Будущее человечества и прогресс генетики
Другие рефераты
Введение
Генетика представляет собой одну из основных, наиболее увлекательных и
вместе с тем сложных дисциплин современного естествознания. Место генетики
среди биологических наук и особый интерес к ней определяются тем, что она
изучает основные свойства организмов, а именно наследственность и
изменчивость.
В результате многочисленных – блестящих по своему замыслу и тончайших
по исполнению – экспериментов в области молекулярной генетики современная
биология обогатилась двумя фундаментальными открытиями, которые уже нашли
широкое отражение в генетике человека, а частично и выполнены на клетках
человека. Это показывает неразрывную связь успехов генетики человека с
успехами современной биологии, которая все больше и больше становится
связана с генетикой.
Первое – это возможность работать с изолированными генами. Она
получена благодаря выделению гена в чистом виде и синтезу его. Значение
этого открытия трудно переоценить. Важно подчеркнуть, что для синтеза гена
применяют разные методы, т.е. уже имеется выбор, когда речь пойдет о таком
сложном механизме как человек.
Второе достижение – это доказательство включения чужеродной информации
в геном, а также функционирования его в клетках высших животных и человека.
Материалы для этого открытия накапливались из разных экспериментальных
подходов. Прежде всего, это многочисленные исследования в области
вирусогенетической теории возникновения злокачественных опухолей, включая
обнаружение синтеза ДНК на РНК-матрице. Кроме того, стимулированные идеей
генетической инженерии опыты с профаговой трансдукцией подтвердили
возможность функционирования генов простых организмов в клетках
млекопитающих, включая клетки человека.
Без преувеличения можно сказать, что, наряду с молекулярной генетикой,
генетика человека относится к наиболее прогрессирующим разделам генетики в
целом. Ее исследования простираются от биохимического до популяционного, с
включением клеточного и организменного уровней.
XX век стал веком величайших открытий во всех областях
естествознания, веком научно-технической революции, которая изменила и
облик Земли, и облик ее обитателей. Возможно, одной из основных отраслей
знания, которые будут определять облик нашего мира в следующем веке,
является генетика. С этой сравнительно молодой наукой всегда было связано
немало споров и противоречий, но последние достижения генетики и генной
инженерии, которая вполне может считаться самостоятельной дисциплиной, в
таких областях, как исследование генома человека и клонирование, хотя и
открыли широкие перспективы развития биотехнологий и лечения различных
заболеваний, сделали возможным изменение самой сущности человека, породив
тем самым множество вопросов этического, даже, скорее, философского,
характера. Имеет ли человек право изменять то, что создано природой? Имеет
ли право исправлять ее ошибки и, если да, то где та грань, которую нельзя
переступать? Не обернутся ли научные знания катастрофой для всего
человечества, как это случилось, когда была открыта энергия атома,
уничтожившая Хиросиму, Нагасаки и Чернобыль? На эти вопросы все отвечают по-
разному, поэтому в своей работе я попытаюсь не только рассказать о самих
проблемах научной этики, связанных с генетикой, но и по возможности
отразить различные точки зрения на эти проблемы.
Исследования генома человека
Как наука генетика возникла на рубеже XIX и XX веков. Многие
официальной датой ее рождения считают 1900 год, когда Корренс, Чермак и де
Фриз независимо друг от друга обнаружили определенные закономерности в
передаче наследственных признаков. Открытие законов наследственности
состоялось, по существу, вторично - еще в 1865 году чешский ученый-
естествоиспытатель Грегор Мендель получил те же результаты, экспериментируя
с садовым горохом. После 1900 года открытия в области генетики следовали
одно за другим, исследования, посвященные строению клетки, функциям белков,
строению нуклеиновых кислот, открытых Мишером в 1869 году, шаг за шагом
приближали человека к разгадке тайн природы, создавались новые научные
направления, совершенствовались новые методы. И, наконец, в конце XX века
генетика вплотную подошла к решению одного из фундаментальных вопросов
биологической науки - вопроса о полной расшифровке наследственной
информации о человеке.
В реализации грандиозного проекта по расшифровке генетического кода
ДНК, получившего название HUGO (Human Genome Organization) приняли участие
220 ученых из разных стран, в том числе и пять советских биологов. В нашей
стране была создана собственная программа «Геном человека», руководителем
которой стал академик Александр Александрович Баев.
Впервые идея организации подобной программы была выдвинута в 1986
году. Тогда идея показалась неприемлемой: геном человека, то есть
совокупность всех его генов содержит около трех миллиардов нуклеотидов, а в
конце 80-х годов затраты на определение одного нуклеотида составляли около
5 долларов США. Кроме того технологии 80-х позволяли одному человеку
определять не более 100 000 нуклеотидов в год. Тем не менее, уже в 1988
году Конгресс США одобрил создание американского проекта исследований в
этой области, руководитель программы Дж. Уотсон так определил ее
перспективы: «Я вижу исключительную возможность для улучшения человечества
в ближайшем будущем». Осуществление российской программы началось в 1989
году.
Сейчас определение одного нуклеотида обходится всего в один доллар,
созданы аппараты, способные секвенировать (от лат. sequi - следовать) до 35
млн. последовательностей нуклеотидов в год. Одним из важных достижений
стало открытие так называемой полимеразной цепной реакции, позволяющей из
микроскопических количеств ДНК за несколько часов получить объем ДНК,
достаточный для генетического анализа. По оценкам специалистов существует
возможность завершения проекта через 15 лет, и уже сейчас программа
приносит полезные результаты. Суть работ заключается в следующем: сначала
проводится картирование генома (определение положения гена в хромосоме),
локализация некоторых генов, а после этого секвенирование (определение
точной последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК). Первым геном,
который удалось локализовать, стал ген дальтонизма, картированный в половой
хромосоме в 1911 году. К 1990 году число идентифицированных генов достигло
5000, из них картированных 1825, секвенированных - 460. Удалось
локализовать гены, связанные с тяжелейшими наследственными болезнями,
такими, как хорея Гентингтона, болезнь Альцгеймера, мышечная дистрофия
Дюшена, кистозный фиброз и др.
Таким образом, проект исследования генома человека имеет колоссальное
значение для изучения молекулярных основ наследственных болезней, их
диагностики, профилактики и лечения. Следует обратить внимание на то, что
за последние десятилетия в индустриально развитых странах доля
наследственных болезней в общем объеме заболеваний значительно увеличилась.
Именно наследственностью обусловлена предрасположенность к раковым и
сердечно-сосудистым заболеваниям. В значительной степени это связано с
экологической ситуацией, с загрязнением окружающей среды, так как многие
отходы промышленности и сельского хозяйства являются мутагенами, то есть
изменяют человеческий генофонд. Учитывая современный уровень развития
генетики можно предположить, что научные открытия будущего позволят путем
изменения генома адаптировать человека к неблагоприятным условиям внешней
среды. Что же касается борьбы с наследственными заболеваниями, то их
лечение путем замены больных генов на здоровые кажется реальным уже сейчас.
Все это означает, что человек получит возможность не только изменять живые
организмы, но и конструировать новые формы жизни. В связи с этим возникает
целый ряд серьезных вопросов.
На мой взгляд одним из наиболее важных вопросов является вопрос об
использовании генетической информации в коммерческих целях. Несмотря на то,
что и участники проекта HUGO, и представители международных организаций, в
частности ЮНЕСКО, единодушны в том, что любые результаты исследований по
картированию и секвенированию генома должны быть доступны всем странам и не
могут служить источником прибыли, частный капитал начинает играть все
большую роль в генетических исследованиях. Когда появилась программа HUGO,
возникли так называемые геномные компании, которые занялись самостоятельно
занялись расшифровкой генома. В качестве примера можно привести
американскую организацию под названием Institute of Genomic Research (TIGR)
или компанию Human Genome Sciences Inc. (HGS). Между крупными фирмами идет
ожесточенная борьба за патенты. Так в октябре 1994 Крэк Вентер, глава
вышеупомянутой компании TIGR, о том, что в распоряжении его корпорации
находится библиотека из 35000 фрагментов ДНК, синтезированных с помощью РНК
на генах, полученных лабораторным путем. Эти фрагменты сравнили с 32
известными генами наследственных заболеваний. Оказалось, что 8 из них
полностью идентичны, а 19 гомологичны. TIGR оказался обладателем ценнейшей
научной информации, но его руководители заявили, что химическое строение
всех последовательностей из этой библиотеки засекречено и будет сделано
достоянием гласности только в том случае, если за компанией будет признано
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
