Генная инженерия

Генная  инженерия.

 

 

Введение. Понятие генной инженерии.

 

Генная инженерия  — совокупность приёмов, методов  и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов  из организма (клеток), осуществления  манипуляций с генами и введения их в другие организмы. Генная инженерия служит для получения желаемых качеств изменяемого организма.

 

Генная инженерия  не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя исследования таких биологических  наук, как молекулярная биология, цитология, генетика, микробиология. Самым ярким событием, привлёкшим наибольшее внимание и очень важным по своим последствиям, была серия открытий, результатом которых явилось создание методов управления наследственностью живых организмов, причём управления путём проникновения в «святая святых» живой клетки — в её генетический аппарат.

 

Учёные, биохимики  и молекулярные биологи научились  модифицировать гены или создавать  совершенно новые, комбинируя гены различных  организмов. Они научились также  синтезировать гены, причём точно по заданным схемам. Они научились вводить такие искусственные гены в живые организмы и заставили их там работать. Это было начало генетической инженерии.

 

Значение генной инженерии.

 

Генная инженерия  берет свое начало в 1973 году, когда генетики Стэнли Кохен и Герберт Бойер внедрили новый ген в бактерию кишечной палочки (E. coli). Начиная с 1982 года фирмы США, Японии, Великобритании и других стран производят генно-инженерный инсулин. Клонированные гены человеческого инсулина были введены в бактериальную клетку, где начался синтез гормона, который природные микробные штаммы никогда не синтезировали.

 

Около 200 новых  диагностических препаратов уже  введены в медицинскую практику, и более 100 генно-инженерных лекарственных  веществ находится на стадии клинического изучения. Среди них лекарства, излечивающие артрозы, сердечнососудистые заболевания, некоторые опухолевые процессы и, возможно, даже СПИД. Среди нескольких сотен генно-инженерных фирм 60% работают над производством лекарственных и диагностических препаратов.

 

К концу 1980-х  удалось успешно внедрить новые  гены в десятки видов растений и животных — создать растения табака со светящимися листьями, томаты, легко переносящие заморозки, кукурузу, устойчивую к воздействию пестицидов.

 

Одна из важных задач - получение растений, устойчивых к вирусам, так как в настоящее время не существует других способов борьбы с вирусными инфекциями сельскохозяйственных культур. Введение в растительные клетки генов белка оболочки вируса, делает растения устойчивыми к данному вирусу. В настоящее время получены трансгенные растения, способные противостоять воздействию более десятка различных вирусных инфекций.

 

Генная инженерия  на людях и клонирование

 

Клонирование - это процесс, в ходе которого живое существо производится от единственной клетки, взятой от другого живого существа.

 

Зародышевая терапия 

 

ЗТ-процесс, в  котором генами манипулируют на ранних стадиях эмбрионального развития или  в оплодотворенном яйце, сейчас рассматривается  как источник больших коммерческих возможностей. Ядро клетки взрослого индивидуума с известными генетическими характеристиками может рассматриваться как сырье для включения дополнительных или измененных генов. После такого вмешательства из эмбриона развивается существо, все клетки которого изменены. Однако в этом случае одна ошибка значит, что каждое последующее поколение будет иметь тот же дефект. Что мы будем делать с этими ошибками? Как мы будем их исправлять? Существует и ряд вопросов о "генетическом улучшении" и дизайне детей. "Да, Ваш  ребенок тоже может иметь руки Моцарта и выглядеть как Ньют  Грингрич всего за 29.95 долларов". Это крайне сомнительное предприятие, теперь технически выполнимое, создает возможность для буквально бесконечного потока евгенических попыток улучшить будущего ребенка с точки зрения каких-либо культурных предрассудков и произвольно выбранных позиций. 

Будучи разрешена  однажды в медицинских целях, терапия не будет подвластна контролю при ее использовании для "совершенствования" точно так же, как это было с хирургией и многими лекарствами. Хотя адвокаты зародышевой инженерии твердят о ее медицинских преимуществах и пользе, существует очень немного случаев, когда избежать рождения генетически ущербных детей другими способами (такими как донорство гамет, преимплантационная диагностика, усыновление, стерилизация и пр.) невозможно. Эта терапия не может быть приемлема из-за вышеуказанных этических и социальных последствий, которыми предлагается рисковать во имя чаяний некоторого числа людей.

 

Клонирование  животных

 
          Овечка Долли, клонированная из клеток вымени другой, мертвой особи, заполонила газеты в 1997 г. Исследователи Университета Рослин (США) раззвонили об успехах, не акцентируя внимание публики на сотнях неудач, которые были до этого. Долли не была первым клоном животного, но была самой знаменитой. В действительности, в мире клонированием животных занимаются уже все последнее десятилетие. В Рослине держали успех в секрете, пока им не удалось запатентовать не только Долли, но и весь процесс ее создания. ВИПО (Всемирная организация по охране интеллектуальной собственности) выдала Университету Рослин эксклюзивные патентные права на клонирование всех животных, не исключая людей, до 2017 года. Успех Долли вдохновил ученых по всему земному шару барахтаться в создательстве и играть в господа Бога, несмотря на негативные последствия для животных и окружающей среды.

 

Клонирование - это серьезный риск для здоровья. Исследователи столкнулись со множеством случаев гибели плода, послеродовых смертей, плацентарных абнормальностей, абнормальных отечностей, втрое и вчетверо большую частоту проблем с пуповиной и серьезную иммунологическую недостаточность. У крупных млекопитающих, таких как овцы и коровы, исследователи находят, что примерно половина клонов содержит серьезные нарушения, включая специфические дефекты сердца, легких и других органов, ведущие к перинатальной смертности.

 

 

Научные факты  опасности генной инженерии

 

1. Генная инженерия  в корне отличается от выведения  новых сортов и пород. Искусственное добавление чужеродных генов сильно нарушает точно отрегулированный генетический контроль нормальной клетки. Манипулирование генами коренным образом отличается от комбинирования материнских и отцовских хромосом, которое происходит при естественном скрещивании.

 

2. В настоящее  время генная инженерия технически  несовершенна, так как она не  в состоянии управлять процессом  встраивания нового гена. Поэтому  невозможно предвидеть место  встраивания и эффекты добавленного  гена. Даже в том случае, если  местоположение гена окажется возможным установить после его встраивания в геном, имеющиеся сведения о ДНК очень неполны для того, чтобы предсказать результаты.

 

3. В результате  искусственного добавления чужеродного  гена непредвиденно могут образоваться  опасные вещества. В худшем случае это могут быть токсические вещества, аллергены или другие вредные для здоровья вещества. Сведения о такого рода возможностях ещё очень неполны.

4. Не существует  совершенно надёжных методов  проверки на безвредность. Более  10% серьёзных побочных эффектов новых лекарств не возможно выявить несмотря на тщательно проводимые исследования на безвредность. Степень риска того, что опасные свойства новых, модифицированных с помощью генной инженерии продуктов питания, останутся незамеченными, вероятно, значительно больше, чем в случае лекарств.

 

5. Существующие  в настоящее время требования  по проверке на безвредность  крайне недостаточны. Они совершенно  явно составлены таким образом,  чтобы упростить процедуру утверждения.  Они позволяют использовать крайне нечувствительные методы проверки на безвредность. Поэтому существует значительный риск того, что опасные для здоровья продукты питания смогут пройти проверку незаметно.

 

Заключение. Ближайшие задачи генетиков

 

Хотя генетика и генная инженерия уже играют огромную роль в медицине и сельском хозяйстве, основные результаты ещё впереди. Нам ещё очень многое предстоит узнать о том, как работает сложная генетическая система в нашем организме и у других видов живых существ.

 

Необходимо определить функции и назначение каждого гена, определить, каковы условия его активации, в какие периоды жизни, в каких частях тела и при каких обстоятельствах он включается и приводит к синтезу соответствующего белка. Далее, необходимо понять, какую роль играет в организме этот белок, выходит ли он за пределы клетки, какие сообщения несёт, какие реакции катализирует, как влияет на запуск биологических процессов в других частях организма, какие гены активирует. Отдельной сложной задачей является решение проблемы сворачивания белков - как, зная последовательность аминокислот, составляющих белок, определить его пространственную структуру и функции. Эта проблема требует новых теоретических знаний и более мощных суперкомпьютеров.

 

Но учёные не пасуют перед  масштабом этой задачи. Расшифровка генома человека потребовала более десяти лет, решение проблемы сворачивания белков может занять чуть дольше, но когда она будет решена, человек сможет полностью контролировать жизненные процессы в любых организмах на всех уровнях.