СодержаниеВведение 3
1. Генетика: теория и история развития 5
1.1. Предмет генетики 5
1.2. История развития представлений о наследственности 5
1.3. Генетика в России и СССР 8
2. Современные представления об эволюции: генная инженерия и молекулярная генетика 11
2.1. Возможности и методы генной инженерии 11
2.2. Введение генов в клетки млекопитающих 13
2.3. Генная инженерия растений 16
Заключение 20
Список литературы: 22ВведениеГенетика - наука о законах и механизмах наследственности и изменчивости. Часть общей биологии. Её достижения используются в области генной инженерии.
Первоначально генетика изучала общие законы наследственности и изменчивости на основании фенотипических данных.
Понимание механизмов наследственности, то есть роли генов как элементарных носителей наследственной информации, хромосомная теория наследственности и т. д. стало возможным с применением к проблеме наследственности методов цитологии, молекулярной биологии и других смежных дисциплин.
Сегодня известно, что гены реально существуют и являются специальным образом отмеченными участками ДНК или РНК - молекулы в которой закодирована вся генетическая информация. У эукариотических организмов ДНК свёрнута в хромосомы и находится в ядре клетки. Кроме того, собственная ДНК имеется внутри митохондрий и хлоропластов (у растений). У прокариотических - как правило замкнута в кольцо (плазмиду) и находится в цитоплазме. Плазмид может быть несколько.
Зачатки генетики можно проследить ещё в доисторические времена. Судя по разнообразным археологическим данным, уже 6000 лет назад люди понимали, что некоторые физические признаки могут передаваться от одного поколения к другому. Отбирая определенные организмы из природных популяций и скрещивая их между собой, человек создавал улучшенные сорта растений и породы животных, обладавшие нужными ему свойствами. Однако основы современных представлений о механизмах наследственности были заложены только в середине XIX века.
Генная инженерия появилась благодаря работам многих исследователей в разных отраслях биохимии и молекулярной генетики. На протяжении многих лет главным классом макромолекул считали белки. Существовало даже предположение, что гены имеют белковую природу. Лишь в 1944 году Эйвери, Мак Леод и Мак Карти показали, что носителем наследственной информации является ДНК. С этого времени начинается интенсивное изучение нуклеиновых кислот. Спустя десятилетие, в 1953 году Дж. Уотсон и Ф. Крик создали двуспиральную модель ДНК. Именно этот год принято считать годом рождения молекулярной биологии.
На рубеже 50 - 60-х годов были выяснены свойства генетического кода, а к концу 60-х годов его универсальность была подтверждена экспериментально. Шло интенсивное развитие молекулярной генетики, объектами которой стали E. coli, ее вирусы и плазмиды. Были разработаны методы выделения высокоочищенных препаратов неповрежденных молекул ДНК, плазмид и вирусов. ДНК вирусов и плазмид вводили в клетки в биологически активной форме, обеспечивая ее репликацию и экспрессию соответствующих генов. В 70-х годах был открыт ряд ферментов, катализирующих реакции превращения ДНК. Особая роль в развитии методов генной инженерии принадлежит рестриктазам и ДНК-лигазам.
Историю развития генетической инженерии можно условно разделить на три этапа. Первый этап связан с доказательством принципиальной возможности получения рекомбинантных молекул ДНК in vitro. Эти работы касаются получения гибридов между различными плазмидами. Была доказана возможность создания рекомбинантных молекул с использованием исходных молекул ДНК из различных видов и штаммов бактерий, их жизнеспособность, стабильность и функционирование.
Второй этап связан с началом работ по получению рекомбинантных молекул ДНК между хромосомными генами прокариот и различными плазмидами, доказательством их стабильности и жизнеспособности.
Третий этап - начало работ по включению в векторные молекулы ДНК (ДНК, используемые для переноса генов и способные встраиваться в генетический аппарат клетки-рецепиента) генов эукариот, главным образом, животных.
Формально датой рождения генетической инженерии следует считать 1972 год, когда в Стенфордском университете П. Берг, С. Коэн, Х. Бойер с сотрудниками создали первую рекомбинантную ДНК, содержавшую фрагменты ДНК вируса SV40, бактериофага и E. coli.Литература1. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика, т.1, Москва, Мир, 1987.
2. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. Т. 1 - 3. М.: Мир, 2004.
3. Александров В. Я. Трудные годы советской биологии. Записки современника. Санкт-Петербург, Наука, 1992.
4. Алиханян С. И. Актуальные вопросы современной генетики. Москва, Издательство МГУ, 1966.
5. Барановов В. С. Генная терапия - медицина XXI века // Соросовский образовательный журнал. № 3. 1999.
6. Дубинин Н.П. Генетика - страницы истории. Кишинев, Штиинца, 1988.
7. Лещинская И. Б. Генетическая инженерия // Соросовский образовательный журнал. 1996. №1.
8. Попов Л. С., Языков А. А. Трансгенные животные как модели для изучения репродукции эмбрионального развития и заболеваний человека // Успехи современной биологии.1999. Т 119, № 1.
9. Романов Г. А. Генетическая инженерия растении и пути решения проблемы биобезопасности // Физиология растений, 2000. Том 47, № 3.
10. Фаворова О. О. Лечение генами - фантастика или реальность? // Соросовский образовательный журнал. № 2. 1997.
11. Щелкунов С. Н. Генетическая инженерия. Ч. 1. Новосибирск: Изд-во Новосибирского ун-та, 2006.
|
|
