РЕФЕРАТ - Методи дослідження генетики людини

РЕФЕРАТ

Методи дослідження генетики людини

ЗМІСТ

Вступ

1. Історія розвитку генетики як науки

2. Методи вивчення генетики людини

 2.1. Цитологічний, близнюковий, генеалогічний, моделювання спадкових хвороб, попупяційно-статистичний та біохімічний методи

  2.2. Генна інженерія, як метод дослідження впливу змін у геномі людини

Висновки

Список використаної літератури

Об’єм – 16 сторінок.

Вартість – 55 грн. 

Вступ

Людина - живий організм, а тому вона є об'єктом біологічних досліджень. Але безумовно людина відрізняється іншими особливостями в порівнянні з будь якими живими істотами. Вона залишаючись біологічним об'єктом і вищою ланкою еволюції органічного світу, водночас є істотою соціальною. Тому, якщо у будь яких рослин і тварин еволюція пов'язана з мутаціями і добром, тобто здійснюється за біологічними законами, то прогрес людства підкорюється і соціальним законам розвитку. [1]

Біологічна індивідуальність людей (морфологічні, фізіологічні, біохімічні особливості, в тому числі і спадкові хвороби, генетична детермінованість темпераменту і здібностей) передається з покоління в покоління за генетичними законами, спільними для всього органічного світу. Соціально трудова суть людини передається шляхом навчання, виховується у людському колективі, що впливає на реалізацію генетично - детермінованих особливостей кожного індивідууму, позначається на формуванні її особистості.

Багато спадкових хвороб відомі вже довгий час. Зовсім недавно нам приходилося займатися проблемами, які ставилися вище ніж спадкові хвороби. В багатьох районах світу , які розвиваються вони і зараз не вирішені. До них понад усе відносяться недоїдання і інфекційні хвороби. І до тих пір доки ці життєво важливі проблеми не знайдуть свого кінцевого рішення, суспільство не має право звернутися до розгляду більш тонких матерій, включаючи проблему вивчення і застереження спадкових хвороб.

Але в теперішній час з'явилася можливість запобігання багатьох спадкових хвороб, і необхідно щоб кожний знав про те чим він ризикує і якими можливостями вибору розпоряджується. Ці можливості включають вибір чоловіка (жінки); різні перевірочні іспити дозволяють виявити чи є ви носієм генетичного захворювання; аналізи і перевірки під час вагітності для діагностики особливих відхилень дитини; медико - генетичні консультації з прагненням виявлення ризику, якому піддаєтесь ви самі і наскільки великий ризик, що ваша дитина народиться з відхиленнями. Найголовніше при цьому вміти бачити речі у перспективі, оскільки біля 96% усіх дітей народжуються вільними від спадкових хвороб, серйозних природжених відхилень чи розумової відсталості. [3]

1. Історія розвитку генетики як науки

Генетика вивчає закони, які визначають спадковість та мінливість живих організмів. Спадковість (подібність споріднених організмів) є одними з найістотніших рис живого. Вони привертали увагу людини з давніх часів. Проте закони, які керують цими явищами, довго залишались незрозумілими.

Найрізноманітніші гіпотези щодо природи спадковості і мінливості висловлювались ще на початку історії людства. Вони частково ґрунтувались на спостереженнях людини над собою, а частково на досвіді вирощування рослин і розведення тварин. Цей примітивний відбір дозволяв людині створювати велику кількість видів різноманітних домашніх тварин і культурних рослин. Використовували гібридизацію, тобто схрещування організмів, які належать до різних видів, порід, сортів і відрізнялися один від одного якими не будь ознаками. Порівнюючи гібриди з вихідними формами, практики давно помітили деякі особливості успадкування ознак. [2]

Фундамент сучасної генетики людини пов'язаної з усіма видами вчення людського організму, став закладатися лише в 19 ст. Але ще в 1750р. французький вчений Мопертюи, а в 1814 р. Адамс помітив деякі особливості окремих спадкових ознак у людини.

Перший науковий твір про спадковість і мінливість з'явився лише в 17 ст., коли Камераріус опублікував „Замітки про поле у рослин”, в якій він зробив висновок, що рослини, як і тварини мають стать і виказав теорію що запилення рослини одного виду пилком іншого виду може призвести до виникнення зовсім нових форм. На початку 18 ст. з'явилися перші описання таких гібридів.

Ще у 1859 р. Чарльз Дарвін обґрунтував значення спадковості та мінливості для еволюції, але й за часів Дарвіна цілком правильних уявлень про спадковість і мінливість не було.

Спадковістю - називають властивість організмів повторювати в ряді поколінь подібні ознаки і забезпечувати специфічний характер індивідуального розвитку в певних умовах середовища. Завдяки спадковості батьки і нащадки мають подібний тип біосинтезу, який визначає подібність хімічного складу тканин, характеру обміну речовин, фізіологічних функцій, морфологічних ознак та інших особливостей. Внаслідок цього кожний вид організмів відтворює себе із покоління в покоління. [4]

Мінливість - це явище, певною мірою протилежне спадковості, і виявляється в тому, що у будь - якому поколінні окремі особини чимось відрізняються і одна від одної, і від своїх батьків. Відбувається це тому, що властивості й ознаки кожного організму - це результат взаємодії двох причин: спадкової інформації і конкретних умов зовнішнього середовища, які можуть впливати як на зміну спадкових задатків, так і на варіабельність виявлення їх.

У 1875 р. Гальтон запропонував для виділення ролі спадковості і середовища в розвитку окремих ознак людини вивчати їх становлення у близнюків. Цей метод дослідження генетичних закономірностей отримав назву близнюковий.

Основні закони генетики були встановлені в 1886 р. чеським дослідником Грегором Менделем, який експериментував з різними сортами гороха. Мендель дійшов до висновку, що спадкування кожного признаку виявляється якимось фактором, який передається через статеві клітини, і признаки організмів при схрещуванні не зникають, а успадковуються наступниками в відповідності з певними закономірностями. Пізніше ці закономірності називали законами Менделя. Хоча Мендель нічого не знав про місцезнаходження спадкових факторів в клітині, про їх хімічну природу і механізм впливу на той чи інший симптом тим мне менш його вчення про ці фактори як одиницях спадковості лягло в основу теорії гена, а розроблений ним метод генетичного аналізу спадкового признаку являється основним методом генетики. [6]

На початку 20 ст. Закони Менделя , які не були зрозумілі його сучасниками, були „ пере відкриті” рядом біологів( Г. де Фріз у Голландії, К. Корренс у Німеччині і Е. Чермак в Австрії) через це офіціально роком народження генетики , як науки прийнято рахувати 1900 р. У цей час закони Менделя піддавалися експериментальній перевірці у численних дослідах з гібридизації рослин і тварин. Було доведено загальний характер і універсальне значення основних законів спадковості. Проте у цей час одиниці спадковості вважалися умоглядними, такими, що не мають матеріальних властивостей, і локалізацією їх у клітині ніхто не цікавився. Щоб пояснити явище спадковості передачі ознак, припускали існування одиниць спадковості, які могли перекомбінуватися. [2]

В 1906 р. за запропонуванням Бейтсона наука, яка вивчала спадковість та мінливість була названа генетикою. Почався період неймовірних відкриттів. Ще в 1901 р. Г. де Фріз встановив, що спадкові симптоми змінюються стрибкоподібно і створив теорію так званої мутації. Пізніше Т. Морган і інші представили докази того, що основними носіями генів є хромосоми - паличкоподібні утворення в ядрах клітин і , що гени розташовуються в хромосомі в лінійному порядку. Велику роль в розвитку генетики зіграли Н. І. Вавилов, Н. К, Кольцов, А. С. Серебровський, С. С. Четвериків, Н. П. Дубинін, Н. В. Тимофіїв - Рисовський і інші радянські вчені.

У 1908 р. вперше було описано спадкові хвороби обміну речовин і сформульована популяційна генетика людини, яка вивчала структуру і динаміку змісту генів в обмежених ( географічних, етнічних, соціальних та ін.) групах людей - популяціях.. Одна з найважливіших задач популяційної генетики людини „інвентаризація” фонду генів ( Чи , як кажуть генетики, генофонду) людства. Цю область генетики називають геногеографією; її наставником вважають вітчизняного вченого А. С, Серебровського. Прогрес в області популяційної генетики дозволив перейти до аналізу еволюції цілих систем генів з чим пов'язано прогнозування майбутніх відхилень в спадковій природі людини. [3]

З установленням внутрішньоклітинних матеріальних основ спадковості починається другий період розвитку генетики ( 1912 - 1930). Як об'єкт дослідження використовується переважно мушка дрозофіла. Найбільшим досягненням цього періоду було доведення того, що гени локалізовані в хромосомі і розміщуються там в лінійному порядку ( Т. Морган). Відкриття того факту, що генетичні зміни можуть викликати іонізуючі випромінювання ( Г. А. Надсон, Г. С. Філіпов, 1925; Г. Меллер, 1927), значно розширило уявлення про організацію генів у хромосомі. Виявлено, що хромосоми диференційовані на якісно різні складові частини - локуси. Вітчизняний вчений С. Г. Навашин та його школа ( 1912 - 1930) заклали основи досліджень тонкої структури хромосом.

Ці обидва періоди розвитку генетики звичайно називають періодом класичної генетики. Основними надбаннями його є формулювання поняття про ген і встановлення матеріальних внутрішньоклітинних основ спадковості: створення хромосомної теорії спадковості.

З 1930 по 1953р. тривав перехідний період у розвитку генетики. В 20 - ті роки 20 ст. з'явилася евгенетика - вчення про попередження можливого погіршення спадкових якостей людини. При виникненні евгенетики прогресивні вчені ставили перед нею гуманні цілі але нацисти і расисти перетворили евгенетику в небезпечну зброю поти людства. Прикриваючись брехливими науковими твердженнями про начебто генетично визначеної неповноцінності окремих народів, соціальних груп та ін. Вони оправдовували расову , національну і класову дискримінацію замінивши в кінці кінців , як це зробив фашизм евгенетику так званою расовою генетикою і узаконивши поголівне винищення цілих народів - тобто геноцид. [2]

У 1932 - 1937 рр. В СССР працював Медико - генетичний інститут в якому вивчали закономірності генетики людини (з використанням методу близнюків) і спадкові хвороби. На відміну від закордонних генетиків Які більшість уваги приділяли рідким і легко діагностичним захворюванням вітчизняні вчені ставили основною задачею вивчення взаємодії спадковості і навколишнього середовища в розвитку хвороби.

В 1939 р. на II Міжнародному генетичному конгресі була прийнята резолюція з вимогами надати всім людям ,не дивлячись на расу, націю, колір шкіри, рівні і повні можливості для розвитку. У 1944 р. групою дослідників було встановлено , що за передачу спадкових ознак відповідає дизоксорибонуклеїнова кислота - ДНК. З того часу починається стрімкий розвиток молекулярної генетики. Розшифрування Дж. Уотсоном і Ф. Кріком структури молекули ДНК (1953) дала можливість зрозуміти механізм її самовідновленням і тим самим передачі нащадкам батьківських генів. Потім була розгадана таємниця генетичного коду за допомогою якої на ділянках молекул ДНК(генах) “закодовувались” відомості про структуру білка створеного під контролем цього гена. Наступні відкриття після цих підняли генетику на новий рівень. В 50 - ті роки 20 ст. Помічалась нова хвиля дослідів по генетиці людини в зв'язку з прогресом загальної і радіаційної генетики. [3]

Період молекулярної генетики ( починаючи з 1953 р.) розпочався з детального вивчення субмікроскопічної будови і хімічного складу хромосом, оскільки стало ясно, що лише на цьому шляху можна розв'язати проблему гена. Доведено, що однією з основних складових частин хромосоми є ДНК і що саме ДНК відповідає за збереження і передачу спадкової інформації. Дослідження ДНК привело до відкриття коду спадкової інформації, тобто молекулярного механізму, зо допомогою якого в структурі нуклеїнових кислот записана програма розвитку організму з усіма властивими йому ознаками.

Досліди по генетиці людини показали, що спадковість і мінливість ознак людського організму різновид людей пов'язані як з їх спадковими завдатками так і з умовами існування (соціально - економічними, природно - кліматичними, та ін.). Було встановлено, що спадковість грає велику, але не виключну роль в виявленні психічних, розумових, можливостей людини на які помітно впливає оточуюче середовище і соціальні умови: виховання, освіта, трудова діяльність, вплив суспільства, колектив та ін. [1]

В 1956 р. встановлено точне число хромосом (46), а в 1959 р. відкриті хромосомні хвороби людини ( одна з перших хвороба - Дауна, під час якої у всіх клітинах тіла знаходилася зайва хромосома в 21 - ій парі хромосом).

2. Методи вивчення генетики людини

2.1. Цитологічний, близнюковий, генеалогічний, моделювання спадкових хвороб, попупяційно-статистичний та біохімічний методи

При вивченні спадкових ознак у людини можна використовувати всі методи, які застосовуються в медицині: біохімічні, морфологічні, імунологічні, клінічні, тобто будь-які методи, які дозволяють реєструвати ознаку як дискретну одиницю або виражати її кількісно. Для вирішення
сугубо кількісних завдань використовують методи генеалогічний, близнюковий, попупяційно-статистичний, цитогенетичний, генетики соматичних клітин і моделювання. На різних етапах розвитку значимість цих методі змінювалась.

Цитогенетичний метод. Суть цього методу у вивченні будови окремих хромосом, а також особливостей набору хромосом клітин людини в нормі і патології. Зручним об'єктом для цього є лімфоцити, клітини епітелію щоки та інші клітини, які легко одержати, культивувати і піддати каріокойчному аналізу. Це важливий метод виявлення статі і хромосомних спадкових захворювань людини.

Основою цитогенетичного методу є вивчення морфології окремих
хромосом клітин людини. Сучасний етап пізнання будови хромосом
характеризується створенням молекулярних моделей цих важливих структур ядра, вивченням ропі окремих компонентів хромосом в збереженні і передачі спадкової інформації.

Близнюковий метод полягає у вивченні розвитку ознак у близнят.
Близнята людини - чудовий матеріал для розроблення загальнобіологічної і практично дуже важливої проблеми: про роль спадковості та середовища в розвитку ознак. Вивчення однояйцевих близнюків протягом усього їхнього життя, особливо копи вони живуть в різних умовах, дає багато цінних відомостей про роль середовища в розвитку фізичних і психічних
властивостей. Близнюковий метод дає можливість також з'ясувати спадкову схильність людини до захворювань.

Генеалогічний метод полягає у вивченні успадкуванні ознак шляхом
складання і аналізу родоводів. Цей метод можна застосувати, якщо є прямі
родичі, предки того, хто має спадкову ознаку (пробанда) по материнській та батьківській лініях багатьох поколінь, або тоді, копи відомі нащадки про банда також у кількох поколіннях. Аналіз родоводів здійснюється з урахуванням генетичних закономірностей та використанням генетичних розрахунків. На основі добре складеного родоводу можна визначити: тип успадкування; генотип багатьох осіб родоводу; ймовірність народження дітей зі спадковою аномалією. Генеалогічний метод використовують і як метод діагностики хвороб із спадковою природою, що має важливе значення при проведенні медико-генетичних консультацій з батьками.
Моделювання спадкових хвороб. Біологічна модель спадкового
захворювання частіше є зручнішою для дослідження аніж хвора людина.
Моделювання можливе на клітинному та організмовому рівні. Так початкові механізми галактоземії були виявлені на моделі кишкової палички. У людини і у бактерії нездатність засвоювати галактозу виникла однаковим спадковим дефектом - відсутністю активного ферменту галактозо фосфатилуридилтрансферази. [4].

Попупяційно-статистичний метод. Попупяційно-статистичне вивчення частоти, з якою в даній популяції зустрічається той чи інший ген, дає можливість визначити не тільки частоту окремих генів і генотипів у популяції, апе й вивчити генетичну структуру популяції.

Важливо знати, яке співвідношення різних генотипів в популяції, яке розповсюдження спадкових захворювань і ін.

Вивчення генетичного складу популяції проводиться шляхом визначення тих або інших генотипів, а також частоти окремих апепей. Частоту окремого генотипу можна виразити в процентах від загальної кількості особин популяції, яке приймається за 100%. В популяційній генетиці зазвичай загальне число особин приймається за одиницю, а частота того чи іншого генотипу виражається в допях одиниці [5].

Біохімічний метод. За допомогою цього методу вдається виявити

 причини багатьох патологічних станів людини, що здебільшого спричиняються порушенням нормального ходу обміну речовин. Наприклад, цукрова хвороба або діабет спричиняється порушенням нормальної діяльності підшлункової залози, яка не виділяє в кров потрібної кількості гормону інсуліну. Внаслідок цього збільшується вміст цукру в крові і відбуваються глибокі порушення обміну речовин людського організму.

2.2. Генна інженерія, як метод дослідження впливу змін у геномі людини

Суть методу. В потік науково-технічної революції, що складає
характерну рису сучасної епохи, біологія впилася порівняно пізно, і вплив її відкритий на прикладну науку був менш очевидним і глибоким, аніж фізики і хімії. Однак, зараз більшість подій вказують на неприхильну зміну цих відношень.

Коротка історія молекулярної біології відмічена видатними відкриттями, які призвели до корінного перегляду багатьох колишніх уявлень. їх розвиток створив, перш за все, нову сферу досліджень. Разом із тим він викликав піднесення в суміжних областях, особливо в дослідженні біологічних явищ на клітинному рівні. Найбільш вражаючі, але не єдині її відкриття стосуються законів спадковості. Особливо великі перспективи їх застосування обіцяє генна інженерія [15].

Вважають, що генна інженерія виникла на межі 70-х років нашого століття. Це пов'язано з досягненнями в галузі генетики та хімії нуклеїнових кислот: створення методів хімічного і фізико-хімічного синтезу генів, відкриття явища реструкції-модифікації ДНК [14].

Останнім часом у світі спалахнула справжня буря пристрастей, пов'язана з генною інженерією. І справа не обмежилась пише науковими дискусіями. Натовпи схвильованих демонстраторів, чия уява, наполохана появою невинної клонованої вівці. Доплі, змалювала шеренги однакових, немов шахові пішаки, людей, виплеканих у пробірці, застережливий указ

президента США, кричущі заголовки у пресі. І можна припустити, що дехто з людей, приголомшений усією цією веремією, гадає: «Указ американського президента на наші терени не поширюється. А чи не станеться так, що з якої-небудь саме української дослідної лабораторії випурхне відкриття, здатне назавжди скалічити людство, перетворивши його на зборисько мутантів?»[13].

Нині під генетичною інженерією розуміють систему експериментальних засобів, які дають змогу сконструювати лабораторним шляхом штучні генетичні структури у вигляді так званих рекомбінантних молекул ДНК. Суть генетичної інженерії полягає в переміщенні окремих генів з одного оточення в інше, що призводить до різних фенотипових змін клітин [10].

Сьогодні вчені можуть розрізати молекули ДНК в
бажаному місці, ізолювати і очистити окремі ії фрагменти, синтезувати їх з чотирьох дезоксирибонуклеотидів, можуть зшивати такі фраґменти [8]. Будучи синтезований і вмонтований в спеціально підібрану структуру,
такий ген може бути введений в клітину, в якій він здатен розмножуватися. В результаті проходить зміна спадкових властивостей клітини. При відомих умовах чужорідний ген починає функціонувати, керувати синтезом певного продукту. В деяких випадках клітина одержує здатність до посиленого виробництва цього продукту, що може мати важливе практичне значення [10]. Генетична інженерія - це одна з багатьох галузей так званої техніки рекомбінантних ДНК, що відкриває

 безмежний простір для фантазії вчених, кидає справжній виклик існуючим уявленням про можливості людини.

Техніка рекомбінантних ДНК має велике значення не тільки для практики, вона значно розширює можливості пізнання фундаментальних
основ організації й функціонування геномів.

З моменту зародження генетична інженерія привертала увагу не тільки блискучими перспективами, а й потенційною небезпекою деяких досліджень.

Першим висловив переконання Поп Берг, який у США в 1972 році власними руками сконструював першу рекомбінантну молекулу. Він разом з групою відомих молекулярних біологів вказав на необхідність
впровадження певних правил та обмежень у роботах рекомбінантними молекулами, побоюючись, по-перше, потрапляння робочих матеріалів за межі лабораторії, а отже, загрози внесення в організм людини або тварини шкідливих речовин та живих істот з летальною дією. По-друге, вчених турбувала невизначеність процесу взаємодії рекомбінантних ДНК з генами «реципієнта». Тому в 1975 році представники 16 країн зібралися на конференцію, присвячену питанням одержання рекомбінантних молекул ДНК. Окрім вчених, у ній брали участь юристи, представники преси, промислових компаній. Зібрання дійшло висновку, що генетична інженерія має право на існування, але на існування під контролем.

Як правило генетична інженерія здійснюється через ряд послідовних
операцій:

1) одержання гену, який повинен включатися в організм, за необхідності - його зміна;

2) вмонтовування гену у вектор;

3) клонування гену та ідентифікація його функцій;

4) введення гену в «місце призначення».

Одержання гену може відбуватись різними шляхами. Ще в 60-х роках Г.Корана запропонував методологію хімічного синтезу ДНК. Ним була синтезована спочатку кодуюча частина аланінової т-РНК.
Нині синтез гену можна здійснити автоматично за короткий час, але
необхідною умовою для цього є знання послідовності нуклеотидів. Але вчені впроваджують й інші методи. Один з них передбачає використання фрагменту зворотньої транскриптази, який спростував пануюче правило:
ДНК>РНК>білок. Цей фраґмент деяких вірусів здатний синтезувати ДНК на матриці РНК. Тому для синтезу гена необхідно виділити потрібну м-РНК, дати в пробірку чотири дезоксирибонуклеотидтрансферази, зворотну
транскриптазу, іони магнію та затравку. Фрагмент синтезує на матриці РНК комплементарний ланцюг ДНК, після чого система обробляється лугом. Це призводить до руйнування уже непотрібного ланцюга РНК. Надалі фрагмент ДНК-попімераза відтворює комплементарний панцюг,  таким чином дослідник отримує ген необхідного білка.

Даний метод одержання генів має як переваги, так і недопіки. Серед незаперечних переваг - неперервність кодуючої послідовності. Еукаротичні гени складаються з кодуючих ділянок (екзонів), розміщених упереміш з некодуючими (інтронами). Синтез м-РНК на таких генах супроводжується вирізанням інтронів та подальшим сплайсингом кодуючих ділянок. Для цього необхідні певні ферменти.

Однак кількість м-РНК різних видів, наявних у клітині, важко собі уявити. Виділення з цього різноманіття певної молекули - завдання важке.

Допомагають ученим «зонди» - мічені радіоактивними атомами молекули ДНК довжиною 20-40 нуклеотидів. У багатьох випадках біпок, який цікавить дослідника, можна ідентифікувати і виділити в очищеному вигляді. Зовсім незначної його кількості достатньо для визначення перших десятків амінокислот послідовності біпка, а отже, і синтезу ділянки кодуючої ДНК. Введення такого зонду в суміш м-РНК легко знаходить потрібні молекули. Труднощі відшукування необхідної м-РНК доповнюються недопіками синтезованих генів, оскільки вони не вимагають регуляторних ділянок [14]. Другий шлях одержання генів - їх виділення безпосередньо з геномів за допомогою рестриктаз. Це ферменти мікроорганізмів, які розрізають подвійну спірапь ДНК у певних ділянках з 4-8 нуклеотидів. Дані ферменти характеризуються специфічністю до послідовності, яку вони розпізнають. На сьогодні відомо понад 500 рестриктаз, тому підбирати необхідний фермент досить просто.

Вектор-молекупа ДНК здатна переносити в клітину чужорідну ДНК і забезпечувати там ії розмноження або включення в геном. Вектор - найбільш важливий компонент процесу клонування. Вектори повинні розмножуватись в клітині-господарі, і при введені чужорідної ДНК їх функції не повинні істотно порушуватись. Для клонування ДНК
використовують різноманітні вектори-плазміди, віруси, фопи, які в звичайних умовах є інструментом для перенесення чужорідної генетичної інформації.
         Плазміди - мапі молекули, які несуть по кілька генів. Ці поза хромосомні детермінанти спадковості є автономними структурами, що несуть свою інформацію у вигляді невеликої циклічної ДНК. До них належать статевий фактор (Р - фактор), фактори лікарської резистентності (фактор Р), які вивчаються з 1955 року.

Вмонтовування чужорідного фрагменту ДНК в геном вектору проходить в два етапи: спочатку ДНК вектора розрізається за допомогою рестриктаз, а потім в них вмонтовується чужорідний фраґмент. Розрізняють два типи фраґментів ДНК. Деякі з них мають на кінцях
структури, які здатні об'єднуватись - короткі гомологічні послідовності
нуклеотидів (липкі кінці), інші не мають таких структур (з тупими кінцями). Такі хвости легко взаємодіють один з одним за принципом
комплементарності. Об'єднання фраґментів з тупими кінцями відбувається під дією пігаз - ферментів. При комбінації різних рестриктаз і пігаз можна в будь-якому місці розрізати ДНК і зшити її.

Для зшивання фраґментів ДНК використовуються лінкери і адаптори. Лінкер - це синтетичний короткий двопанцюговий опігонуклеотид, що містить сайти розпізнання для ряду рестриктаз; він може бути приєднаний до кінців фраґмента ДНК, одержаної за допомогою якоїсь рестриктази, в процесі реконструювання р-ДНК. Адаптор - це лінкер, що містить більш ніж один сайт розпізнавання рестриктаз, він призначений для об'єднання фраґментів  несумісними кінцями.

При конструюванні векторів в них вводять гени-лінкери, що легко
кодують ознаки, які розпізнаються, для виявлення і відбору наступних
трансформантів, і декількох сайтів розпізнавання різними рестриктазами з
метою одержання для клонування серії різних молекул ДНК [11].
Отже, будь-яку доступну ДНК, в тому числі і людини, можна розщепити
за допомогою ферментів рестрикції на фраґменти і з'єднати їх з векторними молекулами, які здатні проникати в клітини і далі існувати в них, передаючись з покоління в покоління. Об'єднані молекули також зберігають цю здатність і називаються рекомбінантними ДНК. Кожна рекомбінантна молекула складається з одного певного фраґмента ДНК і однієї векторної молекули. Рекомбінантні ДНК вводять в клітину реціпієнттак, що в одну клітину попадає одна рекомбінантна молекула. Далі ці клітини висівають на тверде поживне середовище. Клітини виявляють розподілені на поверхні окремо одна від одної. Кожна клітина починає ділитися і дає багато чисельне потомство, яке все зібране в тому місці, де попала вихідна клітина. Це сімейство називається клоном, а назва самого процесу - клонування. Клон можна ще більше розмножити і виділити з нього рекомдінантну ДНК. Таким чином в процесі клонування відбувається поділ фраґментів вихідної ДНК і створюється можливість одержати їх у великих кількостях, що забезпечує основу для структурних досліджень цих фраґментів. Фраґменти ДНК містять гени. Якщо одержана достатня кількість клонів, то вони в сумі можуть містити всі гени, характерні для даної ДНК. Така сума генів називається банком генів. Таки гени, що одержані з геномної ДНК називають геномним банком. Окрім того, відкриття зворотньої транскрипції дозволило створювати банки структурних генів, тобто тих послідовностей  нуклеотидів, які зчитуються і дають в клітині і-РНК, м-РНК. Ці банки
називаються бібліотеками комплементарних ДНК (к-ДНК). Використовуючи спеціальні пройми в банку генів можна знайти клон, що містить ген, який нас цікавить [12].

Картування геному і пренатальна діагностика. Наступний етап
пов'язаний з встановленням місця генів в хромосомах. Для генетичного
розуміння хвороби важливо знати, де локалізований даний ген і як він
розміщений відносно інших генів. Зміна цього порядку пов'язана з
патологіями. Картування генів дозволяє виявити деякі генетичні
захворювання. Нуклеотидні послідовності ДНК у різних людей часто
відрізняють один від одного деякими деталями. Завдяки цьому поліморфізму ДНК при розщепленні однією і тією ж рестриктазою з ДНК двох індивідуумів можна одержати фраґменти різної довжини. Відомо, що в кожній парі одна з хромосом походить від батька, інша - від матері. Кожен власник набору хромосом має нащадків, і його нащадок, в свою чергу, одержує по одній хромосомі з кожної пари. Інший набір хромосом успадковується від матері. І будь-яка індивідуальна хромосома приносить з собою специфічну картину розподілу ділянок розщеплення рестриктазами. В багатьох випадках вдається пов'язати певний розподіл ділянок рестрикції з генетичним захворюванням і простежити його передачу від батьків до дітей, що дозволяє попередити генетичні захворювання шляхом генетичних консультацій та дородової (пренатальної) діагностики. До чого ж тут генна інженерія? В залежності від фрагменту можна одержати від 70 тис. до 10 млн.
фраґментів. Як розподілити фраґменти і визначити, які з них походять з
потрібної ділянки хромосом?

Це завдання вирішується за допомогою кпонованих фраґментів ДНК: суміш фраґментів піддають електрофорезу в плоскій пластинці агарозного гелю. Фраґментів так багато, що вони утворюють в гелі безперервну смугу. Для того щоб знайти потрібний фраґмент використовуються генетичні маркери, які являють собою клонований, денатурований і радіоактивний фраґмент ДНК з потрібної ділянки генома. Серед безліч фрагментів розрізняють ті, які містять послідовності з клонованої ділянки і визначають їх довжину. Як же використовується ця методика в пренатальній діагностиці?

Прикладом є зчеплені зі статтю спадкові захворювання, в тому числі
м'язова дистрофія Дюшена. Ген, яким пов'язана хвороба, локалізується на X-хромосомі і є рецесивним. Тому хвороба проявляється тільки у чоловіків, а жінки можуть бути пише носіями. Якщо чоловік здоровий, а жінка є носієм, то син може народитись і здоровим, і хворим. Аналіз розподілу деструкційних фраґментів з певної ділянки Х-хромосоми дозволяє виявити пошкоджений ген в матері і у дитини. Це може бути виявлено пренатально, і батьки можуть завчасно вирішити чи хочуть вони народити цю дитину. До цього мова йшла
пише про генетичний аналіз, не пов'язаний з локалізацією гена в хромосомі.

Генна інженерія дозволяє проводити і таку операцію: для цього попередньо клонований і мічений радіоактивними ізотопами ген гібридизують зі спеціально приготовленими препаратами хромосом. За допомогою авторадіографії можна встановити, з якою саме хромосом і з якою ії ділянкою зв'язується мічений ген-зонд [12].

Перспективи використання методу. Майбутнє генної інженерії
основане на досягненнях молекулярної біології:

а) мутагенну активність певних хімічних сполук можна використовувати для того, щоб викликати специфічні мутації в певних генних покусах;

б) у мікроорганізмів можлива передача генетичної інформації
нестатевим шляхом (трансформація або трансдукція). Аналогічні спроби
можна застосувати для еукаріот, включаючи людину;

в) дефектні гени можна замінити, використовуючи вірусні гени в якості переносників;

г) в геном людини можна ввести штучно синтезовані гени.

Деякі біологи висували претенціозні цілі маніпуляції генами. На їх думку спід було створити людину з новими якостями. Якщо б, наприклад, замінити шкіру голови або спини тканиною, що містить хлорофіл, то це б
дало індивіду здатність до фотосинтезу і вирішило б проблему нестачі їжі в світі.

Можливість клонувати людину зацікавила багатьох вчених. В книзі, виданій у 1978 році, автори стверджували, що вегетативне розмноження людини досягнуте. Одні писали, вегетативне розмноження людини
дозволить створити творчі особистості типу Моцарта, забуваючи, що генетичний матеріал одного Моцарта не гарантує розвитку іншого. Навіть якщо б це стало можливо, то ніяка б країна не погодилася б на подібне. Щоб клони повністю реалізували свій потенціал, потрібні покоління.

Ще один план про створення людиноподібних істот шляхом введення в енуклевовані яйцеклітини генетичного матеріалу одержаного при злитті клітини людини і людиноподібної мавпи. Такі гуманоїди призначалися для виконання одноманітної роботи не викликали цікавості для нормальних людей.

Звичайно, висування різних гіпотез і обговорення планів корисно для виявлення нових можливих шляхів дослідження. Але ще важливіше, що попереджує нас про небезпеку можливих зловживань досягненнями науки [15].

Висновки

Отже, генетика людини вивчає явище спадковості та мінливості у популяціях людей, особливості успадкування нормальних і паталогічних ознак, залежність захворювання від генетичної схильності і факторів середовища.

Генетика людини - наука і фундаментальна, і прикладна. Як фундаментальна наука - це область генетики, яка вивчає закони спадковості і мінливості в найбільш цікавих організмах - людських істотах. Наукові результати, отримані при цьому, цінні для нас не тільки в теоретичному відношенні, але й практичному плані. Ось чому генетика людини - це також і прикладна наука. Важливість ії для благополуччя людства дуже велика, успіхи, отримані в цій галузі, приносять вченим більшу радість, аніж нові дані, отримані в чисто теоретичних або чисто прикладних дослідженнях. В теперішній час генетика являє собою високо розвинуту науку. Вона має міцну і глибоко розвинуту теорію. Глибини теорії оцінюється складністю проблем, які вона має можливість сформулювати, а оцінити її можна за трьома характерними ознаками: широкому використанню формалізованих понять, наявністю уявлень про механізми і високою можливістю пояснювати різні явища. Основне уявлення генетики - це поняття про ген як одиницю збереження, передачі і реалізації спадкової інформації. З часу пере відкриття законів Менделя в 1990 році почалося вивчення генетичних механізмів.
Воно привело до розшифрування генетичного коду, описанню процесів
транскрипції, трансляції і функціонування білків, закодованих відповідними генами. В теперішній час уточнюється тонка структура генів, у ході розвитку і функціонування організмів. Можливість існуючої теорії пояснювати факти досі не вичерпана.

Дослідження генетики людини пов'язані з великими труднощами:
схрещування не можна проводити довільно; у людини пізно наступає статева зрілість; кожна людина генетично унікальна, значна частина її генів перебуває у гетерозиготному стані; зміна поколінь відбувається повільно, в середньому через 25 років; у кожній родині мала кількість нащадків; людина незручна для цитогенетичного аналізу, бо має відносно невелику кількість хромосом; неможливо створити однакові умови для життя для потомства. Однак людина, як об'єкт генетичного вивчення має і певні переваги, до яких належать: значна чисельність доступних для дослідження популяцій; значна кількість відомих генних і хромосомних мутацій; досконалі знання фізіології і біохімії людини в нормі і патології. Проте майже всі особливості психічної і творчої діяльності людини такі складні і так сильно зумовлені зовнішніми, в тому числі і соціальному, факторами, що генетичний аналіз цих

Список використаної літератури:

1. Айала Ф. Дж., Кайзер Д. Современная генетика: В 3 т. — М.: Мир,

1987.

2. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология

клетки: в 5 т. — М.: Мир, 1986.

3. Атраментова Л. А. Генетика человека: Учеб. пособие. — Х., 1990.

4. Биология / Под ред. К. А. Татаринова. — Л.: Высш. шк., 1983.

5. Биология / Под ред. В. Н. Ярыгина. — М.: Медицина, 1999.

6. Бочков Н. П., Чеботарев А. Н. Наследственность человека и мута-

гены внешней среды. — М.: Медицина, 1989.

7. Бужієвська Т. І. Основи медичної генетики. — К.: Здоров’я, 2001.

8. Воробець З. Д., Чупашко О. Я., Сергієнко Л. М., Матвієнко Я. В.,

Рибальченко В. К. Біологія з основами паразитології та генетики:

Навч. посіб. для студ. вищ. фармацевт. навч. закл. і фармац. ф-тів

мед. навч. закл. III –IV рівнів акредитації. — Л.: ПП Кварт, 2003.

9. Ганты Т. Жизнь и ее происхождение. — М.: Просвещение, 1984.

10. Де Дюв К. Путешествие в мир живой клетки. — М.: Мир, 1987.

11. Дажо Р. Основы экологии. — М.: Прогресс, 1975.

12. Дубинин Н. П. Общая генетика. — М.: Наука, 1986.

13. Кемп П., Армс К. Введение в биологию. — М.: Мир, 1983.

14. Служинська З. О., Калинюк П. П., Служинська О. Б. Спадковість

людини (хромосомні та генні хвороби). — Л., 1997.

15. Лильин Е. Т., Савицкая Т. В., Захарова О. М. Пособие для изуча-

ющих медицинскую и клиническую генетику. — М.: Медицина,

1996.