82836

Генная инженерия

Реферат

Биология и генетика

Цели создания ГМО – продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН FO рассматривает использование методов генетической инженерии для создания трансгенных сортов растений либо других организмов как неотъемлемую часть сельскохозяйственной биотехнологии.

Русский

2015-03-03

65.36 KB

5 чел.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1.

Генетически модифицированные организмы (ГМО)

2.

Трансгенные микроорганизмы и растения

3.

Вопросы клонирования

4.

Биотехнология и микроорганизмы

Заключение

Список использованных источников


ВВЕДЕНИЕ

Биотехнология возникла на стыке микробиологии, биохимии и биофизики, генетики и цитологии, биоорганической химии и молекулярной биологии, иммунологии и молекулярной генетики. Методы биотехнологии могут применяться на следующих уровнях: молекулярном (манипуляция с отдельными частями гена), генном, хромосомном, уровне плазмид, клеточном, тканевом, организменном и популяционном.

Биотехнология – этот наука об использовании живых организмов, биологических процессов и систем в производстве, включая превращение различных видов сырья в продукты.

В настоящее время в мире существует более 3000 биотехнологических компаний. В 2004 г. биотехнологической продукции в мире было произведено более чем на 40 млрд. долларов.

Развитие биотехнологии связано с усовершенствованием техники научных исследований. Сложные современные приборы позволили установить строение нуклеиновых кислот, вскрыть их значение в явлениях наследственности и расшифровать генетический код, выявить этапы биосинтеза белка. Без учета этих достижений в настоящее время немыслима полноценная деятельность человека во многих сферах науки и производства: в биологии, медицине, сельском хозяйстве.

Обнаружение связей между строением генов и белков привело к созданию молекулярной генетики. Интенсивно развивается иммуногенетика, изучающая генетические основы иммунных реакций организма. Выявлена генетическая основа многих заболеваний человека или предрасположенности к ним. Актуальность темы контрольной работы состоит в том,  что соплеменная биология находится в периоде бурного расцвета благодаря прогрессу молекулярной биологии, генетики, физиологии и смежных дисциплин. Успехи генетической инженерии важны не только для фундаментальной науки, но также для решения целого ряда практических задач, среди которых лечение наследственных болезней человека, создание новых медицинских препаратов, улучшение пищевого рациона человека, очищение окружающей среды от вредных веществ путем выведения новых штаммов микроорганизмов, разработка мер профилактики и лечения людей. 

Естествознание, как и вся наука в целом, оказывает сильное влияние на общественную мораль, испытывая на себе ее обратное воздействие. Общество не может не ограничивать научный поиск, если сам поиск или его результаты могут входить в противоречие с актуальными нормами нравственности или представлениями о гуманности. Вопрос, можно ли запрещать истину во имя спасения морали, ответа не имеет. Те, кто находят у истины приоритет перед моралью, основывают это на том соображении, что мораль относительна и изменчива, а истина абсолютна и вечна. Их оппоненты считают, что не всякие истины людям нужны. Немецкий философ А. Шопенгауэр (1788- 1860) однажды заметил: "Вы превозносите достоверность и точность математики, но зачем мне с достоверностью и точностью знать то, что мне знать не нужно?" Так или иначе, ставятся под сомнение или ограничиваются некоторые виды этнографических исследований, эксперименты над человеческими зародышами и многое другое. До сих пор бунтуют противники вивисекции - операции на живом животном с целью изучения функций организма, действия на него различных веществ, разработки методов лечения и т.п. До сих пор спорят, нравственна ли пересадка органов.

Человек же всегда чувствовал свою ущербность перед окружающим миром. Он бредил собственным величием, никак его не реализуя, строил пирамиды и акведуки, мощные компьютеры и атомные электростанции - но мир вокруг изменялся лишь для него одного, а он всё так же умирал, не успев заметить этих изменений. Человек всегда стремился превзойти природу, но здесь, в этом мире этого пока не удавалось. Нано, как известно, означает десять в минус девятой степени, или одну миллиардную. Это величины уровня молекул. Соответственно, нанотехнологии - это технологии, основанные на манипуляции отдельными атомами и молекулами для построения структур с заранее заданными свойствами. В восьмидесятых годах изобрели туннельный микроскоп, побочным эффектом при его использовании и оказалась та самая фантастическая возможность манипуляции отдельными атомами. Не прошло и двух десятилетий как о нанотехнологиях заговорили все. В самые ближайшие годы, как утверждает большинство научных исследований, человечество готово сделать прыжок, который приведет нас к технологической революции со столь стремительным развитием событий, что какая-нибудь научно-техническая революция прошлого века покажется пред этим жалкой черепахой.  

Нанотехнологии развиваются в трех основных направлениях: 

  1.  Создание материалов с экзотичными, заранее заданными свойствами путем оперирования отдельными молекулами.
  2.  Конструирование так называемых нанокомпьютеров, иначе говоря, квантовых компьютеров, использующих вместо привычных микросхем наборы логических элементов, построенных из отдельных молекул (принципы работы таких элементов могут быть разные: механические, электронные или другие); 
  3.  Сборка нанороботов, самореплицирующихся (саморазмножающихся) систем, для краткости и пущей благозвучности называемых иногда наноботами, - невидимых человеческим глазом крошечных механизмов, призванных, в свою очередь, вести строительство на молекулярном уровне. 

Уже существуют и используются в промышленности первые разновидности наноматериалов.

Когда-то настанет время такое время, когда для того чтобы вылечить человека, даже перестроить все его тело буквально на глазах, нужно будет только принять решение и запустить в организм искусственных "вирусов", нанокапсулы (если они, конечно, не будут уже к тому времени жить во всех нас, "не вылезая", контролируя все важные процессы и бросаясь на выручку в критических ситуациях). Но для этого необходимо проведение  большого количества исследований, поэтому перспективы на первых порах чисто умозрительные. Но в результате - практическое бессмертие. 

По оптимистичным прогнозам, такая вещь, как технологическая сингулярность в развитии всего человечества, может наступить в пределах текущего десятилетия. Можно радоваться или ужасаться, но процесс уже запущен.

Исходя из этого, цель контрольной работы - рассмотреть вопросы, связанные с генетически модифицированными организмами, клонирования, биотехнологии и микроорганизмов.

Для раскрытия обозначенной темы работы решались следующие задачи:

1. Раскрыть понятие и дать характеристику генетически модифицированным организмам.

2. Рассмотреть вопрос клонирования.

3. Представить понятие биотехнологии и микроорганизмов.

Контрольная работа состоит из введения, основной части, заключения и списка использованных источников.


  1.  ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ (ГМО)

Генетически модифицированный организм (ГМО) — организм, генотип которого был искусственно изменён при помощи методов генной инженерии. Это определение может применяться для растений, животных и микроорганизмов. Основным видом генетической модификации в настоящее время является использование трансгенов для создания трансгенных организмов.

Цели создания ГМО – продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) рассматривает использование методов генетической инженерии для создания трансгенных сортов растений либо других организмов как неотъемлемую часть сельскохозяйственной биотехнологииПрямой перенос генов, отвечающих за полезные признаки, является естественным развитием работ по селекции животных и растений, расширивших возможности селекционеров в части управляемости процесса создания новых сортов и расширения его возможностей, в частности, передачи полезных признаков между нескрещивающимися видами. Использование как отдельных генов различных видов, так и их комбинаций в создании новых трансгенных сортов и линий является частью стратегии FAO по характеризации, сохранению и использованию генетических ресурсов в сельском хозяйстве и пищевой промышленности. Во многих случаях использование трансгенных растений сильно повышает урожайность. Есть мнение, что при нынешней численности населения планеты только ГМО могут избавить мир от угрозы голода, так как при помощи генной модификации можно увеличивать урожайность и качество пищи. Противники этого мнения считают, что при современном уровне агротехники и механизации сельскохозяйственного производства уже существующие сейчас, полученные классическим путём, сорта растений и породы животных способны сполна обеспечить население планеты высококачественным продовольствием.

Основными этапами создания ГМО являются:

1. Получение изолированного гена.

2. Введение гена в вектор для переноса в организм.

3. Перенос вектора с геном в модифицируемый организм.

4. Преобразование клеток организма.

5. Отбор генетически модифицированных организмов и устранение тех, которые не были успешно модифицированы.

Процесс синтеза генов в настоящее время разработан очень хорошо и даже в значительной степени автоматизирован. Существуют специальные аппараты, снабжённые ЭВМ, в памяти которых закладывают программы синтеза различных нуклеотидных последовательностей. Такой аппарат синтезирует отрезки ДНК длиной до 100—120 азотистых оснований (олигонуклеотиды).

Чтобы встроить ген в вектор, используют ферменты - рестриктазы и лигазы. С помощью рестриктаз ген и вектор можно разрезать на кусочки. С помощью лигаз такие кусочки можно «склеивать», соединять в иной комбинации, конструируя новый ген или заключая его в вектор.

Техника введения генов в бактерии была разработана после того, как Фредерик Гриффит открыл явление бактериальной трансформации. В основе этого явления лежит примитивный половой процесс, который у бактерий сопровождается обменом небольшими фрагментами нехромосомной ДНК, плазмидами. Плазмидные технологии легли в основу введения искусственных генов в бактериальные клетки. Для введения готового гена в наследственный аппарат клеток растений и животных используется процесс трансфекции.

Если модификации подвергаются одноклеточные организмы или культуры клеток многоклеточных, то на этом этапе начинается клонирование, то есть отбор тех организмов и их потомков (клонов), которые подверглись модификации. Когда же поставлена задача получить многоклеточные организмы, то клетки с изменённым генотипом используют для вегетативного размножения растений или вводят в бластоцисты суррогатной матери, когда речь идёт о животных. В результате рождаются детёныши с изменённым или неизменным генотипом, среди которых отбирают и скрещивают между собой только те, которые проявляют ожидаемые изменения.

Уже сейчас молекулярная генетика открывает широкие перспективы для генной инженерии. Одно из таких перспективных направлений — создание трансгенных растений, животных, микроорганизмов, т.е. таких организмов, в собственный генетический материал которых «встроены» чужеродные гены. На этом пути получены замечательные результаты. Так, за последние 15 лет прошли полевые испытания около 25 000 различных трансгенных растительных культур, одни из которых устойчивы к вирусам, другие - к гербицидам, третьи — к инсектицидам. Площадь посевов трансгенных гербицидоустойчивых сои, хлопка, кукурузы занимают 28 млн. га во всем мире. Стоимость урожая трансгенного зерна 2000 г. оценен в 3 млрд. долл. Развита и индустрия трансгенных животных. Они широко используются для научных целей как источник органов для трансплантации, как производители терапевтических белков, для тестирования вакцин и др. Например, в Германии трансгенный бык (по кличке Герман) содержит в своем геноме человеческий ген лактоферина, кодирующий синтез особого белка женского молока, от которого младенцы сладко спят.

Составной частью проектов создания трансгенных организмов являются исследования и разработки в области генной терапии - лечебные процедуры, такие, как введение нужных трансгенов в клетки больного организма, замена больных генов здоровыми, адресная доставка лекарств в пораженные клетки. Трансгены, попадая в клетку, компенсируют ее генетические дефекты, ослабляя или усиливая синтез того или иного белка.

В дальнейшем трансгенные технологии предполагается использовать для решения широкого круга проблем. Так, для решения ряда экологических проблем разрабатывается программа конструирования трансгенных микробов, которые могут: активно поглощать С02 из атмосферы, а следовательно, снижать парниковый эффект; активно поглощать воду из атмосферы, значит превращать пустыни в плодородные земли; конструировать трансгенные микроорганизмы, повышающие плодородие почв, утилизирующие загрязнители, конвертирующие отходы, ослабляющие проблему дефицита сырья (трансгенные микробы, синтезирующие каучук) и т.п.

Для повышения эффективности сельского хозяйства предполагается создавать трансгенные растения с повышенной пищевой и кормовой ценностью, трансгенные деревья для производства бумаги, для наращивания древесины, трансгенных животных с повышенной продуктивностью биомассы и молока, трансгенные виды ценных пород рыб, в частности лососевых; и др.

Повышение эффективности здравоохранения с помощью трансгенных технологий предполагает, в частности, решение проблем контроля над наследственными заболеваниями (трансгенные вирусы для генной терапии, трансгенные микробы как живые вакцины и др.). Обсуждаются проблемы клонирования животных (и людей) и даже создания новых форм живого (для нового генетического кода синтезируются новые нуклеотиды и новые аминокислоты), способных осваивать другие планеты (обсуждается проект создания микробов для Марса, способных выделять углекислый газ, что приведет к потеплению марсианского климата).

Однако возникает вопрос вредности ли генномодифицированных продуктов. Еще в сентябре 2000 года 828 ученых из 84 стран подписали опубликованное в Интернете открытое письмо, адресованное всем Правительствам с требованием моратория на использование генетически модифицированных организмов. Ученые высказали крайнюю озабоченность в связи с опасностью, которую представляют генетически модифицированные объекты для здоровья людей и животных, безвредности пищевых продуктов и в целом для биологической системы Земли.

Но экономические интересы оказались важнее доводов ученых. Ведь генномодифицированные продукты значительно дешевле в производстве.

Британский ученый Арпад Пуштаи в своих экспериментах кормил крыс генномодифицированным картофелем с встроенным геном подснежника. Эксперименты показали, что у крыс снизился иммунитет, появились аномальные изменения кишечника, болезни печени, почек, головного мозга. За публикацию полученных результатов Пуштаи был уволен из научно-исследовательского института Роуэт.

Стенли Юэн повторил эксперимент, проведенный Пуштаи, и получил аналогичные результаты.

Доктор биологических наук И. В. Ермакова провела серию экспериментов на крысах по влиянию на них генномодифицированной сои, устойчивой к гербициду раундапу. Более половины крысят в первом поколении умерло, а второе поколение получить не удалось.

В дальнейшем опыты повторили на мышах и хомячках в двух других институтах РАН. Результаты были похожими: бесплодие, образование опухолей, гибель потомства, агрессивность, нарушение материнского инстинкта у 20% самок. Вскоре опыты по влиянию генномодулированных продуктов на животных были запрещены, а Ермакова уволена.

В сентябре 2012 года были опубликованы результаты двухлетних экспериментов французских ученых под руководством профессора Жиль-Эрика Сералини по исследованию влияния генномодифицированной кукурузы из США на крыс. У 83% подопытных крыс появились раковые опухоли: у самок рак матки, а у самцов рак кожи и печени. Кстати, в США, где самое большое потребление генномодифицированной кукурузы, по словам французских исследователей в последние годы имеет место резкий рост числа онкологических заболеваний среди детей.

Это результаты испытаний. А что же говорят сторонники генномодифицированных продуктов?

В октябре 2007 года на пресс-конференции в Москве директор ГУ НИИ питания РАМН в своем выступлении заявил, что нет ни одного сколько-нибудь серьезного или аргументированного факта неблагоприятного воздействия трансгенной сои. Далее он привел пример, что в производстве сосисок и колбас из-за отрицательного отношения покупателей к генномодифицированным продуктам производители вместо трансгенной сои вынуждены добавлять измельченную свиную шкуру, синтетический полимер и коллаген, которые усваиваются организмом на 15- 20 процентов.

По логике директора НИИ питания Российской академии медицинских наук из-за того, что россияне не хотят есть в колбасе сою, в колбасу добавляются совсем уж несъедобные ингредиенты. И тем не менее он с гордостью заявляет: «В России создали самую строгую систему оценки и контроля биологической безопасности продуктов питания».

Директор центра «Биоинженерия» РАН Константин Скрябин утверждает, что в Европе скармливается скоту 27 миллионов тонн трансгенной сои. «А у нас есть эксперименты, никем не проверены, нигде не опубликованы, что две мышки умерло… Если мы не будем сейчас использовать это, у нас не будет птицеводства, мы будем покупать и мясо, и куриное мясо, и яйца, и молоко за рубежом, это катастрофа экономики РФ».

Генно-модифицированные продукты в мире и в России

Генно-модифицированные продукты все более распространяются по планете. В США более 80% продуктов производится с использованием генетически модернизированных ингредиентов. Сейчас трансгенными культурами засевается более 170 миллионов акров (70 миллионов гектаров) только в США. Также их выращивают в Канаде, Мексике, Аргентине, Бразилии, Уругвае, Парагвае, Китае и других странах. В Швейцарии был проведен референдум, и страна отказалась от потребления генно-модифицироваанных продуктов.

В России генно-модифицированные продукты выращиваются только на экспериментальных участках, но в больших количествах ввозятся из других стран. В России разрешены 16 линий генно-модифицированных культур (7 линий кукурузы, 4 линии картофеля, 3 линии сои, 1 линия риса, 1 линия свеклы). Комиссия Государственной экологической экспертизы по оценке безопасности генно-модифицированных кулытур не признала ни одну из представленных для утверждения линий безопасной. Благодаря этому в России выращивание генно-модифицированных культур официально запрещено, а вот импорт генно-модифицированных продуктов почему-то разрешён.

Таким образом, использование ГМО имеет как сторонников, так и противников его применения. Однако его наличие и применение – это уже факт времени и пока его не изменить.

  1.  ТРАНСГЕННЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ И РАСТЕНИЯ

В настоящее время генетическая инженерия – одна из наиболее перспективных областей биологии. Она бурно развивается и, что, наверное, самое главное, дает практические результаты. По областям применения можно выделить генетическую инженерию микроорганизмов, растений и животных.

Трансгенные культуры - это новая форма жизни на Земле! Это уже проблема не только социальная, но и политическая. Кому это выгодно?

Острой государственной продовольственной и социальной проблемой в России в XXI веке является массовое внедрение в сельскохозяйственное производство и пищевую промышленность трансгенных организмов и трансгенных продуктов: основные злаковые культуры, соя и картофель. В пищевую промышленность в большом количестве поступают трансгенные белки, растительное масло, крахмал, патока, пищевые волокна и пектин. Уже в 2002-2003 гг. в Россию ввозилось, в т.ч. и через теневой бизнес, по оценкам разных экспертов, от 250 до 500 тыс. тонн трансгенного соевого белка, от 60 до 100 тыс. тонн трансгенного соевого и рапсового масла, кукурузного крахмала.

Мировым лидером в создании и продвижении на рынок трансгенных культур (ТК) и пищевых продуктов и кормов является американская корпорация «Монсанто». Она же - мировой лидер в производстве и внедрении в сельское хозяйство наиболее продаваемых гербицидов: Раундапа и Раундапа-био. Фирмой созданы трансгенные устойчивые к этим гербицидам пищевые культуры соя, кукуруза, рис, пшеница, ячмень, сахарная свекла, картофель. Фирма является также разработчиком технологий возделывания ТК с использованием этих гербицидов. Круг замыкается. В настоящее время 80% рынка сельскохозяйственных химических пестицидов контролирует 5 компаний и они же мировые лидеры в создании и внедрении в производство ТК, устойчивых к производимым ими пестицидам.

Можно предполагать, что их задача: жестко определяемая глобализация мирового производства растениеводческой продукции с помощью широкомасштабного внедрения десятка стандартных сортов ТК и продуктов их переработки. Это будет реальностью, если учесть, что сейчас обычные сорта этих культур дают 80-85% пищевого рациона жителей земли. Их разнообразие исчисляется тысячами сортов, учитывающих почвенно-климатические условия выращивания и национальные требования к качеству растениеводческой продукции.

В экономически развитых странах государство не допускает зависимости благосостояния сельхозпроизводителя от коммерческих интересов генно-инженерных фирм. Государство гарантирует, путем правил маркировки продукции, потребителю право выбора обычных или трансгенных продуктов. Законодательно в действительности регулируется возделывание ТК и реализация трансгенных продуктов. Надежно действует стандартная система контроля реализуемых трансгенных продуктов или содержания их компонентов в пищевых продуктах.

В развивающихся странах, в т.ч. и в России, возможные последствия массового внедрения ТК и трансгенных продуктов могут быть резко негативными, поскольку в этих странах сельское хозяйство находится пока в кризисном состоянии.

В настоящее время возделывание ТК не имеет экономических преимуществ перед обычными современными технологиями возделывания традиционных сортов. Пищевые продукты и корма, полученные из ТК, по диетологическим показателям и вкусовым качествам ни в чем не превосходят обычные пищевые продукты и корма. Причем, качество последних легче и надежнее контролировать, чем трансгенные. Так, в России толь ко в мае приняты национальные стандарты методов идентификации генетически модифицированных продуктов и кормов и оценки их биологической безопасности. Маркируются на содержание генно-модифицированных компонентов пока единичные виды пищевых продуктов.

Экономическая целесообразность и экологическая безопасность промышленного возделывания ТК в России будет зависеть от государственной стратегии развития агротехнологий их выращивания. Пока такая стратегия не разработана, необходимо определить наиболее опасные агроэкологические, генетические, фитосанитарные и социальные последствия производственных посевов ТК и пищевого использования их урожая. Следует учитывать, что у потребителя нет нужды именно в трансгенных продуктах питания, т.к. ни одна ТК не дает больший урожай и выход пищевой продукции, чем обычные культуры.

Эволюционная судьба ТК непредсказуема. Возделывание гербицидоустойчивых ТК, при существующем в стране низком уровне технологичности защиты растений, приведет к увеличению объемов вносимых в агроценозы гербицидов. Это может вызывать появление гербицидоустойчивых сорняков (их уже известно более 500 экотипов) и сорняков с комплексной устойчивостью к нескольким гербицидам, что приведет к очередному увеличению доз вносимых гербицидов. Уменьшение биоразнообразия существующих чувствительных к гербицидам сорняков вызовет изменение характера экологического взаимодействия связанных с ними других видов биоты. Так, на гербицидоустойчивых сорняках обитают виды токсино-генных грибов, которые при переходе на культурные растения оказываются более патогенными, чем ранее обнаруженные на обычных сорняках.

Неизвестны изменения биологической полноценности урожая гербицидоустойчивых ТК. Однако, в геноме возделываемой ряд лет гербицидоустойчивой трансгенной сои обнаружены спонтанно появляющиеся вставки ДНК, биохимическая роль которых неизвестна. Важно отметить, что ТК - это, фактически, мутанты. А среди всех современных наиболее продуктивных сортов сельскохозяйственных культур в мире нет сортов, полученных с помощью искусственно вызванных мутаций, хотя попытки получения таких сортов постоянно предпринимаются.

Вторыми по распространенности в посевах выступают ТК, устойчивые к некоторым вредителям за счет внедрения в их геном гена, определяющего выработку бактериального токсина, убивающего некоторые виды вредителей. Эти культуры убивают менее 85% целевых вредителей. У выжившей части популяции формируются расы, устойчивые к токсину. Устойчивые к вредителям ТК убивают ряд видов полезных насекомых.

Трансгенная устойчивость к гербицидам и вредителям сопровождается увеличением токсичности тканей ТК. Это способствует повышению вредоносности заражающих такие растения возбудителей болезней.

При общепланетарных посевах ТК человечество столкнется с принципиально новыми формами эпифито-тий и эпизоотии, нашествий вредителей. Болезни будут другие.

Любые ТК не снижают темпов генетической изменчивости возбудителей болезней и вредителей, а следовательно, бесперспективны в плане стабилизации фитосанитарной обстановки в агроценозах. фитосанитарные проблемы воздействия ТК не сформулированы ни в одной стране мира, возделывающей их.

Фирмы-производители ТК всегда создают их под свои коммерческие интересы, которые со временем будут меняться. Государства, вставшие на путь «трансгенизации» своего сельского хозяйства будут вынуждены следовать требованиям этих фирм.

Реальную опасность ТК представляют для продуктивных биоценозов. Они будут быстро сокращать биоразнообразие всех культурных и сопутствующих им диких полезных растений. Например, по подсчетам ученых биологов США, через 50 лет в стране не останется ни одного растительного организма, не несущего в своем геноме генно-модифицированную вставку. Эволюция такой биоты непредсказуема. Нельзя забывать, что трансгенные организмы являются побочным продуктом военных технологий создания биологического оружия и могут им быть.

Масштабное возделывание и переработка ТК резко ограничивают развитие органического земледелия и получения биологически полноценной и безопасной пищи. По требованиям стран ЕС, экологически чистая продукция не должна содержать компонентов, полученных из генно-модифицированных источников.

В настоящее время более 75% всех импортируемых в Россию продуктов содержат компоненты из генно-модифицированных источников. Трансгенные белки сои постоянно возрастающими темпами заменяют в продуктах питания биологически полноценные животные белки и растительные белки традиционных культур. Важно, что современные регламенты производства любых продуктов питания не ограничивают содержание в них трансгенных растительных белков, а только требуют их маркировки. Учитывая, что замена трансгенным соевым белком белков животных - сверхвыгодный бизнес, и без того весьма скудных по биологической полноценности, рацион не менее 100 млн. россиян станет на 60-70% еще хуже. Это обострит и без того весьма неблагополучное положение со здоровьем большей части населения России, особенно молодежи. Сейчас средний россиянин съедает в год 32 кг натурального мяса и рыбы, что на 40% меньше медицинской нормы. При продолжающейся замене животных белков соевыми он в 2006-2007 годах уже будет съедать только 20-25 кг животных белков.

  1.  ВОПРОСЫ КЛОНИРОВАНИЯ

В последнее время в средствах массовой информации распространяется много предсказаний, пожеланий, догадок и фантазий о клонировании живых организмов. Особую остроту этим дискуссиям придает обсуждение возможности клонирования человека. Вызывают интерес технологические, этические, философские, юридические, религиозные, психологические аспекты этой проблемы; последствия, которые могут возникнуть при реализации такого способа воспроизводства человека. Как нередко бывает в подобных случаях, стремление к сенсации нередко затемняет сущность проблемы, особенно когда высказываются неспециалисты. И в то же время ее серьезность не вызывает сомнений, поэтому рассмотрим ее детальнее.

Клон — совокупность клеток или организмов, генетически идентичных одной родоначальной клетке. Клонирование — метод создания клонов путем переноса генетического материала из одной (донорской) клетки в другую клетку (энуклеированную яйцеклетку) .При этом следует различать перенос ядра эмбриональной клетки и перенос ядра соматической клетки взрослого организма.

Прежде всего следует отметить, что клоны существуют в природе. Они образуются при бесполовом размножении (партеногенез) микроорганизмов (митоз, простое деление), вегетативном размножении растений. В генетике растений клонирование давно освоено и выяснено, что члены одного клона значительно отличаются по многим признакам; более того, иногда эти различия даже больше, чем в генетически разных популяциях. Общеизвестный пример естественного клонирования — однояйцевые близнецы, развившиеся из одной яйцеклетки. У человека это всегда младенцы одного пола и всегда удивительно похожие друг на друга. Рождение однояйцевых близнецов возможно потому, что эмбрион млекопитающего (в том числе человека) на самых ранних стадиях (фазе дробления яйца, именуемой бластуляцией) может быть без видимых отрицательных последствий разделен на отдельные бластомеры (у человека по крайней мере до стадии 8 бластомеров), из которых при определенных условиях могут развиться идентичные по своему генотипу особи. Иначе говоря, из одного 8-клеточного эмбриона у человека можно получить до 8 абсолютно идентичных младенцев.(или девочек, или мальчиков). Но и однояйцевые близнецы хотя и очень похожи друг на друга, но далеко не во всем идентичны.

Нынешний клональный бум связан с ответом на вопрос, можно ли не из половой, а из соматической клетки (в отличие от половой клетки она имеет двойной набор хромосом) посредством извлечения из нее ядра и трансплантации его в «обезъядерную» яйцеклетку воссоздать организм? Иначе говоря, вопрос в следующем: рост, развитие и дифференциация эмбриона, онтогенез вызывают необратимые модификации генома в соматических клетках или не вызывают их? Ответ на этот вопрос мог быть получен только на основе экспериментальных исследований.

В XX в. было проведено немало удачных экспериментов по клонированию животных (амфибий, некоторых видов млекопитающих), но все они были выполнены с помощью переноса ядер эмбриональных (недифференцированных или частично дифференцированных) клеток. При этом считалось, что получить клон с использованием ядра соматической (полностью дифференцированной) клетки взрослого организма невозможно. Однако в 1997 г. британские ученые объявили об успешном сенсационном эксперименте: получении живого потомства (овечка Долли) после переноса ядра, взятого из соматической клетки взрослого животного (донорской клетке более 8 лет). Недавно в США (универсистет в Гонолулу) были проведены успешные эксперименты по клонированию на мышах. Таким образом, современная биология доказала, что получение клонов млекопитающих принципиально возможно.

Полученные данные заставили по-новому посмотреть на процесс клеточной дифференциации. Оказалось, что этот процесс обратим и цитоплазматические факторы способны инициировать развитие нового организма на основе генетического материала ядра взрослой, полностью дифференцированной клетки. Можно сказать, «биологические часы» пошли вспять: развитие организма вновь может начинаться из генетического материала взрослой соматической клетки.

В средствах массовой информации заговорили об ошеломляющих перспективах клонирования, в первую очередь для животноводства. От применения технологии клонирования в научных исследованиях ожидается углубление понимания и решение проблем онкологии, учения об онтогенезе, молекулярной генетики, эмбриологии и др. Появление овечки Долли заставило по-новому взглянуть и на проблемы геронтологии (старения).

Особо острые дискуссии развиваются вокруг проблемы клонирования человека. Пока отсутствуют технические возможности клонировать человека. Однако принципиально клонирование человека выглядит вполне выполнимым проектом. И здесь возникает множество уже не только научных и технологических проблем, но и этических, юридических, философских, религиозных.

Вместе с тем ученые очень осторожно относятся к перспективам клонирования, указывают на ограниченности этого метода. В частности, отмечают, что, исходя из закономерностей молекулярной генетики, можно сформулировать ряд предположений.

  1.  Во-первых, длительность жизни клонированного организма не будет равна времени жизни нормального организма, сформировавшегося из половых клеток, а в любом случае меньше ее (с учетом возраста донорского организма.
  2.  Во-вторых, клонированный организм будет нести на себе груз генетических мутаций донорской клетки, а значит, ее болезни, признаки старения и т.п. Клонирование не несет омоложения, возврата молодости, бессмертия. Метод клонирования нельзя считать абсолютно безопасным для человека.
  3.  В-третьих, клонирование не есть копирование. Клон не является точной копией клонированного животного.

Вообще, что же такое человеческий клон? С одной стороны, он может быть назван ребенком своего родителя. С другой стороны, он же одновременно является и чем-то вроде однояйцевого генетического близнеца своего родителя. Очевидно, что исследования в области эмбриологии и клонирования человека очень важны для медицины, понимания путей достижения здоровья человека. Поэтому они должны проводиться. Однако сопутствующие научные знания могут быть уже сейчас полезными в решении многих медицинских проблем (лечение бесплодия, клонирование тканей и органов человека для создания банка «запасных частей» для конкретных людей, что позволит обеспечить продление их жизни, и др.). Рано или поздно настанет время, когда генно-инженерные технологии в области принципов клонирования людей войдут в повседневную жизнь.

  1.  БИОТЕХНОЛОГИЯ И МИКРООРГАНИЗМЫ

Достижения генетики и генной инженерии являются основой для развития биотехнологии - науки, возникшей на стыке биологии и технологии. Современная биотехнология опирается на достижения естествознания, техники, технологии, биохимии, микробиологии, молекулярной биологии, генетики. Современная биотехнология использует биологические методы в борьбе с загрязнением окружающей среды и вредителями растительных и животных организмов.

Главными направлениями биотехнологии являются: 1) производство с помощью микроорганизмов и культивируемых эука-риотических клеток биологически активных соединений (ферментов, витаминов, гормональных препаратов), лекарственных препаратов (антибиотиков, вакцин, сывороток, высокоспецифичных антител и др.), а также белков, аминокислот, используемых в качестве кормовых добавок; 2) применение биологических методов борьбы с загрязнением окружающей среды (биологическая очистка сточных вод, загрязнений почвы и т. и.) и для защиты растений от вредителей и болезней; 3) создание новых полезных штаммов микроорганизмов, сортов растений, пород животных и т. п.

Человечеству необходимо научиться эффективно изменять наследственную природу живых организмов, чтобы обеспечить себя доброкачественной пищей и сырьем и при этом не привести планету к экологической катастрофе. Поэтому не случайно главной задачей селекционеров в наше время стало решение проблемы создания новых форм растений, животных и микроорганизмов, хорошо приспособленных к индустриальным способам производства, устойчиво переносящих неблагоприятные условия, эффективно использующих солнечную энергию и, что особенно важно, позволяющих получать биологически чистую продукцию без чрезмерного загрязнения окружающей среды. Принципиально новыми подходами к решению этой фундаментальной проблемы является использование в селекции генной и клеточной инженерии.

К достижениям биотехнологии можно также отнести применение иммобилизованных ферментов, получение синтетических вакцин, использование клеточной технологии в племенном деле. Широкое распространение получили гибридомы и продуцируемые ими моноклональные антитела, используемые в качестве диагностических и лечебных препаратов.

Бактерии, грибы, водоросли, лишайники, вирусы, простейшие в жизни людей играют значительную роль. С давних времен люди использовали их в процессах хлебопечения, приготовления вина и пива, в различных производствах. В настоящее время в связи с проблемами получения ценных белковых веществ, увеличения плодородия почв, очищения окружающей среды от загрязнителей, получения биопрепаратов и другими целями и задачами диапазон изучения и использования микроорганизмов значительно расширился. В настоящее время микроорганизмы помогают людям в производстве эффективных питательных белковых веществ и биологического газа. Их используют при применении биотехнических методов очистки воздуха и сточных вод, при использовании биологических методов уничтожения сельскохозяйственных вредителей, при получении лечебных препаратов, при уничтожении утильсырья.

Некоторые виды бактерий используются для регенерации ценных метаболитов и лекарств, их используют с целью решения проблем биологического саморегулирования и биосинтеза, очищения водоемов. Микроорганизмы, и прежде всего бактерии, - классический объект для решения общих вопросов генетики, биохимии, биофизики, космической биологии. Бактерии широко используются при решении многих проблем биотехнологии. Микробиологические реакции благодаря своей высокой специфичности широко используются в процессах химических превращений соединений биологически активных природных соединений. Известно около 20 типов химических реакций, которые осуществляются микроорганизмами. Многие из них (гидролиз, восстановление, окисление, синтез и пр.) с успехом используются в фармацевтической химии. При произведении этих реакций применяются разные виды бактерий, актиномицетов, дрожжеподобных грибов и других микроорганизмов.

Создана биотехнологическая промышленность для получения антибиотиков, ферментов, интерферона, органических кислот и других метаболитов, продуцентами которых являются многие микроорганизмы.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Несмотря на явную пользу от генетических исследований и экспериментов, само понятие «генная инженерия» породило различные подозрения и страхи, стало предметом озабоченности и даже политических споров.

Генная инженерия является одной из наиболее активно развивающихся и перспективных технологий нашего времени, которая в будущем сможет решить многие вопросы медицины и не только.

На наш взгляд, генетическая модификация организмов при разумном контроле над этим процессом, способна решить некоторые серьезные проблемы современности.

Применение генетических модификаций в сельском хозяйстве и распространение генно-модифицированных продуктов, их опасность для здоровья человека фактически не подтверждается.

Вопросы о клонировании представляют серьезные этические проблемы. На данном этапе доводы о необходимости репродуктивного клонирования людей, на мой взгляд, недостаточно убедительны, а потому запрет на репродуктивное клонирование мне кажется обоснованным. Однако это не означает, что исследования в данной области следует прекратить.


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1.  Бочкарев, А. И. Концепции современного естествознания [Текст] : учебник для студентов вузов / А. И. Бочкарев, Т. С. Бочкарева, С. В. Саксонов. - Тольятти : ТГУС, 2008. – 386 с.
  2.  Биоэтика: междисциплинарные стратегии и приоритеты. Учебно-методическое пособие / Я. С. Яскевич, Б. Г. Юдин, С. Д. Денисов [и др.]; под ред. Я. С. Яскевич. — Минск : БГЭУ, 2007. — 225 с.
  3.  Карпенков, С. Х. Концепции современного естествознания [Текст] : учебник для вузов / С. Х. Карпенков. – Москва : Академический проект, 2000. - 639 с.
  4.  Концепция современного естествознания [Текст] : учеб. пособие / под ред. С. И. Самыгина. – Ростов-на-Дону : Феникс, 2000. - 576 с. 
  5.  Микроорганизмы и биотехнология. – URL: http://mikrobio.ho.ua/contents-4-3-2.html
  6.  Мишаткина, Т. В. Биомедицинская этика. Учебно-методическое пособие. - Минск: МГЭУ им. А. Д. Сахарова, 2007. - 320 с.
  7.  Пахтусов, Б. К. Концепции современного естествознания [Текст] : учебно-методический комплекс / Б. К. Пахтусов . - Новосибирск : СибАГС, 2000. - 130 с.
  8.  Солопов, Е.Ф. Концепции современного естествознания [Текст] : учеб. пособ. для вузов / Е.Ф. Солопов. - Москва : Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1999. - 232 с.

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

23416. Дослідження роботи мультиплексора 314.5 KB
  Мета роботи: Ознайомитися з роботою мультиплексора у різних режимах роботи. Практично перевірити таблиці істиності мультиплексора. Зібрати схему для дослідження мультиплексора за рис.
23417. Дослідження роботи суматора 375 KB
  Мета роботи: Ознайомитися з роботою суматора у різних режимах роботи. Практично перевірити таблиці відповідності суматора. Зібрати схему для дослідження 4розрядного суматора за рис.
23418. Исследование работы оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 948 KB
  Матрица состоит из 16 ячеек памяти mem_i. Схема элемента матрицы одной ячейки памяти приведена на рис. Каждая ячейка памяти адресуется по входам XY путём выбора дешифраторами адресных линий по строкам Ах0Ах3 и по столбцам Ау0Ау3. При этом в выбранной ячейке памяти срабатывает двухвходовой элемент И U1 рис.
23419. Дослідження роботи логічних елементів «НІ», «І», «І-НІ», «АБО», «АБО-НІ» 474 KB
  В цій схемі два двопозиційні перемикачі А і В подають на входи логічної схеми І рівні 0 контакт перемикача в нижньому положенні або 1 контакт перемикача у верхньому положенні. Подайте на входи схеми всі можливі комбінації рівнів сигналів А і В і для кожної комбінації зафіксуйте рівень вихідного сигналу Y. Заповніть таблицю істинності логічної схеми І 7408. Подайте на входи схеми всі можливі комбінації рівнів вхідних сигналів і спостерігаючи рівні сигналів на входах і виході за допомогою логічних пробників заповніть таблицю істинності...
23420. Дослідження роботи тригерів 74.5 KB
  Зберіть схему рис. Увімкніть схему. Послідовно подайте на схему наступні сигнали: S=0 R=1; S=0 R=0; S=1 R=0; S=0 R=0. Зберіть схему рис.
23421. Дослідження роботи лічильників 107.5 KB
  Дослідження лічильника що підсумовує. Подаючи на вхід схеми тактові імпульси за допомогою ключа С і спостерігаючи стан виходів лічильника за допомогою індикаторів складіть часові діаграми роботи лічильника що підсумовує. б Визначте коефіцієнт перерахунку лічильника. Зверніть увагу на числа сформовані станами інверсних виходів лічильника.
23422. Дослідження роботи регістрів 172 KB
  Завантаження інформації в регістр провадиться синхронно з позитивним перепадом тактового імпульсу якщо на входах М N є напруги низького рівня логічного 0. Якщо на одному із цих входів напруга високого рівня після приходу позитивного тактового перепаду в регістрі повинні залишитися попередні дані. Якщо на входи G2 G1 подано напругу активного низького рівня дані що утримуються в регістрі відображаються на виходах 1Q.4Q присутність хоча б однієї напруги високого рівня на входах дозволу G2 і G1 викликає Z стан розмикання для вихідних...
23423. Виртуальная компания – реальность XXI века 120.12 KB
  Для участников виртуальной организации присущи не только определенные роли но и статусы. Статус гарантирует предоставление возможности по доступу к контенту различный уровень анонимности конформность поведения определенных участников виртуальной компании групповую идентичность. Принципы формирования виртуальных компаний[1] Управление виртуальной компанией базируется на представлениях инициаторов проекта работодателей разработчиков. Архитектура сети выбирается с учетом максимальной эффективности деятельности виртуальной компании в...
23424. ПОИСК В ИНТЕРНЕТЕ. ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА 1.08 MB
  По мере роста общего количества пользователей Интернета а среди них числа владеющих английским языком эти ограничения всё в большей степени снимаются что закономерно ведёт к уменьшению спроса на услуги журналистов. electronic mail технология и предоставляемые ею услуги по пересылке и получению электронных сообщений называемых письма или электронные письма по распределённой в том числеглобальной компьютерной сети. Акадо российский телекоммуникационный холдинг оказывающий услуги доступа в...