Сущность генетической инженерии как раздела молекулярной генетики, ее история возникновения и развития. Понятие гибридной ДНК, ее внешний вид и структура. Экспериментальные разработки в области генной инженерии. Профилактика наследственных болезней.
Аннотация к работе
Кафедра молекулярной биологии и медицинской генетикиГенетическая инженерия - это раздел молекулярной генетики, связанный с целенаправленным созданием новых комбинаций генетического материала. Созданный генетический материал способен размножаться в клетке-хозяине и синтезировать конечные продукты обмена. Генная инженерия позволяет путем операций в пробирке переносить генетическую информацию из одного организма в другой. Перенос генов дает возможность преодолевать межвидовые барьеры и передавать отдельные наследственные признаки одних организмов другим. Цель прикладной генетической инженерии заключается в конструировании таких рекомбинантных молекул ДНК, которые при внедрении в генетический аппарат придавали бы организму свойства, полезные для человека.Она содержит ген (или гены) и вектор. Вектор - это фрагмент ДНК, обеспечивающий размножение гибридной ДНК и синтез конечных продуктов деятельности генетической системы - белков. Большая часть векторов получена на основе фага лямбда, из плазмид, вирусов SV40, полиомы, дрожжей и др. бактерий. Наиболее часто в качестве клетки - хозяина используют кишечную палочку, однако применяют и др. бактерии, дрожжи, животные или растительные клетки.Уже в 1992-1993 гг. несколько независимых групп исследователей доказали, что введение чужеродной ДНК в организм животного способствует формированию иммунитета. Принцип применения ДНК-вакцин заключается в том, что в организм вводят молекулу ДНК, содержащую гены, кодирующие иммуногенные белки патогенного микроорганизма. В результате интенсивного развития методов генетической инженерии получены клоны множества генов рибосомальной, транспортной и 5S РНК , гистонов, глобина мыши, кролика, человека, коллагена, овальбумина, инсулина человека и др. пептидных гормонов, интерферона человека и прочее.Буквально с первых шагов генной инженерии ученые задались целью разработать методы исправления генетических повреждений путем введения в организм «здоровых» генов. Существует два пути, чтобы заставить клетку выдавать недостающую генетическую информацию: Коррегирующая или исправляющая генотерапия предполагает замену патологического гена его нормальной копией; Заместительная терапия - в этом случае в клетку наряду с дефектным геном вводится дополнительная нормальная копия гена, которая функционально будет заменять патологический ген. Для доставки в клетки существует два подхода: In vitro или ex vivo, когда трансформация клеток или, иначе говоря, передача им генетического материала осуществляется вне организма-хозяина; Животные или растения, в которых произведены изменения геномов путем парасексуальных операций называют трансгенными, а методология, использующая трансгенных животных, называется трансгеноз.За короткий срок генная инженерия оказала огромное влияние на развитие молекулярно-генетических методов и позволила существенно продвинуться по пути познания строения и функционирования генетического аппарата. Методы генной инженерии преобразуют клетки бактерий, дрожжей и млекопитающих в "фабрики" для масштабного производства любого белка. Генетическая инженерия служит для получения желаемых качеств изменяемого или генетически модифицированного организма. Сочетание возможностей генетики и клинической педиатрии позволит уже в недалеком будущем решать сложнейшие вопросы лечения и профилактики наследственных моногенных болезней.
План
План
Введение
1. Строение рекомбинантной ДНК
2. Экспериментальные разработки в области генной инженерии
Список использованной литературы генетический инженерия днк болезнь
Введение
Генетическая инженерия - это раздел молекулярной генетики, связанный с целенаправленным созданием новых комбинаций генетического материала. Основа прикладной генетической инженерии - теория гена. Созданный генетический материал способен размножаться в клетке-хозяине и синтезировать конечные продукты обмена.
Из истории
Генетическая инженерия возникла в 1972 году, в Станфордском университете, в США. Тогда лаборатория П. Берга получила первую рекомбинатную (гибридную) ДНК или (РЕКДНК). Она соединяла в себе фрагменты ДНК фага лямбда, кишечной палочки и обезьяньего вируса SV40.
Цель
Генная инженерия позволяет путем операций в пробирке переносить генетическую информацию из одного организма в другой. Перенос генов дает возможность преодолевать межвидовые барьеры и передавать отдельные наследственные признаки одних организмов другим.
Цель прикладной генетической инженерии заключается в конструировании таких рекомбинантных молекул ДНК, которые при внедрении в генетический аппарат придавали бы организму свойства, полезные для человека.
Генная инженерия ставит перед собой обширные практические задачи, прежде всего это получение путем бактериального синтеза ряда лекарственных средств, например инсулина, интерферонов.
Получение так называемых трансгенных растений открывает принципиально новые возможности для растениеводства в создании сельскохозяйственных культур, устойчивых к экстремальным воздействиям и инфекционным поражениям.
На Международной конференции в г. Асиломаре (США) в 1975 г. выработаны требования, соблюдение которых снижает вероятность неблагоприятных последствий генной инженерии. Так, в качестве клеток-реципиентов предполагается использовать штаммы «саморазрушающихся бактерий», которые при температуре человеческого тела погибают.
Задачи
Основные направления генетической модификации организмов: - придание устойчивости к ядохимикатам (например, к определенным гербицидам);
- придание устойчивости к вредителям и болезням (например, Bt-модификация);
- повышение продуктивности (например, быстрый рост трансгенного лосося);
- придание особых качеств (например, изменение химического состава).
Вывод
Важной составной частью биотехнологии является генетическая инженерия. Родившись в начале 70-х годов, она добилась сегодня больших успехов. За короткий срок генная инженерия оказала огромное влияние на развитие молекулярно-генетических методов и позволила существенно продвинуться по пути познания строения и функционирования генетического аппарата. Методы генной инженерии преобразуют клетки бактерий, дрожжей и млекопитающих в "фабрики" для масштабного производства любого белка. Это дает возможность детально анализировать структуру и функции белков и использовать их в качестве лекарственных средств. Генетическая инженерия служит для получения желаемых качеств изменяемого или генетически модифицированного организма. Примерами применения генной инженерии являются получение производство человеческого инсулина путем использования генномодифицированных бактерий, производство эритропоэтина в культуре клеток или новых пород экспериментальных мышей для научных исследований.
Сочетание возможностей генетики и клинической педиатрии позволит уже в недалеком будущем решать сложнейшие вопросы лечения и профилактики наследственных моногенных болезней. Современная медицинская и клиническая генетика представляет собой ярчайших пример единения науки и практики. Исследования, еще недавно представляющиеся сугубо теоретическими, в считанные годы получают реальный практический выход на благо здоровья настоящего и будущих поколений. В ближайшем будущем генная терапия займет ведущее место в лечении многих болезней, считавшихся ранее неизлечимыми.
При помощи генной инженерии можно получать потомков с улучшенной внешностью, умственными и физическими способностями, характером и поведением. С помощью генотерапии в будущем возможно улучшение генома и ныне живущих людей. В принципе можно создавать и более серьезные изменения, но на пути подобных преобразований человечеству необходимо решить множество этических проблем.
Список литературы
1. Биологический энциклопедический словарь, М., 1989; Сельскохозяйственный энциклопедический словарь, М., 1989;
2. Маниатис Т., Методы генетической инженерии, М., 1984; Лещинская И.Б. Генетическая инженерия. Соросовский образовательный журнал, №1,1996.
3. Щелкунов С.Н. Генетическая инженерия. Ч. 1. Изд-во Лотос, 2005. 304 с.
4. Попов Л.С., Языков А.А. Трансгенные животные как модели для изучения репродукции эмбрионального развития и заболеваний человека //2002. Т 119, № 1. С. 30-41.
5. Барановов В.С. Генная терапия - медицина XXI века //Изд.Медицина. № 3. 1999. С. 3 - 68.
6. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология. Т. 1 - 3. М.: Мир, 2004.