Основные направления современной молекулярной генетики

Клонирование

Клон– поколения клеток или организм, полученные в результате последовательных циклов деления одной клетки. То обстоятельство, что любая клетка многоклеточного организма несет полную информацию о всем организме, сделала теоретически и практически возможным клонирование многоклеточных организмов из одной соматической клетки.

Каждая соматическая клетка любого организма несет в себе всю информацию, которая была в исходной оплодотворенной яйцеклетке. Современные методы позволяют пересаживать ядро одной из соматических клеток взрослого организма в неоплодотворенную яйцеклетку другого женского организма того же вида. Вернув эту яйцеклетку в матку той самки, у которой она была взята, можно рассчитывать на дальнейшее обычное протекание беременности и родов. Поддерживание соматических клеток и изъятой яйцеклетки жизнестойкими и функциональный перенос ядра из одной клетки в другую отработаны недостаточно и положительные результаты не превышают 10%. Но главным препятствием на пути к дальнейшему широкому проведению клонирования стало не это. Как показали наблюдения за первыми клонированными животными, они отличаются от своих сверстников, полученных путем обычного оплодотворения и рождения, замедленным развитием, уступают им физически, имеют слабое здоровье и низкую активность иммунной системы. Точно также они уступают параметрами донору клонированной клетки в их возрасте. Этому находят следующее объяснение: каждая соматическая клетка имеет определенный потенциал последовательных делений или генераций, которые естественно меньше, чем у обычной оплодотворенной яйцеклетки.

В процессе многочисленных делений в соматических клетках накапливается искажение наследственной информации, т. е. мутации, что снижает жизнеспособность будущего организма.

Поэтому на сегодняшний день продолжение работ по клонированию имеет исключительно научную, а не практическую значимость.

Генная инженерия. Под ней понимают операции по внедрению в молекулы ДНК одного организма генов другого организма. В 70-е годы 20-го века был открыт фермент, позволяющий синтезировать 2-цепочный участок молекулы ДНК на основании _иРНК, т. е. воссоздать ген того белка, который синтезируется в данный момент в клетке.

С помощью других ферментов любую ДНК можно сначала разрезать в участках с определенными нуклеотидами, а затем опять сшить. В эти разрезы можно вставлять имеющиеся гены. Т.о. в ДНК одного организма вводят ген другого.

Первые успехи генной инженерии были связаны с получением ряда жизненно важных медицинских препаратов: генно-инженерного инсулина, интерферона. Инсулин - гормон поджелудочной железы, контролирующий расщепление сахара в сыворотке крови. При его недостатке развивается сахарный диабет и больной вынужден постоянно вводить себе препараты инсулина. Его источником была поджелудочная железа крупного рогатого скота. Эти препараты были дороги, обладали недостаточной активностью, многим больным были противопоказаны. Ген человеческого инсулина удалось внедрить в молекулы ДНК бактерий кишечной палочки. Бактерии давно можно выращивать тоннами в промышленных условиях. Т.о. были получены препараты практически человеческого инсулина, но произведенного бактериями, качество которого гораздо выше препаратов, выделенных из ткани животных. Аналогично были получены препараты интерферона – вещества, вырабатываемого в клетках человека, для защиты от вирусных инфекций и стимулирования реакций иммунитета.