Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (066) 185-39-18
Вконтакте Студентська консультація
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Розшифровка структури генома людини та клонування

Предмет: 
Тип роботи: 
Реферат
К-сть сторінок: 
6
Мова: 
Українська
Оцінка: 
Біологія – це наука, яка у наші дні активно розвивається й величезні надії покладають саме на її надбання: біотехнології, генетику та клонування. Зараз методи біотехнологій та генетично розроблених культур впроваджуються в промисловість, сільське господарство й медицину. Генетична інженерія, клітинна інженерія й звичайно клонування найбільш актуальні в XXI столітті.
XXI століття прийняте вважати одночасно століттям біології й століттям інформатики. Напевно, тому не випадково, що саме початок нашого століття ознаменовано появою нової науки – комп'ютерної біології, як особливої, граничної області між біологією й інформатикою, яка з'явилася й бурхливо розвивається, використовуючи можливості цифрової фото- і відеотехніки, комп’ютерних технологій, нанотехнологій тощо.
 
Біотехнологія
 
Біотехнологія – це використання живих організмів і біологічних процесів у промисловому виробництві. Сьогодні швидко розвивається мікробіологічний синтез ферментів, вітамінів, амінокислот, антибіотиків і т. д. Перспективним є промислове одержання інших біологічно активних речовин (гормональних препаратів, сполук, які стимулюють імунітет тощо) за допомогою методів генної інженерії, а також культур тваринних і рослинних клітин.
Біотехнологія (від греч. bios – життя, techne – мистецтво, майстерність й logos – слово, навчання), використання живих організмів і біологічних процесів у виробництві. Біотехнологія – це міждисциплінарна область, яка виникла на стику біологічних, хімічних і технічних наук. З розвитком біотехнології пов'язують вирішення глобальних проблем людства – ліквідацію дефіциту продовольства, енергії, мінеральних ресурсів, поліпшення стану охорони здоров'я і якості навколишнього середовища.
 
Комп'ютерна біологія
 
До недавнього часу до комп'ютерної біології прийнято було відносити лише математичне моделювання біологічних процесів, у тому числі за допомогою комп'ютерів, а також роботу з комп'ютерними банками даних, в основному щодо первинних послідовностей нуклеїнових кислот і білків. Однак, по своїй суті, біологія – це наука про біологічні об'єкти, рослини, тварин та мікроорганізми. Не випадково саме базові біологічні дисципліни – зоологія й ботаніка, є ядром так званої загальної біології. Тому як самостійна біологічна дисципліна, комп'ютерна біологія починається тільки тоді, коли створюється електронне зображення (імідж) того або іншого біологічного об'єкта. Саме імиджі живих рослин і тварин є об'єктом дослідження цієї науки, а методи аналізу цих зображень, у свою чергу, аналітичним інструментарієм комп'ютерної біології.
Загалом можна констатувати, що цифрові технології дають ключ до вирішення однієї з найважливіших проблем загальної біології, як науки: перехід її з розряду описово-»якісних» – до розряду «кількісних» дисциплін.
Дійсно, як тільки ми створили образ того або іншого об'єкта, ми одержали якийсь набір цифр, який можна аналізувати із застосуванням формальних кількісних ознак. Завдання переходу до кількісної біології стоїть гостро не тільки в зоології й ботаніці, але й в інших біологічних дисциплінах, однак можна констатувати, що сьогодні загальна біологія лідирує в даному напрямку. Тим самим загальна біологія знову висувається на передові рубежі в біології взагалі, одержує новий імпульс. Вона стає привабливою для нових поколінь біологів, у яких з'являється реальний шанс серйозного просування у вирішенні найголовнішого завдання біології – опису живої Природи нашої планети. За експертними даними на Землі проживає порядку 15 мільйонів видів тварин, рослин і мікроорганізмів, а описано всього близько 1. 75 мільйона. Ясно, що традиційними методами неможливо вирішити проблему біологічної, а тим більше фенотипічного різноманіття. Одним з нових шляхів рішення цієї проблеми є створення й аналіз електронних зображень тварин і рослин.
Одним з перших реальних результатів комп'ютерної революції в біології стало створення перших віртуальних біологічних колекцій або музеїв. Уперше в РФ було створено Пущинський віртуальний біологічний музей на базі високопродуктивного обчислювального кластера (сервер SGI Origin 200). Його особливістю є те, що в зібраних колекціях представлені так звані “плоскі” об'єкти, тобто ті біологічні об'єкти, морфологія яких з максимально можливою повнотою може бути представлена у вигляді двовимірної проекції. До них відносяться листя рослин, крила метеликів і бабок, плоскі черви планарії та ряд інших зоологічних груп.
 
Розшифровка структури генома людини
 
Розшифровка структури генома зводиться до виявлення послідовності символів окремих структурних одиниць і визначенню їх функціонального навантаження.
У 2000 році конкуруючі колективи – Celera Genomics і міжнародний консорціум – оголосили про те, що спільними зусиллями в цілому завершена робота над проектом HGP. У тому ж році прем'єр-міністр Великобританії Тоні Блер і президент США Білл Клінтон заявили, що розшифровано 97% генома людини. На той момент була розшифрована структура 50 тис. генів, у яких ідентифікована послідовність розташування 3, 5 млрд. генетичних букв. Основна частина проекту була завершена набагато раніше намічених строків, і сьогодні послідовність ДНК людини розкодована практично на 100%.
Однією із причин швидкого здійснення даного проекту з'явився інтенсивний розвиток суперкомп'ютерних потужностей провідних дослідницьких центрів. Однак встановлення послідовності генетичного коду – це тільки перший крок на шляху створення нового покоління так званих молекулярних ліків, призначених для корекції конкретних генів. Директор Інституту Сенгера професор Алан Бредлі вважає, що розшифровка генома людини відкриває найширші перспективи для медицини: «Тільки одна частина нашої роботи – послідовність хромосоми 20 – уже дозволила прискорити пошуки генів, відповідальних за розвиток діабетів, лейкемії й дитячої екземи. Не варто очікувати негайного прориву, але немає сумнівів у тому, що ми завершуємо одну із найбільш цікавих глав “книги життя”«.
У той час як розшифровка первинної структури молекул ДНК людини завершена, вивчення її просторової структури перебуває на початковій стадії. Для моделювання просторової структури фрагментів ДНК потрібне врахування різних конфігурацій як окремих нуклеотідов, що входять до складу ДНК, так і великої кількості молекул розчинників, які оточують макромолекулу. Процедура розрахунку енергії межмолекулярных взаємодій займає основну частину обчислювальних ресурсів. Використання високопродуктивних обчислень дозволяє вивчити просторову організацію більших фрагментів ДНК, механізми дії ліків й інших біологічно активних сполук.
 
Клонування
 
Одним з напрямків сучасної біології є клонування. Клонування – це одержання ідентичних нащадків за допомогою безстатевого розмноження. По-іншому визначення клонування звучить так: клонування – це процес виготовлення генетично ідентичних копій окремої клітини або організму. Тобто ці організми схожі не тільки зовні, але й генетичний код, закладений у них, однаковий.
Можливості клонування відкривають нові перспективи для садівників-городників, фермерів-тваринників, а також для його медичного застосування. Комбінуючи методи генної інженерії із клонуванням, можна вивести трансгенні сільськогосподарські рослини, які зможуть самі себе захищати від шкідників або будуть стійкі до певних хвороб.
Першим, хто довів можливість штучного одержання близнюків, був німецький ембріолог Дріш. Розділивши клітини двоклітинного зародка морського їжака, він одержав два генетично ідентичних організми. Перші успішні досліди з трансплантації ядер клітин тіла в яйцеклітину здійснили в 1952 році Брігу і Кінг, які проводили досвіди з амебами. А в 1979 році англієць Віладсен розробив метод одержання однояйцевих близнюків з ембріонів вівці й корови. Однак розвитку ембріонів домогтися не вдалося. У 1976 році Дж. Гердон довів можливість клонування на жабах. Однак лише в 1983 році вченим удалося одержати серійні клони дорослих амфібій
Зараз перед людьми не вже стоїть питання: “Клонувати чи ні? ” Звичайно – клонувати. Завдяки цьому відкриваються нові можливості. Наприклад, у сільському господарстві можна одержати високо продуктивних тварин або тварин з людськими генами. А також клонування органів і тканин – завдання номер один у траспланталогии. Стоїть інше запитання: “Чи дозволити клонування людини? ” З однієї сторони це можливість для бездітних людей мати своїх власних дітей, а з іншого боку – можливість одержання нових Наполеонів і Гітлерів, а також одержання клонів для наступного використання їх як донорів необхідних органів. Питання клонування людини залишається відкритим.
Чимало спекуляцій і домислів з'явилося останнім часом щодо нового способу «виготовлення» людей шляхом клонування. Тут і страхи появи нових завойовників, і міркування в дусі апокаліпсису про те, що в майбутньому клони витиснуть і знищать «нормальних людей» й інші тому подібні жахи.
За всю історію людство зробило чимало помилок, але можлива заборона клонування ризикує побити всі рекорди, тому що клонування не просто гуманне по своїй суті, але здатно кардинально вирішити такі проблеми, як трансплантація органів, можливість мати дітей при найважчих випадках безплідності й самотніх людей, а також шанс батькам, які втратили дитини, хоч трохи пом'якшити своє горе, виховуючи двійника.
 
Список використаних джерел:
 
Дубинин Н. П. Очерки о генетике. – СПб: Лида, 1999.
Егоров Н. С., Олескин А. В. Биотехнология: Проблемы и перспективы. – М. : Мысль, 1990.
Энциклопедия “Биология”/сост. Аникеева В. А. и др. – М. : Юниверс-А, 2004.
Фото Капча