вирусы (2)
.docМинистерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Поволжская государственная социально–гуманитарная академия»
Естественно-географический факультет
Кафедра общей биологии, теории и методики преподавания
Генетика
РЕФЕРАТ
Вирусы и их использование в генной инженерии
Выполнила – студентка
3 курса отделения
«Географии, биологии»
Гунина Н.В.
Научный руководитель
к.б.н., доцент Семенов А.А.
Самара 2011
СОДЕРЖАНИЕ
Введение……………………………………………………………………….….31. Общая характеристика вирусов…………………………………..……….…4
2. Использование механизмов вируса….………………………………………..6
3. Генная терапия человека…………………………………………………..…..8
Выводы……………………………………………………..……………………10
Литература….……………………………………………………………..….....11
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность: в связи с неизученностью данной темы, с малым количеством литературы данная работа является актуальной.
Цель: изучение характеристик водосбора и реки Каралык.
Задачи:
1. Изучить имеющиеся сведения о рельефе, геологическом строении, гидрологическом режиме бассейна и реки Каралык, экологические проблемы по литературным источникам;
2. Описать климатические и гидрологические характеристики, почвенно-растительный покров бассейна реки Каралык.
1. Общая характеристика вирусов
Вирусы – представляют собой мельчайшие формы жизни, которые состоят из молекулы нуклеиновой кислоты, носителя генетической информации, окруженной защитной оболочкой из белков.
Основной чертой вирусов является то, что они могут размножаться только паразитируя в клетках зараженного организма. Вирусы не обладают собственным аппаратом для синтеза органических молекул, поэтому для самовоспроизведения они используют ресурсы клетки хозяина. В живой природе существует огромное число разнообразных вирусов, которые паразитируют в клетках бактерий, растений, животных, в том числе и человека.
Чаще всего размножение вирусов в клетках приводит к гибели последних, таким образом, паразитируя в более высших живых организмах, вирусы вызывают различные заболевания, которые могут закончиться гибелью организма. Однако, роль вирусов в живой природе этим не исчерпывается. Вирусы являются важным фактором эволюции мира живых организмов. Это стало возможным благодаря тому, что вирусы способны изменять генетическую информация пораженного организма. Попадая в клетку, вирус высвобождает свою генетическую информацию, которая включается в генетический код хозяина, тем самым изменяя его. Также, вирусы способны переносить гены или группы генов между организмами, перекрест которых в природе невозможен. Циркулируя в природе вирусы постоянно претерпевают различные изменения и мутации, в результате которых появляются новые виды вирусов. Под давлением естественного отбора закрепляются только самые стойкие формы вирусов.
Важно заметить, что живой организм может быть заражен сразу несколькими вирусами. В таких случаях возможно генетическое взаимодействие между вирусами и появление новой рекомбинантной формы вируса. Так, например, объясняют возникновение пандемических штаммов вируса гриппа, которые образуются в организме свиней, зараженных одновременно человеческой и птичьей формой вируса гриппа.
2. Использование механизмов вируса
Впрочем, человек лишь использовал механизм, давно существовавший в природе. Давно известно, что в естественной среде время от времени тоже происходит некоторое смешение генотипов неродственных организмов. Все, конечно, знают о существовании простейших клеточных паразитов, называемых вирусами. Иногда вместо разрушения клетки вирус как бы «вшивается» в ДНК хозяина, становясь, таким образом, частью генома того организма, в который он попал. Теперь клетка будет уже размножаться с новыми встроенными в нее генами. Если вирус по какой-либо причине (внешнее воздействие, например) активизируется, то выйти из состава ДНК «приютившей» его клетки он может, прихватив и часть «чужих» генов. С этими генами он может попасть в другой организм, в третий и так далее. Ученые же использовали эту способность вирусов и других родственных им мобильных генетических элементов переносить участки генома из клетки в клетку для пересадки нужных генов тем организмам, свойства которых необходимо изменить.
Сферы использования генетической инженерии чрезвычайно разнообразны. Начнем с того, что именно применение генноинженерной методики позволили расшифровать геном человека и многих других организмов, выявить гены, отвечающие за те или иные признаки, в том числе за тяжелые наследственные заболевания, – что открывает пути к лечению ранее безнадежных недугов. Очень эффективна генная инженерия и в фармакологии. Например, пересаживают гены, которые отвечают за синтез того или иного ценного лекарственного препарата (скажем, эритропоэтина человека или инсулина), в молочные железы домашних животных, и это позволяет легко получать необходимые лекарства в больших количествах [2]. В данном случае важно и то, что геном животного остается неизменным, и потомство его также будет иметь нормальный набор генов.
Чаще, однако, говорят о генной инженерии как о способе получения организмов с заданными свойствами, способными передаваться потомству. И именно это направление вызывает наибольшие опасения общественности. Путем трансплантации нужных генов добиваются устойчивости культурных растений к действию гербицидов, большей морозо- или засухоустойчивости, более высокой урожайности, у животных – более быстрого роста, повышения удойности и т.п. Интенсификация сельского хозяйства и его удешевление – безусловно, то преимущество генной инженерии, которое невозможно переоценить. Быть может, именно генноинженерные методы позволят в будущем решить проблему голода на нашей планете. Тем не менее, помимо бесспорных плюсов, генная инженерия несет и немало негативных последствий. И их, увы, едва ли не больше, чем преимуществ.
3. Генная терапия человека
На людях технология генной инженерии была впервые применена для лечения Ашанти Де Сильвы, четырёхлетней девочки, страдавшей от тяжёлой формы иммунодефицита. Ген, содержащий инструкции для производства белка аденозиндезаминазы (ADA), был у неё повреждён. А без белка ADA белые клетки крови умирают, что делает организм беззащитным перед вирусами и бактериями.
Работающая копия гена ADA была введена в клетки крови Ашанти с помощью модифицированного вируса. Клетки получили возможность самостоятельно производить необходимый белок. Через 6 месяцев количество белых клеток в организме девочки поднялось до нормального уровня.
После этого область генной терапии получила толчок к дальнейшему развитию. С 1990-х годов сотни лабораторий ведут исследования по использованию генной терапии для лечения заболеваний. Сегодня мы знаем, что с помощью генной терапии можно лечить диабет, анемию, некоторые виды рака, болезнь Хантингтона и даже очищать артерии. Сейчас идёт более 500 клинических испытаний различных видов генной терапии.
Неблагоприятная экологическая обстановка и целый ряд других подобных причин приводят к тому, что все больше детей рождается с серьезными наследственными дефектами. В настоящее время известно 4000 наследственных заболеваний, для большинства из которых не найдено эффективных способов лечения.
Сегодня существует возможность диагностировать многие генетические заболевания ещё на стадии эмбриона или зародыша. Пока можно только прекратить беременность на самой ранней стадии в случае серьёзных генетических дефектов, но скоро станет возможным корректировать генетический код, исправляя и оптимизируя генотип будущего ребёнка. Это позволит полностью избежать генетических болезней и улучшить физические, психические и умственные характеристики детей.
Сегодня мы можем отметить, что за тридцать лет своего существования генная инженерия не причинила никакого вреда самим исследователям, не принесла ущерба ни природе, ни человеку. Свершения генной инженерии как в познании механизмов функционирования организмов, так и в прикладном плане весьма внушительны, а перспективы поистине фантастичны.
Выводы
Литература