Навигация
3.2 Онкогени
Трансформація культур клітин за допомогою ДНК недавно привела до відкриття генів, які беруть участь у канцерогенезі. Ці гени називають онкогенами. Деякі форми ракових захворювань мають явно виражену генетичну природу. Характер спадкування вказує на те, що захворювання може визначатися одним геном. Як приклад подібного захворювання можна привести ретинобластому, яка наслідується по домінантному типі. Це захворювання виявляється в дитинстві як ракова поразка одного або двох очей, що швидко переходить на мозок, що при відсутності лікування приводить до ранньої смерті хворого. Хоча відомі багато видів ракових захворювань, спадкування яких підкоряється законам менделевського розщеплення ознак, усі вони досить рідкі й охоплюють лише незначну частку людей хворих раком. Більш розповсюджені форми раку не мають такої чітко з'ясованої генетичної природи, хоча схильність до них, імовірно, успадковується.
На клітинному рівні рак, однак, є виразно генетичним захворюванням. Ракова клітка передає свої неопластичні властивості дочірнім кліткам. Цим можна пояснити високу проліферативную активність ракових тканин. Таким чином, перетворення нормальної клітини в ракову зв'язано з якимись генетичними змінами. Це підтверджується експериментами, у яких ракові клітки передавали свої властивості нормальним кліткам у культурі при трансформації останніх хромосомної ДНК із ракових клітин. Іншим підтвердженням генетичної природи рака більш загального порядку служить той факт, що онкогенні віруси, які викликають рак, при перетворенні клітки в ракову виявляються вбудованими в її геном. Таке перетворення клітини або тканини називається раковою трансформацією. Цей термін не слід плутати з терміном "генетична трансформація", що позначає включення ДНК у геном після улучення вільної ДНК у клітку.
Ретровіруси, які викликають ракову трансформацію, це віруси, які містять РНК. За допомогою ферменту ревертази вони здатні синтезувати ДНК-копії в ході зворотної транскрипції. Ці ДНК-копії здатні вмонтуватися в геном клітини. Інтегрована копія називається провірусом. Деякі ретровіруси, відомі як активно трансформуючі віруси, високо онкогенні. Вони викликають неопластичні захворювання в заражених ними тварин. У культурі клітин ці віруси викликають трансформацію клітин, яка протікає з високою ефективністю. Близько 20 таких вірусів було виділено з пацюків, мишей, мавп, кішок, курчат і індиків (наприклад, віруси саркоми Харвея і саркоми Малони виділені з пацюків і мишей). Крім генетичної інформації, необхідної для своєї власної реплікації, ці віруси несуть специфічні гени, які називаються онкогенами, які відповідальні за їх здатність викликати ракову трансформацію. Зараз відомо близько 15 генів one, включаючи ген src вірусу саркоми Рауса, який уражає курей, ген mos вірусу саркоми мишей і ген ras вірусу саркоми пацюків.
Недавні дослідження показали, що онкогени гомологічні по деяких послідовностях ДНК нормальних кліток ссавців, не інфікованих ретровірусами. Це відкриття лежить в основі двох важливих гіпотез, що відносяться до виникнення раку на клітинному рівні. За однією з цих гіпотез онкогени пішли від гомологічних генів, які є у нормальних клітинах. У рамках іншої гіпотези ракова трансформація є наслідком аномальної експресії нормального гена. Остання може спостерігатися не тільки у випадку трансформації, викликаної вірусами, але і при інших формах раку.
Додатковим підтвердженням гомології між онкогенами і послідовностями нормальних кліток служить і той факт, що вони, як правило, кодують аналогічні білки. Наприклад, онкоген вірусу саркоми Рауса кодує тирозиню-специфічну кіназу. Цей білок являє собою фосфопротеїн молекулярної маси 60000. Такий же білок виділяється і з нормальних клітин курчати, хоча в цих клітинах його кількість у 100 разів менше, ніж у ракових. Використання клонуваннях фрагментів онкогенів в експериментах по ДНК-гібридизації виявило гомологію між геном ras вірусу саркоми Харві і геном із клітин карциноми сечового міхура людини. Аналогічні результати отримані для гена rasк вірусу саркоми Кірштейна і відповідного гена з клітин карциноми легені. Зараз вважається загальновизнаним, що онкогени утворились в результаті вбудовування мряк, деяких клітинних генів у геном ретровірусів.
3.3 Клонування
Клонування – "одержання ідентичних нащадків за допомогою безстатевого розмноження" По-іншому визначення клонування звучить так "Клонування - це процес виготовлення генетично ідентичних копій окремої клітини або організму". Тобто ці організми схожі не тільки зовні, але і генетичний код, закладений у них, однаковий.
Мабуть, одним з найбільш яскравих досягнень генетики за останній час є експеримент по клонуванню вівці, успішно завершений в лютому 1997 року вченими Рослінського університету в Шотландії під керівництвом Яна Вілмута. Подібні експерименти по клонуванню тварин проводилися і раніш: ще в 70-і роки професорові Гердону з Оксфордского університету вдалося здійснити пересадження ядра й у такий спосіб клонувати жаб, у 1995 році були клоновані пацюки, проводилися експерименти з іншими ссавцями з тією відмінністю, що замість клітин молочної залози використовувалися клітини ембріона. Колін Стюарт, відомий генетик, який працює в Лабораторії дослідження ракових захворювань у Меріленді США, вважає, що успіх Вілмута багато в чому обумовлений тим, що йому удалося виріши проблему відторгнення ядра донорською клітиною, створивши для ядра необхідну живильну оболонку.
Успіх клонування ссавців не залишає сумнівів у тім, що подолання технічних труднощів, зв'язаних із клонуванням людини, - лише справа часу. У зв'язку з цим виникає безліч питань етико-правового характеру, які варто розглянути докладніше.
Думки вчених по питанню дозволу клонування людини розділилися. Сам Ян Вілмут вважає, що клонування людини абсолютно неприпустимо, його французький колега Жан-Француа Матії переконаний у необхідності того, "щоб ООН розробила спеціальні міжнародні обов'язкові норми по біоетиці, враховуючі останні досягнення науки, аж до внесення доповнень у Декларацію прав людини". Саймон Фішел, науковий директор клініки в Ноттінгемі, навпроти, вважає, що "у багатьох відносинах клонування може привести до величезних переваг". З цією ідеєю згодний, наприклад, і російський академік Струнніков.
У Європі вже є законодавча основа для заборони клонування людини - недавно Рада Європи схвалила Конвенцію по правах людини і біомедицині, у яку потрібно буде внести лише деякі доповнення. Цей документ накладає строгі обмеження на можливі зловживання досягненнями медичної і біологічної науки, у квітні 1997 року був відкритий до підписання 40 країнами - членами Ради Європи. У Великобританії прийнятий у 1990 році закон "Про запліднення й ембріологію" забороняє клонування людини з використанням клітин ембріона.
Суперечки з приводу заборони клонування ледве було не привели до згортання проекту Вілмута, але вченим удалося відстояти результати своєї роботи і продовжити дослідження.
Зараз проводяться куди більш людяні експерименти по вирощуванню ссавців, органи яких надалі можна буде пересаджувати людині. Так технологія трансплантації ядра збільшить шанси на успіх при пересадженню людині свинячого серця. Велике значення нових методів для сільського господарства. Доктор Рон Джеймс, науковий співробітник фірми "ППЛ Терапевтікс", яка придбала права на результати роботи Вілмута, вважає цілком реальним клонування елітних порід великої рогатої худоби й інших сільськогосподарських тварин. Клонування може бути застосоване і для порятунку тварин, занесених у Червону книгу, і відновлення лісів, так необхідних для збереження балансу в атмосфері. Нова технологія пересадження ядра спростить створення трансгенних рослин і тварин, тобто організмів, у геном яких внесений який або сторонній ген, що обумовлює ті або інші властивості, наприклад холодостійкість і велика продуктивність, або
вироблення визначених речовин, зокрема рідких лік.
Досить цікава точка зору, яку дотримує Аксель Кан, директор Лабораторії досліджень в області генетики і молекулярної патології при Паризькому інституті молекулярної генетики. У своїй статті, присвяченій можливості клонування людини, вона у першу чергу розглядає соціальні наслідки експериментів у цієї області. Вона вважає, що якщо раніш було можливим лікування спадкоємних хвороб шляхом заміни генів, то нові технології, застосовувані для клонування, відкривають куди більш широкі перспективи. Кан відзначає, що в сучасному суспільстві усе більше людей хоче мати гарантію того, що всі їхній спадкоємні ознаки в точності будуть передані наступному поколінню.
Можливо, що це зв'язано з усе більшою глобалізацією культури і втратою окремими країнами і культурами своєї самобутності. Тим часом проблема, зв'язана з нездатністю мати дітей унаслідок захворювань, визначеного стилю життя або інших причин, у розвинутих суспільствах здобуває усе більше значення. Саме тому технологія штучного запліднення ICSI (intracytoplasmic sperm injection), яка дозволяє парам, не здатним до відтворення, мати дітей, одержала в суспільстві широку підтримку. Що ж стосується технологій, застосовуваних при клонуванні, то вони дають можливість обходитися генофондом тільки одного з батьків, що робить цілком реальним народження дітей навіть у гомосексуальних шлюбах. З цього випливає, що за певних умов суспільна думка може схилитися на користь дозволу клонування людини.
Клонування органів і тканин - це задача номер один в області трансплантології, травматології й в інших областях медицини і біології. При пересадженні клонованого органа не треба думати про придушення реакції відторгнення і можливих наслідків у вигляді раку, який розвився на тлі імунодефіциту. Клонування органів стануть порятунком для людей, які потрапили в автомобільні аварії або які-небудь інші катастрофи, або для людей, яким потрібна радикальна допомога через захворювання літнього віку (зношене серце, хвора печінка і т.д.). Клонування допоможе людям, які страждають важкими генетичними хворобами. Якщо гени, які визначають яку-небудь подібну хворобу, утримуються в хромосомах батька, то в яйцеклітину матері пересаджується ядро її власної соматичної клітки, - і тоді з'явиться дитина, позбавлена небезпечних генів, точна копія матері. Якщо ці гени утримуються в хромосомах матері, то в її яйцеклітину буде переміщене ядро соматичної клітини батька, - з'явиться здорова дитина, копія батька.
ВИСНОВКИ
1. Встановили, що найбільш фундаментальні дослідження геному людини проводились в рамках міжнародної програми "Геном людини".
2. Ознайомились з результатами діяльності цієї програми, основним з яких на даний момент є встановлення фізичної карти геному людини.
3. Детально ознайомились з методами, які застосовуються для вивчення функцій генів, їх розміщенні в хромосомах. Особливу увагу звернули на гібридизацію клітин культур, внутрішньо хромосомне картування та картування за допомогою ДНК-зондів.
4. Розглянуто можливості використання знань про тонку структуру геному людини в медицині.
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Айала Ф., Дж. Кайгер. Современная генетика. - М.:Мир, 1988. – 368 с.
2. Баев А.А. "Геном человека": некоторые этико-правовые проблемы настоящего и будущего // Человек, 1995, №2.
3. Баев А.А. Ключи от шифра. О программе "Геном человека" // Человек, 1990, №1.
4. Стрельчук С.І. Генетика с основами селекції. – К.: Фітоцентр, 2000. – 288с.
5. Пехов Л.П. Биология с основами экологии. – Спб, 2000. – 679с.
Похожие работы
... і всіх розв'язних документів, необхідна певна законодавча база, що дозволяє у випадках появи негативних наслідків з юридичної точки зору вирішити проблему, що створилася. 1. Теоретичні основи генно-модифікованих продуктів Генетична інженерія - це нова галузь молекулярної біології, яка розробляє методи перенесення генетичного матеріалу від одного живого організму до іншого з метою ...
... – ПЛР аналіз ДНК трансфікованих клітин; виявлення АРОА1 людини в плазмі крові піддослідних кролів та культуральному середовищі трансфікованих клітин. АНОТАЦІЯ Гільчук Ю. М. Ефекти, обумовлені введенням у клітини ссавців трансгена аполіпопротеїну А-1 людини. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.22 – молекулярна генетика. – І ...
... "IQ"), що відображає серед іншого і здатність логічно мислити, у жінок значно вище, ніж у чоловіків. Досліджуючи роль статі у феномені геніальності, не можна не сказати і про ще одне типове уявлення. Існує думка, що геніальність пов'язана з гомосексуальністю, і існують численні приклади геніїв-гомосексуалістів (Мікеланджело, О.Уайльд, П.Чайковський). Однак вважати гомосексуальність істотною ...
алізовані, він так поставив свої досліди й опрацював результати, що міг дати точний кількісний аналіз успадкування і перекомбінування елементарних спадкових ознак в ряді поколінь. З одержаних таким чином експериментальних даних він зміг сформулювати ймовірнісно-ствтисичні комбінаторні закономірності успадкування і побудувати гіпотезу спадкових факторів і чистоти гамет. У цьому Мендель випередив ...
0 комментариев