Генетическая инженерия и биотехнологии. Их роль в выживании человечества

• специфическое расщепление ДНК рестрицирующими нуклеазами, ускоряющее выделение и манипуляции с отдельными генами;
• быстрое секвенирование всех нуклеотидов очищенном фрагменте ДНК, что позволяет определить границы гена и аминокислотную последовательность, кодируемую им;
• конструирование рекомбинантной ДНК;
• гибридизация нуклеиновых кислот, позволяющая выявлять специфические последовательности РНК или ДНК с большей точностью и чувствительностью;
• клонирование ДНК: амплификация in vitro (вне организма) с помощью цепной полимеразной реакции или введение фрагмента ДНК в бактериальную клетку, которая после такой трансформации воспроизводит этот фрагмент в миллионах копий;
• введение рекомбинантной ДНК в клетки или организмы.

     Ферменты  генетической инженерии 

     Генетическая  инженерия - потомок молекулярной генетики, но своим рождением обязана успехам  генетической энзимологии и химии  нуклеиновых кислот, так как инструментами  молекулярного манипулирования  являются ферменты.

     Если  с клетками и клеточными органеллами мы подчас можем работать микроманипуляторами, то никакие, даже самые мелкие микрохирургические инструменты не помогут при работе с макромолекулами ДНК и РНК.

     Только  ферменты могут найти определенные последовательности нуклеотидов, «разрезать» там молекулу или, наоборот, «заштопать» дырку в цепи ДНК.

     Эти ферменты издавна находятся в  клетке, выполняя работы по репликации (удвоению) ДНК при делении клетки, репарации повреждений (восстановлению целостности молекулы), в процессах  считывания и переноса генетической информации из клетки в клетку или в пределах клетки.

     Задача  генного инженера - подобрать фермент, который выполнил бы поставленные задачи, то есть смог бы работать с определенным участком нуклеиновой кислоты.

     Следует отметить, что ферменты, применяемые в генной инженерии, лишены видовой специфичности, поэтому экспериментатор может сочетать в единое целое фрагменты ДНК любого происхождения в избранной им последовательности.

     Это позволяет генной инженерии преодолевать установленные природой видовые барьеры и осуществлять межвидовое скрещивание.

     Ферменты, применяемые при конструировании  рекомбинантных ДНК, можно разделить  на несколько групп:

• ферменты, с помощью которых получают фрагменты ДНК (рестриктазы);
• ферменты, синтезирующие ДНК на матрице ДНК (полимеразы) или РНК (обратные транскриптазы);
• ферменты, соединяющие фрагменты ДНК (лигазы);
• ферменты, позволяющие осуществить изменение структуры концов фрагментов ДНК.

     Биоэтические  аспекты генной инженерии 

     В соответствии с рекомендациями Европейского комитета по генной инженерии (1984г.) все исследования, проводимые по рекомбинации ДНК должны быть в обязательном порядке доведены до сведения экспертной комиссии по генной инженерии  тех стран, на территории которых они проводятся.

     Это необходимо для того, чтобы любую работу, грозящую опасностью человеку или среде обитания, можно было вовремя остановить или изменить.

     Большинство работ, связанных с клонированием  человеческого материала, по мнению большинства экспертов, должно быть запрещено, как и работы по выращиванию химер и гибридов с помощью комбинаций генетического материала, полученного от человека и животных.

     Такие работы должны расцениваться как  преступление.

     Пересадка генов с терапевтической целью  допустима только для соматических клеток. Генная пересадка зародышевых клеток для иных целей, кроме терапевтических, должна быть, безусловно, запрещена.

     Применение  половых клеток для генного лечения  будет возможно только после получения достоверных доказательств преимущества и безопасности такого лечения по сравнению с генной терапией соматических клеток. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение 

     В заключение хочу сказать, что широкое  использование микроорганизмов  не может не порождать новых взаимоотношений  с живой природой, что вполне естественно  ведет к желанию осмыслить сами эти взаимоотношения и соотнести их со сложившимися представлениями, с одной стороны, о роли живой природы в жизнедеятельности человека, а с другой - о роли человека в биотическом круговороте биосферы.

     Имеющийся пока не слишком богатый опыт развития биотехнологии все-таки содержит в себе много непривычного и вместе с тем многообещающего для возможной оптимизации человеческой жизнедеятельности.

     А остро вставшая перед человеком проблема самосохранения вынуждает его к лихорадочным поискам возможных вариантов стратегии своей жизнедеятельности. Этому привлечению природы, причем именно мира микроорганизмов, и положила начало новая биотехнология.

     Можно сказать, что биотехнология в совокупности с другими научными направлениями открывает новую эру взаимодействия человека с окружающей средой и, особенно, с живым веществом биосферы.

     И все-таки она является только небольшим  шагом. Поскольку, как заметил Б. Шоу, наука всегда ошибается. Она  никогда не разрешает какой-то проблемы, не создав еще десять новых.

     Биотехнология сама оказывается всего лишь крупной  индустрией, соединением технических  и биологических элементов и, естественно, наследует отрицательные свойства уже существующего индустриально-промышленного комплекса.

     Их  действительное преодоление и решение проблемы человека предполагают выход человечества на новые, более совершенные ступени социально-культурного развития, основанного на новых способах познания и действования.

     Поэтому весьма существенное значение приобретает  проблема выбора стратегии взаимодействия человека и природы: или это самонадеянное управление природой или же сознательное и целенаправленное приспособление всей жизнедеятельной деятельности, к существующему биотическому круговороту биосферы.

     В результате интенсивного развития методов генетической инженерии получены клоны множества генов гистонов, глобина мыши, кролика, человека, коллагена, овальбумина, инсулина человека.

     Это позволило создавать бактерии, производящие многие биологически активные вещества, используемые в медицине, сельском хозяйстве и микробиологической промышленности.

     В настоящее время активно ведутся  генно-инженерные разработки вакцины  против СПИДа.

     На  основе генетической инженерии возникла отрасль фармацевтической промышленности, названная «индустрией ДНК». Это одна из современных ветвей биотехнологии.

     Для лечебного применения допущен инсулин человека (хумулин). Кроме того, на основе многочисленных мутантов по отдельным генам, получаемых при их изучении, созданы высокоэффективные тест-системы для выявления генетической активности факторов среды, в том числе для выявления канцерогенных соединений.

     Современные биотехнологии, с одной стороны, обещают колоссальные потенциальные  выгоды для здоровья, но, с другой стороны, представляют собой угрозу в виде возможности модификации природы человека, его эмоционального мира. Поэтому общество должно своевременно и адекватно реагировать на разработку подобных технологических новшеств. Предыдущий опыт человечества показывает, что к новым достижениям нужно относиться с осторожностью и внедрять их постепенно, учитывая все возможные последствия.  

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ: 

     1) Бекиш О.-Я.Л. Медицинская биология. – Мн.: Ураджай, 2000.

     2) Мутовин Г.Р. Основы клинической  генетики. – М.: Высшая школа, 1997.

     3) Заяц Р.С. Основы медицинской генетики. – Мн.: Высшая школа, 1998.

     4) biotechnolog.ru