Современная генетика

Современная генетика, называемая также молекулярной генетикой, - активно развивающееся направление биологии. Познание структуры всех видов нуклеиновых кислот и механизмов синтеза белков, а также разработка методов размножения и рекомбинации ДНК открыли необычайные возможности для молекулярной диагностики, лечения болезней, производства вакцин, биологических исследований мутаций, развития селекции в растениеводстве и животноводстве. Основы генетики были заложены Грегором Иоганном Менделем, который благодаря новаторским идеям, правильному подбору исследовательского материала и экспериментаторским способностям первым сформулировал законы наследственности.

Не зная структуры вещества, отвечающего за наследственность, не имея понятия о хромосомах, Мендель опубликовал два основных закона. Немец Карл Эрих Корренс, голландец Хуго де Фрис и австриец Эрих Чермак-Зейзенегг почти одновременно и независимо друг от друга вторично открыли и доказали уже забытые законы Менделя. И если в первой половине XX века стремительно развивалась классическая генетика и хромосомная теория наследственности, то во второй половине столетия - молекулярная генетика. После того как Эрвин Чаргафф установил соотношение пуриновых и пиримидиновых оснований в молекулах ДНК, а Морис Уилкинс получил высококачественные рентгенограммы молекул ДНК, двум биологам - американцу Джеймсу Уотсону и англичанину Фрэнсису Крику - удалось создать модель пространственной структуры ДНК. Это открытие позволило объяснить множественные её свойства и биологические функции и положило начало молекулярной генетике. Расшифровка генетического кода и познание механизма биосинтеза белка стали настоящей революцией в современной генетике.

На рубеже 60 и 70 годов XX века учёные пришли к выводу, что в клетках бактерий находятся определённые нуклеазы, которые действуют совершенно иначе, чем изученные ранее, разрывавшие молекулу ДНК в непредсказуемых местах. Новые же нуклеазы разрывали ДНК только в определённых местах, а также распознавали конкретные секвенции нуклеотидов. Эти ферменты назвали рестрикционными нуклеазами или рестриктазами. Благодаря применению соответствующей комбинации рестриктаз и обозначению фрагментов ДНК, можно было определять родство молекул ДНК. Также оказалось, что некоторые из рестриктаз разрывают двойную цепь ДНК так, что места разрыва в обеих нитях находятся не напротив друг друга, а со смещением на несколько оснований. Такой разрыв молекулы ДНК оставляет на двух вновь возникших концах короткие, не спаренные однонитевые фрагменты, которые называются липкими концами, поскольку стремятся к соединению, как только молекулы найдут друг друга в растворе.

По принципу комплементарности создаётся двойная нить, которой не хватает лишь прочной химической связи в месте предыдущего разрыва рестриктазой. Учёные нашли ферменты, названные лигазами ДНК, которые могут воспроизводить химические соединения, разорванные рестриктазой.

Научившись «вырезать» и «вшивать» различные фрагменты ДНК, учёные решили заставить живую клетку размножать фрагменты ДНК. Для этого они взяли плазмиды - кольцевые молекулы ДНК, способные размножаться автономно. Если с помощью того же рестрикционного энзима получить соответствующий фрагмент ДНК и разорвать плазмид, тогда обе его части можно «сшить» с помощью лигазы, и разорванный плазмид вновь сомкнётся в кольцо - однако его размер увеличится за счёт чужого, искусственно внедрённого фрагмента ДНК.

Тогда будет достаточно поместить бактерии в раствор с хлористым кальцием, чтобы они поглотили находящиеся снаружи приготовленные молекулы ДНК - быстрое развитие колоний бактерий позволит получить новую ДНК в больших количествах. Затем из препарата склонированной ДНК рес-трикционным энзимом можно вырезать соответствующий фрагмент ДНК. Намного сложнее внедрить чужую ДНК в клетки более сложных организмов - вот почему клонирование животных и растений происходит довольно редко, а успешное проведение таких экспериментов считается большим научным достижением. В 1980 годы американские учёные получили светящиеся в темноте растения табака - причиной этого необычайного явления была успешная имплантация в гены табака фрагмента ДНК светлячка, обеспечивающего ночное свечение этого насекомого.

В последнее время в биологии и медицине наиболее динамично развивается молекулярная диагностика, на основе которой проводятся генетические исследования человека для определения угрозы генетических заболеваний. Основной целью генной терапии является предупреждение наследственных заболеваний. Теперь открываются совершенно новые возможности для борьбы с болезнями, которые ранее считались неизлечимыми. Большие надежды возлагаются на технику вживления, суть которой состоит в удалении из тела пациента клеток с генетическим дефектом и внедрения в них нормальных, функциональных копий гена, а затем возвращение скорректированных клеток в тело пациента.

Генетические исследования имеют огромное значение для диагностирования онкологических заболеваний, которые возникают в результате мутации определённых генов, называемых онкогенами. Генетика позволяет надеяться, что будут найдены как методы лечения опухолей, так и предупреждения их образования.


учшие vip джентльмен клубы;vipotel.com.ua vip отель Коблево