Генная инженерия как наука, история генной инженерии, проблемы морали и нравственности, плюсы и минусы

 

Содержание

Введение…………………………………………………………….стр. 2

1. История развития генной инженерии ……………...………..….стр. 3
2. Влияние генов на человека ………………………………………стр. 4-5
3. Научно-исследовательские аспекты …………………………….стр. 5-6
4. Схема, используемая в генной инженерии ……………………..стр. 6-11
5. Среда и наследственность ……………………………………….стр. 11-13
6. Плюсы Генной инженерии ………………………………………стр. 13-14
7. Минусы Генной инженерии…………………………………….. стр. 14
8. Уменьшение риска, связанного с генными технологиями  ……стр. 14

Заключение…………………………………………………………... стр. 15-16

Список литературы…………………………………………………...стр. 17                           

Приложение...........................................................................................стр. 18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

         Важной составной частью биотехнологии является генетическая инженерия. Родившись в начале 70-х годов, она добилась сегодня больших успехов. Методы генной инженерии преобразуют клетки бактерий, дрожжей и млекопитающих в "фабрики" для масштабного производства любого белка. Это дает возможность детально анализировать структуру и функции белков и использовать их в качестве лекарственных средств.

        Генетическая инженерия (генная инженерия) - совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.

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

      За последние десятилетия, ученые с известной степенью вероятности установили, в каких именно хромосомах находятся гены, мутация которых вызывает ту или иную болезнь. Однако, замена «дефектных» генов на здоровые, не только крайне сложна, но и не очень эффективна - одно и то же заболевание бывает вызвано разными мутациями, из-за чего ход болезни часто не поддается прогнозированию.

      Актуальность данной темы обусловлена тем, что за сто лет своего существования генетика добралась до человека, и теперь уже она его не оставит. Она нарисует его индивидуальный генетический портрет, даст ему в руки миниатюрный прибор, в котором будет собрана вся его наследственная информация. Каждый получит предупреждение, в каком возрасте болезнь Альцгеймера приступит к разрушению его памяти, насколько велик для него риск, заболеть раком или диабетом. Генетика порождает новую медицину - к этому и стремились сто лет назад ее основатели.

 

Целью данной работы является изучение генной инженерии

Исследование  данной работы предопределило ряд задач:

• Рассмотреть историю генной инженерии.
• Проанализировать влияние генов на человека.

1. История генной инженерии

Генная инженерия  появилась благодаря работам многих исследователей в разных отраслях биохимии и молекулярной генетики. На протяжении многих лет главным классом макромолекул считали белки. Существовало даже предположение, что гены имеют белковую природу. Лишь в 1944 году Эйвери, Мак Леод и Мак Карти показали, что носителем наследственной информации является ДНК. С этого времени начинается интенсивное изучение нуклеиновых кислот. Спустя десятилетие, в 1953 году Дж.Уотсон и Ф. Крик создали двуспиральную модель ДНК. Именно этот год на рубеже 50-60-х годов были выяснены свойства генетического кода, а к концу 60-х годов его универсальность была подтверждена экспериментально. Шло интенсивное развитие молекулярной генетики, объектами которой стали ее вирусы и плазмиды. Были разработаны методы выделения высокоочищенных препаратов неповрежденных молекул ДНК, плазмид и вирусов. ДНК вирусов и плазмид вводили в клетки в биологически активной форме, обеспечивая ее репликацию и экспрессию соответствующих генов. В 70-х годах был открыт ряд ферментов, катализирующих реакции превращения ДНК. Особая роль в развитии методов генной инженерии принадлежит рестриктазам и ДНК-лигазам.

 

Историю развития генетической инженерии можно  условно разделить на три этапа:

        Первый этап связан с доказательством принципиальной возможности получения рекомбинантных молекул ДНК in vitro. Эти работы касаются получения гибридов между различными плазмидами, создание рекомбинантных молекул с использованием исходных молекул ДНК из различных видов и штаммов бактерий, их жизнеспособность, стабильность и функционирование.

        Второй этап связан с началом работ по получению рекомбинантных молекул ДНК между хромосомными генами прокариот и различными плазмидами, доказательством их стабильности и жизнеспособности.

       Третий этап - начало работ по включению в векторные молекулы ДНК (ДНК, используемые для переноса генов и способные встраиваться в генетический аппарат клетки-рецепиента) генов эукариот, главным образом, животных. Формально датой рождения генетической инженерии следует считать 1972 год, когда в Стенфордском университете П. Берг, С. Коэн, Х. Бойер с сотрудниками создали первую рекомбинантную ДНК, содержавшую фрагменты ДНК вируса SV40, бактериофага и E. coli.

        Генетическая инженерия - конструирование ДНК/in vitro функционально активных генетических структур (рекомбинантных ДНК), или иначе - создание искусственных генетических программ (Баев А. А.). По Э. С. Пирузян генетическая инженерия - система экспериментальных приемов, позволяющих конструировать лабораторным путем (в пробирке) искусственные генетические структуры в виде так называемых рекомбинантных или гибридных молекул ДНК [12, с.62].

       Генетическая инженерия - получение новых комбинаций генетического материала путем проводимых вне клетки манипуляций с молекулами нуклеиновых кислот и переноса созданных конструкций генов в живой организм, в результате которого достигается их включение и активность в этом организме и у его потомства. Речь идет о направленном, по заранее заданной программе конструировании молекулярных генетических систем вне организма с последующим введением их в живой организм. При этом рекомбинантные ДНК становятся составной частью генетического аппарата рецепиентного организма и сообщают ему новые уникальные генетические, биохимические, а затем и физиологические свойства.

Цель прикладной генетической инженерии заключается  в конструировании таких рекомбинантных молекул ДНК, которые при внедрении  в генетический аппарат придавали  бы организму свойства, полезные для  человека. Например, получение «биологических реакторов» - микроорганизмов, растений и животных, продуцирующих фармакологически значимые для человека вещества, создание сортов растений и пород животных с определёнными ценными для человека признаками. Методы генной инженерии позволяют провести генетическую паспортизацию, диагностировать генетические заболевания, создавать ДНК-вакцины, проводить генотерапию различных заболеваний.

 

 

 

2. О влиянии генов на человека

             Одни и те же вопросы, задаваемые уже не первый год, сближают душу и тело и тут же непоправимо разделяют их. Неужели гены полностью и изначально программируют нашу жизнь? Неужели мы не способны измениться вообще? Или же наше поведение можно объяснить влиянием внешней среды, умением чему-то учиться? Итак, может ли человек развиваться, или все предопределено от века?

           На протяжении всего XX столетия ученые по-разному отвечали на эти важнейшие вопросы бытия. В самом начале века была популярна вульгарная теория наследственности. В двадцатые годы маятник качнулся в обратную сторону. Заговорили о теории «бихевиоризма». Внезапно первопричиной всему стала окружающая среда. Самого же человека, как утверждали поклонники «новоуча» (вот оно, «время перековки»!), можно научить буквально всему. Человек есть существо перевоспитываемое. Итак, из непокорного материала он прямо на глазах превращался в пластилин, поднесенный к перстам социальных и политических ваятелей. В конце семидесятых годов империя биологов нанесла ответный удар. Преемники «теории наследственности» бросились в новую атаку. Они опирались на поразительные открытия, сделанные генетиками.

       Теперь битва велась уже за первооснову человека. Является ли он марионеткой собственных генов? Может ли, например, «ген убийцы» определять агрессивное поведение человека?

       Поиски нематериального начала в человеческом естестве - души, духа, сознания, эго - вылились в череду беспрерывных поражений. Новые сведения о нашей природе поступали одно за другим. В последние годы не проходило и месяца, чтобы не выявлялось: «Ген такой-то ответствен за то-то». Список казался неисчерпаемым. Среди десятков других «управделами» отрекомендовались ген авантюризма, ген обжорства, ген верности, ген робости, ген алкоголизма. Даже религиозность, политические воззрения или социальная позиция якобы передавались по наследству. Со времен иронических пассажей Джонатана Свифта мир не казался таким предопределенным, как это явствовало из откровений генетиков.

      «За несколько дней до сотворения мира, - говорил он, - определено было, чтобы мой нос и этот столб столкнулись, и поэтому провидение сочло нужным послать нас в мир одновременно и сделать соотечественниками и согражданами. Если бы глаза мои были открыты, то, по всей вероятности, дело кончилось бы гораздо хуже. Разве не оступаются ежедневно люди, несмотря на всю свою предусмотрительность?» («Сказка бочки», пер. А. Франковского). Ретивые генетики, пожалуй, подправили бы Свифта, сказав, что движением носа, что шмякнулся о столб, конечно же, руководил «дефектный ген», мешавший индивиду держать нос по ветру и, наоборот, впутывавший его в разные неприглядные истории.

Впрочем, все  вышеназванные открытия были сравнительно безобидными, хотя и сейчас еще немало политических тиранов будут рады истребить своих генетически  неисправимых противников как тупиковую эволюционную ветвь, преграждающую дорогу в светлое будущее.

      Между тем человек становился все «прозрачнее». Ученые заявили, что такие наклонности человека, как агрессивность или гомосексуализм, тоже коренятся в наших генах. Подобные открытия провоцировали следующий вывод: ген агрессивности управляет поведением человека, в то время как его обладатель не несет никакой ответственности за совершенные им деяния. «Несчастного хозяина гена» - возьмем самый крайний случай - нельзя даже осудить за убийство. Ген, знаете ли, попутал. Под выстрелами биологов падает бездыханное тело юриспруденции. Оппоненты говорят обратное: мы всегда имеем дело не только с различными генетическими факторами, но и с окружающим нас миром.

      Понятие «окружающий мир» имеет мало общего с привычным термином «среда». Как считают генетики, «окружающий мир» не является чем-то неизбежно-императивным для человека, чем-то вроде клетки, в которую заточен бедняга, «имевший несчастие родиться». Нет, человек сам выбирает, выискивает себе свою среду (даже в темном царстве ребенок может плениться лучиком света), воздействует на среду и, в свою очередь, ею же, своей избранницей, переделывается - таким образом, человек и окружающая его среда находятся, так сказать, в «диалоговом режиме»: «Она его заела, он ее достал».

    У всех нас есть определенные качества, которые нам не избыть. Можем ли мы повлиять на это или нет - об этом мы узнаем, лишь попытавшись это сделать. Никогда не удастся предсказать, насколько человек способен преступить свои генетические задатки. Что же до точного поведения, то новооткрытые гены стали давать слабину.

Пресловутый «ген агрессивности» разделил участь большинства  других генов, якобы предопределявших поведение человека. Встречали их фанфарами, провожали короткой усмешкой. Их всемогущая власть опровергалась более тщательными научными изысканиями, и неудавшиеся диктаторы человеческой сути бесславно покидали «поле битвы за человека». Отныне «биологическим Бонапартом» оставалось лишь будоражить умы менее сведущие, витать среди застольных бесед обывателей, равно взволнованных и экстрасенсами, и «экстрагенами», превращать вульгарную болтовню в подобие научных сентенций, которые можно поверить даже «точным бухгалтерским расчетом».

    То же случилось и с геном гомосексуализма. Вопреки устремлениям и уверениям, ученым не удалось отыскать ген, заставляющий мужчину предпочитать особей своего пола «всем красавицам Шираза». Гены определяют многое, но не все!

    Нет, и не будет найдено никаких особенных генов, отвечающих, например, за интеллект. Исследования показали, что новорожденные дети мало различаются по своему интеллекту. Все довершает воспитание, заботливое или небрежное. Дети - при своих-то врожденных способностях - чаще всего бывают именно «запущены» родителями и близкими. Или же они сами «запускают» себя, ленясь, зарывая свой талант, не развивая свои способности. Если б отвергнутый нами одиозный политик проповедовал в своей жизни только одно: «Учиться, учиться и учиться!», цены бы этому лапушке не было. Да и нам тоже, если б мы одного этого завета и слушались.

   Гены решают многое, но не все. Мы уступаем им нашу конституцию, но то, что восстает против всеобщего закона - дух, - становится достоянием нашего знания, нашей воли. Да, мы часто идем на поводу у генов. Мы наследуем цвет глаз и окраску волос, форму носа и оттенок кожи. Мы наследуем многие недуги. Все, с чем мы приходим в жизнь, впрямь заложено в наших генах. Они - инструкция нашей конструкции. (Если точно говорить: наследственность определяет норму реакции, норму изменчивости.) Именно они определяют строение ферментов и протеинов, жизненно важных для работы всех клеток нашего организма. И все же, если в генах нет какого-то уж очень серьезного изъяна, любые их вариации можно как-то компенсировать путем влияния, воздействия окружающих, подражания им.

 

3.Научно-исследовательские аспекты

           Генная инженерия - экспериментальная наука. Возникла на стыке молекулярной биологии и генетики официально в 1972 г., когда в лаборатории П. Берга (Стенфордский университет, США) была получена первая рекомбинантная (гибридная) ДНК на базе объединения генетического материала, полный геном вируса обезьян 40, часть генома изомерного бактериофага и гены галактозного оперона.