В статье описан принципиально новый подход к лечению наследственных, онкологических и инфекционных заболеваний - генная терапия. В клетки больного вводится дополнительный функционирующий ген, который илиисправляет врожденную ошибку обмена веществ, или придает организму новые свойства, благодаря которым происходит выздоровление пациента.
ЛЕЧЕНИЕ ГЕНАМИ - ФАНТАСТИКА
ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ?
О. О. ФАВОРОВА
Российский государственный медицинский университет
ВМЕСТО ВВЕДЕНИЯ
Сегодня каждому старшекласснику известно, что генетическая информация, закодированная в последовательности оснований ДНК, направляет и контролирует синтез РНК и белков. Поэтому генЧм - совокупность молекул ДНК в каждой отдельной клетке - представляет собой "книгу судеб" организма, в которой записано, как это живое существо, будь то человек, животное, растение, микроб или вирус, выглядит, живет и передает свои свойства следующему поколению. У многоклеточных организмов эта геномная книга разбита на главы - хромосомы, а страницам соответствуют отдельные гены - основные единицы наследственности, каждая из которых несет генетическую информацию для определенного белка или РНК. Увы, в эту книгу, как и в набранную типографским закрадываются опечатки: может быть пропущена, вставлена или заменена на другую отдельная буква (нуклеотидный остаток ДНК), а иногда происходит вставка или утрата большого фрагмента текста - нескольких страниц или главы. Такие изменения генетического материала называются мутациями, и если мутации искажают информацию, записанную в генах, или затрагивают регуляторные области, приводя к выключению генов, то они являются причиной генетических заболеваний. Если подобные мутации происходят в клетках зародышевого пути организмов, размножающихся половым путем, то они передаются по наследству и заболевание становится наследственным.
В мире каждый сотый ребенок рождается с серьезным наследственным дефектом, и количество таких дефектов неумолимо растет. Наследственные отклонения, как правило, приводят к физическим или умственным нарушениям и преждевременной смерти. Для большинства из известных в настоящее время более чем 4000 наследственных заболеваний не найдено достаточно эффективных лечения от наследственных заболеваний могло бы стать введение в организм больного неповрежденной копии мутантного участка ДНК. Идея, еще недавно казавшаяся фантастической, становится вполне реальной благодаря достижениям в области генетической инженерии. Эта технология позволяет выделять индивидуальные гены и последовательности ДНК (клонировать ДНК), а затем направленно изменять их в пробирке, создавая рекомбинантную ДНК - новые сочетания последовательностей нуклеотидов. Молекулы рекомбинантной ДНК, содержащие неповрежденную копию мутантного участка ДНК и сконструированные таким образом, чтобы их можно было ввести в клетки нового хозяина, смогут заменить поврежденный ген, направляя синтез недостающего продукта, или же заставят работать имеющийся у хозяина, но выключенный ген. Произойдет изменение генетического материала организма, или его генотипа, и как следствие - исправление врожденной ошибки обмена веществ. Наследственное заболевание будет излечено при генотерапии.
Еще одним важным направлением генотерапии может стать направленное привнесение свойств, ранее не присущих данному типу клеток. Предполагается, что, вводя в организм новые, не свойственные ему гены, можно будет лечить онкологические, инфекционные и аутоиммунные заболевания
Саморегуляция – это раскрытие резервных возможностей человека, а следовательно, развитие творческого потенциала личности
Биологические системы характеризуются двумя основными свойствами:
1. Обмен веществ. Любая биологическая система является открытой системой. Это означает, что она не может существовать без обмена с внешней средой химическим веществом, энергией и информацией.
2. Самовоспроизведение с изменением. Любая биологическая система воспроизводить себе подобную.
Кроме указанных свойств выделяются разнообразные признаки биологических систем:
1. Особенности химического состава. В состав биологических систем входят вещества (биологические молекулы), которые в неживой природе не обнаруживаются: нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, липиды, разнообразные низкомолекулярные органические вещества.
2. Биологические системы характеризуются такой высокой степенью упорядоченности, такой строгой системой соподчинения (иерархичностью), которые никогда не встречаются в неживой природе.
3. Биологические системы представляют собой продукт реализации генетической программы строения, развития и функционирования. Эта программа реализуется в процессе развития биологической системы в определенных условиях внутренней и внешней среды. Например, фенотип формируется на основе генотипа в определенных условиях развития организма.
4. Биологические системы являются открытыми проточными системами. Они постоянно поглощают высокоорганизованную энергию (в виде химической или световой энергии) и выделяют низкоорганизованную (в виде тепла). Разность в уровне организации энергии используется для повышения уровня организации биологических структур.
5. Биологические системы – это саморегулирующиеся системы поддерживать свою структуру в условиях изменяющейся внешней среды. В основе саморегуляции биологических систем лежит множество обратных связей между составляющими их элементами. Сохранение постоянства внутренней среды организма или иной биологической системы иначе называется гомеостаз. Существует три принципа гомеостаза: избыточность структур, полифункциональность структур, делокализация структур.
6. Рост и развитие. Рост проявляется как накопление количественных изменений (увеличение объема, массы, числа клеток). Развитие проявляется как переход количественных изменений в качественные (появление новых органов и новых функций).
7. Целостность и дискретность. Любая биологическая система является целостной системой, реагирующей на воздействия как единое целое. В то же время, биологические системы одного уровня дискретны, то есть более или менее отграничены друг от друга (термин «дискретность» означает «прерывистость, обособленность»).
[править] Особенности
Ветроопыляемые растения имеют, как правило, ряд характерных особенностей: очень мелкие и многочисленные цветки, вырабатывают много пыльцы. Одно растение вырабатывать миллионы пыльцевых зерен. У многих ветроопыляемых растений (лещина, осина, ольха, шелковица) цветки появляются ещё до распускания листьев.
Пчёлы предпочитают собирать пыльцу с насекомоопыляемых растений. Но если в природе мало цветущих энтомофильных растений, а пчёлы нуждаются в пыльце, они собирают её и с ветроопыляемых растений.
Опыление цветковых растений осуществляется двумя основными ветром и животными, чаще всего насекомыми. Как в том, так и в другом случае у растений вырабатываются специфические при Для насекомоопыляемых растений характерны крупные, ярко окрашенные одиночные цветки, а также соцветия, состоящие из ярких цветков различной формы. Как правило, они имеют сильный запах. В них развиты особые железы — нектарники, вырабатывающие сладкий жидкий секрет — нектар. Цветки насекомоопыляемых растений богаты пыльцой. Пыльцевые зёрна, как правило крупные и клейкие, а их оболочка нередко имеет разнообразные выросты. У ветроопыляемых растений околоцветник частично или полностью редуцируется, а их мелкие и невзрачные цветки, как правило, собраны в соцветия. пыльцы у ветроопыляемых растений, по сравнению с насекомоопыляемыми, образуется значительно больше. Однако пыльцевые зёрна у них мелкие и сухие, хорошо переносимые ветром. Они образуются в крупных пыльниках, очень часто свисающих на длинных тычиночных нитях. Рыльце пестика у многих из них раздвоено и усажено многочисленными волосками и щетинками, что позволяет улавливать из воздуха значительно больше пыльцы. Очень многие ветроопыляемые растения цветут ранней весной ещё до распускания листьев. Цветущие летом ветроопыляемые злаки распускаются строго по часам, экономя тем самым пыльцу. Повышению вероятности опыления и то, что все ветроопыляемые растения произрастают тесными группами или большими скоплениями.