Структура ДНК
Скачать 0.52 Mb.
|
Оглавление: 1. Введение 2 2. Структура ДНК 5 3. Перспективы, взгляд в прошлое 7 4. ДНК и человек 9 5. ДНК и медицина 12 6. ДНК в сельском хозяйстве 19 7. ДНК в генетической инженерии 24 8. ДНК и другие отрасли 25 9. Планы на будущее 27 10.Список литературы 28 1. Введение При выборе темы для реферата мы руководствовались в первую очередь ее актуальностью. По нашему мнению тема исследования в области ДНК полностью отвечают этому требованию. За последние сто лет ученые совершили колоссальный прорыв в области генетики. Сейчас, на заре 21 века мы можем с уверенностью утверждать, что будущее именно за этой молодой, таящей в себе множество тайн, которые ждут своих исследователей, наукой. Совсем недавно человечество было взбудоражено новостью о первом успешном клонировании. Знаменитая овечка Долли стала поводом для бесконечных дискуссий. Сегодня генетика стала верной спутницей и помощницей многих областей знаний. В первую очередь без нее немыслимо современная медицина. Наследственное заболевание, беспощадный рак, уносящий тысячи и тысячи жизней в год только на территории России, чума 20 века- СПИД,- вот неполный список те проблем, в решение которых внесла в свою лепту генетика. Криминалистика и история, фармацевтия и сельское хозяйство тесно сотрудничают с генетикой, благодаря которой неразрешимые ранее задачи нашли свое решение, многие вопросы обрели ответы. Наш реферат включает в себя информацию о строении и репликации ДНК, ее взаимодействии с другими веществами, об ученых, открывших миру тайны генетики. Мы вступаем в новую эру, которая принесет новое познание, открытие, которые, несомненно, совершат революцию в науке, заставят людей пересмотреть свои взгляды и, разумеется, найдут практическое применение. Надеемся, что уже в скором будущем ученые-генетики представят на суд общественности свои научные работы. А так же хочется верить, что именно российские генетики станут Нобелевскими лауреатами и принесут не только славу себе и своей стране ,но и помогут в разрешении актуальных, глобальных проблем в медицине и спасут жизни миллионно людей во всем мире. Открытие ДНК. Модель Уотсона- Крика К началу 50-ых годов по строению ДНК накопилось довольно много данных, которые надо было как-то обобщить. Круг поисков постепенно сужался. Через 2-3 года он будет замкнут. Это произойдет в 1953 году в Англии, в знаменитом Кембридже, в не менее знаменитой лаборатории Кавендиша. Пути науки поистине неисповедимы. Ну, в самом деле, чем объяснить стечение обстоятельств, которое свело в одну точку времени и пространства, к одним и тем же интересам совершенно различных людей? 1951 год. Френсису Крику-35 лет. Он физик, степень бакалавра получил еще в 1937 году. Во время войны работал в Морском министерстве. В 1947 году переехал в Кембридж, в Кавендишскую лабораторию. Цель? Изучение строения макромолекул биополимеров. Джеймс Уотсон- американец. Он самый молодой из трех. В 1950 году, в 22 года, стал доктором философии по зоологии. Маршал Уилкинз, как и Крик,- англичанин. Он стал доктором, когда Крик получил только степень бакалавра. Тема: рентгеновская кристаллография. Во время войны принимал участие в создании атомной бомбы. Он исследует ДНК методом рентгеноструктурного анализа. Через два года совместной работы, в 1953 году, появится знаменитая ныне модель Уотсона- Крика, построенная на основании рентгеноструктурных данных Уилкинза. В 1962 году эта работа будет увенчана высшей научной наградой - Нобелевской премии. Это будет потом. А пока-пока раздумья. Раздумья над кроссвордом, в котором много, очень много пустых клеток. Рентгеноструктурный анализ - единственный метод, который может многое рассказать о пространственном строении ДНК. Чтобы открыть перед рентгеновскими данными третье измерение, ученые прибегают к построению точных молекулярных моделей. Этот метод впервые применил для открытия строения белков Лайнус Полинг - один из самых известных ныне ученых, лауреат Нобелевской премии, видный борец за мир. Ф.Крик, до того как заняться ДНК, изучал спиральную структуру белков и был знаком с этим методом. Теперь это знакомство оказалось как нельзя кстати. Построение молекулярных моделей, на первый взгляд, занятие чрезвычайно легкое и даже, может показаться, не слишком серьезное, чтобы им занимались серьезные ученые. В конце, модель совпадает с рентгенограммами, рентгенограммы совпадали с моделью. Но пока наступит этот счастливый миг, проходят годы. Белок инсулин расшифровывали десять лет. Крик и Уотсон сравнительно быстро попали в точку - за два года. Итак, первая гипотеза: ДНК свернута спиралью. Можно воплощать эту гипотезу в модель. Цепь из шариков выгибают спиралью. С сахаром и фосфатами все в порядке. А вот что делать с основаниями – у них буквально не сходятся концы с концами. Длина А и Г- 12 ангстрем, длина Ц и Т-8, а диаметр ДНК-20. Прибавьте к этому данные Чаргаффа: количество А и Ц равно количеству Г и Т. Прибавьте тот факт, что основания соединены водородными связями. Подведите черту. Чему равняется сумма? Довольно невероятному предположению: цепь ДНК двойная. Совершенно верно, именно к этому невероятному выводу и пришли Уотсон и Крик. Эта своеобразная модель представляет собой две цепочки ДНК, обвитые вокруг общей оси. Две цепочки связаны вместе своими основаниями. Основание одной цепочки соединено слабыми связями с основанием другой цепочки, и все основания связаны таким образом в пары вдоль всей молекулы. Итак, гипотеза вторая: ДНК состоит из двух цепей, свернутых спиралью. Уотсон и Крик обнаружили также, что не возможно располагать основания как попало. Четыре основания должны располагаться в модели только определенными парами. В любой паре должно быть одно большое основание (пурин) и одно маленькое (пиримидин). Пара одних пиримидинов дает слишком короткий мостик, для того чтобы заполнить промежуток между двумя цепями, а пара пуринов для этого слишком велика. Здесь ученые сделали еще одно предположения. Теоретически основания могут существовать в виде нескольких форм в зависимости от того, в каком месте присоединены атомы водорода. Уотсон и Крик предположили. Что для каждого основания существует одна, более вероятная, чем остальные, форма. Атомы водорода можно представить себе в виде маленьких шариков, прикрепленных к основаниям, и от того, где эти шарики находятся, окончательно зависит способ, которым соединяются основания. При таком предположении единственно возможными парами являются аденин - тимин и гуанин - цитозин. Аденин должен всегда находиться в паре с тимином, а гуанин- с цитозином. В нашей модели эти основания не могут быть спарены никаким другим способом. Итак, гипотеза третья: в двойной спирали ДНК основания строго комплементарны, они объединяются только попарно - А с Т, Г с Ц. Модель приобретает более или менее стройный вид. Однако есть еще одна неувязка. По идее обе цепи должны быть совершенно одинаковыми. Но как их сделать одинаковыми, если в том месте, где у одной из них большое основание, у другой - маленькое? Как добиться симметрии в этом случае? Очевидно, только единственным способом - надо уложить их валетом. Итак, гипотеза четвертая: цепи в двойной спирали ДНК расположены валетом; начало одной - конец другой. Через два года после первых попыток было закончено изобретение модели. Именно изобретение - не сооружение и не придумывание. Крик и Уотсон изобрели свою модель, опираясь на ими уже выдвинутые гипотезы. Эти гипотезы давно уже переросли в постулаты, они стали классикой, фундаментом, на котором выросло современное здание наших представлений о хранении и передаче наследственной информации. А модель оказалась золотым ключиком, которым биологи смогли, наконец, открыть не поддававшиеся годами двери. И в первую очередь дверь, ведущую в святая святых клетки, в архитектурную мастерскую, где хранятся чертежи наследственных предписаний. Достижения современной науки в области ДНК Нобелевскими лауреатами в области медицины стали американские генетики. В 2006 году лауреатами Нобелевской премии по медицине и физиологии стали американские ученые Эндрю Файр и Крейг Мелло. Почетная грамота была присуждена за исследование РНК- интерференции эффекта «гашения» экспрессии определенных генов малыми РНК. Файр и Мелло раскрыли « основной механизм контроля над потоком генетической информации». Считается, что РНК- интерференция является защитным механизмом , предохраняющих клетку от РНК - вирусов, сообщают «Новые Известия» Эндрю Файру 47 лет, он является сотрудником Массачусетского технологического института и медицинской школы Стэнфордского университета; 46- летний Мелло работает в Гарвардском университета и с медицинской школе Массачусетского университета. Размер премии в этом году составит 1,37 миллиона долларов, которые американские ученые разделят пополам. 2. Структура ДНК Жизнь- чудо, собранное из цепочек ЗНАЕТЕ ли вы, что ваш организм «сконструирован» из множества микроскопических цепочек? Возможно, вам трудно это представить, но это так. Речь идет о молекулах, которые по своему строению напоминают цепочки. Существуют два основных вида таких молекул. Это белки и молекулы ДНК и РНК, хранящие и передающие генетическую информацию. Оба вида этих молекул тесно взаимосвязаны: одна из основных функций ДНК и РНК- участие в создании множества белков, из которых состоит жизнь. По своему разнообразию белки превосходят все другие макромолекулы, входящие в состав живых организмов. Существуют защитные белки, ферменты, а также регуляторные, структурные и транспортные белки. Множество иммуноглобулинов, или антител, защищают организм от вторжения в него бактерий и вирусов. Другие глобулины помогают «залатать» кровеносные сосуды, поврежденные при травме. Ферменты служат катализаторами, ускоряя химические реакции, например те, которые связаны с процессом пищеварения, что «без ферментов мы умерли бы с голоду, поскольку после одного обычного принятия пищи процесс переваривания длился бы 50 лет». Ферменты действуют подобно рабочим на конвейере - каждый белок исполняет свою конкретную задачу. Например, фермент мальтаза расщепляет сахар мальтозу на две молекулы глюкозы. Лактаза расщеплет лактозу, или молочный сахар. Другие ферменты соединяют атомы и молекулы, образуя новые вещества. Причем действуют ферменты с молниеносной скоростью. Одна лишь молекула фермента может катализировать тысячи химических реакций в секунду. Другие белки- гормоны - выполняют регуляторную функцию. Попадя в кровь, они активизируют или тормозят деятельность разных органов. Например, инсулин заставляет клетки поглощать глюкозу, служащую им источником энергии. Структурные белки, такие, как коллаген и кератин, входят в состав хрящей, волос, ногтей и кожи. Эти белки подобны « опорам, балкам, фанере, цементу и гвоздям». Транспортные белки служат в мембране клетки насосами и трубами, доставляя различные вещества в клетку или удаляя их из нее. Давайте рассмотрим, из чего состоят белки и как их строение связано с их функцией. В основе сложности - простота Во многих языках используется алфавит. Из букв входящих в него, составляются слова, а из слов - предложения. В живых организмов на молекулярном уровне действует подобный принцип. Исходный алфавит» находится в ДНК. Поразительно то, что этот алфавит состоит лишь из 4 букв: А, Г, Ц и Т, обозначающих химические основания: аденин, гуанин, цитозин, тимин. Информация из ДНК, кодируемая этими 4 основаниями, переносится в РНК и используется для создания аминокислот, которые моно сравнить со словами. Но в отличие от обычных слов, все аминокислоты кодируются одинаковым количеством букв, и именно тремя. Рибосомы- «цеха» по сборке белков - связывают аминокислоты между собой. Полученные цепочки, белки, можно сравнить с предложениями. Типичный белок состоит из большего числа элементов, чем предложения, которые мы читаем или слышим,- он содержит примерно 300-400 аминокислот. Согласно одному справочнику, в природе встречаются сотни видов аминокислот, но в состав большинства белков входит лишь около 20 . Эти аминокислоты могут образовывать практически бесконечное число комбинаций. Например: если из 20 видов аминокислот составлять разные цепочки длиною 100 аминокислот, то может получиться более 10100 вариантов. Сохранение ДНК в ряду поколении: репликация ДНК. Способность клеток поддерживать высокую упорядоченность своей организации зависит от генетической информации, которая сохраняется в форме дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). ДНК – это вещество, из которого состоят гены. Размножение живых организмов, передача наследственных свойств из поколения в поколение и развитие многоклеточного организма из оплодотворенной яйцеклетки возможны потому, что ДНК способна к самовоспроизведению. На языке молекулярной биологии – науки, изучающей молекулярные основы жизнедеятельности клетки, процесс самовоспроизведения ДНК называется репликацией. Иногда используют также название-синоним – редупликация Представление о молекулах ДНК как о потенциально вечных репликаторах привело к парадоксальной идее, что живые организмы – лишь «машины для выживания», запрограммированные на сохранение эгоистичных молекул, известных под названием генов. Для репликации ДНК требуется участие множества белков. Эти белки, как и все другие, закодированы в последовательности ДНК. Таким образом, возникает важнейшая для жизни «петля обратной связи»: ДНК направляет синтез белков, которые синтезируют (реплицируют) ДНК. Матричный синтез ДНК. Как известно, генетическая информация записана в цепи ДНК в виде последовательности нуклеотидных остатков, содержащих одно из четырех гетероциклических основании: аденин (А), гуанин (G), цитозин (С) и тимин (Т). Предложенная Дж. Уотсоном и Ф. Криком в 1953 году модель строения ДНК в форме регулярной двойной спирали сразу же позволила понять принцип удвоения ДНК. Информационное содержание обеих цепей ДНК идентично, так как каждая из них содержит последовательность нуклеотидов, строго соответствующую последовательности другой цепи. Это соответствие достигается благодаря наличию водородных связей между направленными навстречу друг другу основаниями двух цепей – попарно G и С или А и Т. Описывая это свойство двойной спирали, молекулярные биологи говорят, что цепи ДНК комплементарны за счет образования уотсон-криковских пар G-C и A-T. Поскольку две цепи имеют противоположную направленность, их называют антипараллельными. Легко представить, что удвоение ДНК происходит вследствие того, что цепи расходятся, а потом каждая цепь служит матрица, на которой собирается комплементарная ей новая цепь ДНК. В результате образуются две дочерние, двуспиральные, неотличимые по строению от родительской ДНК молекулы. Каждая из них состоит из одной цепи исходной родительской молекулы ДНК и одной вновь синтезированной цепи. Такой механизм репликации ДНК, при котором от одного поколения к другому передается одна из двух цепей, составляющих родительскую молекулу ДНК, получил название полуконсервативного и был экспериментально доказан в 1958 году М Мезельсоном и Ф. Сталь. ДНК-полимеразы. В 1957 году А. Корнберг обнаружил у кишечной палочки фермент, катализирующий процесс полимеризации ДНК из нуклеотидов; он был назван ДНК-полимеразой. Затем ДНК-полимеразы выявили и в других организмах. Было показано, субстратами всех этих ферментов служат дезоксирибонуклеозидтрифосфаты (дНТФ), полимеризующиеся на одноцепочечной ДНК-матрице. ДНК-полимеразы последовательно наращивают одноцепочечную цепь ДНК, шаг за шагом присоединяя к ней следующие звенья в направлении от 5-‘ к 3’-концу, причем выбор очередного дНТФ диктуется матрицей. Присоединение каждого нового нуклеотидного остатка к 3’-концу растущей цепи сопровождается гидролизом богатой энергии связи между первыми и вторыми фосфатными остатками в дНТФ и отщеплением пирофосфата, что делает реакцию в целом энергетически выгодной. В клетках обычно присутствует несколько типов ДНК-полимераз, выполняющих различные функции и имеющих разное строение: они могут быть построены из различного количества белковых цепей (субъединиц), от одной до десятков. Однако все они работают на любых последовательностях нуклеотидов матрицы; задача этих ферментов – сделать точную копию каждой матрицы. 3. Перспективы, взгляд в прошлое Жизнь приводится в движение двумя классами химических веществ - нуклеиновыми кислотами и белками. Вообще ДНК может оказаться прекрасным объектом для изучения систематики живых организмов. Большая работа в этой области была проведена в МГУ группой ученых во главе с академиком А.Н.Белозерским. В течение 15 лет они изучали первичную структуру ДНК у бактерий, актиномицетов, грибов, водорослей, высших растений, беспозвоночных и позвоночных животных. Из огромной массы полученной информации было сделано немало важных и нередко даже парадоксальных выводов. Например, установлено, что ДНК едина для всего органического мира, у всех исследованных объектов она состоит из двух цепей, у всех соблюдается правила Чаргаффа. Однако притом, что Г+А всегда равно Ц+Т, отношения Г+Ц и А+Т могут меняться довольно значительно; и вот в этом, по- видимому, заключена возможность биологического разнообразия видов. Эта идея, являющаяся следствием правил Чарграффа, была выдвинута одновременно и независимо друг от друга академиком А.Н.Белозерским, академиком А.С.Спириным, а также французскими исследователями Ки Ионг-Ли, Вель и Барбю Изучая содержание АТ и ГЦ групп в ДНК разных классов, ученые высказали предположение, что существовавшее прежде представление, будто животные произошли от жгутиковых, по - видимому неверно. У жгутиковых содержание ГЦ в ДНК около 59%, а у многоклеточных животных около 41%. Скорее можно считать, что животные произошли от примитивных грибообразных организмов, у которых ГЦ почти столько же. Установление видовой специфичности нуклеиновых кислот открывает и другие возможности для уточнения систематики живого мира. Самая молодая область биологии сомкнулась с самой старой, и их союз может принести много новых сведений о прошлом планеты, о том, как шло на ней развитие жизни. Достижения молекулярной биологии сделали возможным революционные изменения во взглядах на природу многих жизненных процессов и явлений. Еще не так давно, всего каких-нибудь двадцать лет назад, главенствующей теорией памяти была электрическая теория. Предложенная в 1920 году после открытия электрической активности мозга, она безраздельно царствовала два десятилетия, пока эксперименты американского ученого К.Лэшли не пошатнули ее положения. Лэшли рассекал поверхность мозга серией разрезов, удалял целые участки мозга; при этом электрические цепи, если они действительно существовали, должны были уничтожиться. Однако память у подопытных организмов сохранялась. Значит, следы запоминания следует искать в самой клетке. Лишь три ее компонента могли удовлетворять требованиям, предъявляем к системе запоминания: ДНК, РНК и белок. Но так наше запоминание, например номеров телефонов, не передается по наследству, ДНК отпадает. Остаются два вещества- РНК и белок. Эксперименты, проведенные на крысах, частично подтвердили предположение: новые запоминания не возникали, пока синтез РНК в клетках животных был приостановлен, однако старые следы при этом не исчезали. В 1959 году научный мир был взволнован сообщением об опытах с планариями - плоскими прудовыми червями, которые обладали способностью отращивать при рассечении пополам новую голову или хвост. Оказалось, что если обученного по методу И.Павлова червя разрезать пополам то выросшая вновь голова и выросший вновь хвост помнят то, чему обучили бывшего целого червя. Эти данные можно было истолковать так, что существует какой-то химический носитель памяти, который способен передвигаться по нервной системе планарии. Однако эти эксперименты были слишком косвенны, чтобы сделанные из них выводы можно было отнести к людям. Более убедительные данные были получены в опытах шведского биохимика Х.Хидена. На основании своих ювелирных экспериментов с отдельными нервными клетками - весящими всего около одной десяти миллионной доли грамма- он сделал некоторые предложения о механизме, с помощью которого нервные импульсы воплощаются в молекулярный код РНК, служащий основой памяти. Электрические импульсы, возникающие в двигательных или чувствительных клетках, поступают в нервные клетки и изменяют в них электрохимическую среду. Это приводит к тому, что одно из четырех оснований РНК заменяется другим, происходит точечная мутация. А это приводит к синтезу измененного белка. Новый белок, по-видимому, реагирует на те же самые нервные импульсы, которые вызвали первоначальную мутацию. И если они когда-то вновь возникнут, под их воздействием белок разваливается на две части; один из осколков помогает данной нервной клетке передать сообщение соседней и т.д. Белок откликается только на тот импульс, который «запомнила» РНК,- это и вызывает воспоминание. Такой механизм объясняет, почему при рассечении мозга сохраняются следы запоминания: они хранятся в миллионах нервных клеток. Разумеется, эта схема еще очень и очень гипотетична, в ней неясны еще многие детали, в том числе код памяти в РНК. Однако ее центральная часть- участие в работе памяти молекул РНК - подтверждается и другими исследованиями. В частности, эксперименты на мышах, проведенные сотрудниками Института медицинской и биологической химии АМН СССР совместно с сотрудниками Института мозг показывают, что именно РНК является тем веществом, которое кодирует память. 4. ДНК и человек Генетика и неравенство душевных способностей людей И.С.Ной полагает, что преступное поведение во многом определяется генами. Он полагает, что наличие преступности в нашем обществе является тому доказательством. И.С.Ной (1975) пишет: «Если в социалистическом обществе социальная среда уже не может выступать тем внешним фактором, который, как это имеет место в эксплуататорском обществе, то и причины преступности в обществе, строящем коммунизм, очевидно, следует искать в явлениях иного порядка». Решение вопроса И.С.Ной находит в признании криминогенных биологических факторов, которые ведут поведение человека к преступлению. Он выражает согласие с В.П. Эфроимсоном(1971), который писал: « Подобно тому, как с улучшением материальных и социальных условий среди заболеваний выходят на передний план наследственные дефекты, порожденные средой( инфекции, последствия недоедания, авитаминозы и т.д.), так с ослаблением острой нужды и других чисто социальных предпосылок преступности начинают яснее выступать предпосылки биологические». Биологические детерминанты преступления И.С.Ной называют криминогенными качествами людей. Он пишет о генах, «программирующих склонность к определенному поведению. Поскольку антисоциальное поведение- поведение специфическое, в его генезисе проявляют себя и определенные гены». Он уверяет, что без наследственных биологических детерминант у человека не может появиться совесть. Биологизаторский подход к социальным чертам человека присущ многим зарубежным ученым. Так, К.Лоренц (1966)- один из предшественников социобиологии - писал, что у человека чувство агрессии - это внутренняя, наследственно закрепленная «потребность убивать» и даже что «социальная организация человеческого общества очень подобна таковой у крыс. Люди, как и крысы,- миролюбивые существа, в пределах их клона, но очень злые против индивидуумов других видов или групп, не принадлежащих к их клону или виду». На этой почве даже возможность преступной ядерной войны изображается как биологически детерминированное проявление агрессивности людей. Роль генотипа в изменчивости тех или иных признаков человека весьма отчетливо выступает в отношении соматики, в отношении элементарных психофизиологичесих особенностей генотип сказывается в меньшей мере. Что же касается признаков собственно психологических, то они качественно вообще генотипически не предопределены, хотя развитие психики человека и опосредовано связями с созреванием соматики и нейродинамики, которое детерминируется как генотипом, так и прижизненными влиянием среды. При этом важно выяснить характер этих детерминаций не только в количественном, но и в качественном плане. Последнее составляет предмет изучения физиологической и нейрохимической генетики. С точки зрения современной науки не представляется возможным сделать людей равными по их способностям. Однако, опираясь на универсальность мозга и универсальность телесной организации человека, создать необходимые условия для гармонического развития каждого индивида, чтобы каждый мог решать любую избранную общественную задачу, эта реальная перспектива воспитания. Успехи в этом направлении будут способствовать всемерному развитию сущностных сил человека, что приобретает очень важное значение на путях построения коммунистического общества и уничтожения всех видов социального неравенства между людьми. Генетика, мозг и психическая деятельность человека И.П.Павловым (1951) создано учение о трех основных свойствах нервной системы: сила нервной системы, уравновешенность процессов возбуждения и торможения; подвижность нервных процессов. Эти свойства имеют значительную генетическую компоненту. Темповые характеристики субъекта непосредственно связаны с генотипом. Значение наследственности для развития нейрофизиологических особенностей показано с помощью семейного анализа и методом близнецов. Методом близнецов изучалось, например, наследование замыкательной функции, скорости упрочения реакций, характер латентного периода и увеличение условной реакции, образование внутреннего торможения. При исследовании близнецов возраста 7-8 лет по 10 изучаемым параметрам 66,6% показали внутрипарное сходство у монозиготных близнецов по сравнению с дизиготными. Для детей 12-13 лет эта величина составляет 33,3%, 14-16 лет – всего 20%. Эти и многие другие данные показали, что даже в отношении нейродинамических свойств формирующая роль среды при одинаковых генотипах у однояйцовых близнецов выражается исключительно ярко. Особенно это явление имеет место в критические возрастные периоды. По Г.К.Ушакову, максимальное сходство по ряду генетически контролируемых элементов нейродинамики у однояйцовых близнецов падает на детей в возрасте 7-9 лет. Заметные расхождения имеются в возрасте 4-6 лет и особенно при достижении возраста 19-21 год. Доказано, что конечный вид ритмики волн ЭЭГ устанавливается к 19 годам, и после этого она имеет устойчивый характер, сохраняясь всю жизнь. Исследования на однояйцовых близнецах показали, что их пары обладают полной конкордантностью по ЭЭГ. При популяционно – генетическом анализе обнаружено, что наименьшая изменчивость характеризует морфологические признаки, несколько большая – нейродинамические и еще большая – психодинамические. Это свидетельствует о заметной генотипической обусловленности первых и вторых, причем нейродинамика уже испытывает довольно существенное влияние средовых факторов. Очевидно, существует генетическая изменчивость морфологических структур и физиологии мозга. Генетическая изменчивость соматических признаков может оказывать влияние на функционирование мозга. Это касается, например, метаболических влияний со стороны почек и печени, желез внутренней секреции, таких как передняя и задняя доля гипофиза, надпочечники. В течение последних лет обсуждается проблема влияния коротких пептидов на деятельность мозга. Разные нейропептиды в разной мере локализуются в разных отделах мозга. Установлена связь нейропептидов с ощущениями боли, памятью, с психическими болезнями, с регуляцией температуры тела, с кровяным давлением. Очевидно, что транскрибирование генов, кодирующих пептиды, контролируется регуляторными генами. Все это показывает, что нейрофизиологические процессы базируются на действии генетической программы. Индивидуальные отличия этой программы, казалось бы, должны создавать индивидуальные отличия в интеллекте. Однако материалы современной нейрофизиологии и нейропсихологии свидетельствуют и об универсальности мозговой деятельности. Это касается даже развития синаптических связей. Первые синапсы обнаруживаются у 4-6 недельного плода человека. Это обеспечивает огромный путь их развития в течении эмбриональной жизни. Пластичность мозга сохраняется и после рождения. Например, у взрослых людей, родившихся слепыми, затылочный альфа – ритм выражен слабее. Универсальность мозговой деятельности, вероятно, является главной причиной того, что до настоящего времени за малыми исключениями генетика человека не располагает конкретными данными по индивидуальным наследственным различиям мозга. Однако могут ли индивидуальные вариации мозга в пределах нормы определить характер психических качеств человека? Некоторые авторы признают, что генетические различия людей служат причиной различий по интеллекту, совести, альтруизму и другим особенностям поведения человека. Однако научных данных в пользу таких взглядов нет. Нет сомнений, что в будущем наука создаст методы, которые позволят более эффективно использовать биологические ресурсы мозга. Каждый новорожденный, имея полноценную генетическую программу, сам не способен развить в себе человеческие качества. Только деятельность в условиях взаимоотношений с людьми, творческое освоение социального наследия ведет к становлению личности человека, обладающей сознанием, мышлением, речью способностью к целеполагающей деятельности. Без этого его психика останется на уровне животного. Очевидно, что с позиций физико–химической биологии и нейрофизиологии феномен сознания никогда не будет объяснен. Несмотря на философскую ясность этого вопроса, продолжаются выступления, которые трактуют идеальное, являющееся материальным в том смысле, что оно пересажено в человеческую голову и преобразовано в ней, идентифицируют его прямо с материальным. Для решения вопроса о природе и генезисе сознания надо найти адекватные методы, учитывающие качественную характеристику сознания. Противоречивый процесс познания сущности сознания будет осуществляться, как и все процессы познания, путем бесконечного приближения мышления к объекту. Общественное сознание способно регулировать и преобразовывать сознание отдельного человека. 5.ДНК и медицина Лечить болезни по-новому Четырнадцатое сентября 1990 года считается рождением генетической терапии. Именно тогда американские врачи попытались принципиально по-новому вылечить болезнь, вызванную генетическим дефектом. Они внедрили в организм пациента нормальный, здоровый ген. Врачи имели дело с аденозин-дезаминазной недостаточностью- страшным заболеванием иммунной системы. Эксперимент вызвал немалый интерес. «Мы воочию видим медицину следующего тысячелетия,- писали газеты.- Она не обещает заниматься искоренением симптомов, как то принято у врачей. Она полностью излечивает недуг, заменяя или ремонтируя гены, вызвавшие заболевание». Однако пока медики по-прежнему далеки от своих грандиозных целей. В 1990-1996 годах в различных странах мира генетическому лечению подверглись около 600 человек , страдавших от десятка недугов : здесь были и наследственные болезни , и различные формы рака, и СПИД. В декабре 1995 года сотрудники Американского института здоровья ,подводя итог первых пяти лет исследований, отмечали : « Пока ни разу не удалось убедительно доказать клиническую эффективность любых видов генетической терапии».Даже в случае с аденозин-дезаминазной недостаточностью – своего рода визитной карточкой нового вида лечения – все же трудно говорить об успехе: детям, прошедшим курс терапии, по-прежнему приходилось искусственным путем вводить недостающий фермент. Всего за минувшее десятилетие генетическими методами лечили около 4000 пациентов. Сейчас в различных клиниках мира опробуется около 400 подобных видов терапии. Особых достижений пока не видно, и все же отдельные успехи есть. Так, французские специалисты Ален Фишер и Марина Кавазана-Кальво вылечили двух малышей, страдавших с самого рождения ослабленным иммунитетом. Они изъяли у них клетки костного мозга, заменили в них дефектный ген на нормально работающий и ввели обновленные клетки больным детям. Если бы не это лечение, им пришлось бы провести всю жизнь в какой- нибудь стерильной камере, поскольку малейшая инфекция могла бы стать для них смертельной. СПИД :генетическая подоплека Группа ученых из Вашингтона открыла генетическую мутацию, которая, с одной стороны, почти в два раза повышает риск заражения вирусом иммунодефицита, с другой - в той же мере замедляет процесс развития СПИДа. Дефект (обнаруженный в гене, «отвечающем» за увеличение межклеточных расстояний и рост числа лейкоцитов в крови) скорее всего явился следствием «переразвития» той части иммунной системы, которая была призвана защитить человека от малярии. Как показали исследования, мутации подвержено 50 процентов чернокожего населения США и 75 процентов жителей Западной Африки. Предполагается, что открытие поможет разработать новые методы генетического сканированя и будет способствовать совершенствованию всей системы диагностики СПИДа. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Рабочая программа дополнительного профессионального образования по... Молекулярно-генетическая идентификация личности по маркерам ядерной и митохондриальной ДНК | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Интегрирующая цель занятия: закрепить знания о строении и функциях молекул днк, рнк, атф; развить умения схематично изображать участки... |
| Урок 7 Тема: нуклеиновые кислоты Задачи: познакомить учащихся с особенностями строения молекул ДНК и рнк, выявить основные различия и общие элементы в строении ДНК... | | Образовательное учреждение высшего профессионального образования Днк-технологий для выявления генов высокой продуктивности и устойчивости к заболеваниям; диагностики болезней животных посредством... |
| Тема урока Кол-во Структура молекулярного уровня, биол. Полимеры, мономеры, углеводы, их структура и свойства | | Российская коллекция клеточных культур позвоночных (рккк п) Происхождение: человек, почка эмбриона, клетки, трансформированные ДНК аденовируса типа 5 (Ad 5) |
| Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 03. 00.... В основу настоящей программы положены следующие разделы: структура и функции белков; структура и биосинтез нуклеиновых кислот; структура... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Решить задачу. На фрагменте одной цепи ДНК нуклеотиды расположены в последовательности: а – а – г – т – ц – т – а – ц – г – т – а... |
| Егэ биология задачи С5 митоз, мейоз При решении задач на определение числа хромосом и числа молекул ДНК нужно помнить | | Янко Слава Умберто Эko Отсутствующая структура У. эко. «Отсутствующая структура. Введение в семиологию». — Тоо тк «Петрополис», 1998. — 432 с |
| Содержание и структура тестовых материалов тематическая структура Печатается по решению кафедры теории и технологий гуманитарно-художественного образования Института филологии и искусств Казанского... | | Бюллетень новых поступлений за май 2007 года Генетический код : от теории эволюции до расшифровки ДНК / А. Азимов; [пер с англ. Д. А. Лихачева]. М. Центрполиграф, 2006. 202 с.... |
| Применение информационных технологий в биохимии «Nucleic Acid Research» Объектами исследований биоинформатики являются днк, рнк, белки, фундаментальные процессы – репликация, транскрипция,... | | Примерная тематика рефератов, представляемых при поступлении в аспирантуру Социальная структура и социальная стратификация. Понятие “социально-стратификационная структура общества”. Различные критерии социальной... |
| Реферат Ключевые слова Ключевые слова: Точность репликации, мутагенез, предшественники днк, аналоги азотистых оснований, интзинтрифосфат пирофосфатаза | | Урок 21. «При бесполом размножении ДНК детей и родителей одинакова». Цели. Предметные результаты Сформировать умение анализировать, сравнивать, классифицировать и обобщать факты и явления, выявлять причины и следствия простых... |
