Реферат: Международный проект "Геном человека" - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Международный проект "Геном человека"

Банк рефератов / Биология

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 24 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Международный проект "Геном человека " "...Но прежде прибери в комн атах , вымой окна , натри пол , выбели кухню , выполи грядк и , посади под окнами семь розовых кустов , разбери семь мешков фасоли : белую отбери от коричневой , познай самое себя… " Е.Л . Шварц . "Золушка " Наверное , самым трудным для Золушки в заданиях злой и коварно й мачехи было : "Познай самое себя !" Все остальное тру дно , но понятно — действия привычные , выд умывать ничего не надо , только поспевай ... А что значит : "Познай самое себя "? Узнать , как ты движешься , думаешь или дышишь , ко гда перебираешь фасоль ? А может быт ь , первый шаг к настоящему пониманию человека — узнать , как он воспроизводит с ебе подобных ? Когда несколько американских ученых в 1986 – 1987 годах принялись неслыханно дерзко угов аривать руководителей Министерства энергетики СШ А выделить несколько миллиардов долларов на фантастический проект : узнать строение в сех генов человека — это был правильный шаг к познанию самих себя . Узнав стро ение генов , можно было посягнуть и на то , чтобы вторгнуться реально в понимание процессов мышления и реагирования на стимулы, приходящие из окружающей среды и т.д . Как только проект , названный "Геном человека ", был объявлен , начались новые муки : множество людей во всем мире , причем не просто обыватели , а профессора и руково дители институтов , стали его резко критиковат ь , называя е го "завиральным ", нереальн ым и попросту глупым . Вложенных средств он не оправдает , усилий потребует столько , ч то все ученые , забросив остальные дела , сп равиться с ним не смогут и т.п . Деньги затея поглотит , а толку все равно не будет . Рановато еще к этому пр иступать , твердили эти знатоки , наука не с озрела для решения таких задач , технических возможностей не создано , лучше прекратить с самого начала нелепую выдумку , а деньги пустить на действительно реальные проекты . Если бы на этом настаивали специалисты п о ядерной физике или физической химии , было бы понятно , ведь из-за "Ген ома человека " приостановили другие дорогие пр оекты , прежде всего в области физики . Но в хоре протестов выделялись и голоса б иологов , особенно из Западной Европы и ССС Р . Правда , в СССР б ы ли и др угие ученые , в частности академик А.А . Баев , которые сразу же постарались включиться в международный проект и извлечь из него максимальную пользу. И вот прошло 10 лет с момента офици ального старта проекта . Чего же удалось до стичь ? К концу 1999 г . ра сшифровано свыше двух десятков геномов . Но насколько близк и мы к пониманию строения всех генов человека ? И что эти данные могут дать самому человеку ? СКОЛЬКО ГЕНОВ В ЧЕЛОВЕЧЕСКОМ ОРГАНИЗМЕ ? В любой соматической клетке человека 23 пары хромосом . В каждой из них по одной молекуле ДНК . Длина всех 46 молекул почти 2 м. У взрослого человека примерно 5х 10^13 кле ток , так что общая длина молекул ДНК в организме 1011 км (почти в тысячу раз бол ьше расстояния от Земли до Солнца ). В м олекулах ДНК одной клетки человека 3,2 м лрд пар нуклеотидов . Каждый нуклеотид состоит из углевода , фосфата и азотистого основан ия . Углеводы и фосфаты одинаковы во всех нуклеотидах , а азотистых оснований — чет ыре . Таким образом , язык генетических записей четырехбуквенный , и если основание — его "буква ", то "слова " — это пор ядок аминокислот в кодируемых генами белках . Кроме состава белков в геноме (совокупно сти генов в одинарном наборе хромосом ) зап исаны и другие любопытные сведения . Можно сказать , что Природа (в результате эволюции или Божь е го промысла ) закодировала в ДНК инструкции о том , как клеткам выживать , реагировать на внешние воздействия , предотвращать "поломки ", иными словами , — ка к развиваться и стареть организму. Любое нарушение этих инструкций ведет к мутациям , и если они случаютс я в половых клетках (сперматозоидах или яйцек летках ), мутации передаются следующим поколениям , угрожая существованию данного вида. Как представить себе 3 млрд оснований зримо ? Чтобы воспроизвести информацию , содержащуюс я в ДНК единственной клетки , даже сам ым мелким шрифтом (как в телефонных справочниках ), понадобится тысяча 1000-страничных к ниг ! Сколько же всего генов , то есть по следовательностей нуклеотидов , кодирующих белки , в ДНК человека ? Года три назад полагали , что около 100 тыс ., затем решили , что не более 80 тыс . В конце 1998 г . пришли к выводу , что в геноме человека 50 – 60 тыс . генов . На их долю приходится только 3% общей длины ДНК . Роль остальных 97% пока не ясна. ЧТО ТАКОЕ "ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА "? Цель проекта — выяснить последовательнос ти азотистых основ аний и положения ге нов (картирование ) в каждой молекуле ДНК к аждой клетки человека , что открыло бы прич ины наследственных заболеваний и пути к и х лечению . В проекте заняты тысячи специал истов со всего мира : биологов , химиков , мат ематиков , физиков и техник о в . Это один из самых дорогих научных проектов в истории . В 1990 г . на него потрачено 60 млн долл ., в 1991 г . — 135 млн , в 1992 – 1995 гг . — от 165 до 187 млн в год , а в 1996 – 1998 гг . только США израсходовали 200, 225 и 253 млн Интерес к уже полученным резул ьта там огромен : самые цитируемые в 1998 г . авторы (не только в генетике или биологии , но во всех областях науки ) Марк Адамс и Крэйг Вентер из Института исследований г енома в штате Мэриленд (США ) — частной компании , занимающейся только составлением "ген ных карт ". ВЕХИ ПРОЕКТА Проект состоит из пяти основных этапо в : · составление карты , на которой помеч ены гены , отстоящие друг от друга не б олее , чем на 2 млн оснований , на языке с пециалистов , с разрешением 2 Мб (Мегабаза — от английского слова "base" — основан ие ); · завершение физических карт каждой хромосомы с разрешением 0,1 Мб ; · получение карты все го генома в виде набора описанных по отдельности клонов (0,005 Мб ); · к 2004 г . полное сек венирование ДНК (разрешение 1 основание ); · нанесение на карту с раз решением в 1 основание всех г енов человека (к 2005 г .). Когда эти этапы б удут завершены , исследователи определят все ф ункции генов , а также биологические и меди цинские применения результатов. ТРИ КАРТЫ В ходе проекта создают три типа к арт хромосом : генетич еские , физические и секвенсовые (от англ . sequence — последовательность ). Выявить все гены , присутствующие в геноме , и установить расстояния между ними — значит локализовать каждый ген в хромосома х . Такие генетические карты помимо инвентариз ации генов и у к азания их поло жений ответят на исключительно важный вопрос о том , как гены определяют те или иные признаки организма . Ведь многие призна ки зависят от нескольких генов , часто расп оложенных в разных хромосомах , и знание по ложения каждого из них позволит пон я ть , как происходит дифференцировка (специа лизация ) клеток , органов и тканей , а также как успешнее лечить генетические заболевания . В 20-е и 30-е годы , когда создавалась хромосомная теория наследственности , выяснение по ложения каждого гена привело к тому , ч то на генетических картах сначал а дрозофилы , а затем кукурузы и ряда д ругих видов удалось отметить особые точки , как тогда говорили , "генетические маркеры " х ромосом . Анализ их положения в хромосомах помог снабдить генетические карты хромосом че ловека новы м и сведениями . Первые д анные о положении отдельных генов появились еще в 60-е годы . С тех пор они м ножились лавинообразно , и в настоящее время известно положение уже десятков тысяч гено в . Три года назад разрешение генетической карты составляло 10 Мб (для н е которы х участков — даже 5 Мб ). Другое направление исследований — состав ление физических карт хромосом . Еще в 60-е годы цитогенетики стали окрашивать хромосомы , чтобы выявить на них особые поперечные полосы . После окрашивания полосы было видно в микроскоп . Между полосами и генам и удалось установить соответствие , что позвол ило изучать хромосомы по-новому . Позже научили сь "метить " молекулы ДНК (радиоактивными или флуоресцентными метками ) и следить за присо единением этих меток к хромосомам , что зна чительно пов ы сило разрешение их с труктуры : до 2 Мб , а потом и до 0,1 Мб ( при делении клеток ). В 70-е годы научились "разрезать " ДНК на участки специальными (рес трикционными ) ферментами , распознающими короткие о трезки ДНК , в которых информация записана в виде палиндром о в — сочетаний , читаемых одинаково от начала к концу и от конца к началу . Так возникли рестр икционные карты хромосом . Использование современн ых физических и химических методов и сред ств улучшило разрешение физических карт в сотни раз. Наконец , разработка ме тодов секвениро вания (изучения точных последовательностей нуклео тидов в ДНК ) открыла путь к созданию с еквенсовых карт с рекордным на сегодня ра зрешением (на этих картах будет указано по ложение всех нуклеотидов в ДНК ). ДВА ПОДХОДА Число хромосом и их длина разли чны у разных биологических видов . В клетка х бактерий всего одна хромосома . Так , разм ер генома бактерии Mycoplasma genita-lium 0,58 Мб (в нем 470 генов ), у бактерии кишечной палочки (Escherichia coli) в геном е 4200 генов (4,2 Мб ), у растения Arabi-dop s is thaliana — 25 тыс . генов (100 Мб ), у плодовой мушки Droso-phila melanogaster — 10 тыс . генов (120 Мб ). В ДНК мыши и человека 50 – 60 тыс . генов (3000 Мб ). Конечно , для составления карт столь разных объект ов одни и те же методы неприменимы , по этому исполь з уют два разных по методологии подхода . В первом делят ДНК на небольшие куски и , изучив их по отдельности , воссоздают всю структуру , Этот по дход увенчался успехом при составлении сравни тельно простых карт . Для более сложных ген омов эффективнее второй подхо д . В этих случаях неразумно делить молекулу ДНК на короткие куски , удобные для детального изучения . Их оказалось бы так много , ч то путаница в последовательностях была бы неразрешимой . Поэтому , принимаясь за расшифровк у , молекулу делят , наоборот , на как мож н о более длинные куски и срав нивают их в надежде найти общие концевые участки . Если это удается , куски объединя ют , после чего процедуру повторяют . С сове ршенствованием компьютеров и математических мето дов обработки информации объединенные по тако му принцип у куски становятся все крупнее , постепенно приближаясь к целой мол екуле . Этот подход , в частности , позволил с оставить генетическую карту 3-й хромосомы дроз офилы. КЛАДЕЗЬ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Важный аспект проекта "Геном человека " — разработка новых методов иссл едован ий . Еще до старта проекта был развит р яд весьма эффективных методов цитогенетических исследований (теперь их называют методами п ервого поколения ). Среди них : создание и пр именение упомянутых рестрикционных ферментов ; пол учение гибридных молекул , их к лониро вание и перенос участков ДНК с помощью векторов в клетки-доноры (чаще всего — кишечной палочки или дрожжей ); синтез ДНК на матрицах информационной РНК ; секвенирование генов ; копирование генов с помощью специаль ных устройств ; способы анализа и класси ф икации молекул ДНК по плотности , массе , структуре. В последние 4 – 5 лет благодаря проекту "Геном человека " разработаны новые методы (методы второго поколения ), в которых почти все процессы полностью автоматизированы . Почему это направление стало центральным ? Сама я маленькая хромосома клеток человека содержи т ДНК длиной 50 Мб , самая большая (хромосома 1) — 250 Мб . До 1996 г . наибольший участок ДНК , выделяемый из хромосом с помощью реактив ов , имел длину 0,35 Мб , а на лучшем оборуд овании их структура расшифров ы валась со скоростью 0,05 – 0,1 Мб в год при ст оимости 1 – 2 долл . за основание . Иными слова ми , только на эту работу понадобилось бы примерно 30 тыс . дней (почти век ) и 3 млрд долл. Совершенствование технологии к 1998 г . повыси ло производительность до 0,1 Мб в день (36,5 Мб в год ) и понизило стоимость до 0,5 д олл . за основание . Использование новых электро механических устройств , которые к тому же потребляют меньше реактивов , позволит уже в 1999 г . ускорить работы еще в 5 раз (к 2003 г . планируется довести скорос т ь рас шифровки до 500 Мб в год ) и уменьшить сто имость до 0,25 долл . за основание (для человеч еской ДНК еще дешевле ). ГЕНЫ В БАНКЕ За последние шесть лет созданы междун ародные банки данных о последовательностях ну клеотидов в ДНК разных организмов (GenBank / EMBL / pBJ) и о последовательностях аминокислот в белк ах (PIR / SwissPot). Любой специалист может воспользоваться собранной там информацией в исследовательских целях . Решение о свободном доступе к информации далось нелегко . Ученые , юристы , зако нодатели не м ало потрудились , чтобы воспрепятствовать намерениям коммерческих фирм патентовать все результаты проекта и превр атить эту область науки в бизнес. РЕЗУЛЬТАТЫ Расшифрованные геномы. 1995 г . — бактерия Hemophilus influenza;. 1996 г . — клетка дрожжей (6 тыс . г енов , 12,5 Мб ); 1998 г . — круглый червь Caenorhabditis elegans (19 ты с . генов , 97 Мб ). Основные результаты завершенных этапов проекта изложены в журнале "Science" (1998. Vol. 282, № 5396,. Р . 2012 – 2042). Изученные гены человека . За 1995 г . длина участков Д НК человека с установленно й последовательностью оснований увеличилась почт и в 10 раз . Но хотя прогресс был налицо , результат за год составил менее 0,001% от того , что предстояло сделать . Но уже к июлю 1998 г . было расшифровано почти 9% генома , а затем каж д ый месяц появлялис ь новые значительные результаты . Изучив больш ое число копий генов в виде сДНК и сопоставив их последовательности с участками хромосомной ДНК , к ноябрю 1998 г . расшифровали 30 261 ген (примерно половина генома ). Функции генов . Результаты з авершенной части проекта позволяют судить о роли двух третей генов в образовании и функ ционировании органов и тканей человеческого о рганизма . Оказалось , что больше всего генов нужно для формирования мозга и поддержания его активности , а меньше всего для с о здания эритроцитов — лишь 8. Другие организмы . Когда составлялась прог рамма исследований по проекту , решили сначала отработать методы на более простых модел ях . Поэтому на первом этапе реализации про екта изучили 8 разных представителей мира микр оорганизмов, а к концу 1998 г . — уже 18 организмов с размерами генома от 1 до 20 Мб . В их числе представители многих родов бактерий : архебактерии , спирохеты , хламидобактерии , кишечная палочка , возбудители пневмоний , сифи лиса , гемофилии , метанобразующие бактерии , мико п лазмы , риккетсии , цианобактерии . Как уже упоминалось , завершен генетический анализ одноклеточного эукариота — дрожжей Saccharomy-ces cerevisae и первого многоклеточного животного — червя C. elegans. Повреждения генов и наследственные болезн и . Из 10 тыс . из вестных заболеваний челов ека около 3 тыс . — наследственные болезни . Они необязательно наследуются (передаются потомка м ). Просто вызваны они нарушениями наследствен ного аппарата , то есть генов (в том чис ле в соматических клетках , а не только в половых ). Вы я вление молекулярных причин "поломки " генов — важнейший резул ьтат проекта . Число изученных болезнетворных генов быстро растет , и через 3 – 4 года мы познаем все 3 тыс . генов , ответственных з а те или иные патологии . Это поможет р азобраться в генетических прог р аммах развития и функционирования человеческого ор ганизма , в частности , понять причины рака и старения . Знание молекулярных основ заболев аний поможет их ранней диагностике , а знач ит , и более успешному лечению . Адресное сн абжение лекарствами пораженных кле т ок , замена больных генов здоровыми , управление обменом веществ и многие другие мечты фантастов на наших глазах превращаются в реальные методы современной медицины. Молекулярные механизмы эволюции . Зная стр оение геномов , ученые приблизятся к разгадке механи змов эволюции . В частности , так ого ее этапа , как деление живых существ на прокариоты и эукариоты . До последнего времени к прокариотам относили архебактерии , по многим признакам отличающиеся от других представителей этой группы микроорганизмов , но также со с тоящие всего из о дной клетки без обособленного ядра , но с молекулой ДНК в виде двойной спирали . Когда год назад геном архебактерий расшифр овали , стало ясно , что это отдельная ветвь на эволюционном древе. ЗАДАЧИ НА БУДУЩЕЕ С учетом постоянного наращивания т емпов работ руководители проекта заявили в конце 1998 г ., что проект будет выполне н гораздо раньше , чем планировалось , и сфо рмулировали задачи на ближайшую перспективу : 2001 г . — предварительный анализ генома человека ; 2002 г . — расшифровка генома плодов ой мухи Drosophila melanogaster; 2003 г . — создание полных карт генома человека ; 2005 г . — расшифровка генома мыши с использованием методов сДНК и искусственных хромосом дрожжей. Помимо этих целей , официально включенных в международный проект , поддерживаемый США и рядом других стран на правительстве нном уровне , некоторые исследовательские центры объявили о задачах , которые будут решаться в основном за счет грантов и пожертв ований . Так , ученые Калифорнийского университета (Беркли ), Орегонского университета и Ц ентра Ф.Хатчинсона по исследованию рака начали расшифровку генома собаки. ЧТО ДАЛЬШЕ ? Главная стратегическая задача на будущее — изучить вариации ДНК (на уровне от дельных нуклеотидов ) в разных органах и кл етках отдельных индивидуумов и выявить эти различия . Обычно одиночные мутации в ДНК человека встречаются в среднем на тыс ячу неизмененных оснований . Анализ таких вари аций позволит не только создавать индивидуаль ные генные портреты и тем самым лечить любые болезни , но и определять различия между популяциям и и регионы повыш енного риска , делать заключения о необходимос ти первоочередной очистки территорий от тех или иных загрязнений и выявлять производ ства , опасные для геномов персонала . Впрочем , наряду с радужными ожиданиями всеобщего бл ага эта грандиозная це л ь вызывает и вполне осознанную тревогу юристов и борцов за права человека . В частности , в ысказываются возражения против распространения г енетической информации без разрешения тех , ко го она касается . Ведь ни для кого не секрет , что уже сегодня страховые ко м пании стремятся добыть такие све дения всеми правдами и неправдами , намереваяс ь использовать эти данные против тех , кого они страхуют . Компании не желают страхова ть клиентов с потенциально болезнетворными ге нами или заламывают за их страховки бешен ые суммы. Поэтому конгресс США уже п ринял ряд законов , направленных на строгий запрет распространения индивидуальной генетической информации. Какие прогнозы сбудутся : оптимистические или пессимистические — покажет ближайшее буд ущее. Список использованной литератур ы : Журнал " Экология и жизнь ". Статья В.Н . Сойфера , Про фессор , заведующий лабораторией молекулярной гене тики Университета Дж . Мейсона , Фэйрфакс (Вирджи ния ), США.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Купил уровень метр в длину. Полезная вещь в доме. Из под дивана чё только не вытащил.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по биологии "Международный проект "Геном человека"", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru