Методические указания по молекулярной генетике указания обобщают современные данные в области молекулярной генетики, включая достижения науки последних лет, которые закладывают фундамент знаний, необходимых для дальнейшего обучения
 Скачать 273.42 Kb.
|
|
Ощутимые результаты получены в генотерапии инсулинзависимого сахарного диабета - одного из самых распространенных наследственных заболеваний. Большой интерес представляют два недавних открытия. Исследователи в Филадельфии обнаружили поломку гена, которая приводит к изменению структуры стенок аорты и ее аневризме. Этот дефект, вызванный заменой всего одной аминокислоты в молекуле коллагена, чреват катастрофическими последствиями. Только в США от аневризмы аорты умирает более 15 тысяч человек. Теперь, исследуя ДНК пациента, удается обнаружить в ней неисправные гены и определить степень риска заболевания. Предполагается воссоздание ДНК с нормальными коллагеновыми генами и трансплатация их больному. Второе открытие касается расшифровки механизмов, благодаря которым бактерии «узнают» антибиотики, вырабатывая устойчивость к лекарственным препаратам. Например, в 80% случаев стафилококковая инфекция не поддается лечению пенициллином, благодаря тому, что бактерии умеют «присваивать» себе чужие гены устойчивости, создавая на поверхности клетки специальные рецепторы. Они - то и служат «замком» для лекарств. К таким бактериям со старым ключом - антибиотиком уже не подберешься. Дальнейшие исследования, связанные с расшифровкой этого механизма, позволят изменить молекулы антибиотиков согласно новым бактериальным рецепторам. С помощью молекулярной биологии и биотехнологии появилась возможность лечить наследственное заболевание - кистозный фиброз (частота 1 на 2-3 тысячи родившихся детей). Происходит это в результате мутации гена, кодирующего так называемый ХЛОРНЫЙ КАНАЛ - белок клеточной оболочки, регулирующий выведение ионов хлора из клетки слизистой легких, дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта. Мутация, приводящая к развитию кистозного фиброза - рецессивная. Если же ребенок гетерозиготен по гену кистозного фиброза, то такая комбинация генов защищает людей от холеры. Рецессивные гомозиготы погибают от этого заболевания. Человеку, страдающему этим заболеванием, введен генетически сконструированный аденовирус (вызывает состояние гриппа), в геном которого добавлен нормальный ген белка хлорного канала. У трех больных , которым была проведена такая генетическая терапия, слизистой носоглотки, удалось добиться реверсии мутантного фенотипа, т.е. клетки «выздоровели». Однако, для полного извлечения необходимо вводить большие 25 дозы аденовируса, что вызывает воспаление по типу гриппа. Врачи используют для введения генетического материала не в вирус, а в безобидные липосферы, состоящие из жировых капель, которые легко проникают сквозь клеточную оболочку. Пытаются лечить больных кистозным фиброзом, «впрыскивая» аденовирусы в виде ингаляций, доставляя нормальный ген непосредственно в легкие, При помощи разрабатываемых сейчас «антисмысловых» веществ, возможно, удастся блокировать экспрессию определенных генов, поскольку многие заболевания обусловлены именно неправильной генной экспрессией (рак, врожденные и некоторые инфекционные болезни). Антисмысловые соединения - это короткие одноцепочечные молекулы ДНК, которые могут связываться с клеточными нуклеиновыми комплексами за счет того же механизма попарного взаимодействия комплементраных азотистых оснований (по типу застежки «молнии»), что и две цепи природной ДНК. Мишенью антисмысловых молекул обычно является матричная РНК (мРНК), переносящая информацию от генов к аппаратату синтеза белков. Хотя в качестве антисмыслового агента можно использовать природную ДНК, коммерческий интерес привлекают ее синтетические аналоги, в которых сахарофосфатный «скелет» молекулы замещен структурой, более устойчивой к действию агрессивных ферментов, которые могли бы разрушить лекарство. При изучении таких структур наиболее перспективными оказались два типа -метилфосфонатный и фосфортионатный. Метилфосфонатный препарат против ХМЛ уже испытывается на клетках людей, страдающих этим заболеванием. На первых порах препарат будет использоваться в сочетании с аутотрансплантатами костного мозга. Костномозговые клетки, взятые у специально отобранных больных ХМЛ, пройдут обработку антисмысловым агентом, чтобы исключить лейкозные клетки. Тем временем больного подвергнут химио- и лучевой терапии, чтобы уничтожить в организме все злокачественные клетки (при этом костный мозг выходят из строя). Затем ему пересадят его собственные здоровые клетки, размноженные в культуре. Новые методы позволяют следить за числом здоровых и лейкозных клеток в культуре во время обработки. Прежде чем антисмысловые соединения станут эффективными лекарственными препаратами, прядется преодолеть трудности, в частности, иммунные реакции организма. Иммунный ответ чреват заболеванием красной волчанкой. 26 Многие фирмы сейчас работают над совершенно новыми классами антисмысловых соединений, в которых модифицирован не только «скелет», но и углеводные компоненты ДНК. |