74. Генная инженерия. Программа «Геном человека». Алгоритм генной инженерии. Понятие о генетических векторах. Генная терапия.

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.

Идея Проекта "Геном человека" была выдвинута в США . В дальнейшем национальные программы "Геном человека"были приняты в Великобритании , Франции , Германии , Италии , СССР .

Картирование генов человека и выяснение нуклеотидной последовательности человеческого генома составляют основные, взаимосвязанные задачи Международной программы "Геном человека".

Генети́ческий алгори́тм— это эвристический алгоритм поиска, используемый для решения задач оптимизации и моделирования путём случайного подбора, комбинирования и вариации искомых параметров с использованием механизмов, аналогичных естественному отбору в природе. Является разновидностью эволюционных вычислений, с помощью которых решаются оптимизационные задачи с использованием методов естественной эволюции, таких как наследование, мутации, отбор и кроссинговер. Отличительной особенностью генетического алгоритма является акцент на использование оператора «скрещивания», который производит операцию рекомбинации решений-кандидатов, роль которой аналогична роли скрещивания в живой природе.

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ВЕКТОР — молекула нуклеиновой кислоты, чаще всего ДНК, используемая в генетической инженерии для передачи генетического материала другой клетке.

Существующие векторы:

• ^{плазмиды}

• ^{фазмиды}

• ^{векторы на основе вируса SV40}

• ^{векторы на основе аденовирусов}

• ^{векторы на основе герпесвирусов}

• ^{векторы на основе ретровирусов}

• ^{векторы на основе аденоассоциированного вируса}

ГЕННАЯ ТЕРАПИЯ— совокупность генноинженерных (биотехнологических) и медицинских методов, направленных на внесение изменений в генетический аппарат соматических клеток человека в целях лечения заболеваний. Это новая и бурно развивающаяся область, ориентированная на исправление дефектов, вызванных мутациями (изменениями) в структуре ДНК, или придания клеткам новых функций.

75. Цели и задачи программы «Геном человека». Тканевая и генная инженерия. Стволовые клетки и проблема клонирования особей и тканей. Принципы методики.

Геном человека – совокупность наследственного материала, заключенного в клетке человека.

Проект по расшифровке генома человека – международный научно-исследовательский проект, главной целью которого было определить последовательность нуклеотидов, которые составляют ДНК и идентифицировать 20 тыс. генов в человеческом геноме.

Несколько компаний начали предлагать простые способы проведения генетических тестов, которые могут показать предрасположенность к различным заболеваниям, включая рак груди, нарушения свертываемости крови, заболевания печени и др, а также причины их возникновения.

Проблемы клонирования:

Технологические трудности – вероятность создания точно такой же копии практически равна нулю.

Социально-этический аспект – существует большая вероятность появления большого кол-ва бракованных клонов – появления лиц с генетическими мутациями.

Этическо-религиозный аспект – большинство религий к клонированию человека относятся отрицательно. Это связано с тем, что человек является «созданием Божьим», человек не может поставит себя на место Бога и создавать себе клонов.

Законодательные запреты – «о временном запрете на клонирование человека».

Тканевая инженерия – это сочетание клеток, технических методов, биохимических и физико-химических факторов, которые позволяют улучшить или заменить биологические функции. Тканевая инженерия использует живые клетки, как конструкционный материал. Примерами являются использование живых фибробластов для восстановления или замены кожи.

В современной медицине стволовые клетки человека трансплантируют, то есть пересаживают в лечебных целях. Например, трансплантация гемопоэтических стволовых клеток проводится для восстановления процесса кроветворения при лечении лейкозов.

Генная инженерия – область молекулярной биологии и генетики, ставящая своей задачей конструирование генетических структур по заранее намеченному плану, создание организмов с новой генетической программой. Перенос гена, ответственного за ценное свойство, от организма донора к организму реципиента.

Этапы генной инженерии:

Обнаружение свойства и ответственного за него гена

Выделение ДНК из клетки донора

Выделение нужного гена

Копирование ДНК ин витро

Создание рекомбинантной ДНК

Использование вектора (средство, достигающее гена клетки реципиента)

Верификация дееспособности генов в ряду поколений

Способен ли регулировать этот ген.

Основные направления генной инженерии:

Генная селекция растений, животных, микроорганизмов с целью повышения продуктивности и устойчивости к болезням и внешним факторам.

Производство новых материалов.

В медицине: производство лекарств (инсулин, антибиотики)