Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), или генетический материал организма, который наследуется из поколения в поколение, открывает нам некоторые тайны поведения, заболеваний, эволюции и старения человека. Совершенствование технологий позволяют нам лучше изучить ДНК – появляются новейшие технологии, связанные с ДНК.

Прогресс технологий ДНК последних лет, включая клонирование, ПЦР (полимеразная цепная реакция), рекомбинантные технологии ДНК, «исследование отпечатков пальцев» ДНК, генную терапию, технологии микрорешеток ДНК и профилирование ДНК, оказывает заметное влияние на развитие медицины, судебной медицины, безопасности государства.

Передается из поколения в поколение

В 1956 году были открыты структура и состав ДНК, а также нашли научное подтверждение проводившиеся ранее, более десятка лет назад, исследования. Они показали, что ДНК является генетическим материалом, который передается из поколения в поколение. Оригинальное средство под названием ПЦР (полимеразная цепная реакция) было изобретено вскоре после открытия ДНК. ПЦР олицетворяет собой одно из величайших открытий в области технологий ДНК, за которое американский ученый Кэри Муллис (Kary Mullis, 1949) был удостоен Нобелевской премии.

Действует как ножницы

Сразу после того, как технология ЦПР получила свое развитие, появилась генная инженерия при помощи рекомбинации ДНК. Рекомбинантная ДНК – это ДНК, которая была подменена при помощи ферментов, выведенных из бактерий, которые называются эндонуклеазами рестрикции. Они действуют подобно ножницам при разрезании ДНК – получившаяся структура может быть спарена со структурой, которую вырезали те же самые ферменты из других цепочек ДНК. Также она цепочка ДНК может быть вставлена в другую цепочку ДНК.

Эндонуклеазы рестрикции играют особую роль в генетических исследованиях «отпечатков пальцев». В данном случае ферменты, которые распознают специфические цепочки ДНК, могут создать фрагменты ДНК посредством нарезки различных частей длинной полоски ДНК.

 

Исследуются «отпечатки пальцев»

Если данные структуры используются для сравнения двух различных людей, они будут иметь различные структуры фрагментов и отпечатки пальцев. Генетическое исследование «отпечатков пальцев» может быть использовано для установления отцовства, а в судебной медицине – для выявления преступников (совпадение их уникальной цепочки ДНК с ДНК, обнаруженной на месте преступления).

Данная технология также может позволить исследователям создать генетические карты хромосом, основанные на «отпечатках пальцев» ферментов рестрикции. Поскольку существует множество различных ферментов, то можно выявить множество «отпечатков пальцев».

Вклеенные гены изменяют свойства

Рекомбинантная технология ДНК также может быть использована для склеивания генов в молекулярные сооружения, которые способны перенести эти гены в различные места назначения клеток. Этот метод также получил название генной терапии, которая используется для лиц с поврежденными генами, вызывающими заболевания.

Склеивание генов используется также в биологии. В последнее время ученые исследуют область применения данной технологии с целью производства генетически выведенных сортов растений и семян, не подверженных действию вредителей. Похожим образом могут быть модифицированы и фрукты: появляется ген, производящий протеин, который замедляет процесс созревания, и соответственно увеличивает период складирования.

Возможности для исследования генома

Технология микрорешетки ДНК, также известная как чип ДНК, является новейшей нанотехнологией, которая предоставляет исследователям возможность особо продуктивного исследования генома. Различные генетические профили могут быть установлены с целью выявления риска раковых заболеваний либо выявить признаки, которые могут быть связаны с заболеванием. Она обладает свойством обнаруживать только достаточно важные изменения. Таким образом, не обнаруживаются едва заметные изменения, которые могут вызвать болезнь либо играть решающую роль в период развития болезни. Технология микрорешетки ДНК также может быть использована для переписывания генов, хотя клиническое диагностическое переписывание генов с помощью этой технологии пока еще находится на стадии изучения.

На службе у трансплантации

Гены других видов также могут быть использованы для наделения организма новыми свойствами, например, к геному бактерии, мыши или растения добавляется ген от медузы, обладающий люминесцентным (светоотражающим) свойством. Другая область применения добавления генов из чужих организмов – производство пищевых и фармацевтических продуктов. Например, модификация коров производится с целью повышения концентрации инсулина или витаминов в ее молоке. Модификация свиней позволит решить многие проблемы трансплантации, а ограниченные трансплантации органов свиньи (ксенотрансплантации) человеку производятся в настоящее время.

Medical college in Nepal, 2010-05-29