Успехи генной инженерии. В высших организмах, в том числе и в организме человека, доля нуклеотидов в цепи ДНК, которые действительно кодируют последовательность аминокислот в белках, составляет только около 5 . Установлено, что в остальных нуклеотидных последовательностях ДНК закодирована информация о форме молекул ДНК. Например, выгибание фуранозного цикла пятичленного циклического моносахарида, который существует как в ДНК, так и в РНК, приводит к подвижности их скелета.
Современная молекулярная биология позволяет вводить почти любой отрезок ДНК в микроорганизм, чтобы заставить его синтезировать тот белок, который кодирует данная ДНК. А современная органическая химия дает возможность синтезировать последовательности нуклеотидов - фрагменты генов.
Такие фрагменты генов можно применять для изменения исходной последовательности оснований в гене, кодирующем нужный белок. Таким способом можно получить модифицированный белок с измененной последовательностью аминокислот, т.е. белок со структурой и функцией, ранее не существовавшими в природе. Данный метод осуществления специфических мутаций в нормальных белках получил название мутагенеза. Он позволяет получить белки любой желаемой структуры.
Кроме того, один раз синтезированная молекула гена, кодирующего белок, с помощью микроорганизмов может воспроизвести белок в сколь угодных количествах. 4.3.8 Клонирование. Успехи, достигнутые в разных отраслях естественных наук, открыли новые возможности в понимании строения гномов человека и других сложных организмов. Ученые научились соединять ДНК из разных организмов, определять и выделять сегменты ДНК, кодирующие нужный белок, определять нуклеотидные последовательности в больших фрагментах ДНК. Найти единственно нужный сегмент ДНК, содержащийся всего в одном гене, среди огромного количества генетического материала клетки организма человека столь же трудно, как отыскать иголку в стоге сена. Решение данной проблемы дает применение рекомбинантных ДНК. Фрагменты ДНК клетки встраиваются в миллион быстро делящихся бактерий.
Каждая из бактерий, которые выращиваются отдельно, дает целую колонию своих потомков. Применяя методы диагностики, чувствительные к определенной функции гена, находят колонию бактерий, содержащую новый ген. Каждая из быстро растущих колоний бактерий дает миллиарды одинаковых копий каждого гена. Поэтому такой ген можно выделить из бактерий в химически чистом виде. С помощью такого процесса - клонирования - очищены сегменты ДНК более 100 различных генов человека.
Ещё большее число генов выделено из простейших организмов, таких, как дрожжи. В 1997 г. появилось сообщение о выращенной методом клонирования овце. Шотландский ученый Ян Вильмут и его коллеги получили из клетки взрослой овцы её генетическую идентичную копию - известного теперь во всем мире ягненка Долли. Овца Долли, говоря общедоступным языком, не имеет отца - ей дала начало клетка, содержащая двойной набор генов матери.
Как известно, любая клетка взрослого организма, так называемая соматическая клетка, несет полный набор наследственного вещества. Половые же клетки имеют только половину генов. При зачатии такие половинки - отцовская и материнская - соединяются и образуют новый организм. Искусственное выращивание нового животного из соматической клетки - это создание генетически тождественного существа, процесс, который и называется клонированном.
Работы по клонированию растений, простейших живых организмов начались ещё в 60-с годы последнего столетия. Росли масштабы и сложность таких работ. Но клонирование млекопитающих из соматической клетки впервые удалось осуществить только в 1997 г. Подобные опыты были мечтой нескольких поколений генетиков. Некоторые ученые уверены в реальной возможности повторить данный эксперимент и для человека.
Однако остается предметом дискуссий вопрос о нравственных, социальных, биологических и других последствиях такого рода экспериментов. 5.