Ошибки генной инженерии

В конце шестидесятых годов XIX столетия швейцарский биолог Фридрих Мишер выделяет из пропитанных гноем перевязочных бинтов вещество, которое он называет «нуклеин» (нынешняя субстанция наследственности — дезоксирибонуклеиновая кислота или ДНК).

В 1902-03 гг. Уолтер Станборо Саттон объявил, что «факторы» Менделя локализованы именно в хромосомах. В 1909 году датчанин Вильгельм Иоханнсен нарекает «факторы» Менделя «генами». В следующем году Томас Хант Морган определяет расположение различных генов мушки дрозофилы в хромосомах. В 1943 году Фонд Рокфеллера приступает совместно с мексиканским правительством к проведению «зеленой революции». Норману Борлафу, заместителю директора Фонда Рокфеллера, действительно удается поднять урожайность пшеницы с 750 килограмм до 2,7 тонн с гектара.

В 1951 году Розалинд Франклин делает четкие рентгено-кристаллические снимки дезоксирибонуклеиновой кислоты. Это позволяет Джеймсу Уотсону и Фрэнсису Крику* расшифровать структуру ДНК и разгадать механизм передачи потомству родительских генов. Результаты исследований были опубликованы в журнале Nature за 1953 год, а исследователи получили Нобелевскую премию.

* Это именно те ученые, которых некий Лайнус Полинг объявил шарлатанами и невеждами. Для справки — именно Полинг, этот «прозорливый» химик, физик и борец за мир, выдвинул витамин С в качестве «лекарства от простуды», что для химика и физика весьма странно: витамины – это «всего лишь» катализаторы. Эффективность этого высосанного из пальца «лекарства» до сих пор научно не подтверждена, но взятый с потолка впечатляющий список, на что влияет этот довольно заурядный витамин, впечатляет.

Все же активно развиваться генетическая инженерия начала с 1970 года, когда Д. Балтимор, Г. Темин и С. Мидзутани одновременно обнаружили и выделили в чистом виде обратную транскриптазу — фермент, применение которого значительно упростило получение копий единичных генов.

Это открытие позволило П. Бергу со товарищами получить молекулу ДНК, включавшую весь набор генов онкогенного вируса SV40, часть генов бактериофага и один из генов кишечной палочки, то есть молекулу, ранее не имевшуюся в природе!

Для введения генов в клетку употребляются элементы бактерий — плазмиды. Это небольшие молекулы ДНК, пребывающие не в ядре клетки, а в ее цитоплазме, и способные внедряться в хромосому чужой бактериальной клетки и после самопроизвольно или под каким-либо воздействием покидать ее, присваивая себе хромосомные гены клетки-хозяина. Затем плазмиды воспроизводятся, образуя множество копий.

В 1973 году ученые трансплантируют ДНК от одного живого организма другому: Стэнли Коэн и Энни Чанг (Стэнфордский университет) и Герберт Бойер соединяют ДНК вируса и бактерии и «создают» кольцо с двойной устойчивостью к антибиотикам — так рождается генная инженерия, как самостоятельная дисциплина.

Первое трансгенное растение было сконструировано в 1983 г. Биологи вставили в молекулу ДНК картофеля ген тюрингской бактерии, производящей белок, смертельный для колорадского жука. В то время наивно полагали, что на другие живые организмы он не действует.

Благодаря этим открытиям появилась возможность применять генетический материал почти как в детском конструкторе, созидая организмы с запрограммированными свойствами. Вполне понятно, что это породило громадный энтузиазм научной общественности. Грезилось: вот-вот начнется новая эра — эра биотехнологии, когда капитулируют наследственные болячки, а трансгенные растения и животные стремительно поднимут эффективность сельского хозяйства и решат, наконец, проблему голода в странах «третьего мира». Однако в реальности все оказалось не так просто, как тогда многим померещилось.

Например, выращенные в Германии тополя-мутанты не должны были цвести. Все же они зацвели, повергнув в глубокую печаль своих творцов — незапланированный эффект оказался слишком хорошо видимым. Но ведь имеются еще и так называемые «спящие» гены, действие которых может проявиться через много лет, когда застопорить запущенный механизм будет невозможно.

Тем не менее ГИ-корпораций подобные ляпсусы ничуть не тревожат, и они продолжают навязывать свои идеи с настырностью булгаковского Рокка из «Роковых яиц». Тот, как известно, взялся спасти страну Советов от куриной эпидемии (также как корпорации ныне подряжаются спасти мир от голода в связи с «перенаселением»). От нашествия выведенных Рокком гигантских рептилий страну Советов спасли лишь августовские морозы, на повторение которые рассчитывать, увы, не приходится.

Эти опасения далеки от перестраховки: применение мозаичного вирусного активатора Cauliflower Mosaic Viral promotor (CaMV) может активизировать обыкновенно пребывающие в покое вирусы в тех видах, в которые он вживлен. Известно, что CaMV «вшивается» практически во все ГИ-культуры. Сверхактивность генов резко повышает причинность раковых заболеваний. Ученые, проведя данное исследование, требуют, чтобы все трансгенные культуры, содержащие CaMV 35S или похожие активаторы, не попадали в производство и не проходили испытания на открытых опытных полях (пчелы и другие насекомые вместе с пыльцой разносят и изуродованные гены).

Ныне многие разновидности дрожжевых культур генетически модифицированы для ускорения процесса брожения в производстве пива и хлеба. Исследования ГИ-дрожжей, включающих гены, ответственные за переработку глюкозы, выявили, что они аккумулируют мутагенное и высокотоксичное вещество метилглиоксал. Таким образом, опасный побочный продукт жизнедеятельности дрожжей оказывается в конечных пищевых продуктах — пиве, хлебе, то есть практически во всех продуктах, в производстве которых применяют «западные» технологии. Слово «западные» в данном случае обязательно нужно писать в кавычках, ибо в самих странах ЕС используется технологии производства продуктов питания «для внутреннего употребления».

Данный пример показывает что продукт, полученный с помощью генетически модифицированных организмов (бактерий, дрожжевых культур или растений), может претерпеть опасные изменения, в их составе могут появиться новые или уже известные токсины.

Проблема состоит в «малом»: гены, как это выявили научные исследования, не действуют сами по себе. Они общаются с другими генами и изменяют свое поведение в зависимости от их влияния. Оттого исход «вшивания» очередного фрагмента абсолютно непредсказуем, даже если действие этого фрагмента изучено основательно. В частности, весьма занятно завершился эксперимент по укрупнению лососей. Помните обязательный киножурнал перед фильмом в кинотеатрах советского периода? Лососи выдались громадными и полнотелыми, жаль только, что их есть нельзя было, поскольку мясо «модифицированных» рыб почему-то оказалось… зеленого, «экологического» цвета. Нынче молчат рыбоводы Дальнего Востока, помалкивают инженеры от биотехнологии, почему-то не красуются перед объективами кинокамер с ГИ-лососями в мозолистых руках.

По информации Центра нормирования и сертификации МЗ РФ на 26.02.2001 год в Российском Федеральном Реестре пищевых продуктов вписано 81 наименование продуктов-мутантов. Это концентраты соевого протеина, мука соевая, пищевые волокна из сои, сухой напиток из той же сои, крупка соевая, соевые спецпродукты для спортсменов, соевый заменитель молока, картофель, кукуруза (маис) и т.д. Все эти соево-кукурузно-картофельные изделия называть растительными пищевыми продуктами весьма затруднительно, так как изготовлены они из растений-животных. Кстати сказать — страны ЕС их полностью или частично бойкотируют (однако Россия – не ЕС).

23 апреля 2019 года закончилась патентная война за право называться первооткрывателями технологии CRISPR/Cas. Ее вели несколько крупных научных центров. Патент на одно из самых выдающихся открытий в области биологии получили Эммануэль Шарпантье, Дженнифер Дудна, Мартин Джинек и Кшиштоф Хылински (университеты Калифорнии и Вены, а Массачусетский технологический университет остался за бортом).

Генная инженерия — одна из самых перспективных областей науки. Возможность изменять живые организмы на уровне их генов — непаханое поле для работы, а с недавних пор работа по редактированию человеческого генома буквально кипит. Это стало возможным благодаря изучению и развитию технологии редактирование генома CRISPR/Cas.

Наследственные болезни

Причиной генетических болезней становится мутация в генах. Она может передаться от кого-то из родителей, а может возникнуть сама по себе. Если представить себе гены как компоненты программы, по которой создается человек, то мутация — это ошибка в такой программе. Насчитывают более 6000 видов наследственных заболеваний. Поскольку до недавнего времени не существовало технологий, способных справиться с причиной наследственной болезни, то есть «починить» дефектный ген, то лечение предлагалось в основном симптоматическое — его целью было смягчить проявления болезни.

Казалось бы, технология CRISPR/Cas может помочь в удалении причины патологии, той самой мутации: нужно «всего лишь» сперва вырезать с ее помощью дефектную последовательность, а затем запустить в организм безопасный вирус, спроектированный так, чтобы он мог доставить в нужное место и разместить там «правильный» фрагмент ДНК. Однако не все так просто. На нынешнем этапе развития технология изучена недостаточно. Хотя опыты с растениями начались уже в 2012 году, сразу же после того, как был представлен сам метод, а затем «подключили» и животных, о полноценной генной терапии для человека говорить еще рано.

Обратная сторона силы

Эксперименты показали, что внешняя управляемость системы CRISPR/Cas — это миф. Да, технология работала, но она меняла не только тот фрагмент ДНК, который планировалось, но и некоторые другие фрагменты. Сперва дополнительные изменения казались небольшими, но в 2018 году ученые из Кембриджа обнаружили, что CRISPR/Cas может удалять последовательности из тысяч оснований ДНК или даже полностью переделывать их. Выяснилось это случайно — группа специалистов под руководством Майкла Косицки попробовала изменить участки ДНК, которые до них еще никто не трогал, — некодирующие гены под названием «интроны». Казалось бы, перемены в этих генах вообще не должны затрагивать работу остальных, но на деле после воздействия CRISPR ДНК в некоторых клетках вообще исчезла. Руководитель группы заявил, что при лечении смертельных заболеваний такой риск, возможно, оправдан, но в любом случае технология требует самых тщательных изысканий.

С учетом того, что сама технология открыта только в 2012 году, как проявит себя генная терапия у людей в долгосрочной перспективе, предугадать пока нельзя. Предшественники CRISPR/Cas проявили себя не слишком хорошо — так, в 1999 году при введении «безопасного» вируса с нужной генетической информацией в организм 18-летнего юноши у него активизировалась иммунная система, что в конечном итоге привело к его смерти. В 2014 году при лечении «синдрома мальчика в пузыре» (тяжелого комбинированного иммунодефицита) у некоторых больных развился лейкоз как побочный эффект из-за активации онкогена. Некоторое количество исследований показало, что применение генной инженерии снижает устойчивость организма к раку.

На данный момент полноценные масштабные исследования именно CRISPR/Cas на людях еще не начались. В 2016 году в Китае впервые использовали эту технологию для изменения генома пациента с агрессивным раком легких (он был одним из 10 участников мини-исследования), и результаты использования пока не известны. Лидер научной группы Лу Ю в одной из своих публикаций акцентировал внимание на том, что необходим государственный контроль за применением технологии, так как она может стать инструментом не для лечения, а для получения прибыли, кроме того, генетическая модификация остро ставит вопросы этики.

Подтверждением такой необходимости стали эксперименты другого китайского ученого — Хэ Цзянькуя. В 2018 году он заявил, что модифицировал геном двух эмбрионов женского пола таким образом, чтобы они не могли заразиться ВИЧ — после процедуры ЭКО «отключил» ген CCR5, с помощью которого вирус проникает в организм человека. Редактирование генома зародышей проводилось и до Цзянькуя, но это были нежизнеспособные эмбрионы (из этических же соображений), а в его случае родились две здоровые (по словам специалиста) девочки. Их мать была здорова, отец — носитель ВИЧ. Власти Китая подтвердили, что опыты Хэ Цзянькуя действительно происходили, однако как руководство страны, так и университет, в котором работал ученый, выступили против несанкционированных исследований (подобная работа в Китае запрещена).

Цзянькуя отстранили от работы, университет заявил, что не имеет к его работе никакого отношения. Действительно ли дети здоровы, восприимчивы ли они к ВИЧ, и будут ли какие-либо еще последствия у редактирования их генома (в том числе у их потомства) — неизвестно. Мало того, сама идея деактивации гена CCR5 довольно сомнительна: ВИЧ в современном мире вполне поддается контролю, антиретровирусная терапия неоднократно показала свою эффективность. Даже если ребенок рождается у ВИЧ-инфицированной матери, лекарства могут снизить риск заражения младенца до 2-3%. Фактически Хэ Цзянькуй использовал непроверенную технологию в ситуации, не угрожавшей жизни человека. При этом ВИЧ все еще может попасть в организмы девочек другим способом, а изменение гена CCR5 делает детей более восприимчивыми к гриппу и лихорадке Западного Нила. Родителям Лулу и Наны Цзянькуй сказал, что разрабатывает вакцину от ВИЧ, то есть при подписании согласия они не знали, на что соглашаются.

Впрочем, документы ученый подделывал в течение всего времени своей работы. Последние новости о нем были опубликованы в январе 2019 года — на тот момент он находился под охраной и ждал суда. Что с ним происходит сейчас — неизвестно. Агентство «Синьхуа» тогда же в январе сообщало, что Цзянькуй будет наказан в соответствии с законодательством — возможно, это уже произошло. Этот случай иллюстрирует, насколько опасной может стать революционная технология в руках недобросовестного человека.

Посмотрите также галерею людей с аномалиями, к которыми привели вчастности и генетические мутации.

Другая сторона вопроса связана с ситуациями, в которых допустимо прибегать к редактированию генома. Национальная академия наук США настоятельно рекомендует использовать генную инженерию, только когда это необходимо по медицинским показаниям, а не когда, например, родителям захочется изменить геном своих детей, чтобы сделать их более умными, сильными или талантливыми. В последнем случае — поскольку генная инженерия достаточно дорога — бесконтрольное ее применение приведет к дальнейшему расслоению общества: богатые будут иметь возможность изменять свои гены как им захочется, а у бедных такой возможности не будет.

Еще одна проблема — невозможность получить действительно информированное согласие родителей при редактировании генома детей — никто не знает, какими могут быть долгосрочные последствия изменений, они могут проявиться и спустя поколения. Специалисты предупреждают: хотя многие ученые считают, что они полностью контролируют свои эксперименты, всегда есть вероятность ошибки, а в случае генной инженерии эта ошибка может распространиться по всему миру, и контролировать этот процесс будет невозможно. Опасность так велика, что, например, бывший директор Института национального здравоохранения призвал полностью прекратить работу по крайней мере над теми направлении в CRISPR, которые относятся к мутациям, способным передаваться между поколениями.

Тем не менее нельзя сказать, что технология CRISPR/Cas и другие разновидности генной инженерии — это провальный путь. Если они будут находиться под жестким контролем государства и применяться только в случаях жизненной необходимости — это будет спасение для людей с наследственными заболеваниями. Однако пока соответствующие правовые нормы еще не разработаны, сами технологии изучены недостаточно и мировое сообщество еще не пришло к консенсусу относительно их этичности, к повсеместному использованию генной инженерии мир еще не готов.

Взгляд в историю

Все началось в 1987 году, когда японские ученые обнаружили в геноме кишечной палочки странные повторяющиеся последовательности, между которыми, в свою очередь, располагались разнообразные фрагменты ДНК. На тот момент назначение этих последовательностей было неясным. В 1993 году аналогичные последовательности были обнаружены у археи Haloferax mediterranei испанцем Франсиско Мохикой. Повторы стали называть «короткими палиндромными повторами, регулярно расположенными группами» (clustered regularly interspaced short palindromic repeats или CRISPR). Участки ДНК между ними также получили имя — они называются спейсеры от английского слова space — «пространство».

Дальнейшее изучение показало, что ДНК, представленная в спейсерах, соответствует ДНК вирусов-бактериофагов. Встреча с новым вирусом приводила к созданию нового спейсера. После серии экспериментов, завершившейся в 2007 году, ученые определили CRISPR как «библиотеку» знаний о вирусах. Если бактерия встречала повторно какой-либо вирус-бактериофаг, она передавала данные из «библиотеки» белкам Сas — это белки, которые отвечают в том числе за разрушение враждебной ДНК. Соответственно, они уничтожали бактериофаг «по наводке», при этом наводчиком выступала РНК, синтезированная бактерией в соответствии с типом узнанного бактериофага.

В 2012 году специалисты из нескольких университетов (независимо друг от друга, собственно, с тех пор и велась война за патент) предложили способ редактирования генома с помощью CRISPR/Cas: этот способ заключается в том, что ученые (или врачи), создавая определенные РНК, указывают белку Cas, какую именно последовательность в ДНК необходимо разрушить. Это и открыло дорогу для исследования CRISPR/Cas как метода лечения генетических заболеваний.

Посмотрите тажке галерею биохакеров — людей, которые пытаются обмануть природу.

Содержание:

1. Возможности генной инженерии
2. Генная терапия
3. Сельское хозяйство
4. Клонирование
5. Проблемы генной инженерии
6. Социально-экономические риски
7. Заключение

По этой ссылке вы сможете найти рефераты по биологии на любые темы и посмотреть как они написаны:

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

Введение:

Генная инженерия — это метод биотехнологии, который занимается исследованиями по реструктуризации генотипов. Генотип — это не просто механическая сумма генов, а сложная система, которая сложилась в ходе эволюции организмов. Генная инженерия позволяет передавать генетическую информацию от одного организма к другому посредством операций in vitro. Перенос генов позволяет преодолевать межвидовые барьеры и передавать индивидуальные наследственные признаки одного организма другому.

Носителями материальных оснований генов являются хромосомы, в состав которых входят ДНК и белки. Но гены образования не химические, а функциональные. С функциональной точки зрения ДНК состоит из множества блоков, в которых хранится определенное количество информации — генов. Ген — это часть молекулы ДНК, которая содержит информацию о первичной структуре одного белка (один ген — один белок). Поскольку в организмах присутствуют десятки тысяч белков, существуют десятки тысяч генов. Совокупность всех генов клетки составляет ее геном. Все клетки организма содержат одинаковый набор генов, но в каждом из них реализована отдельная часть хранимой информации. Поэтому, например, нервные клетки отличаются по структурно-функциональным и биологическим признакам от клеток печени.

Перестройка генотипов при выполнении задач генной инженерии — это качественное изменение генов, не связанное с изменениями в структуре хромосом, видимых в микроскопе. Суть методов генной инженерии заключается в том, что отдельные гены или группы генов встроены или исключены из генотипа организма. В результате включения в генотип ранее отсутствующего гена можно заставить клетку синтезировать белки, которые она ранее не синтезировала.

Наиболее распространенным методом генной инженерии является способ получения рекомбинантных, т.е. содержащих чужеродный ген, плазмид. Плазмиды представляют собой кольцевые двухцепочечные молекулы ДНК, состоящие из нескольких тысяч пар нуклеотидов. Весь этот процесс называется клонированием. Используя клонирование, вы можете получить более миллиона копий любого фрагмента ДНК человека или другого организма. Кроме того, клонированный фрагмент ДНК одного организма может быть введен в клетки другого организма. Это может достигать, например, высоких и стабильных выходов за счет введенного гена, который обеспечивает устойчивость к ряду заболеваний. С дальнейшим развитием науки станет возможным ввести недостающие гены в эмбрион человека и тем самым избежать генетических заболеваний.

С 80-х годов появились программы по изучению генома человека. В процессе реализации этих программ уже прочитано около 5 тысяч генов (полный геном человека содержит 50-100 тысяч). Был обнаружен ряд новых человеческих генов. Генная инженерия становится все более важной в генной терапии. Потому что многие болезни заложены на генетическом уровне. Именно в геноме заложена предрасположенность ко многим болезням или устойчивость к ним.

Возможности генной инженерии

Значительный прогресс был достигнут в практической области создания новых продуктов для медицинской промышленности и лечения заболеваний человека.

Использование генно-инженерных продуктов в медицине:

• Антикоагулянты — активатор тканевого плазминогена (АТФ), активирует плазмин. Фермент, участвующий в поглощении сгустков крови; эффективен при лечении пациентов с инфарктом миокарда;
• Факторы крови — фактор VIII ускоряет образование сгустка; дефицит гемофилии. Использование фактора VIII, полученного методами генной инженерии, устраняет риск, связанный с переливанием крови.

Факторы, стимулирующие колонию — факторы роста иммунной системы, которые стимулируют образование лейкоцитов. Он используется для лечения иммунодефицита и борьбы с инфекциями.

Эритропоэтин-Стимулирует образование красных кровяных клеток. Он используется для лечения анемии у пациентов с почечной недостаточностью.

Факторы роста — стимулируют дифференцировку и рост различных типов клеток. Используется для ускорения лечения ран.

Гормон роста человека — используется при лечении карликовости.

Человеческий инсулин — используется для лечения диабета.

Интерферон — Предотвращает размножение вирусов. Также используется для лечения определенных форм рака.

Лейксины — активируют и стимулируют работу различных типов лейкоцитов. Возможно применение при заживлении ран, при ВИЧ, раке, иммунодефиците.

Моноклональные антитела — самая высокая специфичность, связанная с антителами, используется в диагностических целях. Они также используются для адресной доставки лекарств, токсинов, радиоактивных и изотопных соединений к раковым опухолям при лечении рака, существует множество других областей применения.

Супероксиддисмутаза — предотвращает повреждение тканей реактивными производными гидроксила в условиях кратковременного дефицита кислорода, особенно во время хирургических операций, когда необходимо внезапно восстановить кровоток.

Вакцины — искусственно полученные вакцины (вакцина против гепатита В была впервые получена) во многих отношениях лучше, чем обычные вакцины. Принцип использования ДНК-вакцин заключается в том, что в организм пациента вводится молекула ДНК, содержащая гены, кодирующие иммуногенные белки патогенного микроорганизма. ДНК-вакцины также называют генными, генетическими, полинуклеотидными вакцинами, нуклеиново-кислотными вакцинами.

В настоящее время фармацевтическая отрасль завоевала лидирующие позиции в мире. Несколько сотен тысяч высококвалифицированных специалистов уже работают в исследовательском и промышленном секторах фармацевтической промышленности, и именно в этих областях интерес к исследованиям в области геномной и генной инженерии чрезвычайно высок.

Генная терапия

Генодиагностика и технологии генной терапии основаны на мировых достижениях в расшифровке генома человека. Генодиагностические технологии включают в себя разработку методов точной локализации генов в геноме человека, ответственного за наследственные и соматические заболевания. Важным их компонентом является сравнительный анализ структуры генома в нормальных и патологических условиях.

Генная терапия и генная диагностика — это перспективные технологии фундаментальной и прикладной биомедицины, направленные на лечение и профилактику наследственных (генетических) и приобретенных заболеваний, в том числе онкологических.

Основой генной терапии, развивающейся на основе и в сочетании с генной диагностикой, является контролируемое изменение генетического материала клеток, приводящее к «коррекции» не только наследственных, но, как выяснилось в последнее время, приобретенных генетических дефектов живого организма.

Наиболее важной технологической задачей генной терапии является разработка системы переноса или адресной доставки корректирующего генетического материала к клеткам-мишеням в теле пациента, которые несут дефектный ген в своем геноме. Предлагаемые технологии характеризуются точностью выявления гена, ответственного за генетический дефект, и выбора системы для передачи корректирующих генов, адресной доставки больного генетического материала, исправляющего генетический дефект, в организм.

Сельское хозяйство

Следовательно, любой прогресс в биотехнологии растений будет зависеть от развития генетических систем и инструментов, которые позволят более эффективно управлять трансгенами. В будущем, очевидно, будет контролироваться перенос генов из сорта в сорт, основанный на использовании предварительно подготовленного растительного материала, который уже содержит в желаемых хромосомах сайты гомологии, необходимые для гомологичного включения трансгена. Кроме того, ученые ищут гены, кодирующие новые полезные признаки.

Даже 10 лет назад биотехнология растений заметно отставала в своем развитии, но в последние годы произошел быстрый выпуск трансгенных растений на рынок с новыми полезными свойствами. Генетически модифицированные растения, устойчивые к различным классам гербицидов, в настоящее время являются наиболее успешным биотехнологическим продуктом.

Современная биотехнология способна манипулировать многими наиболее важными функциями, которые можно разделить на три группы.

Сельскохозяйственное производство. Они включают общую продуктивность растений из-за регуляции синтеза фитогормонов или дополнительного поступления кислорода в растительные клетки, а также признаки, которые обеспечивают устойчивость к различным вредителям, помимо создания форм растений с мужской стерильностью и способностью сохранить урожай дольше.

Признаки, которые влияют на качество продукта, включают способность манипулировать молекулярной массой жирных кислот. Заводы будут производить биоразлагаемый пластик по цене, сопоставимой с полиэтиленом, полученным из нефти. Открылась возможность для производства крахмала с желаемыми физико-химическими свойствами. Аминокислотный состав у растений запасных белков становится более сбалансированным и легко усваиваемым для млекопитающих. Растения становятся производителями вакцин, фармакологических белков и антител, что позволяет снизить затраты на увеличение различных заболеваний, в том числе онкологических. Получены и испытаны трансгенные растения хлопчатника с уже окрашенным волокном, более высокого качества.

Клонирование

Клонирование органов и тканей является задачей номер один в области трансплантологии, травматологии и других областях медицины и биологии. При пересадке клонированного органа не нужно думать о подавлении реакции отторжения и возможных последствий в виде рака, развившегося на фоне иммунодефицита. Клонированные органы станут спасением для людей, попавших в автомобильную аварию или какую-либо другую аварию, или для людей, которые нуждаются в радикальной помощи из-за болезней пожилого возраста (изношенное сердце, больная печень и т. д.).

Наиболее очевидный эффект клонирования — дать возможность бездетным людям иметь своих детей. Миллионы пар по всему миру сегодня страдают, будучи обречены, остаться без потомков. Клонирование поможет людям, страдающим серьезными генетическими заболеваниями. Если гены, которые определяют любое такое заболевание, содержатся в отцовских хромосомах, то ядро ​​ее собственной соматической клетки пересаживается в яйцеклетку матери, и тогда появляется ребенок, лишенный опасных генов, точная копия матери. Если эти гены содержатся в материнских хромосомах, то ядро ​​соматической клетки отца будет перенесено в яйцеклетку — появится здоровый ребенок, копия отца.

Напомним, что клонирование постоянно происходит in vivo, когда рождаются одинаковые или идентичные близнецы. Они идентичны по своему набору генов, что легко подтверждается возможностью пересадки органов и тканей между ними. Просто развитие нескольких эмбрионов из одного оплодотворенного яйца является редким и непредсказуемым.

Более скромной, но не менее важной задачей клонирования является регулирование пола сельскохозяйственных животных и клонирование чисто человеческих генов, «терапевтических белков», которые используются для лечения людей. Например, больные гемофилией, которые страдают от мутаций в гене, который кодирует гемостатический белок («фактор IX»). Сегодня эти белки извлекаются из крови доноров, и они разные, в том числе инфицированные вирусом СПИДа. Вот почему гемофилики считаются «группой риска» по СПИДу.

Проблемы генной инженерии

В настоящее время генная инженерия технически несовершенна, так как не способна контролировать процесс встраивания нового гена. Следовательно, невозможно предсказать место включения и влияние добавленного гена. Даже если местоположение гена можно определить после его включения в геном, доступная информация о ДНК очень неполная, чтобы предсказать результаты.

В середине 1998 года английский ученый Арпад Пустай, основываясь на экспериментах, впервые заявил, что использование генетически модифицированного картофеля у подопытных крыс привело к серьезному повреждению их внутренних органов и иммунной системы. У животных наблюдается целый ряд серьезных изменений в желудочно-кишечном тракте, печени, зобе, селезенке. Но самое зловещее — объем мозга уменьшился.

Дополнительным подтверждением того, что влияние генетически модифицированных продуктов питания на организм человека и окружающую среду плохо изучено, стало утверждение года ученым Джоном Люси.

Так, в мае 1999 года он объявил, что пыльца из генетически модифицированной пшеницы, изначально содержащей небольшую долю пестицидов, способна убивать личинок бабочек данайда.

В ноябре 1999 года была организована специальная научная конференция для обсуждения результатов исследований по Пустая и Лузи, но ее участники не смогли выработать общий подход к этому вопросу.

Более того, само существование таких противоречий свидетельствует о том, что размножение генетически модифицированных видов растений и животных представляет определенную опасность из-за непредсказуемости их развития и поведения в естественной среде.

Риски, связанные с применением генной инженерии к продуктам питания, можно разделить на три категории: экологические, медицинские и социально-экономические.

Экологический. Появление супер-вредителей. На самом деле они уже появились. Наивно думать, что вредители не ответят на хитрости ученых своей контратакой. Как вы знаете, в экстремальных условиях и процесс вытеснения вредителей растениями, устойчивыми к ним, нельзя назвать экстремальными, скорость мутаций увеличивается, и неизвестно, сколько времени потребуется насекомым для адаптации к новым условиям окружающей среды. И все пойдет по-новому, только на более высокий уровень.

Нарушение естественного баланса. Уже доказано, что многие ГМ-растения, такие как ГМ-табак или технический рис, используемые для производства пластмассовых и лекарственных веществ, смертельно опасны для грызунов, живущих на поле или вблизи него. Пока эти растения растут только на опытных полях, а что происходит после полного вымирания грызунов в местах их массового сева — никто не может предсказать.

Нечто подобное произошло с озером Виктория в 60-х годах прошлого века, когда в нем поселился нильский окунь. Оказавшись в благоприятной среде и обладая несомненным преимуществом в силе, выносливости и плодородии, этот обитатель водных видов за несколько лет сократил количество конкурирующих видов в несколько десятков раз и полностью уничтожил более двухсот видов. А спустя десятилетие оказалось, что в результате этого «переселения» леса исчезли в прибрежной зоне, берега были размыты, а эрозия почвы достигла беспрецедентных размеров.

Трансген вышел из-под контроля.Если генетически модифицированный хлопок опыляет свой относительный сорняк, то в результате он устойчив к пестицидам и гербицидам, не боится жары или холода, ему не угрожают клопы и паразиты и чрезвычайно плодовитый супер сорняк. Примерно то же самое может случиться со многими другими типами культурных растений. Все они имеют диких сородичей, которые часто являются одними из главных из-за сходства условий жизни, сорняков основной культуры.

Выход только один: все насаждения генетически модифицированных растений должны быть закрыты прозрачной крышкой, чтобы не сбежало ни одно семя, ни пылинка.

Медицинский. В марте 1996 года ведущий генный инженер, исследователь из Университета штата Небраска, подтвердил: при попытке увеличить содержание белка в ГМ сои к нему добавлялся аллерген вместе с геном бразильского ореха. Более того, испытания на животных не выявили опасности. Не существует известных способов предсказать аллергию на ГМ продукты. Аллергическая реакция обычно возникает через некоторое время после появления и развития чувствительности к аллергену.

Возможная токсичность и опасность для здоровья. ГМ продукты наносят огромный вред здоровью. Хорошо известно, что проявления токсического действия белка можно ожидать более тридцати лет, достаточно вспомнить сенсационную «болезнь коровьего бешенства», вызванную белком прионом. Белки, из которых состоят ГМ-продукты, являются принципиально новыми, поскольку они представляют собой гибриды белков растительного и бактериального происхождения.

Директор Института биологии сельского хозяйства Владимир Патыка вместе с коллегами из Всероссийского института сельскохозяйственной микробиологии (Санкт-Петербург) и чешскими микробиологами после двадцати лет исследований пришел к выводу, что «при определенных условиях белок-токсин, если его ввести, в ГМ картофель, может быть очень сильным канцерогенным фактором. «

Устойчивость к антибиотическому действию. Чтобы понять, «интегрировался» ли нужный ген в цепь ДНК, генетики снабжают его особым «флагом». Чаще всего ген устойчивости к антибиотикам используется в качестве «флага». Если клетка-мишень после «опыления» нового гена выдерживает действие этого антибиотика, тогда цель достигнута и ген успешно внедрен. Проблема в том, что, вставив этот ген в ДНК, он больше не может быть получен. Результат — двойная опасность. Во-первых, употребление устойчивых к антибиотикам продуктов неизбежно нейтрализует действие антибиотиков, принимаемых в качестве лекарства. И, во-вторых, появление большого количества устойчивых к антибиотикам растений может привести к появлению устойчивых к антибиотикам бактерий.

Могут возникнуть новые и опасные вирусы. Экспериментально показано, что гены вирусов, встроенные в геном, могут связываться с генами инфекционных вирусов. Такие новые вирусы могут быть более агрессивными, чем оригинальные. Они также могут стать менее видоспецифичными. Например, растительные вирусы могут стать вредными для полезных насекомых, животных и людей.

Социально-экономические риски

Большинство социальных и экономических угроз, создаваемых развитием генной инженерии, подпадают под широкое определение «продовольственной безопасности», то есть способности людей удовлетворять свои потребности в пище для здоровой, разнообразной и доступной пищи.

Ученые пришли к выводу, что эффективность новых культур зависит от многих конкретных факторов, включая распространение растений сорняков и паразитических насекомых, погодные условия и тип почвы.

Однако лишь незначительная часть продуктов питания из генетически модифицированных культур обладает более высокими питательными свойствами. А иногда они даже оказывают негативное влияние, что ставит под сомнение перспективу их распространения.

Одним из самых опасных свойств модифицированных семян является их «совершенная технология». Ученые добились того, что растения для продажи стали бесплодными, неспособными производить семена. Это означает, что фермеры не могут собирать семена на следующий год и должны покупать их снова. Понятно, что главная цель «ультрасовременной технологии» — увеличить доход компании-производителя семян.

Несколько социально-экономических причин, по которым генетически модифицированные растения считаются опасными:

• они представляют угрозу для выживания миллионов мелких фермеров.
• они сосредоточат контроль над мировыми продовольственными ресурсами в руках небольшой группы людей.
• они лишат потребителей свободы выбора своей продукции.

Заключение

Некоторые особенности новых технологий 21-го века могут привести к большей опасности, чем существующие средства массового уничтожения.

Успех в этой отрасли науки сможет кардинально повысить производительность труда и способствовать решению многих существующих проблем, прежде всего, повышению уровня жизни каждого человека, но в то же время созданию новых разрушительных средств.

Страх перед новым и неизвестным свойственен человеку. Когда человека клонируют, каждая «неудачная копия» окажется уродом, но в то же время полноценный человек и за его безобразие будет фактически отвечать всему человечеству. Это будет как сообщество людей, которые не смогли остановить безнравственные посягательства науки.

Создание другого человека с таким же генетическим кодом нарушит человеческое достоинство и уникальность.

Клонирование человека — это не то же самое, что генная инженерия человека. При клонировании ДНК копируется, в результате чего другой человек становится точным близнецом существующего человека и, следовательно, не монстром или уродом. Генная инженерия, однако, подразумевает модификацию человеческой ДНК, в результате чего может появиться человек, который не похож ни на один из существовавших ранее. Это может привести к созданию очень необычных людей, даже монстров. Генная инженерия человека, имеющая большой положительный потенциал, действительно является очень рискованным мероприятием, и ее следует проводить только с максимальной осторожностью и под наблюдением.

Генетическая (генная) инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, генетика, микробиология, вирусология.

Возможности генной инженерии

Создается ощущение, что еще несколько лет, может десяток, и человечество приблизится, действительно, к чему-то невозможному. К такому, о чем несколько лет назад даже нельзя было мечтать. Но давайте лучше обсудим то, что генетическая инженерия может прямо здесь и сейчас:

• трансформация клеток и генов;
• перенос материальных веществ и генов на другие живые органические существа. Переносить эти материальные вещества и клетки в наследственные клетки растениям, животным и разным микроорганизмам;
• получение модификаций на организмы, которые станут уникальными биохимически и генетически с точки зрения своих физиологических свойств и признаков.

Нужно понимать, что с каждым годом эти возможности будут только увеличиваться. Но и на данный момент видно, что уже существующие возможности генной инженерии удивляют и поражают.

Перспективы генной инженерии

Безусловно, сложно знать, что нас ждет в будущем. Возможно, все, что нам обещают, оборвется и окажется чепухой, а может быть все будет даже лучше обещанного. В любом случае, врачи уже сейчас уверены в том, что генная инженерия, бесспорно, принесет много пользы человечеству. Как минимум то, что будет развиваться такое направление, как создание штаммов-продуцентов белков человека, сельскохозяйственных животных и растений. Это направление связано не только с медициной и ветеринарией, но и с пищевой промышленностью.

Генная инженерия сможет побороть старость и людям не придется смотреть на то, как их тела становятся старыми и дряхлыми. То, что это возможно, стало понятно еще в девяностых годах, а сейчас кажется тем, что будет достигнуто в ближайшем будущем. Скорее всего, человечество сможет искоренить генетические заболевания и тем самым увеличить здоровье и средний возраст всего человечества.

Но самое главное – возможности и перспективы с точки зрения создания более способного человека для более эффективной борьбы с множеством проблем, которые готовит будущее. А для этого нужен здоровый человек с большим интеллектуальным потенциалом. Благодаря генной инженерии и генетике можно будет выращивать отдельные положительные качества людей, как в детском, так и во взрослом возрасте.

Этические проблемы генной инженерии

Но не бывает розы без шипов. Несмотря на все перспективы и возможности, многие ученые и философы задавались этическими вопросами о генной инженерии еще в прошлом веке:

• Имеет ли человек право стать автором революции и эволюции в биологических технологиях?
• Может ли наука изменить либеральные принципы социума?
• А будет ли генная инженерия доступна всем слоям общества или только отдельным? А стоимость и все связанное с расслоением и делением общества?
• Можно и нужно ли делать генную инженерию обязательной практикой для тестирования. И тестирование на ком?
• Можно ли при плохих показателях на обследование основательно советовать делать аборт матери? Вдруг показатели и тестирование ошибаются.
• Один из главных вопросов – религиозный. Как церковь и верующие люди отнесутся к данным проектам? И примут ли сами новый мир?

Их действительно много. Это подчеркивает тот факт, что не бывает ничего идеального и для достижения сильного эффекта иногда нужно чем-то жертвовать. Генетическая инженерия, как и любая другая вещь на земле, имеет множество плюсов, возможностей, особенностей и перспектив, но имеет и кучу вопросов, которые пока остаются без ответов. Нам остается смотреть в будущее и надеяться на лучшее. Может быть, генетика, действительно, сделает жизнь человека качественнее, вариативнее и лучше!

Факультативные занятия по общей биологии

Лекция

Проблемы
генной инженерии

1.         
Становление
генной инженерии.

2.         
Области
применения генной инженерии,

3.         
Достижения
и преимущества генной инженерии.

4.         
Экологические,
медицинские и социально-экономические риски внедрения генетически
модифицированных (ГМ) продуктов.

5.         
Перспективы
генной инженерии.

В настоящее время проблемы генной
инженерии очень актуальны. На начало ХХI
века в мире проживало около 5 млрд. человек. По прогнозам ученых к концу этого
века население Земли может увеличиться до 10 миллиардов человек. Как прокормить
такое количество людей качественной пищей, если и при 5 миллиардах в некоторых
регионах нашей планеты население голодает? Даже если бы такой проблемы не
существовало, то человечество, для решения других своих проблем, стремилось бы
внедрять в сельское хозяйство наиболее производительные биотехнологии. Одной из
таких технологий как раз и является генная инженерия.

I. Исторический аспект

Любое растение или животное имеет тысячи различных признаков.
Например, у растений: цвет листьев, величина семян, наличие в плодах
определённого витамина и тому подобное. За наличие каждого конкретного признака
отвечает определённый ген. Ген — от греческого genos, и переводится как «род», «происхождение».
Ген представляет собой маленький отрезочек молекулы ДНК и генерирует или
порождает определённый признак растения или животного. Если убрать ген,
отвечающий за появление определённого признака, то исчезнет и сам признак. И,
наоборот, если добавить, например, растению новый ген, то у растения появится и
новый признак. Изменённое же растение может теперь именоваться мутантом (с лат.
— изменённый).

А началось
все с того, что в 1955 году Дж. Уотсон и Ф. Крик совершили одно из величайших открытий
XX века, установив молекулярную
структуру ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты, из которой и состоят гены) и
определив ее роль в передаче наследственной информации. Десятью годами позже
группа американских исследователей сообщила о выделении в лаборатории первой
гибридной (рекомбинантной) молекулы ДНК —  то есть вещества, объединившего в
себе гены разных организмов. С этого момента формально и взяла старт генная
инженерия. Вживляя ген, «одолженный» у одного растения (или животного)
другому, биотехнологи добиваются появления новых видов с определенными
заданными свойствами. В 1983 году американцы вывели трансгенный табак,
неуязвимый для определенного вида вредителей. И вот тогда начался настоящий
бум. Уже через 4 года трансгенные растения, устойчивые к насекомым и
гербицидам, поступили в массовую продажу. Кроме того, необыкновенная
притягательность трансгенов кроется в том существенном факте, что биотехнологии
позволяют выводить новые культуры за 2-3 года. Обычные же методы селекции путем
отбора и скрещивания – это 10 и более лет. За эти годы получены: томаты и
картофель, огурцы и соя, кукуруза, рапс и т.д.

П.
Характеристика

На сегодняшний день существует несколько сотен генетически
изменённых продуктов. Уже на протяжении нескольких лет их употребляют миллионы
людей в большинстве стран мира. Есть данные, что подобными технологиями
пользуются для получения продуктов, реализуемых через сеть McDonalds. Многие крупные
концерны, типа Unilever, Nestle, Danon и другие используют для производства своих товаров
генно-инженерные продукты и экспортируют их во многие страны мира. Но во многих
странах такиe
продукты обязательно должны содержать на упаковке надпись «Сделано из
генетически модифицированного продукта». Некоторые считают, что, внося
изменения в генный код растения или животного, учёные делают то же самое, что и
сама природа. Абсолютно все живые организмы от бактерии до человека — это
результат мутаций и естественного отбора. Пример. Какое-либо растение выбросило
несколько тысяч семян, и они проросли. Среди тысяч появившихся ростков
некоторые обязательно будут отличаться от родителя, то есть фактически окажутся
мутантами. Если изменения вредны для растения, то оно погибнет, а если полезны,
то оно даст более приспособленное и совершенное потомство, и так может
образоваться новый вид растения. Но если природе для образования новых видов
требуется много сто- или тысячелетий, то учёные производят этот процесс за
несколько лет. Какой-то принципиальной же разницы нет.

2.1. Какие
именно ГМ-растения выращиваются в мире?

Самые распространенные — соя, кукуруза, масличный рапс и хлопок. В
некоторых странах для выращивания одобрены трансгенные помидоры, рис, кабачки.
Эксперименты проводятся на подсолнечнике, сахарной свекле, табаке, винограде,
деревьях и т. д. В тех странах, где пока нет разрешения на выращивание
трансгенов, проводятся полевые испытания.

2.2. Какие новые характеристики чаще всего «прививают» растениям
посредством генной инженерии?

Чаще всего культурные растения наделяют устойчивостью к
гербицидам, насекомым или вирусам. Устойчивость к гербицидам позволяет
«избранному» растению быть невосприимчивым к смертельным для других дозам
химикатов. В результате поле очищается от всех лишних растений, то есть
сорняков, а культуры устойчивые или толерантные (терпимые) к гербицидам,
выживают Чаще всего компания, продающая семена подобных растений предлагает в
наборе и соответствующие гербициды. Устойчивая к насекомым флора становится
поистине бесстрашной: например непобедимый колорадский жук, съедая листик
картофеля погибает. Почти все такие растения содержат встроенный ген природного
токсина — земляной бактерии Bacillus thuringiensis Устойчивость к вирусу растение приобретает благодаря встроенному
гену, взятому из этого же самого вируса.

2.3. В каких
странах выращивают трансгенов?

Основная масса трансгенов культивируется в США, в Канаде,
Аргентине, Китае, меньше — в других странах.

Европа же
очень озабочена. Под натиском общественности и организаций потребителей,
которые хотят знать, что они едят, в некоторых странах введен мораторий на ввоз
таких продуктов (Австрия, Франция, Греция, Великобритания, Люксембург). В
других принято жесткое требование маркировать генетически измененное
продовольствие.

Австрия и Люксембург запретили производство генных мутантов, а
греческие фермеры под черными знаменами и с плакатами в руках ворвались на поля
в Беотии, в Центральной Греции, и уничтожили плантации, на которых британская
фирма «Зенека» экспериментировала с помидорами. 1300 английских школ
исключили из своих меню пищу, содержащую трансгенные растения, а Франция очень
неохотно и медленно дает одобрение на продажу любых новых продуктов с чужими
генами. В ЕС разрешены только три вида генетически измененных растений, а если
точнее — три сорта кукурузы.

Соя — пока
единственная трансгенная культура, разрешенная к применению в России. На
подходе — трансгенный картофель, кукуруза и сахарная свекла.

Если в 1996
году в мире под трансгенными культурами было занято 1,8 миллионов гектаров, то
в 1999 году уже почти 40 миллионов. А в 2001 году,  не менее 60 миллионов. Это
не считая Китая, который не дает официальной информации, но, по оценкам, около
миллиона китайских фермеров вырашивают трансгенный хлопок примерно на 35 млн.
гектаров.

2.4. Наиболее
впечатляющие достижения

Первым искусственно изменённым продуктом стал помидор. Его новым
свойством стала способность месяцами лежать в недоспелом виде при температуре
12 градусов. Но как только такой помидор помещают в тепло, он за несколько часов
становится спелым.

Американские
компании Origen Therapeutics и Embrex планируют наладить
массовое производство клонированных цыплят. Смысл всей затеи очевиден:
тиражирование одной единственной жирной птички, которая мало ест, быстро растет
и не болеет, представляется делом необыкновенно выгодным. Исследования, которые
проводятся при поддержке Национального института науки и технологий,
выделившего на проект 4,7 миллиона долларов, уже дали конкретные результаты.
Технология клонирования в своем обычном виде, предполагающая перенос ядра
клетки-донора в яйцеклетку с последующей ее имплантацией суррогатной матери, к
птицам неприменима, поскольку, как известно, их эмбрионы развиваются не в
матке, а в скорлупе. Генетические копии цыплят создаются иным образом. Ученые
выделяют и размножают эмбриональные стволовые клетки донора, из которых с
ростом эмбриона развиваются все ткани. Затем эти клетки имплантируются в
обычное яйцо. Строго говоря, получающийся таким образом цыпленок является не
генетической копией, а «химерой», поскольку вместе с донорскими
клетками содержит и родные, те, что были в яйце. Однако ученые добились, чтобы
донорских клеток было более 95 %, и даже создали 100-процентного клона. Для
массового производства таких цыплят планируется использовать специальные
машины, способные за час ввести инъекции в 50 тысяч яиц.

Американцы добились изменения клубники, тюльпанов. Вывели сорт
картофеля, который при жарке впитывает меньше жира. Они же скоро планируют
получить помидоры-гиганты кубической формы, чтобы их было легче упаковывать в
ящики. Швейцарцы начали выращивать кукурузу, которая выделяет собственный яд
против вредителей.

Был создан «помидор с жабрами» — помидор, в который для
увеличения морозоустойчивости вживили ген североамериканской плоской рыбы. Кстати,
именно этот гибрид овоща и рыбы получил кличку «завтрак
Франкенштейна».

В Московском институте картофелеводства выводится картофель с
человеческим интерфероном крови, который повышает иммунитет. А в Институте
животноводства получен патент на овцу, у которой в молоке присутствует сычужный
фермент, необходимый для производства сыра. Специалисты утверждают, что при
новой технологии производства сыра, достаточно будет всего 200 овец, чтобы
обеспечить сыром всю Россию.

Сегодня
ученые работают над созданием «умных растений», которые могут
посылать фермерам сигнал SOS, светиться, когда им не хватает воды или при первых признаках
заболевания. Полным ходом идут работы по созданию пластмассы, которая бы
разрушалась, попадая в окружающую среду — в масличные культуры вводят гены
бактерий, позволяющие выращивать эту биоразлагаемую пластмассу прямо на полях.
Недавно американцы заявили, что им удалось добавить в генную структуру обычного
хлопка гены растений, цветущих голубым цветом. Появилась реальная возможность
революционизировать рынок джинсовой ткани — красильное производство прекратит
сброс в окружающую среду ядовитых сточных вод. Эта технология будет запущена в
производство в 2005 году.

Эксперименты
ведутся и в другой области — области запахов. Некоторые не любят запах роз,
считая его слишком приторным, — для таких людей можно выращивать розы,
благоухающие лимоном. Можно даже вырастить розу, издающую аромат духов Кельвина
Клайна — манипуляции с генами, отвечающими за запах, позволяют вывести растения
с любым ароматом.

2.5. Преимущества генной инженерии

1.    По
заверениям ученых демографов, в ближайшие двадцать лет население земного шара
удвоится. Пользуясь современными агрокультурами и агротехнологиями, прокормить
такое количество людей будет просто невозможно. Следовательно, уже сейчас пора
подумать о том, как с наименьшими потерями поднять урожайность сельхозугодий
вдвое. Поскольку для обычной селекции срок в два десятилетия крайне мал, то
остается
механическая модификация генетического кода растений. Можно, например, добавить
ген устойчивости к насекомым-вредителям или сделать растение более плодовитым.
Это основной довод трансгенетиков.

2. С помощью генной инженерии
можно увеличить в генетически измененной продукции содержание полезных веществ
и витаминов по сравнению с «чистыми» сортами. Например, можно «вставить»
витамин А в рис, с тем чтобы выращивать его в регионах, где люди испытывают его
нехватку.

3.   Можно существенно расширить
ареалы посева сельхозпродуктов, приспособив их к экстремальным условиям, таким,
как засуха и холод.

III. Проблемы и перспективы

Возможность воздействовать на гены позволяет устранять причины
наследственных болезней, изменять свойства организмов в нужном направлении,
пересаживать гены из одного организма в другой и привносить в него новые
признаки. Например, уже создаются новые организмы, сочетающие в себе свойства
животных и растений.

Однако
довольно сложно определить долговременные последствия генных манипуляций.

3.1.Против
генной инженерии

В настоящее время генная инженерия технически несовершенна, так
как она не в состоянии управлять процессом встраивания нового гена. Поэтому
невозможно предвидеть место встраивания и эффекты добавленного гена. Даже в том
случае, если местоположение гена окажется возможным установить после его
встраивания в геном, имеющиеся сведения о ДНК очень неполны для того, чтобы
предсказать результаты.

В середине
1998 года английский ученый Арпад Пустаи на основании проведенных опытов
впервые заявил о том, что употребление подопытными крысами генетически
модифицированного картофеля привело к серьезным повреждениям их внутренних
органов и иммунной системы. У животных возник целый набор серьезных изменений
желудочно-кишечного тракта, печени, зоба, селезенки. Но самое зловещее
-уменьшился объем мозга.

Это заявление
вызвало противоречивую реакцию научной общественности. С одной стороны,
институт, в котором работал Пустаи, заявил, что результаты его исследований
являются необъективными.

Однако
независимая комиссия, созданная из 20 ученых из разных стран, признала, что
выводы Пустаи правильны, а безвредность генетически модифицированных продуктов
действительно подлежит существенной переоценке.

Дополнительным
подтверждением того, что воздействие генетически измененных продуктов на
организм человека и окружающую среду является мало изученным, стало заявление
года ученого Джона Лузи.

Так, в мае 1999 года он сообщил о том, что пыльца генетически
модифицированной пшеницы, изначально содержащая небольшую долю пестицидов,
способна убивать личинок бабочки-данаиды.

В то же время некоторые ученые опять высказали мнение о том, что
лабораторные исследования не могут смоделировать условия живой природы, поэтому
на них нельзя полностью полагаться.

В ноябре 1999
года для обсуждения результатов исследований Пустаи и Лузи была организована
специальная научная конференция, однако ее участникам не удалось выработать
общего подхода к этому вопросу.

При этом само
существование подобных противоречий свидетельствует, что выведение генетически
модифицированных видов растений и животных представляет определенную опасность,
обусловленную непредсказуемостью их развития и повеления в естественной среде.

Риски,
связанные с применением генной инженерии продуктам питания, можно разделить на
три категории экологические, медицинские и социально-экономические.

3.1.1.
Экологические риски

1.    Появление
супервредителей.

В сущности,
такие уже появились. На Bt-кукурузе и хлопке уже живет коробочный (хлопковый) червь,
которому наиболее ценный природный пестицид Bacillus thuringensis (Bt) не приноси вреда. Наивно думать, что вредители на ухищрения
ученых не ответят своим контрударом. Как известно, в экстремальны условиях, а
процесс вытеснения вредителей устойчивыми к hhi растениями иначе как экстремальным не назовешь, скорость мутаций
растет, и неизвестно, сколько понадобится насекомым времени для того, чтобы
приспособиться к новым условия окружающей среды. И все пойдет по новой, только
на боле высоком уровне.

2.    Нарушение
природного баланса.

Уже доказано,
что многие ГМ-растения, такие, как ГМ-табак: или технический рис, применяемый
для производства пластика  лекарственных веществ, смертельно опасны для живущих
на поле или рядом с ним грызунов. Пока эти растения произрастают лишь на
опытных полях, а что произойдет после полного вымирание грызунов в районах их
массовых засевов — не берется предсказать никто.

Нечто
подобное случилось с озером Виктория в 60-х года прошлого века, когда в него
поселили нильского окуня. Попав в благоприятную среду и обладая несомненным
преимуществом в силе, выносливости и плодовитости, этот водный житель
считанные годы сократил численность конкурирующих видов в несколько десятков
раз, а более двухсот видов уничтожил полностью. А спустя десятилетие
выяснилось, что в результате этого «переселения» в прибрежной зоне исчезли
леса, берега были размыты, а эрозия почвы достигла невиданных доселе размеров.

3. Выход
трансгенов из-под контроля.

На каждую
упаковку с семенами генетически модифицированного Bt-хлопка фирмы Monsanto нанесена надпись: «Во
Флориде не сажать к югу от Тампы (60-е шоссе). Не для коммерческого
использования или продажи на Гавайях». Что заставило руководство этого
биотехнологического гиганта так ограничить площади посевов своих культур?
Оказывается, на Гавайях весьма распространен дикий родственник хлопка Gossypium tomentosum, а в Южной Флориде — Gossypium hirsutum. Оба считаются в
хлопководстве сорняками. Если генетически модифицированный хлопок опылит своего
родственника-сорняка, то в результате получится устойчивый к действию
пестицидов и гербицидов, не боящийся ни жары, ни холода, не угрызаемый жуками и
паразитами и страшно плодовитый суперсорняк. Примерно то же может случиться и
со многими другими видами культурных растений, таких, как масленичный рапс,
картофель, томаты или бобы. У всех них есть и весьма широко распространены
дикие сородичи, являющиеся зачастую одними из главных в силу сходства условий
жизни сорняками основной культуры.

Кстати
говоря, даже культурный рапс зачастую является сорняком для других культур, но
в силу его изнеженности он считается сорняком малозначительным. Генетически
модифицированный рапс изнеженным назвать нельзя. Вооруженный мощью современной
науки, он даст фору в сто очков по выживанию любой культуре. И пшеничные поля
весьма быстро могут превратиться в технические рапсовые. Уже были зафиксированы
случаи, когда ГМ-рапс наделил устойчивостью к гербицидам свою сорную
родственницу — дикую горчицу. Выход один: следует прикрывать прозрачным
колпаком всякие посадки генетически модифицированных растений, чтобы, не дай
бог, ни одно семечко, ни одна пылинка не вырвались наружу.

3.1.2.
Медицинские риски

1.    Повышенная
аллергеноопасность.

В марте 1996
года ведущий генный инженер, исследователь Университета штата Небраска,
подтвердил: при попытке повысить содержание белка в ГМ-сое в нее вместе с геном
бразильского ореха был перенесен аллерген. Причем тестирование животных не
выявило опасности. Тестирование ГМ-продуктов на аллергиках не входит в
обязательную программу испытаний новых продуктов, а поэтому то, что аллерген
был вовремя замечен, можно назвать счастливой случайностью, иначе жизни тысяч
человек, не переносящих орехов, оказались бы в настоящей опасности.

По поводу
аллергической опасности ГМ-продуктов известный британский ученый, доктор Мэй
Ван Хо, сказал: «Нет никаких известных способов предсказать аллергию на
ГМ-пищу. Аллергическая реакция обычно возникает спустя некоторое время после
появления и развития чувствительности к аллергену».

2.    Возможная токсичность и
опасность для здоровья. Британский ученый Арпад Пустаи, назвавший ГМ – продукты
«пищей для зомби», считает, что они наносят колоссальный вред
здоровью.

В 1989 году
одна из крупнейших японских химических компаний Showa Denko поставила на американский рынок новый ГМ-вариант известной
пищевой добавки L—tryptophan. В результате 37 человек погибли, а более 5000 стали инвалидами с
потенциально смертельным диагнозом — синдром эозиафильной миалгии (EMS) (неизлечимое и чрезвычайно
болезненное заболевание крови). Кроме того, хорошо известно, что проявлений
токсичного действия белка можно ждать более тридцати лет, за примером далеко
ходить не надо, достаточно вспомнить нашумевшее «коровье бешенство», вызванное
именно белком, прионом. Белки, из которых состоят ГМ-продукты, принципиально
новые, так как являются гибридами белков растительного и бактериального
происхождения. Спрашивается: достаточно ли для выяснения их безопасности
установленных сейчас трехлетних испытаний?

Директор
Института сельскохозяйственной биологии Владимир Патыка вместе с коллегами из
Всероссийского института сельскохозяйственной микробиологии (Санкт-Петербург) и
чешскими микробиологами после двадцатилетних исследований пришел к выводу, что
«при определенных условиях белок-токсин, если его ввести в ГМ-картофель, может
выступить весьма сильным канцерогенным фактором».

3.
Устойчивость к действиям антибиотиков.

Для того
чтобы понять, «встроился» ли нужный ген в цепочку ДНК, специалисты-генетики
снабжают его специальным «флажком». Чаще всего в роли этого «флажка» выступает
ген устойчивости к антибиотикам. Если целевая клетка после «опыления» новым
геном выдерживает действие этого антибиотика, значит, цель достигнута, и ген
успешно внедрен. Проблема состоит в том, что, единожды внедрив этот ген в ДНК,
вывести его уже нельзя. В результате возникает двойная опасность. Во-первых,
употребление в пищу устойчивых к антибиотикам продуктов неизбежно нейтрализует
действие антибиотиков, принимаемых в качестве лекарства. А во-вторых, появление
большого количества антибиотикоустойчивых растений может повлечь за собой появление
антибиотикоустойчивых бактерий. Нечто подобное уже наблюдалось несколько лет
назад в Дании, когда тысячи людей оказались жертвами эпидемии сальмонеллеза,
вызванной новым, устойчивым к антибиотикам, штаммом сальмонеллы.

4. Могут
возникнуть новые и опасные вирусы. Экспериментально показано, что встроенные в
геном гены вирусов могут соединяться с генами инфекционных вирусов. Такие новые
вирусы могут быть более агрессивными, чем исходные. Они могут стать также менее
видоспецифичными. Например, вирусы растений могут стать вредными для полезных
насекомых, животных, а также людей.

3.1.3. Социально- экономические риски

Большинство
социальных и экономических угроз, которые несет в себе развитие генной
инженерии, подпадают под широкое определение «продовольственной безопасности»,
то есть способности людей обеспечить свои продовольственные потребности в
здоровых, разнообразных и доступных по цене продуктах питания.

При этом сторонники генной инженерии заявляют, что создаваемые с
ее помощью продукты могут решить проблему мирового голода. Однако их оппоненты
подчеркивают высокую потенциальную опасность сосредоточения генетических
технологий в руках частных компаний через патентование определенных жизненных
форм, которые могут вытеснить традиционные сельскохозяйственные культуры и
породы животных.

Тем не менее
всеобъемлющее изучение экономического эффекта от использования генных
технологий (в частности, уровня урожайности и количества используемых
химических удобрений) были проведены лишь в последние годы. И результаты
довольно противоречивы.

Так, в
некоторых случаях урожайность генетически модифицированных культур была заметно
ниже, чем традиционных.

Таким
образом, ученые пришли к выводу, что эффективно новых культур также зависит от
многих частных факторов, в том числе от распространения сорняковых растений и
насекомых-паразитов, погодных условий и типа почвы.

При этом лишь незначительная часть продуктов питания из
генетически модифицированных сельскохозяйственных культур имеют более высокие
питательные свойства. А иногда они оказывают даже отрицательное воздействие,
что ставит под сомнение перспективу их распространения.

Одно из самых опасных свойств модифицированных семян — это их
«конечная технология». Ученые добились того, что  растения,
идущие на продажу, стали бесплодными, не способными производить семена. Это
означает, что фермеры не могут собрать семена на следующий год, и должны
покупать их снова. (А ведь в настоящее время 80% урожаев в развивающихся
странах получают из выращенных фермерами семян!). Понятно, что основная цель
«конечной технологии» — повысить доходы компании, производящей
семена.

Несколько
социально-экономических причин, по которым генетически измененные растения
считаются опасными:

— они
представляют угрозу для выживания миллионов мелких фермеров.

Они
сосредоточат контроль над мировыми пищевыми ресурсами в руках небольшой группы
людей. Всего десять компаний могут контролировать 85% глобального
агрохимического рынка.

Они лишат западных потребителей свободы выбора в приобретении
продуктов.

3.2.
Перспективы генной инженерии

Некоторые особенности новых технологий 21 века могут привести к
большим опасностям, чем существующие средства массового уничтожения. Прежде
всего, — это способность к саморепликации. Разрушающий и лавинно
самовоспроизводящийся объект, специально созданный или  случайно оказавшийся
вне контроля, может стать средством массового поражения всех или избранных. Для
этого не потребуются комплексы заводов, сложная организация и большие
ассигнования. Угрозу будет представлять само знание: устройства, изобретённые и
изготовленные в единичных экземплярах, могут содержать в себе всё, необходимое
для дальнейшего размножения, действия и даже дальнейшей эволюции — изменению
своих свойств в заданном направлении. Конечно, выше описаны вероятные, но не
гарантированные варианты развития генной инженерии. Успех в этой отрасли науки
сможет радикально поднять производительность труда и способствовать решению
многих существующих проблем, прежде всего, подъему уровня жизни каждого
человека, но, в то же время создать новые разрушительные средства.

1.    Путем
генетической модификации растений можно существенно уменьшить интенсивность
обработки полей пестицидами и гербицидами. Ярким примером здесь является уже
состоявшееся внедрение в геном кукурузы гена земляной бактерии Bacillus thuringiensis, уже
снабжающего растение собственной защитой, так называемым Bt-токсином, и делающего по
замыслу генетиков дополнительную обработку бессмысленной.

2.    Генетически измененным
продуктам могут быть приданы лечебные свойства. Ученым уже удалось создать
банан с содержанием анальгина и салат, вырабатывающий вакцину против гепатита
В.

3. Еда из
генетически измененных растений может быть дешевле и вкуснее.

4.
Модифицированные виды помогут решить и некоторые экологические проблемы.
Конструируются растения, эффективно поглощающие цинк, кобальт, кадмий, никель и
прочие металлы из загрязненных промышленными отходами почв.

5.                    
Генная инженерия позволит улучшить качество жизни, очень вероятно
— существенно продлить её; есть надежда найти гены, ответственные за старение
организма и реконструировать их.

Потенциальная опасность генно-инженерных методов

С
появлением генно-инженерных методов
стало ясно, что они несут в себе
потенциальную опасность. В самом деле,
если в бактерию кишечную палочку,
обычного обитателя кишечника человека,
ввести гены устойчивости к антибиотикам,
а потом ген, кодирующий сильный яд, и
вылить таких бактерий в водопровод, то
это может привести к тяжелейшим
последствиям. Из этого следует, что
опыты по генной инженерии требуют
соблюдения мер предосторожности и
государственного контроля.

Рис.
1. Встраивание в плазмиду хромосомной
ДНК

Некоторые
потенциально опасные исследования
(например, включение генов опухолеродных
вирусов в ДНК плазмид) еще недавно
находились под запретом. Многие предлагают
запретить генную инженерию. Однако эти
предложения не обоснованны по следующим
причинам.

Во-первых,
в настоящее время разработаны безопасные
«векторы», которые вряд ли могут выживать
и размножаться вне лабораторий. Чаще
всего векторами выступают плазмиды.
Весь процесс получения бактерий, несущих
«нужный» ген, схематично представлен
на рис. 1 и 2. Он включает в себя несколько
стадий: разрезание ДНК человека, включение
фрагментов ДНК человека в плазмиды,
введение рекомбинантных плазмид в
бактериальные клетки, отбор среди клонов
трансформированных бактерий тех, которые
несут нужный человеческий ген.

Во-вторых,
в большинстве экспериментов используется
бактерияEscherichiaсоli, а
это повсеместно распространенный вид,
живущий в кишечнике человека. Но
лабораторные штаммы этой бактерии
существуют вне тела человека уже на
протяжении многих тысяч поколений. Их
эволюция за это время зашла настолько
далеко, что им теперь трудно выжить вне
пробирки.

В-третьих,
отработаны обычные меры техники
безопасности, при соблюдении которых
исключены утечки опасных генетических
конструкций.

В-четвертых,
в природе существуют пути переноса ДНК
от одних видов другим, аналогичные тем,
что используются в лабораториях, а
генную инженерию, осуществляемую
природой, нельзя запретить (речь идет
о возможности существования трансдукции
генов от одного вида к другому с помощью
вирусов).

Биоэтика.
Центральные постулаты биоэтического
кодекса

Нарастающее
проникновение биотехнологий в изучение
наследственности человека вызвало
необходимость появления специальной
науки – биоэтики, разработка проблем
которой имеет уже 15-летнюю историю.

Этика
(от греч. этос
– обычай)
– это наука, объектом которой являются
мораль, морально-нравственные отношения,
вопросы моральных ценностей в обществе.
Она рассматривает правила и нормы
отношений людей друг к другу, обеспечивающие
дружелюбие и снижающие агрессивность
в общении. Можно считать, что этические
нормы соблюдаются, если, различая, «что
такое хорошо и что такое плохо», люди
стараются делать так, чтобы хорошего
было больше, а плохого – меньше.

Из
общей этики, которая возникла еще во
времена античности как часть практической
философии, в наше время выделилась
биоэтика – наука об этичном отношении
ко всему живому, в том числе и к человеку.
Это важная ступень развития этики в
современную эпоху, поскольку присущие
промышленному производству высокие
технологии очень агрессивны по отношению
к человеку, и не только к его телесному
здоровью, но и к интеллектуально-эмоциональной
сфере.

Биоэтика
регламентирует поведение людей по
отношению друг к другу в условиях
применения высоких технологий, которые
могут изменить их тело, психику или
(особенно!) потомство.

В
биоэтике имеются ключевые понятия,
которые образуют некий общий биоэтический
кодекс, так называемые центральные
постулаты. Они сводятся к следующему.

1. Признание
автономности личности, права человека
самому решать все вопросы, которые
касаются его тела, психики, эмоционального
статуса.

2. Справедливый
и равный доступ к любым видам общественных
благ, в том числе к медицине и биотехнологиям,
созданным на средства общества.

3. Принцип
«Не навреди!», предложенный еще
Гиппократом, означает, что этично
предпринимать только те действия,
которые не причинят вреда какому-либо
лицу.

4. В
современной биоэтике принцип «Не
навреди!» расширяется до формулы: «Не
только не навреди, но и сотвори благо!».

Этические
проблемы генной инженерии

В
настоящее время уже выявлено и изучено
несколько сотен патологически измененных
последовательностей ДНК, вызванных
мутагенами. Многие из этих патологий
являются причинами различных заболеваний
человека. Поэтому так важен точный
диагноз и прогноз генетических заболеваний
на ранних стадиях их возникновения –
в клетках тела зародыша с самого начала
его внутриутробного развития.

В
настоящее время в США, европейских
странах и, России осуществляется
международная программа «Геном человека»,
одна из целей которой состоит в полном
прочтении последовательности нуклеотидов
всей ДНК человека. Другая цель – как
можно более подробное картирование
генома и определение функций генов. Эта
программа, рассчитанная на 15 лет, –
самый дорогостоящий проект в биологии
начала XXI в. (если напечатать всю
последовательность нуклеотидов ДНК
человека – около 3 млрд пар – то она
займет 200 томов по 1000 страниц).

Как
сказано выше, многие болезни вызваны
мутациями или генетической (наследственной)
предрасположенностью. Одна из наиболее
заманчивых перспектив применения генной
инженерии – лечение наследственных
болезней с помощью введения в организм
больного нормальных («лечебных») генов.
Этот метод приемлем для лечения болезней,
вызываемых мутацией одного гена (известно
несколько тысяч таких болезней).

Чтобы
ген передавался дочерним клеткам при
делении и сохранялся в организме человека
всю жизнь, он должен встраиваться в
хромосому. Впервые эта задача была
решена в опытах на мышах в 1981 г. Уже
в 1990 г. в США были разрешены клинические
испытания по лечению тяжелого
комбинированного иммунодефицита с
помощью введения нормального гена,
отсутствующего при данной болезни.
Несколько позднее тем же методом начали
лечить один из видов гемофилии.

В
настоящее время проводятся клинические
испытания лечения генами примерно
десятка наследственных болезней. Среди
них: гемофилия; наследственная мышечная
дистрофия, приводящая к почти полной
неподвижности ребенка; наследственная
гиперхолестеринемия. Во многих случаях
уже сейчас достигается заметное улучшение
состояния больных этими и другими ранее
неизлечимыми болезнями.

Применение
методов генной инженерии к человеку
вызывает ряд этических проблем и
вопросов. Можно ли вводить гены в половые
клетки человека не с целью лечения, а с
целью улучшения каких-то признаков
потомства? Можно ли проводить диагностику
наследственных заболеваний, если о
результатах может узнать больной, а
методов лечения пока не существует? Что
лучше: применение генной диагностики
в предродовой период, когда выявление
наследственных дефектов может привести
к отказу от рождения ребенка, или отказ
от такой диагностики, из-за чего родители,
имеющие гены наследственной болезни,
могут принять решение вообще не иметь
детей?

Эти
и другие вопросы активно обсуждаются.
Может быть, кто-то в классе желает
высказать свое мнение по одной из
упомянутых выше проблем?

Юридические
проблемы генной инженерии

С
генной инженерией связано и множество
юридических проблем. Например, возникает
вопрос о праве собственности изобретателей
на новые гены и новые сорта растений и
животных, полученные с помощью генной
инженерии. В США и европейских странах
уже создано обширное патентное
законодательство в этой области;
неоднократно проходили судебные
процессы, связанные с защитой патентов
на тот или иной ген. Задача общества
состоит в том, чтобы охрана подобных
прав собственности не стала препятствием
для дальнейших научных исследований
или медицинской практики.

Ряд
проблем возникает при проведении
массового генетического тестирования
наследственных заболеванияй. Они связаны
как с возможной дискриминацией лиц,
имеющих положительные результаты того
или иного теста, так и с их влиянием на
психическое благополучие людей, здоровых
на момент тестирования. В соответствии
с общепринятыми международными нормами
обследование на наличие наследственных
заболеваний взрослых должно быть
добровольным.

Обследование
детей в интересах их здоровья должно
быть обязательным и бесплатным, например
генетическое тестирование новорожденных
на широко распространенное опасное
наследственное заболевание фенилкетонурию.
Обязательным условием такого обследования
являются доступность и своевременность
лечения заболевания.

Успехи
в изучении генома человека делают
реальным в ближайшем будущем тестирование
на предрасположенность сердечно-сосудистым,
онкологическим и др. заболеваниям. ВОЗ
рекомендует проводить тестирование,
только если его результаты могут быть
эффективно использованы для профилактики
и лечения заболевания, при условии
полной информированности пациента и
его добровольном согласии. К результатам
всех видов генетического тестирования
не должны иметь доступа работодатели,
страховые компании и др. во избежание
возможной дискриминации.

Во
многих странах законодательство
запрещает проводить генетическое
тестирование на заболевания, для которых
невозможно лечение. ВОЗ допускает
тестирование взрослых при отсутствии
методов лечения заболевания, если
полученная информация необходима для
предотвращения ущерба здоровью будущих
поколений. Тестирование детей на
заболевания с поздним началом при
отсутствии методов лечения или
профилактики следует отложить до
достижения возраста, когда молодые люди
смогут сами принять решение относительно
этого вопроса.

С
учетом опыта Совета Европы и разработанной
им концепции, ЮНЕСКО в 1997 г. принята
«Всеобщая декларация о геноме человека
и о правах человека». Это первый всеобщий
правовой акт в области биологии,
гарантирующий соблюдение прав человека
и учитывающий необходимость обеспечения
свободы исследований. В нем указывается,
что геном человека является изначальной
основой общности всех представителей
вида Homosapiens,
признания их достоинства, разнообразия
и в его естественном состоянии не должен
служить источником извлечения доходов.

Вопросы:

1. Выделение
   генов и  идентификация  мутаций

2. Генетическое
   картирование гена 

3. Физическое
   картирование гена 

4. Клонирование
   и секвенирование

5. Потенциальная
   опасность генно-инженерных методов

6. Биоэтика.
   Центральные постулаты биоэтического
   кодекса

7. Этические
   проблемы генной инженерии

8. Юридические
   проблемы генной инженерии

Основные
понятия

Биоэтика (от
греч.биос – жизнь и этос – обычай) –
наука об этичном отношении ко всему
живому, в том числе и к человеку.

Биоэтический
кодекс –
собрание ключевых постулатов биоэтики.

Векторы –
агенты, используемые для переноса
чужеродной ДНК в клетку.

Гемофилия –
наследственное заболевание,
характеризующееся повышенной
кровоточивостью, что объясняется
недостатком факторов свертывания крови.

Геном –
совокупность генов, содержащихся в
гаплоидном (одинарном) наборе хромосом
клетки.

Гиперхолестеринемия –
болезнь, при которой клетки больного
не поглощают холестерин из крови; это
приводит к ранним инфарктам.

Картирование
генома –
определение положения отдельных генов
в хромосомах.

Клон –
генетически однородное потомство одной
клетки.

Мутаген –
любой агент (фактор), вызывающий
перестройку материальных структур
наследственности, то есть генов и
хромосом. К мутагенам относятся различные
виды излучений, температура, некоторые
вирусы и другие физические, химические
и биологические факторы.

Мутации –
естественно возникающие или вызываемые
искусственно изменения наследственных
свойств организма.

Плазмиды –
короткие кольцевые молекулы ДНК,
существующие в клетках многих бактерий
и реплицирующиеся автономно, т.е. не в
то же самое время, что основная молекула
ДНК.

Рекомбинантные
плазмиды –
плазмида с «вшитой» чужеродной ДНК.

Трансдукция (от
лат. transductio –
перемещение) – пассивный перенос генов
от одного организма другому посредством
вирусов.

Трансформированные
бактерии –
бактерии с измененными наследственными
свойствами в результате привнесения в
них чужеродной ДНК.

Фенилкетонурия –
болезнь, связанная с отсутствием
фермента, превращающего аминокислоту
фенилаланин в аминокислоту тирозин;
при этой болезни поражается ЦНС и
развивается слабоумие.

Штамм (от
нем. Schtamm –
племя, род) – чистая культура
микроорганизмов, выделенная из
определенного источника.

Этика –
наука, объектом которой являются мораль,
морально-нравственные отношения, вопросы
моральных ценностей в обществе.

Задания 1. «Потенциальная опасность генно-инженерных методов»

1. В чем заключается потенциальная опасность генно-инженерных методов? Приведите конкретные примеры. 2. Правомерны ли предложения о полном запрете генной инженерии? Выскажите свою точку зрения. 3. Нужны ли особые меры техники безопасности при проведении генно-инженерных работ?

Задания 2. «Биоэтика. Центральные постулаты биоэтического кодекса»

1. Что такое этика, и какие задачи она решает? 2. Почему появилась необходимость в создании биоэтики? 3. Перечислите центральные постулаты биоэтического кодекса.

Задания 3. «Этические проблемы генной инженерии»

1. Каково значение генной инженерии для медицины? Приведите конкретные примеры. 2. Почему генно-инженерные методы оказываются связанными с этическими проблемами? 3. Выскажите свое мнение по следующему вопросу, что лучше – применение генной диагностики в предродовой период, когда выявление наследственных дефектов может привести к отказу от рождения ребенка, или отказ от такой диагностики, вследствие которого родители, имеющие гены наследственной болезни, могут принять решение вообще не иметь детей?

Задания 4. «Этические принципы медицинской генетики»

1. Что выделяет этику генетики из других разделов биоэтики? 2. Когда и где были сформулированы этические принципы медицинской генетики? 3. Назовите основные этические принципы медицинской генетики.

Задания 5. «Юридические аспекты генной инженерии»

1. Какие юридические проблемы порождает генная инженерия? Приведите примеры. 2. Какие правовые акты гарантируют соблюдение прав человека при проведении генно-инженерных исследований? 3. Существуют ли правовые документы, определяющие обязанности государств по обеспечениюнаучных исследований в области генной инженерии?

ТОО
«Есикский медицинский колледж» г.Есик

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #