Содержание 

Введение 3

1. Краткая история  становления генетики 2

2. Генетическая инженерия  как наука 4

3. Теоретическое и  практическое значение  современной генетики 6

4.Плюсы  и минусы генетической  инженерии 9

5.Перспективы  контроля над генами 10

Заключение 13

Список  литературы 15 

Введение

     В естествознании последних десятилетий  доминируют проблемы биологии и медицины. В центре внимания научного познания фигурирует загадка жизни и, в  частности, наследственность и изменчивость человека. Это обусловливает интенсивное  развитие генетики – науки, изучающей  эти свойства живых систем.

     Новые открытия, совершаемые в лабораториях различных стран мира, касаются расшифровки  генома человека и других организмов, познания сложнейших механизмов их функционирования. Ее открытия определяют темпы и направленность социально-экономического развития общества, оказывают существенное влияние  на философию, мораль, право, религию  и другие сферы культуры, поскольку  они затрагивают проблемы управления природой человека и всего живого на Земле.

     В настоящее время в центр молекулярной генетики становятся методы генетической инженерии, с помощью которых  осуществляется целенаправленное изменение  генетических свойств организмов. Генетическая инженерия - область молекулярной биологии и генетики, которая ставит перед  собой задачи конструирования генетических структур по ранее намеченному плану, создание организмов с новой генетической программой. Генно-инженерные исследования вносят уникальный вклад в изучение структурно-функциональной организации  геномов различных организмов. Методология  генной инженерии постоянно совершенствуется, и все больше исследователей используют ее при решении самых разных задач  биологической науки.

     Возможности, открываемые генетической инженерией перед человечеством, как в области  фундаментальной науки, так и  во многих других областях, весьма велики и нередко даже революционны. Так, она позволяет осуществлять индустриальное массовое производство нужных белков, значительно облегчает технологические  процессы для получения продуктов  ферментации - энзимов и аминокислот, в будущем может применяться для улучшения растений и животных, а также для лечения наследственных болезней человека.

     Таким образом, генетическая инженерия, будучи одними из магистральных направлений  научно-технического прогресса, активно  способствуют ускорению решения  многих задач, таких, как продовольственная, сельскохозяйственная, энергетическая, экологическая.

     Но  особенно большие возможности генетическая инженерия открывает перед медициной и фармацевтикой, поскольку ее применение может привести к коренным преобразованиям медицины. Многие болезни, для которых в настоящее время не существует адекватных методов диагностики и лечения (раковые, сердечнососудистые, вирусные и паразитные инфекции, нервные и умственные расстройства), с помощью генетической инженерии станут доступны и диагностике, и лечению.

1. Краткая история становления генетики

     Фактически  вплоть до начала XX века гипотезы о механизмах наследственности имели умозрительный характер. Тем не менее, они представляют интерес для любознательного читателя.

     Первые  и идеи о механизмах наследственности высказывали древние греки уже  в V веке до н.э., в первую очередь Гиппократ. По его мнению, половые задатки (т.е. в нашем понимании яйцеклетки и сперматозоиды), участвующие в оплодотворении, формируются при участии всех частей организма, в результате чего признаки родителей непосредственно передаются потомкам, причем здоровые органы поставляют здоровый репродуктивный материал, а нездоровые – нездоровый. Это теория прямого наследования признаков.

     Аристотель  высказывал несколько иную точку  зрения: он полагал, что половые задатки, участвующие в оплодотворении, производятся не на прямую из соответствующих органов, а из питательных веществ, необходимых  для этих органов. Это теория непрямого  наследования.

     Много лет спустя, на рубеже XVIII – XIX веков, автор теории эволюции Ж.-Б. Ламарк использовал  представления Гиппократа для построения своей теории передачи потомству  новых признаков, приобретенных  в течение жизни.

     Теория  пангенезиса, выдвинутая Ч. Дарвином в 1868 году, также базируется на идее Гиппократа. По мнению Дарвина, от всех клеток организма  отделяются мельчайше частицы –  «геммулы», которые, циркулируя с током  крови по сосудистой системе организма, достигают половых клеток. Затем  после слияния этих клеток, в ходе развития организма следующего поколения  геммулы превращаются в клетки того типа, из которого произошли, со всеми  особенностями, приобретенными в течение  жизни родителей. Отражением представлений  о передаче наследственности через  «кровь» является существование  во многих языках выражений: «голубая кровь», «аристократическая кровь», «полукровка» и т.д.

     В 1871 году английский врач Ф. Гальтон, двоюродный брат Ч. Дарвина, опроверг своего великого родственника. Он переливал кровь  черных кроликов белым, а затем скрещивал  белых между собой. В трех поколениях он «не нашел ни малейшего следа  какого-либо нарушения чистоты серебристо-белой  породы». Эти данные показали, что  по крайней мере в крови кроликов геммулы отсутствуют.

     В 80-е годы XIX века с теорией пангенезиса  не согласился Август Вейсман, который  предложил свою гипотезу, согласно которой в организме существуют два типа клеток: соматические¹ и особая наследственная субстанция, названная им «зародышевой плазмой»², которая в полном объеме присутствует только в половых клетках.

     Подходы к современной генетике наметились в XVIII и, особенно, в XIX веке. Растениеводы – практики, такие как О. Сажре  и Ш. Нодэн во Франции, А. Гершнер  в Германии, Т. Найт в Англии обратили внимание на то, что в потомстве  гибридов преобладают признаки одного из родителей. П. Люка во Франции сделал аналогичные наблюдения о наследовании различных признаков у человека³.

     В 1906 году англичанин Уильям Бэтсон предложил  термин «генетика». В том же году английские генетики У.Бэтсон и Р.Пернет в опытах с душистым горошком обнаружили явление сцепления наследственных признаков, а Л.Донкастер в опытах с бабочкой открыл сцепленное с полом  наследование. В 1909 году датчанин Вильгельм  Иогансен предложил термины «ген», «генотип» и «фенотип». В 1929 году А.С.Серебровский и Н.П.Дубнин на основании  результатов собственных исследований пришли к выводу о делимости гена. В 1952 году Дж.Ледергберг и М.Зиндер открыли явление трансдукции, т.е. переноса вирусами генов хозяина, показав тем самым роль ДНК⁴ в осуществлении наследственности. Новый этап развития генетики начинается с момента расшифровки структуры ДНК Джеймсом Уотсоном и Френсисом Криком. Этот этап генетики богат выдающимися открытиями, особенно крупное было связано с расшифровкой генетического кода (Ф. Крик). А в 1969 году в США Г.Хорана с сотрудниками синтезировали химическим путем первый ген⁵.

     Достаточность знаний о механизмах наследственности привела к развитию новой науки  – генетической инженерии. С использованием генно-инженерных приемов из многих живых организмов выделяют и изучают  гены, переносят гены из одних организмов в другие.

2. Генетическая инженерия как наука

     Генетическая инженерия  — направление исследований в молекулярной биологии и генетике, конечной целью которых является получение с помощью лабораторных приемов организмов с новыми, в том числе не встречающимися в природе, комбинациями наследственных свойств⁶.

     В основе генной инженерии лежат достижения молекулярной биологии и прежде всего  установление универсальности генетического  кода (у всех организмов включение  одних и тех же аминокислот  в строящуюся полипептидную цепь белка кодируется одними и теми же последовательностями трех нуклеотидов  в цепи ДНК). Методом генной инженерии  получен уже ряд препаратов, в том числе инсулин человека и противовирусный препарат интерферон. И хотя эта технология еще только разрабатывается, она сулит достижение огромных успехов и в медицине, и в сельском хозяйстве. В медицине, например, это весьма перспективный путь создания и производства вакцин. Таким путем получены продуценты ряда антибиотиков, аминокислот, витаминов, во много раз более эффективные, чем их продуценты, выведенные традиционными методами генетики и селекции.  В сельском хозяйстве с помощью рекомбинантной ДНК могут быть получены сорта культурных растений, устойчивые к засухе, холоду, болезням, насекомым-вредителям и гербицидам.     Из практических достижений Г. и. наиболее важными являются создание продуцентов биологически активных белков — инсулина, интерферона, гормона роста и др., а также разработка способов активизации звеньев обмена веществ, которые связаны с образованием низкомолекулярных биологически активных соединений. Таким путем получены продуценты ряда антибиотиков, аминокислот, витаминов, во много раз более эффективные, чем их продуценты, выведенные традиционными методами генетики и селекции. г и. разрабатываются способы получения чисто белковых вакцин против вирусов гепатита, гриппа, герпеса, ящура, реализована идея использования для вакцинации комбинированного вируса осповакцины, в геном которого встроены гены, кодирующие синтез белков других вирусов (например, вирусов гепатита или гриппа). В результате прививки таким вирусом организм получает возможность выработать иммунитет не только против оспы, но и против гепатита, гриппа или другого заболевания, вызываемого тем вирусом, синтез белка которого котируется встроенным геном⁷. 
 

3. Теоретическое и практическое значение современной генетики

     Успехи  современной генетики, ее глубокое проникновение в тайны механизма  наследственности явились свидетельством универсального единства живой природы. Достижения генетиков открыли дорогу для познания сущности жизни, новых  способов изменения ее сложившихся  форм.

     В конце 2000 года был расшифрован  геном (т.е. совокупность генов, сосредоточенных в едином наборе хромосом данного организма) человека, который содержит около 100000 генов, включающих около 3 миллиардов единиц информации. В дальнейшем это даст возможность понимания причин и механизмов различных инфекционных и других заболеваний⁸.

     Важнейшим достижением является определение  числа генов у человека и составление  генетических карт хромосом, а также  выяснение причин мутирования генов. В настоящее время нет такой  отрасли биологии, которая могла  бы развиваться, не учитывая и не используя  данных генетических исследований. Это  относится в равной мере к экологии, систематике, зоопсихологии, эмбриологии, эволюции и др.

     Важнейшее открытие в современности, открытое Де Фриз Хуго, связано с установлением  способности генов к перестройке, изменению – мутации. Они вызваны химическими соединениями, радиацией, вирусами, бактериями, изменением температуры и, наконец, могут быть случайными. В селекции используют химические мутагены для осуществления полезных мутаций.

     Первостепенной  задачей генетики стали оценка и  последующее длительное динамическое слежение (мониторинг) за возможными отрицательными генетическими последствиями применения химикатов и других техногенных факторов, присутствующих в окружающей среде, как для самого человека, так и для животных, растений и микроорганизмов экологической среды человека. 

     Наиболее  важной для практических задач здравоохранения  областью генетики человека является медицинская генетика. Иногда ее рассматривают не как раздел генетики человека, а как самостоятельную область общей генетики. Медицинская генетика исследует распространение, этиологию, патогенез, течение наследственных болезней, разрабатывает системы диагностики, лечения, профилактики и реабилитации больных наследственными болезнями и диспансеризации их семей, а также изучает роль и механизмы наследственной предрасположенности при заболеваниях человека. Благодаря развитию медицины человек научился бороться с очень многими заболеваниями, уносившими не так давно миллионы жизней. Человек успешно защищает себя от большинства очень опасных инфекционных болезней, такие как оспа, чума, холера, малярия. А также уже не так страшны туберкулез, скарлатина, коклюш, корь и многие другие заболевания. Биология и медицина интенсивно работают над решением проблемы вирусных заболеваний и рака. Однако большое значение для медицины имеют и другие генетические дисциплины.