, наприклад гемофіліків, у яких мутував ген, який кодує білок, що бере участь у процесі згортання крові. Це тим більше важливо, оскільки гемофіліки вважаються "групою ризику" по СНІДу.
Бум, пов'язаний з народженням вівці Доллі, це всього лише епізод розвитку клонування. Коли вона підросте і обзаведеться своїм потомством, в її молоці буде і людський білок, що відрізняється від овечого. Вона стане на службу людству.
Американські вчені дещо модифікували метод шотландців, використавши ядра ембріональних (зародкових) фібробластів - взятих у дорослого організму клітин. Це полегшило завдання введення "чужого" гена, оскільки в культурі фібробластів це робити значно легше і дешевше.
А, крім того, так був обійдений теломерасний (теломерас - безсмертя гена) заборону і пом'якшений заборону на клонування (не поширюється на тварин, окремі органи і тканини, а клонування людей відсувається на 10 років).
Це обіцяє унікальні перспективи для людства, незважаючи на всі висловлені політичними, релігійними, науковими та громадськими діячами морально-етичні і чисто біологічні заперечення щодо використання клонування.
ВИСНОВОК:
Природознавство зачіпає широкий спектр питань про численні і всебічних проявах властивостей Природи.
У 70-ті роки XX століття створена техніка виділення гена з ДНК, а також методика розмноження потрібного гена. У результаті цього виникла генна інженерія. Впровадження в живий організм чужорідної генетичної інформації та прийоми, що змушують організм цю інформацію реалізовувати, становлять одну з найбільш перспективних напрямків у розвитку біотехнології. Методами генетичної інженерії вдалося отримати інтерферон та інсулін. Об'єктом біотехнології виступає сьогодні не тільки окремий ген, але і клітина в цілому.
Клітинна інженерія відкриває широкі можливості практичного використання біомаси культивованих клітин і створення на їх основі промислових технологій, наприклад, для швидкого клонального мікророзмноження та оздоровлення рослин.
Застосування методів клітинної інженерії дозволяє суттєво інтенсифікувати процес створення нових форм організмів. Метод гібридизації соматичних клітин - новий метод, що дає можливість отримувати міжвидові гібриди, тобто долати природний бар'єр міжвидової несхрещуваності, чого не можна було досягти традиційними методами селекції. Для цього в штучно створених умовах виділяють і зливають протопласти - клітини, позбавлені стінок, - обох батьківських рослин і отримують гібридні клітини, які можуть потім регенерувати ціле гібридне рослина з ознаками обох батьків. Це дозволяє отримувати абсолютно нові організми, не існували в природі. Але при цьому виникає небезпека, що штучно створені організми можуть викликати непередбачувані і незворотні наслідки для всього живого на Землі, в тому числі, і для людини.
Генна та клітинна інженерія звернули увагу людства на необхідність громадського контролю за всім, що відбувається в науці.
ЛІТЕРАТУРА:
1. Горєлов А.А. Концепції сучасного природознавства. - М.: Центр, 1997.
2. Денисов С.Ф., Дмитрієва Л.М. Природничі та технічні науки у світі культури. - Омськ: Изд-во ОмГТУ, 1997.
3. Жигалов Ю.І. Концепції сучасного природознавства - М.: Геліос АРВ, 2002
4. Ідеї та наш світ: Великі концепції минулого і сьогодення / За ред. Р. Стюарта. - М.: ББМ АТ, ТЕРРА - книжковий клуб, 1998.
5. Карпенків С.Х. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів. - М.: Культура і спорт, ЮНИТИ, 1997. - 400 с.
6. Масленнікова І.С., Шапошникова Т.А., Дибова А.М. Концепції сучасного природознавства: Учеб. посібник / СПбГІЕА. - СПб., 1998.
7. Солопов Є. Ф. Концепції сучасного природознавства. - М.: ВЛАДОС, 2001
8. Фолта Я. М. Історія природознавства в датах. - М.: Прогрес, 1987.
ДОДАТОК:
ХРОНОЛОГІЯ КЛОНУВАННЯ
1883 - відкриття яйцеклітини німецьким цитологом Оскаром Гертвіга (1849 -1922).
1943 рік - журнал "Саєнс" повідомив про успішне заплідненні яйцеклітини в "пробірці".
1953 рік - Р. Бриг і Т. Кінг повідомили про успішну розробку методу "нуклеотрансфера" - перенесення ядра клітини в гігантські ікринки африканської шпорцевой жаби.
1973 рік - професор Л. Шетлз з Колумбійського університету в Нью-Йорку заявив, що він готовий провести на світло першого "бебі з пробірки", після чого послідували категоричні заборони Ватикану і пресвітеріанської церкви США.
1977 рік - закінчилася публікація серії статей про роботи професора зоології Оксфордського університету Дж. Гердона, в ході яких було клоновано більше півсотні жаб. З їх ікринок віддалялися ядра, після чого в що залишився "цитоплазматичний мішок" пересідає ядро соматичної клітини. Вперше в історії науки на місце гаплоїдного ядра яйцеклітини з одинарним набором хромосом було внесено диплоидное ядро соматичної клітини з подвійним набором.
1978 рік - народження в Англії Луїзою Браун першої дитини "з пробірки".
1981 рік - Шетлз отримує три клонованих ембріона (зародка) людини, але зупиняє їх розвиток.
1982 рік - Карл Ілмензее з Женевського університету та його колега Пітер Хоппе з лабораторії Джексона в Бар-Харборі, штат Мен, в якій з 1925 року розводять мишей, отримали сірих мишенят, перенісши ядра клітин сірої зародка в цитоплазму яйцеклітин, отриманих від чорної самки, після чого ембріони були перенесені в білих самок, які й виносили потомство. Результати не були відтворені в інших лабораторіях, і Ілмензее звинуватили у фальсифікації.
1985 рік - 4 січня у одній з клінік північного Лондона народилася дівчинка у місіс Котгон - першої у світі сурогатної матері, яка не є біологічною матір'ю (тобто "бебі Котгон", як назвали дівчинку, була зачата не з її яйцеклітини). Було винесено парламентський заборону на експерименти з людськими ембріонами старше чотирнадцяти днів.
1987 рік - фахівці Університету імені Дж. Вашингтона, що використали спеціальний фермент, зуміли розділити клітини людського зародка і клонувати їх до стадії тридцяти двох клітин (бластомерів), після чого зародки були знищені. Тодішня американська адміністрація пригрозила позбавляти лабораторії дотацій з федеральних фондів, якщо в них будуть проводитися подібні досліди.
1996 рік - 7 березня журнал "Нейчер" вміщує першу статтю колективу авторів з інституту Рослін в Единбурзі, в якій повідомили про народження п'яти ягнят, отриманих без участі барана: у цитоплазматичні мішки яйцеклітин було ядра культури ембріональних клітин, отриманих від іншого зародка. Адміністрація Білла Клінтона ще раз підтверджує свій намір позбавляти підтримки федеральних фондів усіх, хто виявить бажання експериментувати з людськими ембріонами; так, був позбавлений субсидій дослідник з університету Вашингтона, здійснював аналіз статі зародка і аналіз дефектних генів на стадії восьми клітин.
1997 рік - 27 лютого "Нейчер" помістив на своїй обкладинці на тлі мікрофотографії яйцеклітини знамениту овечку Доллі, яка народилася в тому ж інституті Рослін в Единбурзі. В кінці червня Клінтон направив у Конгрес законопроект, що забороняє "створювати людська істота шляхом клонування та ядерного переносу соматичних клітин".
1997 рік - в самому кінці грудня журнал "Саєнс" повідомив про народження шести овець, отриманих за Рослінського методу. Три з них, в тому числі й овечка Доллі, несли людський ген "фактора IX", або кровоспинний білка, який необхідний людям, страждаючим на гемофілію, тобто несвертиваемості крові.
1998 рік - чиказький фізик Річард Сід оголошує про створення лабораторії з клонування людей: він стверджує, що від клієнтів у нього не буде відбою.
1998 рік - початок березня - французькі вчені оголосили про народження клонованої телиці.
1999год - кінець року-Англія дозволила проведення робіт з клонування людських органів для створення банку замінників.
У тому ж році групою Корани вперше здійснено хімічний синтез розшифрованого гена аланіновой тРНК дріжджів, але функціонально не активний; пізніше і активний ген супресорних тирозинових тРНК, галактозним оперону.
Цьому сприяло вдосконалення методів визначення первинних структур (секвенування) нуклеїнових кислот, а також білків та інших продуктів, що кодуються синтезованим геном.
Секвенування ДНК відіграє велику роль і у вивченні функцій генів і генетичних систем.
Метод хімічного синтезу генів і введення їх в клітини мікроорганізмів забезпечив можливість отримання продуцентів інсуліну людини для лікування хворих на діабет, відкрився шлях для виробництва продуктів білкової природи.
Широке поширення знайшов метод ферментативного синтезу генів за механізмом зворотної транскрипції. Не вдаючись в його суть, відзначимо, що він дозволяє синтезувати практично будь-ген в присутності відповідних іРНК, методи виділення яких досить добре розроблені.
З його допомогою створені і клоновані в бактеріях гени, що кодують глобіну людини, тварин, птахів і т. п., інтерферон людини, який використовують для боротьби з вірусними інфекціями, злоякісними пухлинами та рядом інших захворювань.
Однак залишається невирішеною проблема стабільності гібридних молекул. Вектор повинен забезпечувати стабільне спадкування рекомбінантних ДНК в автономному, рідше інтегрованому з хромосомою стані, мати генетичні маркери для виявлення трансформованих клітин, містити сайт впізнавання та ін Він використовується для отримання банку генів, так як клоновані в них великі фрагменти ДНК легко зберігати, виділяти і аналізувати. Створюються спеціальні вектори і для клонування рекомбінантних ДНК в клітинах тварин і рослин, при цьому в клітинах тварин ними можуть бути деякі віруси, а рослин - агробактерії на основі спеціальних плазмід і передаватися клітинам в природних умовах бактеріями.
Схема, що використовується в генній інженерії, єдина:
1. Обробка кільцевої векторної молекули рестриктазою з утворенням лінійної форми ДНК.
2. Формування гібридного структури шляхом злиття її з фрагментом чужорідної ДНК.
3. Введення гібрида в клітку реципієнта.
4. Відбір клонів трансформованих клітин на селективних середовищах.
5. Доказ присутності рекомбінантної ДНК в цих клонах шляхом її виділення з клітин, обробки відповідними рестріктазами та аналізу утворилися фрагментів методом електрофорезу.
Відомо кілька методів об'єднання фрагментів ДНК з різних джерел, що дозволяють включити клонованої донорно ДНК до складу вектора.
Одним з перспективних методів клітинної інженерії в культурі клітин людини, тварини і рослини є гібридизація соматичних клітин (Б. Ефруссі і Г. Барський).
У культивовані клітини ссавців чи що розвиваються ембріони ДНК вводять методом мікроін'єкції ДНК в ядро з допомогою мікроманіпулятори.
Розвиток методів мікрохірургії клітин дозволило замінювати ядра запліднених яйцеклітин на ядра із соматичних клітин і в результаті отримувати організм, ідентичний тому, чиє ядро було перенесено в яйцеклітину.
Створення гібридів вищих рослин можливе шляхом злиття протопластів і соматичної гібридизації рослинних клітин.
Всі ці методи можуть використовуватися для конструювання нових форм мікроорганізмів, тварин і рослин, що несуть гени, що детермінують бажані ознаки.
Не менш важлива генна інженерія як апарат фундаментальних досліджень.
Потенційні можливості генної інженерії в дійсності дуже великі, і вони будуть реалізовуватися.
3. Генна інженерія. ПРАКТИЧНІ РЕЗУЛЬТАТИ.
Ембріогенез - це феноменальний процес, при якому інформація, закладена в лінійній структурі ДНК, реалізується в тривимірний організм.
ДНК запис послідовності амінокислот для побудови молекул різних білків. У ембріональному розвитку в різний час з'являються різні білки. Існують гени-регулятори, які визначають час і швидкість синтезу. Встановлено склад і структура гена, але невідомо як кодується форма організму і, відповідно, як лінійні спіралі цепочной структури білків з'єднуються в об'ємні структури.
Клонування є відтворення живої істоти з його нестатевих клітин. Це спроба прориву крізь заборони Природи.
Клонування органів і тканин - це завдання номер один в галузі трансплантології, травматології та інших областях медицини і біології.
При пересадці клонованих органів не виникає реакції відторгнення і можливих наслідків (наприклад, раку, що розвивається на тлі імунодефіциту). Клоновані органи - це порятунок для людей, що потрапили в автомобільні аварії чи інші катастрофи, а також потребують радикальної допомоги з-за будь-яких захворювань.
Клонування може дати можливість бездітним людям мати своїх власних дітей, допоможе людям, які страждають важкими генетичними захворюваннями. Так, якщо гени, що визначають яку-небудь подібну хворобу, містяться в хромосомах батька, то в яйцеклітину матері пересідає ядро її власної соматичної клітини, тоді з'явиться дитина, позбавлена небезпечних генів, точна копія матері. Якщо ці гени містяться в хромосомах матері, то в її яйцеклітину буде переміщено ядро соматичної клітини батька - з'явиться здорова дитина, копія батька.
Більш скромна, але не менш важливе завдання клонування - регуляція статі сільськогосподарських тварин, а також клонування в них людських генів "терапевтичних білків", які використовуються для лікування людей, наприклад гемофіліків, у яких мутував ген, який кодує білок, що бере участь у процесі згортання крові. Це тим більше важливо, оскільки гемофіліки вважаються "групою ризику" по СНІДу.
Бум, пов'язаний з народженням вівці Доллі, це всього лише епізод розвитку клонування. Коли вона підросте і обзаведеться своїм потомством, в її молоці буде і людський білок, що відрізняється від овечого. Вона стане на службу людству.
Американські вчені дещо модифікували метод шотландців, використавши ядра ембріональних (зародкових) фібробластів - взятих у дорослого організму клітин. Це полегшило завдання введення "чужого" гена, оскільки в культурі фібробластів це робити значно легше і дешевше.
А, крім того, так був обійдений теломерасний (теломерас - безсмертя гена) заборону і пом'якшений заборону на клонування (не поширюється на тварин, окремі органи і тканини, а клонування людей відсувається на 10 років).
Це обіцяє унікальні перспективи для людства, незважаючи на всі висловлені політичними, релігійними, науковими та громадськими діячами морально-етичні і чисто біологічні заперечення щодо використання клонування.
ВИСНОВОК:
Природознавство зачіпає широкий спектр питань про численні і всебічних проявах властивостей Природи.
У 70-ті роки XX століття створена техніка виділення гена з ДНК, а також методика розмноження потрібного гена. У результаті цього виникла генна інженерія. Впровадження в живий організм чужорідної генетичної інформації та прийоми, що змушують організм цю інформацію реалізовувати, становлять одну з найбільш перспективних напрямків у розвитку біотехнології. Методами генетичної інженерії вдалося отримати інтерферон та інсулін. Об'єктом біотехнології виступає сьогодні не тільки окремий ген, але і клітина в цілому.
Клітинна інженерія відкриває широкі можливості практичного використання біомаси культивованих клітин і створення на їх основі промислових технологій, наприклад, для швидкого клонального мікророзмноження та оздоровлення рослин.
Застосування методів клітинної інженерії дозволяє суттєво інтенсифікувати процес створення нових форм організмів. Метод гібридизації соматичних клітин - новий метод, що дає можливість отримувати міжвидові гібриди, тобто долати природний бар'єр міжвидової несхрещуваності, чого не можна було досягти традиційними методами селекції. Для цього в штучно створених умовах виділяють і зливають протопласти - клітини, позбавлені стінок, - обох батьківських рослин і отримують гібридні клітини, які можуть потім регенерувати ціле гібридне рослина з ознаками обох батьків. Це дозволяє отримувати абсолютно нові організми, не існували в природі. Але при цьому виникає небезпека, що штучно створені організми можуть викликати непередбачувані і незворотні наслідки для всього живого на Землі, в тому числі, і для людини.
Генна та клітинна інженерія звернули увагу людства на необхідність громадського контролю за всім, що відбувається в науці.
ЛІТЕРАТУРА:
1. Горєлов А.А. Концепції сучасного природознавства. - М.: Центр, 1997.
2. Денисов С.Ф., Дмитрієва Л.М. Природничі та технічні науки у світі культури. - Омськ: Изд-во ОмГТУ, 1997.
3. Жигалов Ю.І. Концепції сучасного природознавства - М.: Геліос АРВ, 2002
4. Ідеї та наш світ: Великі концепції минулого і сьогодення / За ред. Р. Стюарта. - М.: ББМ АТ, ТЕРРА - книжковий клуб, 1998.
5. Карпенків С.Х. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів. - М.: Культура і спорт, ЮНИТИ, 1997. - 400 с.
6. Масленнікова І.С., Шапошникова Т.А., Дибова А.М. Концепції сучасного природознавства: Учеб. посібник / СПбГІЕА. - СПб., 1998.
7. Солопов Є. Ф. Концепції сучасного природознавства. - М.: ВЛАДОС, 2001
8. Фолта Я. М. Історія природознавства в датах. - М.: Прогрес, 1987.
ДОДАТОК:
ХРОНОЛОГІЯ КЛОНУВАННЯ
1883 - відкриття яйцеклітини німецьким цитологом Оскаром Гертвіга (1849 -1922).
1943 рік - журнал "Саєнс" повідомив про успішне заплідненні яйцеклітини в "пробірці".
1953 рік - Р. Бриг і Т. Кінг повідомили про успішну розробку методу "нуклеотрансфера" - перенесення ядра клітини в гігантські ікринки африканської шпорцевой жаби.
1973 рік - професор Л. Шетлз з Колумбійського університету в Нью-Йорку заявив, що він готовий провести на світло першого "бебі з пробірки", після чого послідували категоричні заборони Ватикану і пресвітеріанської церкви США.
1977 рік - закінчилася публікація серії статей про роботи професора зоології Оксфордського університету Дж. Гердона, в ході яких було клоновано більше півсотні жаб. З їх ікринок віддалялися ядра, після чого в що залишився "цитоплазматичний мішок" пересідає ядро соматичної клітини. Вперше в історії науки на місце гаплоїдного ядра яйцеклітини з одинарним набором хромосом було внесено диплоидное ядро соматичної клітини з подвійним набором.
1978 рік - народження в Англії Луїзою Браун першої дитини "з пробірки".
1981 рік - Шетлз отримує три клонованих ембріона (зародка) людини, але зупиняє їх розвиток.
1982 рік - Карл Ілмензее з Женевського університету та його колега Пітер Хоппе з лабораторії Джексона в Бар-Харборі, штат Мен, в якій з 1925 року розводять мишей, отримали сірих мишенят, перенісши ядра клітин сірої зародка в цитоплазму яйцеклітин, отриманих від чорної самки, після чого ембріони були перенесені в білих самок, які й виносили потомство. Результати не були відтворені в інших лабораторіях, і Ілмензее звинуватили у фальсифікації.
1985 рік - 4 січня у одній з клінік північного Лондона народилася дівчинка у місіс Котгон - першої у світі сурогатної матері, яка не є біологічною матір'ю (тобто "бебі Котгон", як назвали дівчинку, була зачата не з її яйцеклітини). Було винесено парламентський заборону на експерименти з людськими ембріонами старше чотирнадцяти днів.
1987 рік - фахівці Університету імені Дж. Вашингтона, що використали спеціальний фермент, зуміли розділити клітини людського зародка і клонувати їх до стадії тридцяти двох клітин (бластомерів), після чого зародки були знищені. Тодішня американська адміністрація пригрозила позбавляти лабораторії дотацій з федеральних фондів, якщо в них будуть проводитися подібні досліди.
1996 рік - 7 березня журнал "Нейчер" вміщує першу статтю колективу авторів з інституту Рослін в Единбурзі, в якій повідомили про народження п'яти ягнят, отриманих без участі барана: у цитоплазматичні мішки яйцеклітин було ядра культури ембріональних клітин, отриманих від іншого зародка. Адміністрація Білла Клінтона ще раз підтверджує свій намір позбавляти підтримки федеральних фондів усіх, хто виявить бажання експериментувати з людськими ембріонами; так, був позбавлений субсидій дослідник з університету Вашингтона, здійснював аналіз статі зародка і аналіз дефектних генів на стадії восьми клітин.
1997 рік - 27 лютого "Нейчер" помістив на своїй обкладинці на тлі мікрофотографії яйцеклітини знамениту овечку Доллі, яка народилася в тому ж інституті Рослін в Единбурзі. В кінці червня Клінтон направив у Конгрес законопроект, що забороняє "створювати людська істота шляхом клонування та ядерного переносу соматичних клітин".
1997 рік - в самому кінці грудня журнал "Саєнс" повідомив про народження шести овець, отриманих за Рослінського методу. Три з них, в тому числі й овечка Доллі, несли людський ген "фактора IX", або кровоспинний білка, який необхідний людям, страждаючим на гемофілію, тобто несвертиваемості крові.
1998 рік - чиказький фізик Річард Сід оголошує про створення лабораторії з клонування людей: він стверджує, що від клієнтів у нього не буде відбою.
1998 рік - початок березня - французькі вчені оголосили про народження клонованої телиці.
1999год - кінець року-Англія дозволила проведення робіт з клонування людських органів для створення банку замінників.