Зміст

Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 2

Дослідження генома людини ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 4

Прогрес генетики ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7

Досягнення та проблеми сучасної генетики ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14

Медико-гентіческое консультування ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 15

Проблема клонування тварин і людини ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 18

Генетика і проблема раку ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 22

Генетичний моніторинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 25

Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27 < p> Література ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 30

Введення

Генетика є однією з основних, найбільш захоплюючих іразом з тим складних дисциплін сучасного природознавства. Місце генетикисеред біологічних наук і особливий інтерес до неї визначаються тим, що вонавивчає основні властивості організмів, а саме спадковість імінливість.

В результаті численних - блискучих за своїм задумом і найтоншихпо виконанню - експериментів у галузі молекулярної генетики сучаснабіологія збагатилася двома фундаментальними відкриттями, які вже знайшлишироке відображення в генетиці людини, а частково і виконані на клітинахлюдини. Це показує нерозривний зв'язок успіхів генетики людини зуспіхами сучасної біології, яка все більше і більше стаєпов'язана з генетикою.

Перше - це можливість працювати з ізольованими генами. Вонаотримана завдяки виділенню гена в чистому вигляді і синтезом його. Значенняцього відкриття важко переоцінити. Важливо підкреслити, що для синтезу геназастосовують різні методи, тобто вже є вибір, коли мова піде про такескладному механізмі як людина.

Друге досягнення - це доказ включення чужорідної інформаціїв геном, а також функціонування його в клітинах вищих тварин і людини.
Матеріали для цього відкриття накопичувалися з різних експериментальнихпідходів. Перш за все, це численні дослідження в областівирусогенетичної теорії виникнення злоякісних пухлин, включаючивиявлення синтезу ДНК на РНК-матриці. Крім того, стимульовані ідеєюгенетичної інженерії досліди з профаговой трансдукції підтвердилиможливість функціонування генів простих організмів в клітинахссавців, включаючи клітини людини.

Без перебільшення можна сказати, що, поряд з молекулярною генетикою,генетика людини відноситься до найбільш прогресуючим розділам генетики вцілому. Її дослідження простягаються від біохімічного до популяційного, звключенням клітинного і організменного рівнів.

XX століття стало століттям найбільших відкриттів у всіх областяхприродознавства, століттям науково-технічної революції, яка змінила івигляд Землі, і вигляд її мешканців. Можливо, однією з основних галузейзнання, які будуть визначати обличчя нашого світу в наступному столітті,є генетика. З цією порівняно молодий наукою завжди було пов'язаночимало суперечок і протиріч, але останні досягнення генетики та генноїінженерії, яка цілком може вважатися самостійною дисципліною, втаких областях, як дослідження геному людини і клонування, хоча івідкрили широкі перспективи розвитку біотехнологій та лікування різнихзахворювань, зробили можливим зміна самої сутності людини, породившитим самим безліч питань етичного, навіть, швидше, філософського,характеру. Чи має людина право змінювати те, що створено природою? МаєЧи має право виправляти її помилки і, якщо так, то де та межа, яку не можнапереступати? Чи не обернуться чи наукові знання катастрофою для всьоголюдства, як це сталося, коли була відкрита енергія атома,знищила Хіросіму, Нагасакі і Чорнобиль? На ці запитання всі відповідають по -різному, тому у своїй роботі я спробую не тільки розповісти про саміпроблеми наукової етики, пов'язаних з генетикою, а й по можливостівідобразити різні точки зору на ці проблеми.

Дослідження генома людини

Як наука генетика виникла на рубежі XIX і XX століть. Багатоофіційною датою її народження вважають 1900 рік, коли Корренс, Чермак і де
Фриз незалежно одна від одної виявили певні закономірності впередачі спадкових ознак. Відкриття законів спадковостівідбулося, по суті, вдруге - ще в 1865 році чеський учений -натураліст Грегор Мендель отримав ті ж результати, експериментуючиз садовим горохом. Після 1900 року відкриття в галузі генетики дотримувалисяодне за одним, дослідження, присвячені будові клітини, функцій білків,будови нуклеїнових кислот, відкритих Мішер в 1869 році, крок за крокомнаближали людини до розгадки таємниць природи, створювалися нові науковінапрямки, удосконалювалися нові методи. І, нарешті, в кінці XX століттягенетика впритул підійшла до вирішення одного з фундаментальних питаньбіологічної науки - питання про повну розшифровку спадковоїінформації про людину.

У реалізації грандіозного проекту по розшифровці генетичного коду
ДНК, що отримав назву HUGO (Human Genome Organization) взяли участь
220 вчених з різних країн, у тому числі й п'ять радянських біологів. У нашійкраїні була створена власна програма «Геном людини», керівникомякої став академік Олександр Олександрович Баєв.

Вперше ідея організації такої програми була висунута в 1986році. Тоді ідея видалася неприйнятною: геном людини, тобтосукупність усіх його генів містить біля трьох мільярдів нуклеотидів, а вНаприкінці 80-х років витрати на визначення одного нуклеотиду становили близько
5 доларів США. Крім того технології 80-х дозволяли одній людинівизначати не більше 100 000 нуклеотидів на рік. Проте, вже в 1988році Конгрес США схвалив створення американського проекту досліджень вцій галузі, керівник програми Дж. Уотсон так визначив їїперспективи: «Я бачу виняткову можливість для поліпшення людствав найближчому майбутньому ». Здійснення російської програми розпочалося у 1989році.

Зараз визначення одного нуклеотиду обходиться всього в один долар,створені апарати, здатні секвенувати (від лат. sequi - слідувати) до 35млн. послідовностей нуклеотидів в рік. Одним з важливих досягненьстало відкриття так званої полімеразної ланцюгової реакції, що дозволяє змікроскопічних кількостей ДНК за кілька годин отримати обсяг ДНК,достатній для генетичного аналізу. За оцінками фахівців існуєможливість завершення проекту через 15 років, і вже зараз програмаприносить корисні результати. Суть робіт полягає в наступному: спочаткупроводиться картування геному (визначення положення гена в хромосомі),локалізація деяких генів, а після цього секвенування (визначенняточної послідовності нуклеотидів в молекулі ДНК). Першим геном,який вдалося локалізувати, став ген дальтонізму, картірованний в статевийхромосомі в 1911 році. До 1990 року число ідентифікованих генів досягло
5000, з них картірованних 1825, секвенувати - 460. Вдалосялокалізувати гени, пов'язані з важкими спадковими хворобами,такими, як хорея Гентінгтона, хвороба Альцгеймера, м'язова дистрофія
Дюшена, кістозний фіброз та ін

Таким чином, проект дослідження геному людини має колосальнезначення для вивчення молекулярних основ спадкових хвороб, їхдіагностики, профілактики та лікування. Слід звернути увагу на те, щоза останні десятиліття в індустріально розвинених країнах часткаспадкових хвороб в загальному обсязі захворювань значно збільшилася.
Саме спадковістю обумовлена схильність до ракових ісерцево-судинних захворювань. Значною мірою це пов'язано зекологічною ситуацією, із забрудненням навколишнього середовища, тому що багатовідходи промисловості та сільського господарства є мутагенами, тобтозмінюють людський генофонд. З огляду на сучасний рівень розвиткугенетики можна припустити, що наукові відкриття майбутнього дозволять шляхомзміни геному адаптувати людини до несприятливих умов зовнішньогосередовища. Що ж стосується боротьби з спадковими захворюваннями, то їхлікування шляхом заміни хворих генів на здорові здається реальним вже зараз.
Все це означає, що людина отримає можливість не тільки змінювати живіорганізми, а й конструювати нові форми життя. У зв'язку з цим виникаєцілий ряд серйозних питань.

На мій погляд одним з найбільш важливих питань є питання провикористання генетичної інформації в комерційних цілях. Незважаючи на те,що й учасники проекту HUGO, і представники міжнародних організацій, взокрема ЮНЕСКО, одностайні в тому, що будь-які результати досліджень зкартування і секвенування геному повинні бути доступні всім країнам і неможуть служити джерелом прибутку, приватний капітал починає грати всевелику роль в генетичних дослідженнях. Коли з'явилася програма HUGO,виникли так звані геномні компанії, які зайнялися самостійнозайнялися розшифровкою геному. Як приклад можна навестиамериканську організацію під назвою Institute of Genomic Research (TIGR)або компанію Human Genome Sciences Inc. (HGS). Між великими фірмами йдезапекла боротьба за патенти. Так у жовтні 1994 Крэк Вентер, головавищезгаданої компанії TIGR, про те, що в розпорядженні його корпораціїзнаходиться бібліотека з 35000 фрагментів ДНК, синтезованих за допомогою РНКна генах, отриманих лабораторним шляхом. Ці фрагменти порівняли з 32відомими генами спадкових захворювань. Виявилося, що 8 з нихповністю ідентичні, а 19 гомологічних. TIGR виявився володарем цінноїнаукової інформації, але його керівники заявили, що хімічна будовавсіх послідовностей з цієї бібліотеки засекречено і буде зробленонадбанням гласності тільки в тому випадку, якщо за компанією буде визнаноправо власності на всі 35000 фрагментів. Це не єдиний випадок, аміж тим, розвиток генетики набагато випереджає розвиток відповідноїзаконодавчої бази. Хоча кроки в цьому напрямку робляться (в
Росії, наприклад, в кінці 1996 року був прийнятий закон "Про державнийрегулювання в галузі генно-інженерної діяльності ", в1995 був прийнятийзакон про біоетики у Франції, у США Акт про цивільні права забороняєдискримінацію при наймі на роботу за расовим, статевим, релігійних танаціональними ознаками, при цьому ген серповидноклітинної анемії, вЗокрема у негрів, може вважатися расовою ознакою, інший законзабороняє дискримінацію при наймі на роботу осіб зі зниженоюпрацездатністю, а такими можуть вважатися та особи з обтяженоюспадковістю, велике значення має так званий принцип Тарасової,що зобов'язує лікарів порушувати конфіденційність лікарських відомостей з метоюзапобігання можливої шкоди суспільству), міжнародних актів,регулюють всі сторони діяльності, пов'язаної з генетикою, поки неіснує.

Прогрес генетики

Еволюція людського виду не обмежена минулим.
Механізми, які викликають зміни в частоті генів від покоління допоколінню, продовжують працювати і в даний час. З плином часубіологічна еволюція все більшою і більшою мірою доповнюєтьсякультурної еволюцією, яка стає однією з головних сил, що викликаєбіологічні зміни всередині людського виду. Знання цих механізмівмає допомогти у визначенні тенденції розвитку генетичної структурилюдських популяцій в майбутньому. У більшості країн за останнікілька поколінь умови життя населення сильно змінилися і продовжуютьзмінюватися в наростаючому темпі. Завдяки успіхам гігієни та медицинизначно поліпшилося здоров'я людини, і зросла тривалість йогожиття. Ці обставини позначаються на репродуктивності і смертності і,отже, впливають на генетичну структуру майбутніх поколінь.

Прогрес науки і техніки піддає сучасних людейістотно великим ризикам несприятливою мінливості, ніж це було напротягом усього попереднього періоду розвитку людської цивілізації.
Фізичні, хімічні і, можливо, біологічні (вірусні) мутагени можутьнести серйозну загрозу для генетичної структури популяції в майбутньому.
Тому однією з найактуальніших завдань сучасного природознавства євивчення процесів генетичної мінливості людини і розробка системизаходів для запобігання несприятливих тенденцій еволюції. У зазначеномуаспекті важливе значення має розвиток генетики людини, особливо уобласті генетичного консультування і скринінгу спадкових аномалій,що може зберегти прийнятний рівень здоров'я майбутніх поколінь.

Мутація - це загальна властивість живих організмів, що лежить в основіеволюції і селекції всіх форм життя і полягає в раптово виникаєзміну генетичної інформації. Коли мутація відбувається в окремомугені, то говорять про генних або точкових мутацій. При зміні структурихромосом або їх числа, мова йде про хромосомних мутацій. Всі генетичнерізноманітність людей так чи інакше є наслідком мутацій.

З достатньою впевненістю можна стверджувати, що багато мутації геніві практично всі аберації хромосом несприятливі як для індивіда, так ідля популяції; більшість хромосомних аберацій губить зиготу в періодембріонального розвитку, менша частина таких зигот доживає до народження іпродовжує існувати далі, але уражені пацієнти страждають важкимивродженими вадами. Генні мутації часто ведуть до вроджених захворюваньз простим типом успадкування або до виходу з ладу в мультифакторіальнихгенетичних системах. Дуже велика частина генних мутацій веде дозмінам амінокислотної послідовності білків і не викликає явноюфункціональної недостатності, прикладом чого служать варіанти гемоглобіну.
Частка благопріятних мутацій, у кращому випадку, дуже незначна.

Частоти чисельних аберацій хромосомзбільшується з віком матері, тому будь-який зрушення в материнськомувіці приведе до відповідної зміни в загальній поширеностітаких хромосомних мутацій. У багатьох сучасних популяціях існуєтенденція до зменшення числа дітей у сім'ї і концентрація дітонародження ввіковій групі з найменшим ризиком (жінки у віці від 20 до 30 років).
Було підраховано, що в західних країнах і в Японії ця тенденція повиннабула зменшити кількість дітей із синдромом Дауна на 25 ... 40%. Проте рядостанніх досліджень показує, що схильність багатьох сучасних жіноквідкладати народження дитини на декілька більш пізній вік легко можепризвести до зміни цієї тенденції на протилежну. Відомо, що самеефективний засіб виявлення аномалій хромосом - це пренатальнадіагностика. У багатьох країнах цю діагностичну процедуру пропонуютьпроводити всім жінкам старше 35 років. Якби всі люди похилого вагітніжінки дійсно через неї проходили, частота синдрому Даунабезумовно б знизилася. Можна припустити, що зі збільшенням безпекипренатальної діагностики для матері та дитини, амніоцентез стане звичайнимдля більшості вагітностей в розвинених країнах. У таких умовах можнабуде майже повністю уникнути аномалій, обумовлених чисельними абоструктурними абераціями хромосом. Для багатьох генів частота мутаційзбільшується з віком батька, тому будь-який зрушення у віковій структурібатьків відповідним чином вплине на частоту мутацій. Для рідкіснихаутосомно-домінантних станів зміни під дією віку батька небудуть настільки великими, як для численних хромосомних аберацій; впливвіку батька на частоту мутацій у домінантних і зчеплених з Х-хромосомоюгенів менше віку матері на частоту чисельних аномалій хромосом. Змедичних позицій загальний вплив батьківського віку видаєтьсявідносно невеликим і практично не береться до уваги фактичнийризик ураження домінантної мутацією дитини, яка має літнього батька. Будь-якийможливий підйом рівня радіації, будь-яке опромінення може на декількавідсотків збільшити частоту мутацій. Беручи до уваги флуктуації
«Спонтанної» частоти мутацій, обумовленої, наприклад, змінамивікової структури батьків, будь-яке збільшення, пов'язане зрадіацією, може виявитися навіть непоміченим без застосування тонкихепідеміологічних методів. Все ж таки ефект має місце, особливо з урахуваннямдії техногенних?? нних факторів, включаючи техногенні катастрофи.
Отже, одним з основних завдань профілактики підвищеної частотимутацій у людини є підтримка радіації на низькому рівні. Провпливі хімічних мутагенів на популяцію людини відомо занадтомало. Можна припустити, що людству доведеться змиритися зпевною кількістю хімічно індукованих мутацій, оскільки суспільство неможе відмовитися від тих переваг, які дають йому досягненнясучасної хімії.

У майбутньому людству доведеться зіткнутися ззбільшенням частоти спонтанних мутацій. Воно призведе до відповідногозбільшення чисельних і структурних хромосомних аберацій і спадковихзахворювань, пов'язаних з домінантними і з X-зчепленими генами. Ймовірно,що в майбутньому зросте число неопластичних захворювань, оскількисоматичні мутації, які викликаються агентами зовнішнього середовища, часто служатьпричиною новоутворень. Широко поширена думка про те, що завдякисучасній медицині дію природного відбору послабшав. Однак цетвердження справедливе лише почасти. Ніяким лікуванням до цих пір невдавалося запобігти наслідкам хромосомних аберацій (синдроми Дауна,
Клайнфельтера та ін.) Для цих станів дію природного відбору незмінилося. Відбір дійсно ослаблений для деяких патологічнихознак з аутосомно-домінантним або Х-сцепленим рецесивними типамиуспадкування. Існують спадкові захворювання, які збереглися досих пір завдяки генетичному рівноваги між мутацією і відбором. Одиніз прикладів - гемофілія. А, при якій замісна терапія за допомогоюфактора VIII тепер дозволяє вести хворим майже нормальний спосіб життя.
Значно зросла тривалість життя, збільшилася можливість матидітей.

Існують, однак, багато інших домінантні і Х -сцепленим стану, для яких задовільною терапії немає, іприродний відбір діє ще на повну силу. Як приклад можнапривести неврофіброматоз, туберозний склероз і міопатію Дюшенна. У мірутого як ефективність лікування цих хвороб буде збільшуватися, відбір вЩодо них буде слабшати.

Найбільш помітний успіх у терапії спадковихзахворювань був, досягнутий по відношенню до рецесивним дефектів ферментнихсистем. Лікування дозволяє особам, ураженим деякими з цих захворюваньвирости здоровими настільки, що вони можуть мати дітей. У популяціяхрозвинених країн, де шлюби укладаються випадковим чином, можна очікуватидуже повільного збільшення частоти рецесивних захворювань у порівнянні зсучасним рівнем.

В популяції існує мінливість не тільки для чіткопевних генетичних дефектів, але і для функціональних систем, якізалежать від складного, але упорядкованого взаємодії різних генів уперіод ембріонального розвитку. Серце, очі і імунна система єприкладами таких систем. Еволюційно ці системи розвивалися під постійнимта інтенсивним дію відбору. Як тільки цей тиск знижується, починаютьнакопичуватися мутації, які призводять до невеликих функціональнимнедоліків, і протягом довгих еволюційних періодів ці системи повільно,вимикати івключати майже будь-які фізіологічні процеси, переривати біосинтез білків уклітці, змінювати морфогенез, зупиняти розвиток на певній стадії.
Ми тепер можемо глибше дослідити популяційні та еволюційні процеси,вивчати спадкові хвороби, проблему ракових захворювань і багатоінше. В останні роки бурхливий розвиток молекулярно-біологічних підходіві методів дозволило генетикам не тільки розшифрувати геноми багатьохорганізмів, але й конструювати живі істоти з заданими властивостями.
Таким чином, генетика відкриває шляхи моделювання біологічнихпроцесів і сприяє тому, що біологія після тривалого періодудроблення на окремі дисципліни вступає в епоху об'єднання і синтезузнань.

Медико-генетичне консультування.

Найбільш поширеним і ефективним підходом до профілактикиспадкових хвороб є медико-генетична консультація. Зточки зору організації охорони здоров'я медико-генетичнеконсультування - один з видів спеціалізованої медичної допомоги.
Суть консультування полягає в наступному: 1) визначення прогнозународження дитини зі спадковою хворобою; 2) пояснення ймовірності цьогоподії консультується; 3) допомога сім'ї у прийнятті рішення.

При велику вірогідність народження хворої дитини правильними зпрофілактичної точки зору можуть бути дві рекомендації: абоутримання від дітонародження, або пренатальна діагностика, якщо вонаможлива за даної нозологічної формі.

Перший кабінет з медико-генетичного консультування буворганізований в 1941 році Дж. Нілом в Мічиганському університеті (США). Більшетого, ще наприкінці 50-х років найбільший радянський генетик і невропатолог
С. До Давиденков організував медико-генетичну консультацію при Інститутінервово-психіатричної профілактики в Москві. В даний час в усьомусвіті налічується близько тисячі генетичних консультацій, у Росії їх 80.

Основна причина, яка змушує людей звертатися до лікаря -генетику, - це бажання дізнатися прогноз едоровья майбутнього потомстващодо спадкової патології. Як правило, у консультаціюзвертаються сім'ї, де є дитина з спадковим абовродженим захворюванням (ретроспективне консультування) або йогопоява передбачається (проспективно консультування) у зв'язку знаявністю спадкових захворювань у родичів, кровноспорідненихшлюбом, віком батьків (старше 35-40 років), опроміненням та з іншихпричин.

Ефективність консультації як лікарського висновку залежить восновному від трьох чинників: точності діагнозу, точності розрахункугенетичного ризику та рівня розуміння генетичного ув'язненняконсультуються. По суті це три етапи консультування.

Перший етап консультування завжди починається з уточнення діагнозуспадкового захворювання. Точний діагноз є необхідноюпередумовою будь-якої консультації. Він залежить від старанності клінічногоі генеалогічного ис