Генная инженерия - Реферат

Генная инженерия представляет собой то удивительное в науке, когда разработка новой методологии дает мощный импульс развитию нашего понимания окружающей природы, ее сокровенных глубин. Бурному прогрессу генной инженерии способствовало то, что уже в начале 70-х годов, сразу после первых, еще робких экспериментов, научной общественностью была осознана огромная важность и перспективность данной методологии. Методами генной инженерии были получены штаммы бактерий, дрожжей, линии культурных клеток, с высокой эффективностью продуцирующих биологически активные белки человека и животных. К основным достижениям, которые обусловили рождение и успешное развитие генной инженерии, можно отнести следующее: 1. Генная инженерия значительно расширила экспериментальные границы молекулярной биологии, поскольку позволила вводить в различные типы клеток чужеродную ДНК и исследовать ее функционирование в гетерологическом окружении, что дало возможность выявлять общебиологические закономерности организации и выражения генетической информации в различных организмах.Окладников подчеркивает необходимость выяснить, "каковы чисто биологические предпосылки становления человека как принципиально нового существа на планете..., какие рычаги вывели его с животной орбиты на новую, человеческую, т. е. социальную". Это вовлекает ее представителей в обсуждение вопроса о сущности человека, в разработку проблемы о социальном и биологическом в человеке. Однако разработка принципиальных путей в изучении роли биологического для формирования психики человека не может быть осуществлена без философского представления о человеке, в основе которого лежит понимание качественных отличий психики человека от психики животных. Натуралистический подход к пониманию сущности и происхождения психики человека не учитывает, что психика и поведение животных детерминируются их эволюционно-генетическим положением и степенью адаптивной обучаемости, в то время как у человека биологическое развитие организма как такового не дает человеческого, оно возникает лишь в общественно-трудовой деятельности субъекта. Человек обладает сознанием, самосознанием, мышлением, речью, которые неотрывны от его целеполагающей деятельности.Поскольку почти все аминокислоты кодируются более чем одним кодоном, код следует считать в значительной степени выраженным; однако вырожденность эта регулярна, т. е. она подчиняется определенному правилу. Два первых основания несут большую часть информации, причем каждой из аминокислот соответствует один или два таких начальных дуплета. Еще сравнительно недавно исследования, приведшие в конечном итоге к возникновению указанной концепции, велись в двух различных направлениях: ими занимались генетики и биохимики, которые долгое время вообще не понимали, что между их дисциплинами может существовать тесная связь. В то время биохимики, большинство из которых не считало себя биологами, были далеки от генетики и мало интересовались пропс хождением и структурой ферментов. Анализ с применением различных физико-химических методов показал, что если молекулы таких белков, как цитохром с, сравнительно невелики, то молекулярные веса большей части других белков достигают порядка сотен тысяч и даже миллионов. Сомнительно было, чтобы вопрос: "Состоит ли белок из молекул какого-либо одного вида?"-вообще имел смысл в приложении к молекулам такого размера.Были разработаны диагностические тесты для выявления ряда таких заболеваний у новорожденных или плода, и по их результатам проводилось генетическое консультирование семей, относящихся к группе риска. Так, мутация, в результате которой изменяется активность того или иного фермента, может приводить к накоплению токсичного субстрата или дефициту соединения, необходимого для нормального функционирования клетки, а мутация в гене, кодирующем структурный белок, - к серьезным нарушениям на уровне клеток, тканей или органов. Кроме того, мутация в гене, экспрессирующемся в одной ткани, может сказаться самым серьезным образом на совсем другой ткани и привести к появлению множества симптомов. У индивидуума, гомозиготного по дефектному гену, этот фермент не вырабатывается вообще или вырабатывается в очень небольших количествах; это приводит к повышению уровня эндогенного фенилаланина в крови, к неправильному формированию миелиновой оболочки вокруг аксонов нервных клеток центральной нервной системы и как следствие - к тяжелой умственной отсталости. В каждой ткани организма экспрессируется свой набор из всей совокупности генов, но есть мутации, которые приводят к болезням, затрагивающим буквально все органы и ткани: мышцы, глаза, печень, кости, почки, сердце, нервную систему, кожу, мозг, желудок, кишечник, систему кроветворения.Во втором случае изменяют генотип клеток зародышевой линии (сперматозоидов или яйцеклеток) или оплодотворенных яйцеклеток (зигот), чтобы все клетки развившегося из них индивидуума имели "исправленные" гены. В окончательных заключениях обеих комиссий проводилась четкая граница между ген

План

Введение

1) Генетика и проблема человека

2) Природа кода

3) Генная терапия

4) Генная терапия человека

Заключение

Список использованной литературы

Генная инженерия представляет собой то удивительное в науке, когда разработка новой методологии дает мощный импульс развитию нашего понимания окружающей природы, ее сокровенных глубин. Бурному прогрессу генной инженерии способствовало то, что уже в начале 70-х годов, сразу после первых, еще робких экспериментов, научной общественностью была осознана огромная важность и перспективность данной методологии. Это привлекло к ней широкие круги биохимиков, биологов, химиков и исследователей ряда других специальностей. Осуществление генноинженерных экспериментов в большом числе лаборатории разных стран привело к такому фейерверку открытий, которого биологическая наука до сих пор не знала.

Генноинженерные исследования вносят уникальный вклад в изучение структурно-функциональной организации геномов различных организмов. Методология генной инженерии постоянно совершенствуется и все больше исследователей использует ее при решении самых разных задач биологической науки.

Методами генной инженерии были получены штаммы бактерий, дрожжей, линии культурных клеток, с высокой эффективностью продуцирующих биологически активные белки человека и животных.

Генная инженерия - это новый раздел экспериментальной молекулярной биологии. Появление ее методологии стало возможным благодаря предшествующим работам многих исследователей в различных областях биохимии и молекулярной генетики. К основным достижениям, которые обусловили рождение и успешное развитие генной инженерии, можно отнести следующее: 1. Доказательство в 1944 году Эйвери с соавторами роли (дезоксирибонуклеиновой кислоты) ДНК как носителя генетической информации и открытие в 1953 году Уотсоном и Криком структуры ДНК.

2. Экспериментальное подтверждение универсальности генетического кода.

3. Интенсивное развитие молекулярной генетики.

Генная инженерия значительно расширила экспериментальные границы молекулярной биологии, поскольку позволила вводить в различные типы клеток чужеродную ДНК и исследовать ее функционирование в гетерологическом окружении, что дало возможность выявлять общебиологические закономерности организации и выражения генетической информации в различных организмах. Данный подход открыл перспективы создания принципиально новых микробиологических продуцентов биологически активных веществ, а также животных и растений, несущих функционально активные чужеродные гены. Более того, появилась возможность искусственно создавать гены, обладающие свойствами двух или более природных белков. Все это удивительным образом революционировало биологическую науку и дало мощный импульс развитию биотехнологии.

Основы молекулярной биотехнологии.

Молекулярная биотехнология - это увлекательнейшая область научных исследований, с появлением которой произошел настоящий переворот во взаимоотношениях человека с живой природой. В ее основе лежит перенос единиц наследственности (генов) из одного организма в другой, осуществляемый методами генной инженерии (технология рекомбинантных ДНК). В большинстве случаев целью такого переноса является создание нового продукта или уже известного продукта в промышленных масштабах.

Возникновение молекулярной биотехнологии.

В начале 70-х годов традиционная биотехнология как научная дисциплина была не слишком известна; исследования в этой области в основном проводились в отделах инженерной химии и иногда в рамках социальных микробиологических программ. В широком смысле биотехнология занимается производством коммерческих продуктов, образуемых микроорганизмами в результате их жизнедеятельности. Более формально биотехнологию можно определить как "применение научных и инженерных принципов к переработке материалов живыми организмами с целью создания товаров и услуг". В историческом смысле биотехнология возникла тогда, когда дрожжи были впервые использованы при производстве пива, а бактерии - для получения йогурта.

Термин "биотехнология" был придуман в 1917 году венгерским инженером Карлом Эреки для описания процесса крупномасштабного выращивания свиней с использованием в качестве корма сахарной свеклы. По определения Эреки , биотехнология - это "все виды работ, при которых из сырьевых материалов с помощью живых организмов производятся те или иные продукты". Однако это совершенно точное определение не получило широкого распространения. Долгое время термин "биотехнология" относился к двум разным дисциплинам. С одной стороны, его употребляли, говоря о промышленной ферментации, с другой - применительно к той области, которая сейчас называется эргономикой. Такой двойственности пришел конец в 1961 году, когда шведский микробиолог Карл Герен Хеден порекомендовал изменить название научного журнала "Журнал микробиологической и химической инженерии и технологии", специализирующегося на публикации работ по прикладной микробиологии и промышленной ферментации, на "Биотехнология и биоинженерия". С этого момента биотехнология оказалась четко и необратимо связана с исследованиями в области "промышленного производства товаров и услуг при участии живых организмов, биологических систем и процессов" и встала на прочный фундамент микробиологии, биохимии и химической инженерии.