Генна інженерія

ЗМІСТ

Введення. 2

Розділ 1. Теоретичні передумови формування генної інженерії як науки.
3

1.1. Відкриття подвійної структури ДНК і матричного синтезу. 3
1.2.РЕСТРІКТАЦІОННИЕ Ендонуклеази. 5
1.3.ПРІНЦІПИ Технологія рекомбінантних ДНК. 5
1.4. ІДЕНТИФІКАЦІЯ І АНАЛІЗ генів. 8
1.5. Гібридизація нуклеїнових кислот. 9
1.6. СОРТИРОВКИ хромосом. 10
1.7. Секвенування ДНК. 11
1.8.ДІНАМІЧНОСТЬ геному. 12

Розділ 2. МОЖЛИВОСТІ генної інженерії. 14

2.1. Що буде зроблено ПІСЛЯ ЗАВЕРШЕННЯ АНАЛІЗУ геном людини. 18

Глава 3. Області практичного застосування генної інженерії. 20

3.1. Створення трансгенних рослин. 20
3.2. Генні ВАКЦИНИ 22
3.2.1. Актуальність розробки нових вакцин 22
3.2.2.Разработка ДНК-вакцин 24
3.2.3. Підвищення ефективності та безпеки імунізації 26
3.2.4. Спрощення розробки та виробництва нових вакцин 27
3.2.5. Спрощення вимог до умов зберігання 29
3.2.6. Питання безпеки застосування 29
3.2.7. Участь фармацевтичних компаній у розробці ДНК-вакцин 30
3.3. Генотерапія 31

Глава 4. Перспективи клонування тварин 34

Введення.

Генна інженерія - напрям досліджень в молекулярної біології ігенетики, кінцевою метою яких є одержання за допомогою лабораторнихприйомів організмів з новими, у тому числі і не зустрічаються в природі,комбінаціями спадкових властивостей. В основі генної інженерії лежитьобумовлена останніми досягненнями молекулярної біології і генетикиможливість цілеспрямованого маніпулювання з фрагментами нуклеїновихкислот. До цих досягнень варто віднести встановлення універсальностігенетичного коду, тобто факту, що у всіх живих організмів включенняодних і тих самих амінокислот у білкову молекулу кодуються одними і тими жпослідовностями нуклеотидів у ланцюгу ДНК; успіхи генетичноїензимології, що надала в розпорядження дослідника набір ферментів,що дозволяють отримати в ізольованому вигляді окремі гени або фрагментинуклеїнової кислоти, здійснювати in vitro синтез фрагментів нуклеїновихкислот, об'єднати в єдине ціле отримані фрагменти. Таким чином,зміна спадкових властивостей організму за допомогою генної інженеріїзводиться до конструювання з різних фрагментів нового генетичногоматеріалу, введення цього матеріалу в рецепіентний організм, створенняумов для його функціонування і стабільного успадкування.

Розділ 1. Теоретичні передумови формування генної інженерії як науки.

1.1. Відкриття подвійної структури ДНК і матричного синтезу.

Початкові роботи американських вчених Уотсона і Крику були вироблені в
1953 році. Вони дали можливість розвиватися генної інженерії в якостісамостійного розділу науки. Ці відкриття укладені в наступному:

Була відкрита подвійна структура ДНК і постульовано її матричний синтез.
Подвійної спіралі ДНК при реплікації розділиться і вздовж нитки ДНК, спеціальніферменти-полімери, збирають точні копії материнської ДНК, таким чином вклітці перед поділом два абсолютно однакові молекули ДНК, одна зяких після поділу клітини потрапляє в дочірню клітину. Таким чиномдочірня клітина несе ту ж саму інформацію, що й материнська,отже виконує ті ж самі функції. Отже, в клітинах живогоорганізму можливий особливий тип реакції - матричний синтез. Одна молекула --матриця, а друга будується за її програмі. реплікація ДНК синтез всіхвидів РНК та збирання молекул білка, відповідно до структури і-РНК - цевсі варіанти матричного синтезу, який відбувається завжди за участінуклеїнових кислот.

По тому ж самому механізму здійснюється складання РНК, тільки не двохспіралей, а одній. Цей процес одержав назву - транскрипція. Потікінформації в клітині забезпечує реакції матричного синтезу: реплікація
ДНК (необхідна для передачі спадкової інформації дочірнім клітинам),транскрипція (синтез і-РНК в ядрі клітини) і трансляція (збірка білкової ланцюгана і-РНК за допомогою рибосоми).

Здавалося б, що на рубежі 70-х років досягла молекулярна біологіяпевної міри завершеності: були встановлені структура і механізмреплікації ДНК, проголошена «центральна догма» експресії гена
(транскрипція і трансляція), виявлено основні аспекти регуляції активностігена. У цей період головним об'єктом молекулярно-генетичних дослідженьбули мікроорганізми. Перехід до еукаріот (включаючи людину) зустрівся здодатковими проблемами і труднощами, і крім того, що існували в тойчас методи не дозволяли розраховувати на отримання принципово новихрезультатів. Стрімкий порив у розвитку молекулярної генетики на початку
70-х років став завдяки появі нового експериментального інструменту --рестріктаціонних ендонуклеаз. Був відкритий шлях для широкомасштабногоотримання генних продуктів (фізично значимих білків) і для генетичногоманіпулювання з різними організмами. Наші знання про структуругенетичного матеріалу і еукаріотів, у різних областях таких: як діягена, популяційна генетика, еволюція і генетична консультація, включаючипренатальну діагностику. Досягнуті успіхи змусили учених задуматися проетичну сторону маніпулювання з людським зародком, провиникнення збудників різних хвороб в процесі генно-інженернихдосліджень. Багато хто з цих питань були підняті самими вченими активнощо працюють в даній області. В даний час більшість дослідниківвважали, що побоювання стосуються, генної інженерії, не мають достатньопідстав, але багато хто етичні проблеми залишаються невирішеними і продовжуютьвиникати нові.

Минулого генетика і медична генетика розвивалася як щодонезалежні галузі науки, тепер багато хто з їх розділів виявилисязалучені в загальне русло молекулярно-генетичних досліджень, і провестиміж ними грань - важко.

Зараз, багато вчених зайняті різними роботами пов'язані зпроблемами генної інженерії - це і методи, засновані на використаннірестріктаціонних ферментів, аналіз гена людини, методи гібридизаціїнуклеїнових кислот, секвенування ДНК, сортування хромосом за допомогоюцітофіурометріііі і багато, багато іншого. Спробую дати необхідніроз'яснення з найважливіших робіт з цього ряда.а

Почнемо з умов, яким повинен відповідати ген людини, що ботримати повну характеристику його структури:

1) відповідні фрагменти ДНК повинні бути ідентифіковані однозначно.

2) вони повинні бути виділені і накопичені в кількості, посадовому длябіохімічного аналізу.

3) повинна бути визначена вся нуклеотидних послідовність.

Принципи, на яких засновані ці три методи, коротко будуть описанінижче. Ми почнемо з опису друге, оскільки прогрес у виділенні іклонування генів був вирішальним для розвитку нової генетики.

1.2.РЕСТРІКТАЦІОННИЕ Ендонуклеази.

_ґ_ьї0'чїяяяяеПb_Jчї_____

різні штами E-coli, Арбер виявив, що ДНК цього фага припереході через бактерію розрізається і втрачає свою інфекційними.
Виявилося, що ні класичні рекомбінаційні процеси, ні мутації в цьомуне беруть участь. Більш того, така доля чекала не тільки фагів, а йбудь-яку чужорідну ДНК, що попадає в бактерію. Таке розрізування (рестрикції)слід розглядати як захисний механізм клітини. Як було показано вНадалі, рестріктація чужорідної ДНК здійснюється ферментами,званими рестріктаціоннимі ендонуклеаза (рестріктазамі). Постає питання,чому рестріктази не розрізають ДНК власної клітини? Відповідь була знайдена
Арбер і було таке: чи ці ферменти вступають в реакцію зпевними ділянками в ДНК, так званими сайтами пізнавання, які вклітці захищені метильної групами (метильованих). Правда, перші звідкритих ендонуклеаз не були специфічними, а діяли випадковимчином. Першою рестріктазой, яка розщеплює ДНК, в стого певномумісці, була Hind, відкрита Смітом у кінці 60-х років. Цей фермент впершевикористаний Натсоном і співавторами для створення рестріктаціоннй карти геномувірусу SO40. Берг вловив особливу властивість двухцепочной ДНК формувати приобробці рестріктазамі так звані «липкі кінці». Після розрізання одинз ланцюжків виявляється довшим, ніж інша, на кілька нуклеотідов.Етінуклеотиди можуть вільно спаровуватися з іншими, наприклад зкомпліментарними нуклеотидами іншого фрагмента ДНК з «липкими кінцями».
Завдяки цьому, ДНК з різних джерел може об'єднуватися, утворюючирекомбінантні молекули.

1.3.ПРІНЦІПИ Технологія рекомбінантних ДНК.

Було виділено багато рестріктаз (більше 150), що розщеплюють ДНК вспецифічних сайтах. Наприклад ендонуклеаза R1 реєструє двухцепочную
ДНК по двох сайтів таким чином, що утворюються дві липких кінця:

(

GAATTC

| | | | | | | | | | | | | |

CTTAAG

(

Липкі кінці різних молекул ДНК, розщеплених цим ферментом,можуть вступати по чотирьох-AT-парам. Рестріктаціонние ендонуклеазирозрізняються за тим сайтам ДНК, які вони розпізнають і розрізають. Їхможна використовувати для різних цілей. Однак найбільш поширениметапом є їх застосування для ампліфікації специфічної визначеннянуклеотидних послідовностей фрагментів ДНК, що необхідно для ДНК абодля вивчення механізмів експресії генів. Остання проблема найбільшважлива в практичному аспекті: гени контролюючі освітафункціонально активних білків, теперьможно вводити в бактерії ірозмножувати (ампліфикувати). ця процедура називається клонуванням генів.
Завдяки ній, з'явилася можливість виробляти у великих кількостяхбілки, які раніше вдавалося отримати мізерно мало. Ця технологіязаснована на наступному прінцепе: крім своєї власної кільцевоїхромосоми, бактерії часто містять додаткові маленькі кільцеподібнімолекули двох ланцюгові ДНК, так звані плазміди.

Плазміди реплікуються автономії і самі можуть містити гени,визначають стійкість бактерій до антибіотиків або контролюючісинтез речовин, наприклад: коліцінов, які убивають інші бактерії (див.рис.1).

плазмідної ДНК можна виділити і ращепіть підходящої рестріктазойтільки в одному сайті, перетворивши кільцеву молекулу в лінійну з липкимикінцями.
Фрагменти будь-який чужорідної ДНК з такими ж липкими кінцями (отриманимипісля розрізання аналогічної рестріктазой) можна зшити з плазміди ДНК здопомогою лігази.

Рис. 1.

Клітка E-coli з хромосомою і плазміди.

Рекомбінантні конструкцію вводять потім на бактерію, де вонареплікується (див. рис.2)

Рис. 2. Принцип введення чужорідної ДНК в бактеріальну плазміди звикористанням ендонуклеази.

Джерело екзогенної ДНК не має значення. ДНК може бути отримана,наприклад, з клітин людини, але можна зшивати і штучносінтізірованние гени. Крім бактеріальних плазмід як векторів
(носіїв) ДНК використовують фаги? (об'єкт дослідження Альберта). Частинагенома цього фага не обов'язкова для його розмноження в бактерії. Замістьнього можна ввести чужорідну ДНК, яка буде розмножуватися разом зфагової, після інфікування бактерій.

Домогтися реплікації і ампліфікації у складі плазмідної (або фагової)
ДНК після трансформації бактеріальної клітини ще не означає вирішити всі їїпроблеми. Перш за все виникають два питання:

1. Як розпізнавати клони, що містять гібридну ДНК, серед потомства трансформованих клітин або живих бактеріофагів?

1. як ідентифікувати необхідні фрагменти ДНК серед багатьох клонованих невідомих фрагментів?

Наприклад можна відбирати бактеріальні клітини, якщо вони несуть плазміди зфактором стійкості до антибіотика, вирощуючи їх на середовищі, на середовищі,що містить антибіотик. Нетрансформірованние клітини без плазміди (і,отже, без гена стійкості до антибіотика) просто не будуть ростина такому середовищі. Останнім часом розроблено багато спеціальних методіввакцинації, які дозволяють відбирати лише рекомбінантні клітини.

Для генної інженерії білків недостатньо відібрати і розмножитипевні фрагменти ДНК, необхідно ще індукувати їх експресію вклітині. Для цього необхідно «підключити» рекомбінантних молекул ДНК,подальшу трансляцію матричної РНК і процесинг як на транскрипційної,так і на трансляційних рівнях.

1.4. ІДЕНТИФІКАЦІЯ І АНАЛІЗ генів.

Ще одна область застосування рестріктаз - ідентифікація та визначеннячисла генів. Ці завдання вирішуються за допомогою методу розробленого Саузерн.

Тотальну ДНК з клітин людини гідролізують ендонуклеази приблизно на
500000 фрагментів довжиною від 102 до 105 нуклеотидних пар. Потім фрагментиподіляють по молекулярній масі за допомогою гель-електрофорезу в ага троянді,після чого ДНК денатуруючих з лугом прямо в гелі, щоб отриматиодноцепочние фрагменти. Їх переносять на нітроцелюлозні фільтр і фіксуютьвисушуванням при 800С. У результаті виходить відбиток (репліка) картинирозділення фрагментів ДНК з їх розміром. Ці фрагменти можнаідентифікувати методом гібридизації з радіоактивними ДНК-зондами,специфічними для певних генів чи хромосом. Будь-який фрагмент,що містить всю послідовність зондіруемого гена або його частина, будевиглядати на радіоавтографе у вигляді темної смуги.

Зонди і генні бібліотеки. Головна умова такого аналізу - наявністьпідходящого геноспеціфіческого радіоактивного ДНК-зонда, який можнавикористовувати для гібридизації.

1.5. Гібридизація нуклеїнових кислот.

Здатність до гібридизації ланцюгів ДНК лежить в основі багатьох методичнихприйомів молекулярної біології, тому більш докладний опис принципугібридизації буде корисним. Більшість природних ДНК зустрічається у виглядідвухцепочних молекул. Їх стійкість підтримується завдяки тому, щопіримідинові підставу цитозін (C) злучається з пуринові підставоюгуаніном (G), у той час як піримідинові підставу тимін (T) злучається зпуринові підставою аденін (A). Ці компліментарні пари основутримуються водневими зв'язками (трьома в парі GC і двома у парі AT),які відносно легко розриваються, при цьому одноцепочние фрагменти
ДНК, присутні в розчині, знову формують подвійну спіраль. Дляреассоціаціі не має значення походження одноцепочной ДНК, не потрібнонавіть повної компліментарності окремих ланцюгів. Реассоціація відбувається навітьтоді, коли якась частина підстав у кожній ланцюга не компліментарно.
Одноцепочная ДНК може злучатися, тобто гібрідізіроваться навіть з РНК,якщо у них є компліментарні підстави.

"ПРОГУЛЯНКА Хромосома". Метод гібридизації корисновикористовувати, наприклад, для аналізу дуже протяжного гена. При цьому здопомогою відповідного зонда з геномної бібліотеки ДНК спочаткувитягується якась частина такого гена. Нуклеотидні послідовністьцій частині гена буде, як правило, довше зонда, і її кінці будутьперекриватися з іншими фрагментами даного гена в цій бібліотеці, то єбудуть, принаймні, частково гібрідізіроваться з ними. Вільні кінціцих фрагментів будуть гібрідізіроваться з наступними і так далі, покивесь структурний ген не буде повністю ідентифікований серієюперекриваються фрагментів. Саме таким чином було реконструйованоструктурний ген фактора згортання крові VII людини, незвично довгий,складається з 180000 пар нуклеотидів.

Існуючий метод гібридизації in situ, цей метод вжевдосконалений на стільки, що з його допомогою можна локалізувати вхромосомах навіть унікальні гени, такі як ген інсуліну. Ось прикладдеяких генів людини, ідентифікованих за допомогою гібридизації (таблиця
1).

ТАБЛИЦЯ 1.

Деякі гени людини, ідентифіковані за допомогою гібридизації.

1.6. СОРТИРОВКИ хромосом.

Наступний метод - це метод сортування хромосом при опмощіцітофлюрометріі. Цей метод може бути використаний у двох різних цілях:

1) Для ідентифікації та кількісного аналізу великої кількості хромосомпротягом дуже короткого часу.

2) для препаративної поділу хромосом. Цей метод має двапереваги перед стандартними методами аналізу хромосом:по-перше, він повністю автоматичний, завдяки чому виключається ге?? ементсуб'єктивностіпо-друге, він набагато швидше (рис.3)

Однак важливіше, що цей метод дозволяє препаративної розділяти хромосоми, і за наявності специфічних зондів досліджувати структуру і функцію окремих генів стає відносно просто. У цьому випадку ген можна локалізувати в хромосомі за допомогою гібридизації in situ, розмножити його ДНК шляхом клонування і секвенування.

Рис. 3. Принцип сортування хромосом за допомогою лазера. Хромосомипофарбовані флуоресціюючими барвником. Флуоресценція порушується лазернимпроменем і вимірюється для кожної хромосоми окремо. Дані вимірюваньвикористовують для сортування хромосом.

1.7. Секвенування ДНК.

Послідовність нуклеотидів і генетичний код.

Методи певній послідовності амінокислот у поліпептидного ланцюгабули відомі ще у 50-х роках. Теоретично це відносно легкапроблема, оскільки всі 20 амінокислот, що зустрічаються в природних білках,мають різні властивості. З іншого боку, нуклеотидних послідовність
ДНК щодо однорідна по складу однорідних ланок, так як міститьтільки чотири типи азотистих основ - гуанін, цитозин, аденін і тимін.
Коли в 60-і роки було розшифровано генетичний код, з'явилася можливістьвстановлювати (дедуціровать) нуклеотидну послідовністьвідповідного білка. Однак генетичний код є виродженим, тоє однією і тією ж амінокислоті відповідають декілька нуклеотиднихкодонів. Отже відомості про нуклеотидної послідовностіамінокислот у білку, не однозначні. Крім того послідовностіамінокислот не містять ніякої інформації про послідовністьнекодірующіх ділянок ДНК. Принцип полягає в наступному: довгу молекулу
ДНК фрагментіруют за допомогою агентів, що розщеплюються в специфічнихсайтах. Потім визначають послідовність нуклеотидів в кожному з цихфрагментів. Черговість фрагментів в цілій молекулі відновлюють,використовуючи що перекривають кінці: ідентичні ланцюга розрізають повторно іншийрестріктазой, а потім послідовності, що перекриваються що утворюються приобробці двома рестріктазамі різної специфічності, порівнюють. Так можебути реконструйована повна послідовність. У межах окремихфрагментів порядок нуклеотидів визначають за допомогою спеціальних методів.
Раніше секвенування ДНК було досить важкою справою, тепер же воназдійснюється дуже легко і швидко. Для цього необхідно довгу молекулу
ДНК за допомогою рестріктази розділити на фрагменти зручного розміру, а потім,якщо потрібно, міццю спеціальних методів. Раніше секвенування ДНК було вельмиважкою справою, тепер же вона здійснюється дуже легко і швидко. Для цьогонеобхідно довгу молекулу ДНК за допомогою рестріктази розділити нафрагменти зручного розміру, а потім, якщо потрібно, ные відомості й пронетранскрібірусних ділянках ДНК, важливих для контролю транскрипції (такзвані оператори і промотори).

1.8.ДІНАМІЧНОСТЬ геному.

Методи нової гентікі розширили наші знання про структуру генетичногоматеріалу. У 1963 році Тейлор описав "індуковані фагом мутації E.
Coli ", вкоре після цього, Старлінгер і Седлер описали IS-елементів убактерій. Ці елементи отримали назву мобільних, тепер же вонивизначаються як специфічні послідовності ДНК, які можутьнеодноразово впроваджуватися в різні сайти геному. Перенесення генів від одногобактерії до іншої за допомогою фага (трансдукція) відомий давно, а тепервикористовується і в генетичної інженерії еукаріот (включаючи клітиниссавців). Можливо, такі процеси можуть відбуватися і в природі.
Більш того, послідовності ДНК, гомологічні глобіновому гену людини,були виявлені у бобових рослин. Функція такого гена у рослин можеполягати в тому, щоб "забезпечити киснем клубенькові бактерії втканини ". Наявність цього гена може бути пояснено перенесенням його від комахабо ссавців. (рис.4).

Стор 142 рис 2.95

намалюємо САМІ

Отже, з вище викладеного можна зробити наступний висновок, щотеоретичними передумовами формування генної інженерії як науки,були:

1. Відкриття подвійної спіралі ДНК.

1. Отримання інформації про матричному синтезі:
3. Реплікації ДНК.
4. Транскрипції ДНК.
5. Трансляції ДНК.

3. Відкриття плазмід.

4. Відкриття фрагментів рестріктаз.

5. Здійснення процесу рекомбінації хромосом

6. Ідентифікація та аналіз генів.

6. Здатність до гібридизації ланцюгів ДНК.

6. Секвенування ДНК.

Розділ 2. МОЖЛИВОСТІ генної інженерії.

Значного прогресу досягнуто в практичній галузі створення новихпродуктів для медичної промисловості і лікування хвороб людини
(табл. 2).

ТАБЛИЦЯ 2.

В даний час фармацевтична промисловість завоювала лідируючіпозиції в світі, що знайшло відображення не тільки в обсягах промисловоговиробництва, а й у фінансових коштах, вкладених в цюпромисловість (за оцінками економістів, вона увійшла до лідируючої групи пообсягом купівлі-продажу акцій на ринках цінних паперів). Важливою новинкою стало іте, що фармацевтичні компанії включили в свою сферу виведення новихсортів сільськогосподарських рослин і тварин, і витрачають на це десяткимільйонів доларів на рік, вони ж мобілізували випуск хімічних речовиндля побуту. Добавок до продукції будівельної індустрії і так далі. Вже недесятки тисяч, а можливо, декілька сот тисяч висококваліфікованихфахівців зайняті у дослідницьких та промислових секторахфарміндустрії, і саме в цих областях інтерес до геномних і генно -інженерних досліджень виключно високий.

Очевидно тому будь-який прогрес біотехнологій рослин буде залежативід розробки генетичних систем та інструментів, які дозволять більшеефективно управляти трансгенами. Ситуація аналогічна тій, якаспостерігається в комп'ютерній індустрії, де крім збільшення обсягівоброблюваної інформації та поліпшення самих комп'ютерів, потрібні ще йопераційні системи управління інформацією, типу мікрософтовскіх "вікон".

Для чистого вирізування трансгенної ДНК в рослинний геном, все більшезастосовують запозичені з мікробної генетики системи гомологічноюрекомбінації, такі як системи Cre-lox і Flp-frt. Майбутнє, очевидно, будеза керованим перенесенням генів від сорту до сорту, заснованого на застосуваннізаздалегідь підготовленого рослинного матеріалу, який вжемістить у потрібних хромосомах ділянки гомології, необхідного длягомологічною вбудовування Транг. Крім інтеграційних систем експресії,будуть випробувані автономно реплікуються вектори.осбий інтереспредставляють штучні хромосоми рослин, які теоретично ненакладають жодних обмежень на обсяг вноситься теоретичної інформації.

Крім цього вчені займаються пошуком генів, що кодують нові корисніознаки. Ситуація в цій області змінюється радикальним чином, першза все, існування публічних баз даних, які містять інформацію пробільшості генів, бактерій, дріжджів, людини і рослин, а також услідстві розробки методів, що дозволяють одночасно аналізуватиекспресію великої кількості генів з дуже високої пропускноїздатністю. Застосовувані на практиці методи можна розділити на двакатегорії:

1. Методи, що дозволяють вести експрессіонное профілювання: субстракціонная гібридизація, електронне порівняння EST-бібліотек,

«генні чіпи» і так далі. Вони дозволяють встановлювати кореляцію між тим чи іншим фенотипічних ознакою і активністю конкретних генів.

2. Позиційне клонування, полягає у створенні за рахунок Інсерційні мутагенезу мутантів з порушеннями в який нас цікавить, ознаку або властивість, з подальшим клонуванням відповідного гена як такого, що свідомо містить відому послідовність (інсерцій).

Вищеназвані методи не передбачають ніяких початкових відомостей прогенах, контролюючих та або інша ознака. Відсутність раціональногокомпонента в даному випадку є позитивним обставиною,оскільки необмежений нашими сьогоднішніми уявленнями про природу ігенному контролі конкретного цікавить нас ознаки.

Крім всього цього група вчених, таких як Марк Адам (провідний співробітникінституту геномних досліджень в штаті Меріленд - США, приватноїдослідницької компанії, що займається виключно роботою в областікартування генів), Крейк Вентер (директор цього інституту) і співавторами,розробляється проект «Геном людини». Мета цього проекту полягає вз'ясуванні послідовності підстав у всіх молекулах ДНК в клітинахлюдини. Одночасно повинна бути встановлена локалізація всіх генів, щодопомогло б з'ясувати причину багатьох спадкових захворювань і цимвідкрити шляхи до їхнього лікування. Що б послідовно наближатися до вирішенняпроблеми картування генів людини, було сформульовано п'ять основнихцілей:

1) Завершити складання детальної генетичної карти, на якій були б помічені гени, віддалені один від одного на відстані не перевищує в середньому 2 млн. підстав (1 млн. підстав прийнято називати мегобазой);

2) скласти фізичні карти кожної хромосоми (дозвіл 0.1 Мб);

3) отримати карту всього геному у вигляді охарактеризованих клонів (5 тис. підстав у клоні або 5 Кб);

4) завершити до 2004 року повне секвенування ДНК (дозвіл одного підстава);

5) нанести на повністю завершену секвенсовую карту все гени людини

(до 2005 року).

Очікувалося, що, коли всі зазначені цілі будуть осягнути,дослідники визначать всі функції генів та розроблять методибіологічного та медичного застосування отриманих даних.

Розглянувши темпи прискорення роботи в рамках проекту «Геном людини»,керівники цього проекту оголосили 23 жовтня 1998р., що програма будеповністю завершена набагато раніше, ніж планувалося, і сформулювали
«Нові завдання проекту« Геном людини »:

1) повністю завершити в грудні 1998 року роботу з секвенування геному« Круглого хробака »c. elegans (це було зроблено в строк);

2) закінчити попередній аналіз послідовності ДНК людини до

2001 році, а повну послідовність до 2003 року;

3 ) картіровать до 2002 року геном плодової мухи;

4) почати секвенування геному миші з використанням методів ДНК штучних хромосом дріжджів (завершити цей проект до 2005 року).

Крім цих цілей, офіційно включений до підтримуваний урядом
США і низкою інших урядів проект, деякі дослідницькі центриоголосили про завдання, які будуть вирішуватися в основному за рахунок приватнихфондів і пожертвователів. Так, вчені каліфорнійського університету
(Берклі), Орегонського університету та Ракового дослідного центруімені Фрейда Хатчінсона почали програму «Геном собаки».

Міжнародне товариство секвенування в лютому 1996 року прийняврішення про те, що будь-яка послідовність нукліотідов розміром 1-2 Кбповинна бути оприлюднена (через Інтернет) протягом 24 годин після їївстановлення.

2.1. Що буде зроблено ПІСЛЯ ЗАВЕРШЕННЯ АНАЛІЗУ геном людини.

Головне стратегічне завдання майбутнього сформульована наступнимчином: вивчити Однонуклеотидний варіації ДНК в різних органах і клітинахокремих індивідуумів і виявити відмінності між індивідуумами. Аналіз такихваріацій дасть можливість не тільки підійти до створення індивідуальнихгенних портретів людей, що зокрема дасть можливість лікувати хвороби, а й визначити відмінності між популяціями. А також виявляти географічнірайони підвищеного ризику, що допоможе давати чіткі рекомендації пронеобхідності очищення території від забруднення і виявити виробництва, наяких є велика небезпека ураження геномів персоналу.

Ця грандіозне завдання народжує не самі райдужні очікування загальногоблага, а й цілком усвідомлену тривогу юристів і борців за індивідуальніправа людини. Так, зокрема, висловлюються заперечення протирозповсюдження персональної інформації без рішення тих, кого вона стосується.
Один приклад допомагає зрозуміти ці тривоги: вже зараз страхові компаніїнацілилися на добування таких відомостей правдами і неправдами, вонинамеріваются використовувати дані проти тих, кого вони страхують. Наприклад,якщо подає на страховку несе потенційно хвороботворний ген, компаніїне хочуть страхувати таких людей зовсім або ж намагаються заломити шаленісуми за їх страховки. Виходячи з цього,. Конгрес США вже прийняв рядзаконів, спрямований на сувору заборону розповсюдження генетичноїінформації щодо окремих людей, юристи усього світу інтенсивнопрацюють у даному напрямку.

Глава 3. Області практичного застосування генної інженерії.

3.1. Створення трансгенних рослин.

Ще 10 років тому біотехнологія рослин помітно відставала в своємурозвитку, але за останні 3 роки спостерігається швидке викид на риноктрансгенних рослин з новими корисними ознаками. Трансгенні рослини в
США в 1996 році займали площу 3 млн. акрів, у 1997 році площазбільшилася до 15 млн. акрів, у 1998 році - до 60 млн. акрів, а в минуломуроці до 80 млн. акрів. Оскільки основні трансгенні форми кукурудзи, сої,бавовнику, стійких до гербіцидів і комах добре себезарекомендували, є всі підстави очікувати, що площа під генноіженерниерослини в майбутньому (2001 році) збільшаться в 4-5 разів.

У квітні 1998 року частка у відсотках трансгенних форм рослин усільському господарстві склала:

- кукурудза - 6

- соя - 12

- бавовник - 15

- томати -