Молекулярная генетика

 
Развитие группо-специфических средств лечения, основанных на нацеленном применении лекарственных препаратов в генетически охарактеризованных группах, проявляющих к ним восприимчивость и не подверженных побочным эффектам;  
развитие интенсивных методов диагностики, основанных на выявлении генетических дефектов на уровне целого генома и продуктов его экспрессии;  
переход в диагностике к скринингу популяций и от диагноза болезней к выявлению предрасположенности к болезни.  
 
Говоря об идентификация генов, ответственных за возникновение заболеваний, следует отметить большой прогресс в идентификации генов, вовлеченных в их этиологию в случае моногенных наследственных болезней, наследование которых подчиняется менделевским законам. Здесь весьма успешной оказалась стратегия позиционного клонирования. С ее помощью удалось идентифицировать множество генов, включая гены, ответственные за муковисцидоз, рак молочной железы, другие виды наследственной предрасположенности к опухолям, мышечной дистрофии Дюшенна и миотонической дистрофии, ген, ответственный за преждевременное старение (синдром Вернера), гены, ответственные за нейрофиброматоз 1-го и 2-го типов, и другие.

 
Этот процесс будет продолжаться, но главной проблемой генетики человека в ближайшем будущем будет систематическая идентификация генов, ответственных за предрасположенность к сложным болезням, не подчиняющимся простым менделевским законам наследования: атеросклерозу, гипертонии, психиатрическим заболеваниям, болезни Альцгеймера, диабетам I и II, астме, ревматоидному артриту и, вероятно, значительным компонентам обычного старения. Эти болезни, хотя и менее фатальны, чем моногенные, гораздо более распространены и наносят существенно больший экономический ущерб обществу. Пути, которыми развивается медицинская геномика в этом направлении, определены, но в кратком введении останавливаться на этой проблеме нет возможности. Понятно, что идентификация генов болезней позволяет осуществить точный диагноз и выработать наиболее рациональные пути лечения, включая генно-терапевтические воздействия.

 
Прогресс в анализе генетического полиморфизма в отношении восприимчивости к лекарствам приводит к возникновению нового направления ге-номики - фармакогеномики, объединяющей генетический полиморфизм фармакокинетических и фармакодинамических процессов. Сегодня медицина опирается на статистические данные, касающихся всей человеческой популяции. Эти данные используются для лечения пациентов без учета их индивидуальных особенностей. Задачей фармакогеномики в ближайшем будущем является систематическая идентификация вариаций в последовательностях множества генов, вовлеченных в реакцию организма на условия окружающей среды, в том числе на действие лекарственных препаратов.  
 
К таким генам относятся:  
гены, контролирующие метаболизм ксенобиотиков;  
гены репарации нуклеиновых кислот:  
гены контроля клеточного цикла;  
гены контроля программируемой клеточной смерти;

гены контроля передачи сигнала от поверхности клетки в ядро.  
 
После такого рода скрининга можно будет стратифицировать популяции на группы по принципу генетической восприимчивости и, следовательно, выработать стратегии наиболее эффективного и персонализированного печения. Особо следует отметить генетические межэтнические различия в восприимчивости к лекарствам, которые существуют и ставят перед медициной каждой страны задачу анализа восприимчивости к лекарствам в связи с особенностями гаплотипов в популяциях, живущих в этой стране. Некоторые специалисты называют эту область фармакогеномики фармакоан-тропологией.  
Развитие фармакодинамики, по-видимому, расширит возможности персонолизации медицины. В настоящее время стандартная фармакология использует около 500 мишеней воздействия лекарственных препаратов. Это компоненты молекулярной системы обеспечения жизнедеятельности, либо инфекционные агенты. Биохимически это - рецепторы, ферменты, факторы, гормоны, ионные каналы, ядерные рецепторы, ДНК и другие. Ожидается открытие 3-10 тыс. новых мишеней воздействия лекарственных препаратов.  
Можно предположить, что характерной особенностью медицины следующего века станет ее превентивный и персонолизированный характер. В результате медицинские методы из стандартизированных и усредненных превратятся в групповые и индивидуальные.

Глава 4. Эра классической генетики

1865 Грегор Мендель делает доклад Опыты над растительными гибридами.

1869 Фридрих Мишер открыл главную составную часть ядер, названную им нуклеином (Nuclein).

1885 Август Вейсман высказывает предположение, что количество хромосом в половых клетках должно быть вдвое меньше, чем в соматических клетках.

1901 Публикация работы Хуго Де Фриза The Mutation Theory.

1903 Высказано предположение о том, что хромосомы являются носителями наследственности.

1905 Уильям Бэтсон в письме к Адаму Сэджвику вводит термин генетика.

1908 Открыт закон Харди — Вайнберга.

1910 Томас Хант Морган доказывает, что гены расположены в хромосомах.

1913 Альфред Стёртевант составляет первую генетическую карту хромосомы.

1918 Рональд Фишер публикует работу On the correlation between relatives on the supposition of Mendelian inheritance, которая знаменует начало работ по созданию Синтетической теории эволюции.

1928 Фредерик Гриффит обнаруживает молекулу наследственности, которая передаётся от бактерии к бактерии (см. Эксперимент Гриффита).

1931 Кроссинговер как причина рекомбинации (см. Барбара Мак-Клинток и Цитогенетика).

1941 Эдвард Тейтем и Джордж Бидл показывают, что в генах закодирована информация о структуре белков.

Эра ДНК

1944 Освальд Эвери, Колин Маклеод и Маклин Маккарти изолируют ДНК (тогда его называли трансформирующим началом (transforming principle)).

1950 Эрвин Чаргафф показывает, что, хотя доля нуклеотидов в ДНК не постоянна, наблюдаются определённые закономерности (например, что количество аденина, A, равно количеству тимина, T) (Правило Чаргаффа). Барбара Мак-Клинток обнаруживает транспозоны у кукурузы.

1952 Эксперимент Херши—Чейз доказывает, что генетическая информация бактериофагов (и всех других организмов) содержится в ДНК.

1953 Структура ДНК (двойная спираль) расшифрована Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком с помощью Розалинд Франклин.

1956 Jo Hin Tjio и Алберт Леван впервые верно устанавливают Хромосомное число человека: 46 хромосом в диплоидном наборе.

1958 Эксперимент Мезельсона—Cталя показывает, что удвоение ДНК носит полуконсервативный характер.

1961 Выяснено, что генетический код состоит из триплетов.

1964 Говард Тёмин на примере РНК-содержащих вирусов показал, что центральная догма Уотсона не всегда верна.

1970 При изучении бактерии Haemophilius influenzae обнаружены ферменты рестриктазы, которые позволяют вырезать и встраивать участки молекул ДНК.

Геномная эра

1977 ДНК секвенирована впервые независимо Фредериком Сенгером, Уолтером Гилбертом и Алланом Максемом. Лаборатория Сенгера полностью секвенирует геном бактериофага Φ-X174.

1983 Кэри Бэнкс Мёллис открывает Полимеразную цепную реакцию, открывающую возможности простой и быстрой амплификации ДНК.

1989 Впервые секвенирован ген человека (Фрэнсис Коллинс и Лап-Че Цуи). Ген кодирует белок CFTR. Дефекты в последовательности гена приводят к развитию опухолей.

1995 Впервые полностью секвенирован геном организма невирусной природы — бактерии Haemophilus influenzae.

1996 Впервые полностью секвенирован геном эукариотного организма — пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae.

1998 Впервые полностью секвенирован геном многоклеточного эукариотного организма — нематоды C. elegans.

2001 Обнародованы первые наброски полной последовательности генома человека одновременно Проектом «Геном человека» (Human Genome Project) и Celera Genomics.

2003 (14 апреля) Проект «Геном человека» успешно завершён: 99 % генома секвенировано с точностью 99,99 %.[6]

2008 Стартовал международный проект по расшифровке геномов 1000 человек.[7,8]

Институтом Крейга Вентера впервые создана искусственная форма жизни.

 

Заключение

Познание молекулярно-генетических закономерностей явилось базой для углубленного понимания многих процессов, происходящих в организме здорового и больного человека, послужило основой для учения о наследственных болезнях, для дальнейшего развития таких важнейших для медицины наук, как микробиология, вирусология, эндокринология, иммунология, фармакологи?

Данные молекулярной генетики все шире используются для понимания причин и механизмов развития многих заболеваний, становятся необходимыми для поиска новых лекарственных средств и более углубленного понимания механизма действия традиционно применяемых лечебных препаратов. На основе исследований молекулярной генетики удается создавать новые высокоэффективные лекарственные средства. С другой стороны, именно данные молекулярной генетики позволяют осознать то пагубное влияние, которое может оказать самолечение и бесконтрольное, неправильное применение медикаментов, особенно в наше время, когда развитие науки и промышленности предоставляет в распоряжение медицины чрезвычайно сильно действующие лекарственные средства.

Применение таких средств должно быть тщательно продумано, дозировка строго индивидуальна для каждого больного, «лечение» должно сопровождаться постоянным врачебным контролем,  ибо сам  факт воздействия тех или иных лекарственных средств на генетический аппарат при их бесконтрольном применении таит серьезные опасности, которые не всегда можно предсказать.

Широкое использование на практике достижений молекулярной генетики наглядно демонстрирует справедливость того, что успехи любых сугубо теоретических наук исключительно важны для научно-технического прогресса и практической деятельности человечества.

 

Список использованной литературы

 

 

1,2 . http://slovari.yandex.ru/~книги/БСЭ/Молекулярная генетика

3. http://allmedbook.ru/load/biologija/problemy_i_perspektivy_molekuljarnoj_genetiki/3-1-0-386

4.Википедия  – Генетика

5.http://wmda.mobi/ ru/Генетика

6. http://www.genoscope.cns.fr/externe/English/Actualites/Presse/HGP/HGP_press_release-140403.pdf

7. http://www.membrana.ru/lenta/?7944

8. http://www.1000genomes.org/

9,10. Вагнер Р., Митчелл Г., Генетика и обмен веществ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Графический материал

 

 

 

л