Биология в 3 томах. Tом 3 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003687-3
Скачать (прямая ссылка):
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
214 Глава 24
держал отбор на протяжении многих поколений. Будучи рецессивными, мутантные аллели могут оставаться в популяции на протяжении многих поколений, пока им не удастся встретиться, т. е. оказаться в гомозиготном состоянии и проявиться в фенотипе. Время от времени могут возникать и доминантные мутантные аллели, которые немедленно проявляются в фенотипе (разд. 27.5, Biston betularia).
Материал, изложенный в этой главе, дает представление о происхождении внутрипопуля-ционной изменчивости и о механизмах наследования признаков, но он не объясняет, каким образом могло возникнуть поразительное разнообразие живых организмов, описанное в гл. 2. Попытка ответить на этот вопрос составляет содержание трех следующих глав.
БОТАНИКА_ММА им. И.М. Сеченова
ПРИКЛАДНАЯ ГЕНЕТИКА
Во второй половине XX столетия биология вступила в свой «Золотой век». За время, прошедшее от открытия структуры ДНК в 1953 г. до появившейся не так давно возможности расшифровать генетический код человека, на стыке генетики и молекулярной биологии сформировалась новая могущественная отрасль науки — биотехнология. Ее значение отражает хотя бы тот факт, что в США именно на биотехнологию расходуется почти половина средств, выделяемых на академические исследования. Биотехнология находит применение в промышленности, медицине, сельском хозяйстве и многих других областях. Ее достижения могут быть направлены на благо людей, но могут принести человечеству и неисчислимые беды. С той же проблемой в первой половине XX века столкнулись физики, когда с открытием строения атома появилась возможность использовать ядерную энергию как в мирных, так и в разрушительных целях. Фрэнсис Крик и Морис Уилкинс, которые вместе с Джеймсом Уотсоном получили Нобелевскую премию за расшифровку структуры ДНК, были физиками, и до того как занялись биологией, работали над созданием оружия. Накопленный опыт заставил этих ученых очень внимательно относиться к этическим аспектам своих исследований. Вот почему, когда в конце 70-х гг. появились сомнения в этичности и безопасности генной инженерии, Крик и Уилкинс приостановили свою работу. Вы — будущие биологи и тоже когда-нибудь будете нести ответственность за решения, принятые в ходе обсуждения новых
спорных вопросов, которые непременно будут возникать по мере углубления наших познаний в области молекулярной генетики. Чем большей информацией мы владеем, вырабатывая собственную точку зрения, и чем больше людей готово обсуждать эти проблемы, тем с большей вероятностью принятые нами решения окажутся правильными.
Гэнная инженерия
В первой части этой главы речь будет идти о генной инженерии. Это самый мощный метод, имеющийся в арсенале прикладной генетики и биотехнологии. С его помощью можно изучать и изменять генетические инструкции, закодированные в хромосомах растений и животных. Люди получили возможность модифицировать на пользу себе другие организмы и (в перспективе) лечить наследственные болезни (генная терапия). Главные вехи в развитии генной инженерии представлены в табл. 25.1.
25.1. Генная инженерия бактерий
Основные методы генной инженерии были разработаны в начале 70-х гг. Суть этих методов — введение в организм нового гена. Такой ген может быть синтезирован заново, а может быть перенесен из другого организма. Если в геном бактерии встроить ген, кодирующий какой-либо белок, бактериальная клетка превращается в живую фабрику по производству этого белка. В ка-
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
БОТАНИКА_ММА им. И.М. Сеченова
честве примера рассмотрим перенос в клетку бактерии генов, кодирующих инсулин человека, гормон роста человека и бычий соматотропин (БСТ) (разд. 25.2.1-25.2.3).
25.1.1 Обзор
Получить копию любого гена в настоящее время — задача совсем нетрудная. В некоторых случаях для этого требуется всего одна исходная копия. Получение множества идентичных
копий называют клонированием. В качестве клонирующего вектора (т. е. переносчика ДНК, которую нужно клонировать) традиционно используют плазмиды или бактериофаги. Плазмиды — это небольшие кольцевые фрагменты ДНК, обнаруженные в некоторых бактериях. Они отделены от основной (хромосомной) ДНК, и могут реплицироваться независимо от нее (разд. 2.3.1). Бактериофаги (или, для краткости, фаги) — это вирусы, которые могут вводить свою ДНК в бактери-
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
216 Глава 25____
Таблица 25.1. Главные вехи в развитии генной инженерии. (По The encyclopaedia of molecular biology, ed. J. Kendrew, 1994, Blackwell Science.)
1960-e-1970-e Выделены и впервые использованы для анализа структуры ДНК рестрикционные ферменты (рестриктазы)
1972-1973 Разработаны методы клонирования, включающие получение рекомбинантных ДНК. Клонирован
первый ген (бактериальный)
1974 Впервые осуществлена экспрессия чужеродного гена в бактериальной клетке
1977 Впервые прочитан генетический код организма (нуклеотидная последовательность полного генома). Этим организмом был бактериофаг фХ174, длина его генома составляет 5375 п.н.
