Проект по расшифровке генома человека (англ. The Human Genome Project, HGP) — международный научно-исследовательский проект, главной целью которого было определить последовательность нуклеотидов, которые составляют ДНК и идентифицировать 20-25 тыс. генов в человеческом геноме.
Генная инженерия. Приёмы генной инженерии позволяют выделять необходимый ген и вводить его в новое генетическое окружение с целью создания организма с новыми, заранее предопределёнными признаками. Методы генной инженерии остаются ещё очень сложными и дорогостоящими.
Но уже сейчас с их помощью в промышленности получают такие важные медицинские препараты, как интерферон, гормоны роста, инсулин и др. Селекция микроорганизмов является важнейшим направлением в биотехнологии. Развитие бионики позволяет эффективно применять для решения инженерных задач биологические методы, использовать в различных областях техники опыт живой природы.
Фотопериодизм. Эволюционные аспекты фотопериодизма. Значение света, темноты, их продолжительности и чередования фаз для жизнедеятельности.
Как расшифровать геном человека
Фотопериодизм — реакция организмов на суточный ритм освещения, то есть на соотношение светлого (длина дня) и темного (длина ночи) периодов суток, выражающаяся в изменении процессов роста и развития. Фотопериодизм присущ растениям и животным.
В зависимости от реакции на длину дня, ускоряющей зацветание, растения делятся на:
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
Цели и задачи программы «Геном человека». Тканевая и генная инженерия. Стволовые клетки и проблема клонирование особей и тканей. Принципы методики
Геном человека — международная программа, конечной целью которой является определение нуклеотидной последовательности (секвенирование) всей геномной ДНК человека, а также идентификация генов и их локализация в геноме (картирование).
Проект начался в 1990 году, под руководством Джеймса Уотсона под эгидой Национальной организации здравоохранения США. В 2000 году был выпущен рабочий черновик структуры генома, полный геном — в 2003, однако и сегодня дополнительный анализ некоторых участков ещё не закончен. Частной компанией Celera Genomics был запущен аналогичный параллельный проект, завершенный несколько ранее международного. Основной объём секвенирования был выполнен в университетах и исследовательских центрах США, Канады и Великобритании. Кроме очевидной фундаментальной значимости, определение структуры человеческих генов является важным шагом для разработки новых медикаментов и развития других аспектов здравоохранения.
Тканевая инженерия — Одно из направлений биотехнологии, занимающееся созданием биологических заместителей тканей и органов.
Л.17 | ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА | ГЕНЕТИКА | ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ ЕГЭ
Создание биологических заместителей тканей (графта) включает несколько этапов: 1) отбор и культивирование собственного или донорского клеточного материала; 2) разработка специального носителя для клеток (матрицы) на основе биосовместимых материалов; 3) нанесение культуры клеток на матрицу и размножение клеток в биореакторе со специальными условиями культивирования; 4) непосредственное внедрение графта в область пораженного органа или предварительное размещение в области, хорошо снабжаемой кровью для дозревания и формирования микроциркуляции внутри графта (префабрикация). Клеточный материал может быть представлен клетками регенерируемой ткани или стволовыми клетками. Для создания матриц графтов применяют биологически инертные синтетические материалы, материалы на основе природных полимеров (хитозан, альгинат, коллаген), а также биокомпозитные материалы. Например, эквиваленты костной ткани получают путем направленной дифференцировки стволовых клеток костного мозга, пуповинной крови или жировой ткани. Затем полученные остеобласты наносят на различные материалы, поддерживающие их деление, – донорскую кость, коллагеновые матрицы, пористый гидроксиапатит и др..
ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ, или технология рекомбинантных ДНК, изменение с помощью биохимических и генетических методик хромосомного материала – основного наследственного вещества клеток. Хромосомный материал состоит из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Биологи изолируют те или иные участки ДНК, соединяют их в новых комбинациях и переносят из одной клетки в другую.
В результате удается осуществить такие изменения генома, которые естественным путем вряд ли могли бы возникнуть. 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.
Стволовые клетки — особый тип клеток, ещё не дифференцировавшихся и, соответственно, имеющих потенциал преобразиться в клетки любых тканей организма.
А поскольку стволовые клетки представляют собой вот такой универсальный строительный материал для организма, то они рассматриваются как способ излечения самых тяжёлых недугов, связанных с разрушением нервных тканей, в первую очередь, болезней Паркинсона, Альцгеймера, а также переломов позвоночника с разрывом спинного мозга.
Во-первых, существуют опасения вмешательства в ту сферу, о которой знаем еще слишком мало. Выиграя в чем-то одном, человечество может проиграть в большем.
Негативный опыт уже был, когда 40-х годах физики затеяли опыты с атомами. По собственному признанию авторов американской атомной бомбы, они не знали, будет ли спровоцированная ими реакция атомного распада носить ограниченно-локальный характер, или же, раз начавшись, атомный распад будет вовлекать в себя все новую и новую материю и в конце концов уничтожит все окружающее вещество. Тогда нам повезло.
Аналогия с атомщиками помогает выявить и обосновать и второй страх. Где гарантия, что из клонирования нельзя сделать «биологическую бомбу»? Где гарантия того, что владыки мира не используют эту практику для выведения новой человеческой расы, более соответствующей их представлениям об идеальном избирателе.
Многие отстаивают точку зрения, что клонирование человека недопустимо, потому что оно нарушает принцип уникальности каждой человеческой личности, что клонированный человек будет считаться неполноправным по отношению к человеку, появившемуся на свет обычным образом. В отношении исследований плодов в матке уже разработаны этические нормы, допускающие вмешательство в тех случаях, когда ожидаемая польза перевешивает риск жизни личности плода. Следовательно, согласно этому подходу, эксперименты над эмбрионами или клонирование допустимо производить только в лабораторных условиях, и результатом этих операций может быть лишь производство клеточной массы, а не тканей и органов.
Может быть, клонирование продлит жизнь человека или улучшит ее, но вдруг та технология, по которой будет воспроизведен клон, что-то не учтет. Ведь чем выше уровень организации вещества, тем сложнее его клонирование. Такая ошибка может стоить очень дорого всему человеческому сообществу.
В-третьих, каковы будут взаимоотношения между людьми разных рас? Все ли согласятся признать клонов людьми? Кем будут они в своем собственном восприятии? Как будем выглядеть мы в их глазах? Впрочем, здесь мы подходим к вопросам, которые Церковь давно умоляет обсудить медиков и юристов, «что есть человек»; когда начинается и когда кончается человеческая жизнь (проблема абортов и эвтаназии); что делает человека человеком (проблема людей с увечной психикой).
В-четвертых, будет ли включаться материнский инстинкт у женщины, если она не пройдет через вынашивание ребеночка и его роды? Будет ли любим такой ребенок?
В целом эти аргументы вращаются вокруг проблемы прав человека: какие права есть у человека и кто именно обладает этими правами.
Церковь говорит, что создание человеком человека есть узурпация прав Божественного Творца и потому прямой сатанизм.
Другой, специфически «богословский», аргумент против клонирования: это будет рождение без страдания, и тем самым будет отменена заповедь Господа, которая послала страдание при родах как наказание за первородный грех.
Биология скорее подтверждает наше давнее убеждение: человек создан для бессмертия. Наши клетки действительно бессмертны. Сами по себе они способны бесконечно делиться и не умирать — если только во внешней среде нет к тому препятствий. Значит, наша жизнь ограничивается не нашей собственной природой, а теми условиями, в которых мы живем. Поскольку же клетка, взятая для клонирования, и существо, выращенное из нее, все равно будут жить в нашем падшем мире, то дыхание «первородной» смертности все равно опалит ее.
Источник: megaobuchalka.ru
Биология и медицина
Программа «Геном человека»: исторические сведения и задачи
Бурное развитие молекулярной биологии и генетики человека к середине 80х годов сделало появление проекта Геном человека не только возможным, но и необходимым. К этому времени были разработаны методы изучения генов человека, которые и легли в основу данного проекта. В области молекулярной биологии это были методы быстрого определения первичной структуры ДНК [ Sanger F. e. a., 1977 ]; полимеразной цепной реакции ( ПЦР ) [ Saiki R.K. e.a., 1988 ]; методы клонирования протяженных участков чужеродной ДНК в искусственных хромосомах дрожжей [ Burke D.t. e.a., 1987 ]; метод разделения больших фрагментов ДНК электрофорезом в пульсирующем электрическом поле [ Schwartz D.C. e.a., 1984 ]. В области генетики человека были разработаны методы локализации генов с помощью анализа конаследования признаков с анонимными ДНК-маркерами . Одним из первых был разработан метод анализа полиморфизма длин рестрикционных фрагментов, который оказался настолько удачным, что позволил к 1987 г. получить первую карту генома человека [ Donis_Koler H. e.a., 1987 ].
Идея Проекта «Геном человека» была выдвинута в США . В дальнейшем национальные программы «Геном человека» были приняты в Великобритании , Франции , Германии , Италии , СССР .
Картирование генов человека и выяснение нуклеотидной последовательности человеческого генома составляют основные, взаимосвязанные задачи Международной программы «Геном человека».
Официально эта научная программа с участием ведущих молекулярно-генетических лабораторий США, Западной Европы, России и Японии оформилась в 1990 г. Однако задолго до приобретения официального статуса в этих странах проводились важные молекулярные исследования по изучению генома человека и картированию его генов.
История отечественной программы началась в 1987 г. Ее инициатором и безусловным лидером в течение многих лет был академик А.А. Баев. По его настоянию в 1989 г. она стала одной из ведущих Государственных научно-технических программ СССР. Основные разделы этой программы как в России, так и во всем мире включают три главных направления научных исследований [ Баев А.А., 1990 ; Баев А.А., 1994 ]: 1) картирование и секвенирование генома; 2) структурно-функциональное изучение генома; 3) медицинскую генетику и генотерапию.
Предполагалось, что основной раздел программы, касающийся секвенирования всего генома, т. е. выяснения первичной последовательности всей молекулы ДНК одной клетки человека длиной около 1,5 м, состоящей из 3,5х10 9 нуклеотидов, завершен уже к 2003 году.
В итоге этой работы идентифицированы все гены человека, т. е. будет точно определено их число, взаиморасположение на генетической карте и структурно-функциональные особенности. Предполагается, что осуществление этого проекта, помимо колоссальных теоретических обобщений для фундаментальных наук, окажет огромное влияние на понимание патогенеза, предупреждение и лечение наследственных болезней, значительно ускорит исследование молекулярных механизмов, лежащих в основе развития очень многих моногенных нарушений, будет способствовать более эффективному поиску генетических основ мультифакториальных заболеваний и наследственной предрасположенности к таким широко распространенным болезням человека, как атеросклероз, ишемия сердца, психиатрические и онкологические заболевания.
Ссылки:
- ПРОЕКТ ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА
- КАТАЛОГ ГЕННЫХ БОЛЕЗНЕЙ МАК-КЬЮСИКА (MIM)
Источник: medbiol.ru