АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Программа «Геном человека»

Прочитайте:
  1. Антикупероз - программа для кожи с расширенными сосудами
  2. БАЗОВАЯ СКРИНИНГ-ПРОГРАММА
  3. Бесплодный брак. Программа обследования бесплодной супружеской пары
  4. Введение»: Организм человека - основной объект изучения дисциплины «Анатомия и физиология человека»
  5. Вежливая программа в курсе происходящего
  6. Вежливая программа ведет себя разумно
  7. Вежливая программа всегда сосредоточена
  8. Вежливая программа интересуется мной
  9. Вежливая программа не склонна делиться своими личными проблемами
  10. Вежливая программа отзывчива

С развитием новых технологий мо­лекулярных исследований, основан­ных на быстрых методах работы с ДНК, с введением в практику молекулярно-генетических исследований компьютер­ных технологий сравнительного ана­лиза строения геномов представителей разных систематических групп, с раз­витием техники направленного воз­действия на генетический аппарат клетки и организма в целом и возмож­ности создания искусственных фер­ментов по нуклеотидной последова­тельности фрагмента ДНК темпы раз­вития молекулярной генетики обрели стремительный характер и привели к возникновению в конце 80-х гг. между­народной программы «Геном челове­ка». Этот глобальный проект предпо­лагал завершить определение полной последовательности всех трех миллиардов нуклеотидных звеньев, составляющих геном человека. Приня­тие такой программы означает, что ха­рактер развития молекулярной биоло­гии достиг совершенно нового уровня. Произошедший качественный скачок в технологии позволяет решать принципиально новые задачи.

Более ранние молекулярно-генетические работы проводились с целью исследовать строение генов, иденти­фицировать их в целом геноме, изу­чить по возможности функцию гена и уровни его регуляции. Методы совре­менной молекулярной генетики позво­ляют отследить эффект действия того или иного гена на уровне целого организма, изучать не отдельные гены, а структуры и функции целых геномов. На сегодняшний день изучены гено­мы 141 вируса, более 50 геномов мито­хондрий из разных объектов, большое количество геномов бактерий. Уста­новлено, что бактериальный геном со­держит 5-6 тыс. генов, из представите­лей эукариот наиболее близки к завер­шению изучение геномов дрожжей и нематод. Показано, что геном дрож­жей имеет в своем составе около 6 тыс. генов.

Суммарная длина нуклеотидных последовательностей генома человека соответствует 3 миллиардам. По дан­ным разных авторов, такая гигантская нуклеотидная последовательность мо­жет содержать от 50 до 100 тыс. генов. В настоящее время известна структура около 7 тыс. генов. Изучение структу­ры генов — не конечная цель програм­мы. Помимо анализа последовательно­сти нуклеотидов, проводится их кар­тирование. Каждый ген приписывает­ся к определенной хромосоме в строго определенное место — локус, устанав­ливается расстояние между генами, со­ставляется карта хромосом человека. В настоящее время картированы около 8 тыс. генов. Увеличению скорости кар­тирования генов на хромосомах спо­собствует выявление маркерных по­следовательностей для каждой хромо­сомы. Эти маркерные последователь­ности много раз повторяются вдоль хромосомы и как бы делят ее на огра­ниченные участки. Работа с таким не­большим участком хромосомы облег­чает процедуру выделения гена. Благо­даря существованию маркерных по­следовательностей, геном человека разбит на отдельные фрагменты, и каждый фрагмент в случае необходи­мости может быть легко размножен вне организма.

Помимо задачи картирования генов и установления их структуры, про­грамма «Геном человека» ставит цель определить структурно-функциональ­ную взаимосвязь генов. Для решения этой задачи используются совершенно новые подходы, которые просто невоз­можно было представить себе несколь­ко лет назад. Так, по дефектному фер­менту, который является причиной на­следственного заболевания, зная по­следовательность аминокислот в его составе, можно искусственно синтези­ровать информационную РНК, а затем соответствующий участок ДНК, иден­тифицировать его на хромосомной карте, выделить нативный ген и кло­нировать его вне организма, чтобы ус­тановить, в чем причина образования дефектного фермента. Таким способом были изучены гены дистрофии Дюшена, рака молочной железы, мутантной фенилаланингидроксилазы, являю­щейся причиной наследственной фенилкетонурии, и ряда других генов.

Еще один новый методический под­ход в изучении функции генов связан с использованием информационно-ком­пьютерных технологий. Этот путь ис­следований основан на следующем предположении: если у представите­лей разных систематических групп имеются одинаковые по структуре ге­ны, то они выполняют одинаковую функцию. Таким образом, была уста­новлена причина развития рака тол­стой кишки у человека. Методами кло­нирования и картирования была изу­чена структура генов, отвечающих за развитие рака толстой кишки. Затем был проведен поиск в информацион­ном поле с помощью компьютерных технологий. В процессе этого поиска была предпринята попытка найти в ге­номе дрожжей, который уже полно­стью расшифрован, гены, сходные по структуре с исследуемыми генами че­ловека. И они были обнаружены. Ока­залось, что у дрожжей такие же гены отвечают за репарацию ДНК. Таким образом, было установлено, что рак толстой кишки связан с мутациями ге­нов, кодирующих ферменты репара­ции ДНК.

Важнейшую роль в структурных ис­следованиях генома человека играет изучение его полиморфизма. Популяционный полиморфизм генома чело­века является основой для понимания принципов молекулярной эволюции, механизмов возникновения патологи­ческих мутаций, для оценки факторов риска при воздействии потенциально токсических агентов окружающей сре­ды на человеческий организм, нако­нец, для понимания основ различной индивидуальной восприимчивости ле­карств. Эти исследования получили новый импульс с открытием поли­морфных мини- и макросателлитных последовательностей ДНК, которые используют в качестве маркеров при картировании генома человека.

Новым этапом в изучении структур­но-функциональных связей между ге­нами в программе «Геном человека» яв­ляется возможность клонирования крупных фрагментов генома в специ­альных векторах, способных размно­жаться в клетках вместе со встроенны­ми в них фрагментами.

Выполнение программы «Геном че­ловека» приближает возможность ис­пользования генной терапии для лече­ния патологий, связанных с изменени­ем наследственной информации. Ген­ная терапия основана на введении в организм больного искусственных ге­нетических конструкций. Лечебный эффект достигается в результате рабо­ты введенного гена либо за счет подав­ления функции «больного» гена. Со­временная генная терапия делает пер­вые шаги и имеет дело с соматически­ми клетками в постнатальном периоде жизни человека, но в то же время раз­рабатываются подходы к генной тера­пии клеток эмбриона.

Перспектива использования дости­жений программы «Геном человека» многопланова: от идентификации ге­нов, ответственных за возникновение наследственных и приобретенных за­болеваний, до развития систем лече­ния, основанных на введении в орга­низм новой генетической информа­ции, корректирующей генетические дефекты (генная терапия), и интенсив­ных методов диагностики, основанных на выявлении генетических дефектов, и перехода в диагностике к наиболее полному обследованию популяций для выявления предрасположенности к болезни.

Т Е М А № 4 Передача генетического материала

Материальной основой биологичес­кой преемственности поколений у чело­века является процесс оплодотворения: слияние гамет — яйцеклетки и сперма­тозоида — с образованием зиготы. Каж­дая из гамет приносит равное количест­во хромосом. Если число хромосом в га­мете обозначить буквой n (гаплоидный набор), то число хромосом в зиготе бу­дет равно 2n (диплоидный набор). Об­разовавшаяся зигота многократно де­лится митозом и дает начало новому ор­ганизму. В результате каждого митотического деления из одной клетки обра­зуются две дочерние. Число хромосом в них идентично их числу в родительской клетке, равно как и качественный набор генетического материала. Образование гамет у человека, как и у других много­клеточных эукариотических организ­мов, связано с мейотическим делением. В результате этого деления количество хромосом в половых клетках уменьша­ется в 2 раза и становится гаплоидным (n). Равные по числу хромосом, образо­вавшиеся гаметы отличаются друг от друга по качеству генетического мате­риала в результате двух видов генетиче­ской рекомбинации: независимого рас­пределения гомологичных хромосом к полюсам деления и обмена участками между гомологичными хромосомами в процессе кроссинговера.


Дата добавления: 2015-01-12 | Просмотры: 1149 | Нарушение авторских прав



1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 |



При использовании материала ссылка на сайт medlec.org обязательна! (0.003 сек.)