Генетическая и клеточная инженерия

Изменчивость

Наследственность как свойство живой материи тесно связана с проти­воположным свойством — изменчивостью.

► Изменчивость — это способность живых организмов приобретать новые признаки.

Различают наследственную (генотипическую) и ненаследственную (модификационную) изменчивость.

Ненаследственная изменчивость возникает под влиянием тех или иных факторов внешней среды и характеризуется:

♦ групповым характером изменений;

♦ соответствием возникших изменений действию определенного фактора среды;

♦ изменениями, которые могут развиваться в определенных пределах (норма реакции).

Наследственная изменчивость связана с изменением генотипа и со­храняется в ряду поколений. Различают мутационную и комбинативную наследственную изменчивость.

Мутационная изменчивость (или мутации) представляет собой спонтанные скачкообразные изменения генетического материала, воз­никающие вследствие нарушений в структуре генов или хромосомы. Мутации могут быть полезными или вредными для организма. Часто­та мутаций в естественных условиях мала (примерно одна мутация на 200 тыс. генов). Однако влияние некоторых факторов среды сущест­венно увеличивает число мутаций. К таким факторам, или мутагенам, относятся: ионизирующее излучение, температура, электромагнитные поля, некоторые химические вещества.

Мутации повышают генетическое разнообразие внутри популяции или вида, так как поставляют материал для естественного отбора и об­разования новых видов. Таким образом, положительные мутации, встре­чающиеся крайне редко, лежат в основе эволюционного процесса.

Комбинативная изменчивость связана с перестройкой структуры хромосомы, порядком расположения генов (рекомбинацией), при этом сами гены не изменяются.

Возникновение генетической (генной) инженерии связано с созданием технологии выделения генов из ДНК и методики размножения нуж­ного гена естествоиспытателем П. Бергом (1972 г., США). Внедрение в живой организм чужеродной генетической информации, генетическое манипулирование с целью изменения существующих и создания но­вых генотипов составляют одну из самых перспективных актуальных задач генной инженерии.

На основе генной инженерии возникла новая отрасль фармацевти­ческой промышленности, представляющая собой перспективную ветвь современной биотехнологии — микробиологический синтез. С помо­щью методов генной инженерии получены клоны многих генов, инсу­лин, гистоны, коллаген и глобин мыши, кролика и человека, пептид­ные гормоны и интерферон, которые используют в лечебной практике.

Развитие генной инженерии делает возможным создание новых ге­нотипов сельскохозяйственных растений и животных, для которых характерно отсутствие определенных болезней и увеличение продук­тивности.

Методы генной инженерии широко применяются в медицине, фар­макологии, микробиологии. Например, с помощью молекулярных проб (фрагментов ДНК) можно определить зараженность донорской крови вирусом СПИДа.

Разработаны генные технологии улучшения вакцин и создания но­вых вакцин. Генетики ведут исследования по генетической модифика­ции свойств микроорганизмов, необходимых для сыроварения, вино­делия, хлебопечения, производства кисломолочных продуктов.

В сельском хозяйстве используют модифицированные микробы для борьбы с вредными вирусами, микробами и насекомыми.

Клеточная инженерия занимается генетическими манипуляциями с отдельными клетками или группами клеток. К достижениям клеточ­ной инженерии можно отнести методику оплодотворения в пробирке яйцеклетки с последующей имплантацией ее зародышей в матку. В на­стоящее время в мире насчитывается десятки тысяч «детей из проби­рок».

Методы клеточной инженерии применяются в животноводстве при выведении животных с определенными, полезными для человека ка­чествами. В данном случае в яйцеклетки подопытных животных вне­дряют участки молекул ДНК, изменяя генотип особи.

В растениеводстве с целью уменьшить сроки размножения и зна­чительно увеличить число новых экземпляров используют клоналъное микроразмножение (получение растительного организма из одной клет­ки).

Однако необходимо отметить и негативный аспект развития генной и клеточной инженерии: становится реальной возможность получе­ния новых патогенных вирусов и создания новых видов бактериологи­ческого оружия, что не только ведет к дестабилизации и напряженно­сти отношений между странами, по и ставит под угрозу благополучие человеческой цивилизации.

В 1997 г. в печати появилась информация о том, что шотландский ученый Я. Вильмут разработал методику клонирования млекопитаю­щих, в результате чего появилась клонированная овечка Долли. Было проведено 236 опытов, из которых только один оказался успешным — родилась овца, несущая весь генотип матери.

После этого все чаще стали возникать дискуссии по проблеме кло­нирования человека. Действительно, технологии генной инженерии приближаются к решению этой задачи. Но следует помнить, что кло­нирование человека вызовет целый ряд этических, юридических и ре­лигиозных проблем, среди которых наиболее острыми будут, вероят­но, следующие:

♦ подрыв нравственных ценностей человечества;

♦ неблагоприятное влияние па социальную и биологическую устойчивость человеческой популяции;

♦ возможное зарождение цивилизации с иными нравственными критериями (или их отсутствием);

♦ появление криминальных объединений исследователей, использующих достижения генной инженерии в противоправных целях.

Таким образом, нравственные и социальные аспекты использова­ния достижений генетики в интересах человека требуют широкого об­суждения, внимания и общественного контроля.

Дата добавления: 2014-01-06