Повна версія

Головна arrow Медицина arrow Генетика людини

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

Прикладна генетика

У другій половині XX ст. на стику генетики та молекулярної біології сформувалася нова потужна галузь науки — біотехнологія — наука про використання організмів, клітинних культур та біологічних процесів у промисловому виробництві. До біотехнологій належать генна інженерія та клонування сільськогосподарських рослин і тварин.

Щорічно у СІЛА саме на біотехнологію витрачають майже половину коштів, виділених для академічних наукових досліджень. її досягнення використовують у промисловості, медицині, сільському господарстві та багатьох інших сферах діяльності, однак невиважене застосування біотехнології може завдати значної шкоди як природі, так і людству.

Усі аспекти практичного використання генетики охоплює прикладна генетика.

Прикладна генетиканаука, що вивчає спадковість і мінливість різних форм живих організмів з метою використання одержаних даних у селекції рослин, тварин і мікроорганізмів, а також для розроблення методів лікування спадкових хвороб людини і тварин.

Досягнення прикладної генетики втілюються у впливах на живі організми — тварини і рослини — з метою отримання продукції вищої якості і у більших кількостях.

Генна інженерія

Потужним методом прикладної генетики та біотехнології, що дає змогу вивчати і змінювати генетичний код живих організмів, є генна інженерія. З її допомогою людина може змінювати інші організми для своїх потреб і лікувати спадкові хвороби.

Методи генної інженерії, що ґрунтуються на використанні бактерій.

Основні методи генної інженерії були розроблені в другій половині XX ст. на бактеріях. Вони полягали у введенні в організм нового гена. Цей ген можна синтезувати наново або перенести з іншого організму. Якщо в геном бактерії вбудувати ген, що кодує певний білок, клітина бактерії перетворюється на живу фабрику з продукування цього білка.

Одержання будь-якої кількості копій гена лише з одного його зразка називають клонуванням. Для клонування гена користуються т. зв. вектором, яким, як правило, є плазміда або бактеріофаг. Плазміда — це невеликий кільцевий фрагмент ДНК, виявлений у деяких бактеріях. Вона відокремлена від основної ДНК і реплікується незалежно від неї. Бактеріофаги (скорочено фаги) — віруси, які можуть вводити свою ДНК у бактеріальну клітину, де ця ДНК реплікується.

Фрагменти ДНК, тобто гени, які необхідно клонувати, за допомогою спеціального ферменту вилучають із геному організму-донора, а потім за допомогою іншого ферменту поєднують із плазмідною чи фаговою ДНК. Якщо таку гібридну ДНК ввести в бактеріальну клітину, то в процесі розмноження бактерії збільшується і кількість копій цієї ДНК. Модифіковані у такий спосіб бактерії здатні продукувати певні необхідні речовини (інсулін, гормон росту людини, коров'ячий соматотропін та ін.), чого в нормальних умовах вони робити не здатні.

Інсулін — гормон білкової природи, який утворюється в підшлунковій залозі і відіграє життєво важливу роль у регуляції вмісту цукру в крові. Недостача інсуліну є причиною цукрового діабету — тяжкого захворювання, через яке потерпає приблизно 3% населення земної кулі. Натепер більше 2 млн хворих на діабет у всьому світі користуються для лікування інсуліном, одержаним за допомогою модифікованих бактерій, у геном яких вбудовано ген інсуліну людини.

Гормон росту людини — білок, що виробляється гіпофізом і діє на всі тканини організму. Нестача цього гормона в дитинстві призводить до карликовості з нормальними пропорціями тіла. Для медичних потреб гормон росту отримують за допомогою бактерій з вбудованим в їх геном людським геном, що забезпечує синтез цього білка. Регулярні ін'єкції гормона росту хворим дітям відновлюють їхній зріст майже до нормального рівня.

Коров'ячий соматотропін — це гормон, подібний до гормона росту людини. Він теж виробляється в гіпофізі та стимулює поділ клітин у тілі тварин. Ген, що кодує коров'ячий соматотропін, був вбудований у геном бактерії. Ін'єкції навіть невеликих доз соматотропіну коровам збільшують продукування молока на 25%, а масу худоби, вирощуваної на м'ясо, — на 10—15%. Після припинення ін'єкцій маса корів та їх удійність поверталися до початкового рівня.

За допомогою генної інженерії стало можливим створення бактерій, здатних очищати поверхню водоймищ від нафтового забруднення. Спосіб хімічного очищення, який нині застосовують, надзвичайно шкідливий для живої природи. Проводяться успішні випробування створених штучно бактерій, які здатні руйнувати вуглеводні сполуки нафти.

Генетична перебудова рослин і тварин.

Багатоклітинні організми теж можна змінювати за допомогою генної інженерії. Генетично перебудовані з використанням методів генної інженерії організми прийнято називати транс генними.

Виведення трансгенних організмів є перспективною альтернативою традиційним методам селекції тварин та рослин. Поліпшення сортів рослин і порід тварин у традиційний спосіб — тривалий процес, який потребує 7— 12 років. Генна інженерія дає змогу створювати нові форми рослин і тварин з потрібними людині властивостями лише за кілька років. Трансгенні рослини чи тварини, як і бактерії, можуть стати дешевим і простим засобом виробництва достатньої кількості різноманітних корисних продуктів, і не тільки харчових.

 
<<   ЗМІСТ   >>