Рекомбинантна ДНК и технологии

  •  

    Курсова работа

    на

    Тема:

    Проект

    “Човешкият геном”

    Технологията на рекомбинантната ДНК

    /генно инженерство/

     

    Науката върви напред.

    Дори когато е в застой тя се движи изключително и само напред.

    Просто защото откритото вече не може да бъде зачеркнато с ръка от невежите, всички трябва да се съобразяват с фактите.

    А всяко откритие, дори да не си подозирал, че съществува подобно нещо, щом бъде доказано и описано по необходимия ред става факт де юре. А всеки нов факт променя “общата картина и състояние на нещата”.

    Кой би казал преди 2 века, че есенцията на живота е във всяка клетка на организма – те са смятали, че е в душата. Или поне простолюдието е мислело така.

    И все пак, дори простолюдието днес знае какво е ДНК и каква е ролята й в живота на планетата.

    Всъщност, ДНК е научно обоснована и съвсем реална материална единица, прилежно изучавана и описвана. А противовес е душата, която хората хилядолетия наред са прокламирали като единствен носител на живота. Добре де, а кой е доказал и описал съществуването на подобно нещо?

    В настоящето истината на живота може да я събереш в един простичък израз “Око да види, ръка да пипне”.

     

    Или как от душата стигнахме до ДНК-то и разгадаване тайните на живота...

     

    ДНК е позната на учените от повече от сто години. Швейцарският биолог и химик Фридрих Мишер (по образование лекар) я идентифицира първоначално през 1868 г. в напоените с кръв и секрет бинтове от превръзките на ранени войници в Тюбинген, а по-късно, след 1870 г. в Базел — в сперматозоиди от сьомга, от които изолира първата чиста ДНК. Той нарича откритата от него субстанция нуклеин, а през 1874 г. успява да раздели нуклеина на белтък и киселина, която киселина през 1889 г. е наречена от неговия ученик Рихард Алтман "нуклеинова". ДНК е призната за носител на наследствеността едва през 1944 г. в резултат на експеримент, реализиран от Осуалд Ейвъри и неговите колеги Колин МакЛойд и Маклин МакКарти. Структурата на двойната ДНК спирала е открита през 1953г. От Джеймс Уотсън и Франсис Крик в Университета Кеймбридж. За това си откритие те получават Нобелова награда за физиология и медицина, заедно с Морис Уилкинс, в чиято лаборатория са направени рентгеноструктурните кристалографски анализи на ДНК, подсказали на Уотсън и Крик идеята за нейната структура.

    Така се дава старта на един от най-мащабните международни научни проекти - “Човешки геном”.

    Проектът “Човешки геном” е международна изследователска програма, чиято цел е да направи детайлни карти на човешкия геном, да определи пълната нуклеотидна последователност на човешката ДНК, да локализира изчислените 50 000-100 000 гени в човешкия геном и да направи подобни анализи на няколко други организми, използвани интензивно в изследователски лаборатории за експерименти. Осъществяването на тези амбициозни цели изисква разработването на различни нови технологии. До какви резултати е довел проектът “Човешки геном” досега?

    На първо място е новината, че човешкият геном е изграден само от 30-40 хиляди гени. Тази цифра е значително по-малка от очакваното. За сравнение, плодната муха /дрозофила/ има 13300 гени, а кръглият червей –18300гени.
    Друго инетерсно откритие на проекта е,че почти 99% от човешката ДНК е идентична с тази на шимпанзетата. Това означава, че шимпанзетата са по-близки до човека, отколкото до орангутаните и горилите.

    Интересен е казусът, който е популяризиран като теорията за “Извънземните гени на Адам”:

    В средата на Февруари, 2001 година е обявено дешифрирането на човешкия геном. Изненадата за научното общество били 223-те гени, присъстващи в човешкия геном, които нямат аналози в никой от по-долните слоеве на еволюционното дърво. Теорията на еволюцията на Дарвин била разклатена и от откритието, че човешкия геном съдържа само 30-40 хиляди гени, вместо предсказаните 100 хиляди. Много от другите гени били открити в растения, низши животни и бозайници. Техния произход може да се проследи почти до първата ДНК, възникнала в първичния бульон. Мистериозните 223 гени обаче не се срещат никъде по пътя на еволюцията преди човека, освен във няколко вида бактерии. Учените  все не могат да обяснят появата на тези гени у човека по друг начин, освен чрез сравнително скорошно "хоризонтално пренясане от бактерии". Казано с други думи, сравнително скоро, по отношение на цялата Еволюция, в генома на човека са се вмъкнали 223 гени, които не са плод на еволюцията, не са се движили вертикално по еволюционното дърво, а са преминали хоризонтално от бактерии.

    На пръв поглед 223 гени не са кой знае какво, като се има предвид целия набор от около 30 000 гени, но всъщност тези гени са причина за огромни различия между нашия вид и този на човекоподобните маймуни например. Човешкият геном е съставен от около три милиарда нуклеотида. Само около един процент от тях са групирани във функциониращи гени, като всеки ген е изграден от хиляди нуклеотиди. Разликата между шимпанзето и човека е около един процент, което е около 300 гена. Излиза, че 223 са повече от две трети от разликата между човека и шимпанзето.

    Анализи на функциите на тези гени, направени въз основа на протеините, които произвеждат, показват, че те включват не само протеини, свързани с важни физиологични и психологични функции. Тези 223 гени са отговорни за важни неврологични ензими, които се произвеждат чрез митохондрийната ДНК, така наречената ДНК на Ева, която се унаследява само по майчина линия. Това откритие поставило под въпрос хипотезата за хоризонталния бактериален пренос.

    Ръководителят на картографирането на човешкия геном, Стивън Шийрър, казва за хоризонталния пренос: "Това е скок, който не следва познатите ни еволюционни теории". Нещо повече, учените не могат да определят със сигурност източникът на гените. 113 от тези 223 гени са широко разпространени сред бактериите. Анализи на протеините, произвеждани от тези гени, показват, че от 35 идентифицирани протеина, само 10 имат двойници сред гръбначните. Останалите 25 са уникални и се срещат само при хората. "Не е ясно дали трансферът на гени е бил от бактерии към хора или от хора към бактерии" посочва Робърт Уатерсън от Вашингтонския университет, който е и втори директор в проект "Човешки геном".