Научное познание в генетической инженерии и генетика XIX века
История генетики, этапы ее развития. Научные познания в генетической инженерии. Индивидуальные различия между близкородственными организмами. Перенос чужеродной информации в геном растений. Генетическая инженерия и современные философские проблемы.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 25.12.2021 |
Размер файла | 150,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Для вирусной трансформации используются векторы, сконструированные на основе ДНК-содержащих вирусов, например вирус мозаики цветной капусты (Camv), поражающий семейство крестоцветных растений. Небольшой размер промотора LX35S Camv позволяет манипулировать с вирусной ДНК так же легко, как с бактериальной плазмидой. Механическая инокуляция растений приводит к заражению клеток вирусом, несущим чужеродную ДНК, практически со 100%-ной эффективностью. Агролистический метод основан на прямом введении в растительную клетку чужеродной ДНК, содержащей Т-ДНК-вектор с целевым и маркерным геном и агробактериальные гены вирулентности, каким-либо физическим методом, например, баллистическим. Временная экспрессия генов вирулентности приводит к синтезу белков, которые правильно вырезают Т-ДНК из плазмиды и встраивают ее в геном растения, как и при агробактериальной трансформации. Этот метод наиболее часто применяется для обработки зародышей злаковых растений, каллусной ткани и суспензионной культуры клеток.
Одним из основных направлений генной инженерии растений является получение модифицированных сельскохозяйственных культур, устойчивых к гербицидам. Обычно речь идёт об устойчивости к нескольким гербицидам широкого спектра действия, таким как Roundap (глифосат), Liberty (глюфосинат аммония), паракват. Клонированы гены, кодирующие нечувствительные к действию гербицидов ферменты-мишени, что дало возможность получать трансгенные растения, устойчивые к глифосфату и некоторым другим препаратам, а также изолированы гены, которые кодируют ферменты деградации некоторых гербицидов, например фосфинотрицина (BASTA). Устойчивость растений к насекомым была достигнута за счёт введения в геном растений гена bt2 из Bacillus thuringiensis, кодирующего белок, токсичный для насекомых - дельта-эндотоксин, или СRY-белок - и абсолютно безопасный для млекопитающих. В настоящее время получены так называемые Вt-растения хлопка, картофеля, кукурузы. Создание генетически модифицированных растений, устойчивых к вирусной инфекции, также является одним из приоритетных направлений фитовирусологии и генной инженерии. Показано, что экспрессия капсидных белков вируса табачной мозаики, вируса мозаики люцерны, вируса огуречной мозаики, Х-вируса
картофеля в соответствующих трансгенных растениях (табак, томаты, картофель, огурцы, перцы) обеспечивает высокий уровень их защиты от последующей вирусной инфекции. Получена трансгенная разновидность папайи SunUp с красной мякотью, устойчивая к вирусу кольцевой пятнистости папайи, в 90-х годах практически уничтожившему производство папайи на Гавайях.
В настоящее время получены генетически изменённые растения, устойчивые к стрессовым воздействиям. Важнейшей задачей является повышение адаптации растений к высоким концентрациям солей в почве. Известно, что основным осмопротектором в бактериальных и растительных клетках служит пролин. Введение в геном растений бактериальных генов биосинтеза пролина proA, proB, proC в 4-6 раз увеличивало концентрацию этой аминокислоты в клетках генетически модифицированных растений (ГМ-растений), по сравнению с контрольной группой. В результате побеги опытных растений укоренялись и могли расти при содержании солей в среде 20 г/л (350 мМ). В Калифорнийском университете (Торонто) выведен сорт томатов, устойчивых к высокому уровню солей в почве и удерживающих соль в клетках листьев так, что плоды не обретают солоноватого привкуса.
В 2002 г. в США состоялся 10-й конгресс, посвящённый культуре растительных тканей и биотехнологии растений. В ходе обсуждений было отмечено, что население земного шара к 2050 г. возрастёт до 12 млрд. человек, при этом производство продуктов питания должно быть утроено. Однако возможности сельского хозяйства ограничиваются скоростью роста популяции людей, истощением ресурсов и ухудшением качества пресной воды. Вода покрывает 70% земной поверхности, в то же время питьевая вода - 2.5% земной поверхности. При этом большая часть пресной воды находится в замороженном состоянии, менее 1% общего количества воды пригодно для использования человеком, в том числе на нужды сельского хозяйства. Производство продуктов питания также лимитируется уменьшением площади суши, пригодной для сельскохозяйственных угодий. Так, в 1977 г. на душу населения приходилось 0.26 га пахотной земли, а в 2050 г. предполагается сокращение до 0.15 га. Кроме того, урожай культурных растений зависит от влияния целого ряда биотических и абиотических факторов внешней среды. Например, применение агрохимикатов вызывает значительное засоление почвы и загрязнение воды. Обеспечить значительный рост производства сельхозпродукции с помощью традиционных агротехнических приёмов и выведения новых сортов путем классической селекции практически невозможно, поэтому в настоящее время основные надежды возлагают на генную инженерию. Первая генерация трансгенных культур была создана для повышения их устойчивости к гербицидам и насекомым (соя, хлопчатник, кукуруза), а также к вирусным инфекциям (кабачок, тыква). Удалось повысить продуктивность, а следовательно, сократить площади использованных сельскохозяйственных земель, расход воды, энергии и других ресурсов, необходимых для производства продуктов питания.
Вторая генерация трансгенных культур сформировалась к 2005 г. и, предположительно, сохранится до 2015 г. При её создании учитывались следующие требования:
1) устойчивость к гербицидам;
2) устойчивость к засухе, засолению, загрязнению почвы тяжелыми металлами, к низким и высоким температурам;
3) повышение питательной ценности продуктов (белки, масла, витамины, минералы);
4) возможность продолжительного хранения фруктов и овощей;
5) улучшение вкусовых и ароматических свойств продуктов питания;
6) устранение аллергенов;
7) возможность использования трансгенных растений (в основном кукурузы, табака, картофеля, томатов и банана) для производства вакцин, терапевтических белков человека, фармацевтических препаратов (биофармацевтика);
8) возможность применения модифицированных культур для фиторемидиации (очищения территорий, загрязненных тяжелыми металлами, с помощью растений).
Наиболее перспективным направлением использования трансгенных растений становится биофармацевтика (молекулярная фармацевтика). Прежде всего рассматривается необходимость создания препаратов для лечения муковисцидоза, вирусных гепатитов, неходжкинской лимфомы, диабета и др.
Биофармацевтические технологии могут значительно снизить стоимость и время производства лекарственных препаратов. Большинство лекарств, продуцируемых трансгенными растениями, находится в настоящее время на стадии клинических испытаний.
В 2006 г. были опубликованы данные, полученные в ходе изучения социально-экологических последствий выращивания генетически модифицированных культур за 10 лет их коммерческого использования. Основные вопросы, затронутые в исследовании - экономический эффект применения ГМ-растений для фермерских хозяйств, последствия их выращивания для окружающей среды, связанные со снижением объёмов вносимых инсектицидов и гербицидов, уменьшением выбросов парниковых газов. Авторы стремились по возможности сравнивать производственные системы с применением ГМ-организмов и традиционные системы.
Первые ГМ-культуры для коммерческих целей начали выращивать в 1994 г. Разработка ГМ-растений очень дорогостояща, поэтому внимание было сосредоточено на модификации тех культур, объём производства которых достаточно велик: соя, кукуруза, хлопок, рапс.
В 2005 г. наибольшие сельскохозяйственные площади занимали ГМ-соя (62%) и кукуруза (22%); посадки хлопчатника составляли 11%, рапса - 5%. По признакам устойчивости к гербицидам преобладала соя на 58% площадей, к листогрызущим насекомым - кукуруза (16%) и хлопчатник (8%). По объёмам площадей, отведённых под культивирование ГМ-растений, лидировали США (55% мировых площадей), Аргентина (19%), Бразилия (10%), Канада (7%), Китай (5%). Прибыль от выращивания ГМ-культур в мире за 1996-2005 гг. составила 24244-26975 млн долларов США.
Для комплексной оценки последствий выращивания ГМ-растений для окружающей среды, включающей анализ влияния ГМ-культур на здоровье людей и животных, использовался показатель, известный как коэффициент воздействия на окружающую среду (КВОС). КВОС позволяет выявлять и сравнивать воздействие отдельных пестицидов и представлять данные в виде отдельных «полевых значений на гектар». Показано, что применение ГМ-технологий позволило снизить использование гербицидов на 4.1%, а негативное воздействие на окружающую среду -- на 20% по сравнению с теми значениями, которые, вероятно, были бы достигнуты в случае засева всех площадей только традиционными сортами растений. В настоящее время на 110 млн га по всему миру выращивают 120 видов трансгенных растений [12].
К 2015 г. запланировано создать третью генерацию сельскохозяйственных трансгенных растений, лучше адаптированных к стрессовым воздействиям, обладающих улучшенными питательными и биофармацевтическими свойствами. При создании третьей генерации трансгенных растений решаются следующие задачи:
1) секвинирование генома растений и выявление функции отдельных генов, молекулярный бридинг;
2) альтернативная архитектура растений;
3) управление временем цветения растений;
4) контроль качества, размера и количества
семян;
5) повышение эффективности фотосинтеза;
6) улучшение ассимиляции питательных веществ из почвы;
7) управление гетерозисом и апоптозом.
В настоящее время назрела необходимость рассмотреть проблему потенциальной угрозы генетически модифицированных растений и продуктов, содержащих генетически модифицированные организмы (ГМО) в своём составе. Это связано с тем, что многие учёные, в том числе экологи, и правозащитники полагают, что безопасность трансгенных растений не доказана и подтверждают свою позицию следующими аргументами.
1. Место интеграции рекомбинантной ДНК в геном организма-хозяина непредсказуемо, что является основным источником биологических и экологических рисков для человека и окружающей среды.
2. Прогнозировать изменения клеточного метаболизма модифицированных организмов невозможно по причине слабой изученности механизмов функционирования генома высших растений.
3. Наличие плейотропного эффекта встроенного гена.
4. Искусственное введение чужеродных генов нарушает отлаженный генетический контроль клеточного метаболизма организма-хозяина.
5. Потеря биоразнообразия из-за содержания одинаковых встроенных фрагментов ДНК в геноме родственных видов растений. Потеря генетического многообразия сельскохозяйственных растений может стать причиной уязвимости вида и катастрофических последствий при появлении новых патогенов.
6. Нарушение стабильности встроенного фрагмента ДНК в составе генома хозяина, проявляющееся как временной экспрессией внедрённых генов, так и возможным изменением числа встроенных копий этого фрагмента и их положения в геноме.
7. Наличие во встраиваемом фрагменте ДНК «технологического мусора» - неполных и дефектных копий плазмид, «незаконные» инсерции вспомогательных плазмид, LX 35 S Camv-промотора и бактериальных терминаторов, генов устойчивости к антибиотикам.
8. Возможно возникновение новых опасных штаммов микроорганизмов, более патогенных, чем «родительские» штаммы. Кроме того, микроорганизмам также может угрожать потеря тех или иных видоспецифических свойств. Вероятно приобретение патогенности для человека и животных типичных фитопатогенных микроорганизмов.
9. Отмечается опасность масштабного применения генетически трансформированных растений и их продуктов, в частности по причине аутокроссинга, приводящего к необратимым последствиям: обнаружены трансгены в растениях, не подвергнутых генетической модификации.
Сельскохозяйственные кампании, распространяющие эти растения, несут огромные убытки. Кроме того, производители обеспокоены тем, что широкое использование Bt-технологии трансформации растений приводит к возникновению Bt-устойчивых насекомых. Д. Квист и И. Чапела из Калифорнийского университета в Беркли подтвердили переход участков ДНК, характерных для трансгенной кукурузы, к местным сортам в изолированных зонах мексиканского штата Оахака. Учёные полагают, что генетическое заражение произошло путем распространения пыльцы, несмотря на то, что местные дикие сорта растут довольно далеко от промышленных плантаций. Они обследовали четыре сорта местной кукурузы и один образец трансгенной. Сравнивали их ДНК с геномами других традиционных сортов и с ДНК Bt-кукурузы и кукурузы, устойчивой к гербициду Raundap (сорта, произведённые кампанией «Monsanto»). В геномах традиционных сортов обнаружены участки ДНК, характерные для трансгенных сортов кукурузы: фрагмент вируса цветной капусты, используемый для модификации кукурузы, и ген bt. Исследования, проведенные по инициативе правительства Мексики, подтвердили эти результаты. Мексиканские традиционные сорта - не единственный пример передачи признаков от генетически модифицированных растений к «нормальным». Исследователи из Университета штата Огайо обнаружили, что генетические особенности, переданные от культурных растений родственным сорнякам, могут сохраняться в течение шести поколений. Это означает, что такие генетически приобретенные признаки культурных растений, как устойчивость к насекомым-вредителям и ядохимикатам, могут передаваться сорным растениям. Отмечено, что при этом особую опасность представляют генетически модифицированные редисы. Исследования, проведённые по инициативе правительства в Шотландском Институте Урожая, показали опасность ГМ-растений для насекомых. Божьих коровок (Coccinella septempunctata) кормили тлёй (сем. Aphidoidea), которую разводили на ГМ картофельных растениях. Продолжительность жизнь божьих коровок сокращалась вдвое, а их плодовитость и кладка яиц значительно снижались. В ряде работ обсуждается неблагоприятное воздействие на насекомых пыльцы трансгенной Bt-кукурузы. Так, например, данные, опубликованные в журнале Nature, свидетельствуют, что у личинок бабочки Монарх (Danaus plexippus), питающихся растительным млечным молоком с ГМ-пыльцой, наблюдалось замедление развития и низкая выживаемость. ГМО оказывают неблагоприятное воздействие и на млекопитающих, наиболее известными и значимыми являются исследования Арнада Пуштая из Университета Абордина (Великобритания). Автор выявил, что кормление крыс картофелем, несущим ген лектина луковиц подснежника, в течение 10 дней приводило к угнетению иммунной системы и нарушению деятельности внутренних органов (печени, зобной железы и селезёнки), уменьшению объема мозга, по сравнению с крысами, которые питались обычным картофелем. Исследования А. Пуштая подтверждены независимой группой, включающей 23 ученых из 13 стран мира, возглавляемой профессором Брюссельского университета E. Van Driesschel. В другой серии экспериментов при включении в рацион питания крыс ГМ-картофеля наблюдались снижение массы тела, анемия и дистрофические изменения гепатоцитов. Доктор Терри Травик из Норвегии объявил о результатах исследования генетически измененных зерновых культур на здоровье человека. Испытания на крысах показали, что вирус мозаики цветной капусты, который используется в зерновых генетически измененных культурах для включения чужого фрагмента ДНК в геном растения, найден поврежденным в клетках некоторых подопытных животных.
Ранее считалось, что такое невозможно, и поэтому метод использовался в промышленной биотехнологии как безопасный. Потенциально такой вирус может «включить» какую-либо бездействующую ДНК в геноме человека, что, по мнению Т. Геравик, открывает возможность пробуждения опасных вирусов, которые долго бездействовали в нашей ДНК.В Московском государственном университете были проведены исследования влияния ГМ-сои на организм белых крыс и их потомство. В экспериментах были использованы ГМ-соя линии 40.3.2., устойчивая к гербициду Raundap. Именно эту ГМ-сою широко используют в мясной и молочной промышленности. Крысам контрольной группы добавляли к корму традиционную сою. К общевиварному корму самок добавляли ГМ-сою или традиционную сою в виде соевой муки за две недели до спаривания, в период спаривания (по 5-7 г на крысу). В качестве контроля служили самки, к обычному корму которых ничего не добавляли. Таким образом, эксперименты были проведены на 3 группах крыс. 1-я группа - контроль; 2-я группа - добавляли к корму ГМ-сою; 3-я группа - добавляли к корму традиционную сою. Регистрировали вес крысят, подсчитывали число родившихся и умерших крысят в течение трёх недель. Исследования были проведены на 15 самках и 122 крысятах.
Показано, что после добавления к общевиварному корму ГМ-сои наблюдалась высокая смертность крысят (55.6%). Это свидетельствует об ослабленном состоянии крысят 2-й группы ГМ-сои. Многие ученые опасаются, что многие трансгенные белки, обеспечивающая устойчивость растений к насекомым, грибковым и бактериальным заболеваниям, могут быть токсичными и аллергенными. Вещества, предназначенные для борьбы с насекомыми, могут блокировать ферменты пищеварительного тракта не только у насекомых, но и у человека, а также влиять на клетки поджелудочной железы. Некоторые трансгенные сорта кукурузы, табака и томатов, устойчивые к насекомым-вредителям, синтезируют лигнин, способный разлагаться до токсичных и мутагенных фенолов и метанола.
Поэтому увеличение содержания лигнина в плодах и листьях растений опасно для человека. По данным ветеринарно-санитарных служб Голландии, Швейцарии, Дании и специалистов медицинского совета Великобритании, употребление нового вида кукурузного зерна, с 2-3-кратным повышением содержания белка, может со временем необратимо изменить иммунную систему людей, спровоцировать онкологические и неврологические заболевания. Большинство сельскохозяйственных ГМ-культур помимо генов, передающих им желаемое свойство, содержит гены устойчивости к антибиотикам в качестве маркеров. Существует опасность переноса этих генов в геном патогенных микроорганизмов, что расширит спектр их антибиотикорезистентности. В результате широкого культивирования ГМ-сортов растений, устойчивых к вредителям, появились насекомые, на которых смертоносные токсины не действуют, например колорадский жук, устойчивый к Bt-картофелю. В некоторых случаях вредители «перестраиваются» на другие растения - томаты, перцы, баклажаны. Проблема ГМО актуальна и для парфюмерно- косметической отрасли. В Европейской ассоциации парфюмерии, косметики и средств гигиены создан специальный комитет по вопросу ГМО. Группа экспертов Colipa составила предварительный список ГМО-ингредиентов, которые потенциально могут быть использованы в косметической промышленности. В этот список попал только 1% от общего количества ингредиентов, реально используемых в промышленности. В настоящее время на территории Евросоюза более 175 регионов и 4500 муниципалитетов, а также тысячи фермерских хозяйств объявили себя зонами, свободными от ГМ-организмов. Движение по созданию таких зон приобретает мировые масштабы.
К настоящему времени принят ряд международных соглашений, регламентирующих правила поведения стран-членов мирового сообщества и решения различных проблем, связанных с использованием биотехнологий. В 1995 г. специалистами ЮНЕП сформулированы руководящие принципы, позволяющие разрабатывать конкретные нормативные директивы по обеспечению безопасности продуктов, получаемых методами биотехнологии. В 1998 г. в городе Орхуз (Дания) на 4-й конференции министров окружающей среды европейских стран в рамках процесса «окружающая среда для Европы» была принята конвенция, призванная содействовать защите права нынешнего и будущих поколений жить в окружающей среде, благоприятной для здоровья и благосостояния.
По мнению участников Берлинской конференции (23 января 2005 г.), специфика и опасность широкомасштабного эксперимента по внедрению ГМО в окружающую среду заключается в том, что «наука может ошибаться, однако ГМО невозможно будет вернуть в исходное положение при появлении негативных проблем». Осознавая это, Евросоюз объявил пятилетний мораторий на выращивание и использование ГМО, однако выявление и оценка потенциальных рисков при использовании ГМО не препятствует развитию генно-инженерных технологий. В частности, согласно принятым директориям (2001/18ЕС), вводится гармонизированная система отслеживания генетических продуктов на всех стадиях допуска ГМО к рынку. В Российской Федерации разработаны и приняты следующие федеральные законы: ? от 05.06.96 № 86-ФЗ «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности»;? от 03.99 № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемическом благополучии населения»;? от 02.01.00 № 29-ФЗ «О защите прав потребителя».
Принципиальное значение для решения проблем безопасности ГМО имеет приказ президента РФ от 04.12.03 № Пр-2194 «Основы государственной политики в области обеспечения химической и биологической безопасности». С 12 декабря 2007 г. в России (как и в странах Евросоюза), согласно новой формулировке Федерального закона «О защите прав потребителя», производители продуктов питания обязаны указывать, что их продукт с одержит ГМ-компоненты, если их количество превышает 0.9% от веса продукта (это минимум, который возможно зарегистрировать в ходе исследования продукта).
2.3 Генетическая инженерия и философские проблемы
Методы генной инженерии позволяют генетически модифицировать высшие растения таким образом, что они начинают продуцировать такие вещества, которые ранее они синтезировать не могли. Примером могут служить генетически модифицированные рис и картофель. Рис является важнейшей пищевой культурой для значительной части человечества. Вместе с тем, в зерне риса очень мало витамина А. Генетикам удалось с помощью генной инженерии внедрить в геном риса ген моркови, кодирующий каротин (провитамин А). В результате был получен сорт риса с желтоватым зерном, содержащий большое количество провитамина А. Потребление такого риса позволяет людям избежать гиповитаминоза А.
Картофель - другая ценная пищевая культура. Однако растения картофеля сильно страдают от листоеда - колорадского жука. Генетики внедрили в геном картофеля специальный ген, благодаря которому растения стали синтезировать вещество, которое превращает листья в несъедобные для колорадского жука. В настоящее время появилось уже достаточно много генетически модифицированных сортов растений, которые имеют многие положительные качества, нехарактерные их природным сородичам.
Философия способна посмотреть на современную науку глазами будущего; оценить науку «под углом зрения вечности», оценить не только становление и развитие науки как определенной исторической формы познания, но и перспективы этой формы познания (когда и чем она может закончиться, во что превратиться и т.д.).
Первая группа философских проблем генной инженерии сконцентрирована вокруг философской рефлексии над основаниями генной инженерии. На этом пути анализируется и уточняется (часто путем перевода из бессознательного в сознательное) содержание и смысл общих понятий, категорий науки, что помогает интерпретации содержания многих научных абстракций, концепций, теоретических схем и др. В этой области оснований науки как раз и заключен основной комплекс философских проблем конкретных наук. Важно учитывать то обстоятельство, что на современном этапе биология в целом встает на «геномные рельсы». Геномика -- прямое порождение двойной спирали, хотя и отодвинутое во времени на несколько десятилетий. Возникновение этой дисциплины, пограничной между молекулярной биологией, генетикой и биоинформатикой -- весьма знаменательное событие в науке конца ХХ в.
В отличие от классической молекулярной биологии геномика имеет колоссальный диапазон воздействия как на сопредельные науки, так и на общество в целом. В настоящее время нет такой отрасли биологии, которая могла бы развиваться, не учитывая и не используя данных генетических исследований. Теперь ученые «сверяют по геному» результаты своих поисков. Изучение генома человека -- самого сложного творения живой природы -- катализирует познание геномов животных и растений (которые чаще всего устроены значительно проще).
Это сулит революцию в таких областях, как ветеринария, селекция растений и животных. Расшифровка генома существенно подняла научную планку в эмбриологии, вирусологии, клеточной биологии, теории эволюции, биотехнологии, медицинской генетике и др.
Вместе с тем развитие понятийного аппарата сравнительной геномики затрагивает категориальные структуры философского уровня, связанные с ключевыми понятиями теории эволюции живого мира и требует новых подходов к пониманию эволюционного процесса и его механизмов. Так, сравнительный анализ геномов разных видов животных и человека продемонстрировал наличие определенных ранее не известных тенденций в эволюции. Одна из них заключается в увеличении количества интронов в процессе эволюционного развития у человека. Из этого можно сделать вывод, что эволюция, возможно, сопряжена с «разбиением» генома на отдельные функционально значимые фрагменты: на единицу длины ДНК приходится все меньше информации о структуре белков и РНК (экзоны) и возникает все больше участков, не имеющих пока ясного функционального значения (интроны). Проведенные исследования дают возможность предположить, что природа совершенствовала млекопитающих не столько посредством умножения разнообразия их геномов, сколько путем постепенного копирования, модификации и комбинации уже существующих генов, а также путем изменения регуляции экспрессии генов. Данные проблемы являются предметом эволюционной геномики, венцом которой может стать создание уточненной системы живых организмов.
Вторая большая группа философских проблем связана с гносеологическими вопросами, особенно вопросами соотношения эмпирического и теоретического уровней исследований генетики человека и генной инженерии. На этом пути вполне возможна радикальная модификация понятийно-категориального аппарата, его логической организации.
Третья группа философских вопросов генной инженерии связана с проблемами методологии научного познания. Как известно, философия способствует разработке и обоснованию содержания методологических (как, впрочем, и мировоззренческих) установок конкретно-научного познания. Новые методы цитогенетических, биохимических, молекулярно-генетических исследований и информационных технологий способствовали созданию генетических карт различных организмов, позволяющих, помимо инвентаризации и локализации генов, определить их «вовлеченность» в образование отдельных признаков организма.
Благодаря генетике современная биология -- уже совсем не та преимущественно описательная и наблюдательная наука, коей она являлась ранее; ныне это, прежде всего, экспериментальное познание. Эксперимент нацелен на объяснение того или иного явления в терминах структуры и взаимодействия молекул и позволяет от знания их структуры продвигаться к выяснению их функций. Биология обогатилась «духом» точных наук, их методологией. Экспериментальный анализ -- самый надежный путь к пониманию сложнейших процессов, происходящих в живом организме. Применение методов наук физико-химического цикла в изучении феноменов жизни привело к утверждению в сфере биологического исследования нового стиля мышления. В его основе объективная противоречивость целостности и редукции, изменчивости и наследственности, анализа и синтеза рассматривается с диалектических позиций.
В настоящее время исчезает резкая грань между практической и познавательной деятельностью. Развитие теоретических построений, а также всестороннее, глубокое осмысление эпохальных открытий генетики (познание законов наследственности, заманчивые перспективы использования результатов генетической инженерии, разработка методов и средств диагностики, мероприятий по профилактике и лечению наследственных болезней) приводит к постановке не только новых методологических вопросов, включающих проблемы возникновения нового знания, движущих сил, детерминации и направленности научного познания, фиксации знания, но и к актуализации проблем принципиально нового содержания и звучания -- социально-этических, ценностных, гуманистических. Здесь формируется еще один комплекс философско-мировоззренческих проблем генной инженерии.
В этом комплексе философия проявляет себя как генератор новых категориальных смыслов (моделей «возможных миров»), которые включаются в культуру и ждут своего часа; философия выполняет эвристическую, прогностическую функцию по отношению к конкретным наукам. Она обеспечивает поиск новых идей, идеалов, норм и подходов в конкретно-научном познании мира. Причем такие эвристические подходы не обязательно должны внедряться в конкретно-научное познание немедленно, сиюминутно. Они могут столетиями ждать своего часа (например, идеи атомизма, которые несколько раз возрождались в истории науки; идея бесконечных множеств, которая возникла еще в античной философии; Лейбниц глубоко продумал диалектику части и целого, которая сыграла свою роль в квантовой механике, а также реляционную концепцию пространства и времени, нашедшую свою конкретно-научную реализацию в релятивистской физике ХХ в.; и др.). Конечно же, такие общие философские модели («возможных миров»), концептуальные схемы в ходе своей трансляции в науку своеобразно преломляются через конкретно-научный концептуальный аппарат, прежде чем быть в него включенными. Такие же модели «возможных миров» создаются сейчас и в области философского осмысления будущего человечества в свете достижений современной генетической инженерии.
Начало XXI века -- эпоха переоценки устоявшихся мировоззренческих представлений и смены ценностных установок. Как справедливо полагал Н.Н. Моисеев, «человечеству, для того, чтобы обеспечить свое будущее, предстоит смена нравственных принципов, столь же глубокая, какая произошла на заре становления общества, когда нормы поведения в ордах неоантропов сменились человеческой моралью». Перед лицом глобального экологического кризиса необходимо выработать новое представление о мире и человеке и переосмыслить отношения «Человек -- Природа». Для этого необходима смена социально-психологической установки: ориентация на отказ человека от всех форм доминирования, на признание внутренней ценности природы. В связи с этим следует отметить то важное обстоятельство, что ведущей тенденцией развития науки о наследственности и изменчивости становится все возрастающая ее причастность к проблемам человекознания. Современная генная теория является одной из главных составных частей комплексного познания человека, основывающегося на синтезе, сотрудничестве различных наук. При этом обращение биологической науки к проблеме человека является важным моментом в расширении предмета биологии. Усиливается медико-биологическая направленность работ по уяснению глубинных причин болезней, поиску новых методов терапии и лекарств. Все более осознается и углубляется понимание роли природных факторов, включая наследственные, в формировании онтогенетической жизнедеятельности человека. Нынешний этап биологического познания человека характеризует широкая дифференциация, ведущая к накоплению огромного количества эмпирических данных, которые должны стать базой для достижения теоретического синтеза, требующего объединения различных наук и философских обобщений. Человек как объект исследования очень сложен, и в настоящее время можно говорить лишь о некотором «сосуществовании» мотивов его естественнонаучного и социального познания. В этой связи чрезвычайно важной представляется работа по формированию целостного подхода к познанию человека, основывающегося на синтезе естественных, гуманитарных и философских наук. Здесь философия выступает в своей объединяющей функции -- она способствует синтезу знаний из различных отраслей конкретных наук и построению единой научной картины мира (прежде всего естественнонаучной картины мира). В этом проявляется та сторона философского творчества, через которую оно выступает рационально-теоретическим интегратором культурных форм.
Список литературы
1. Крюков В.И. Генетика. Часть 1. Введение в генетику. Молекулярные основы наследственности. - Орёл: Электронная версия пособия, опубликованная по типографскому изданию: Изд-во Орёл-ГАУ, 2006. -192 с.
2. В.П. Лобов, М.В. Томилин, А.П. Веселов генетически модифицированные растения: достижения, перспективы и ограничения 2010 г. Общая биология. Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2010, № 2 (2), с. 423-429
3. В.М. Найдыш, Е.Н. Гнатик. Философские проблемы антропогенетики и генной инженерии* (статья первая) Вестник РУДН, серия Философия, 2008, № 4.
4. Царев А. П. Генетическая инженерия как инновационный результат векового развития науки. Труды лесоинженерного факультета ПетрГУ. - 157-162 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Раскрытие содержания генетической инженерии как системы использования методов молекулярной генетики и молекулярной биологии для конструирования наследственных свойств организмов. Синтез ДНК и полимеразная цепная реакция. Ферменты генетической инженерии.
презентация [2,6 M], добавлен 05.02.2014Основы и техника клонирования ДНК. Этапы генной инженерии бактерий. Развитие генетической инженерии растений. Генетическая трансформация и улучшение растений с помощью агробактерий, источники генов. Безопасность генетически модифицированных растений.
реферат [26,3 K], добавлен 11.11.2010Возникновение биотехнологии. Основные направления биотехнологии. Биоэнергетика как раздел биотехнологии. Практические достижения биотехнологии. История генетической инженерии. Цели, методы и ферменты генной инженерии. Достижения генетической инженерии.
реферат [32,4 K], добавлен 23.07.2008История, цели и основы генетической инженерии; биоэтические аспекты. Группы генетических заболеваний, их диагностика и лечение. Применение генетической инженерии в медицинской практике: генные вакцины, генотерапия, производство лекарственных препаратов.
реферат [55,0 K], добавлен 26.10.2011Явление наследственности. Современная медицинская генетика. Генетика человека на этапе становления и ее проблемы. Ген цветовой слепоты (дальтонизм). Методы генетической инженерии и биотехнологии по конструированию микроорганизмов с заданными свойствами.
реферат [32,7 K], добавлен 31.10.2008Строение молекулы ДНК. Ферменты генетической инженерии. Характеристика основных методов конструирования гибридных молекул ДНК. Введение молекул ДНК в клетку. Методы отбора гибридных клонов. Расшифровка нуклеотидной последовательности фрагментов ДНК.
реферат [2,7 M], добавлен 07.09.2015Понятие и содержание генетики как научного направления, предмет и методы ее исследования, история становления и развития в мире. Теоретические предпосылки формирования генной инженерии, ее специфические признаки и значение, практическое применение.
курсовая работа [37,7 K], добавлен 10.05.2011Генная инженерия - метод биотехнологии, который занимается исследованиями по перестройке генотипов. Возможности генной инженерии. Перспективы генной инженерии. Уменьшение риска, связанного с генными технологиями.
реферат [17,3 K], добавлен 04.09.2007Этапы получения трансгенных организмов. Агробактериальная трансформация. Схема создания генетически модифицированного организма. Пример селективного маркера растений. Процесс подавления экспрессии генов (сайленсинг). Направления генной инженерии растений.
презентация [6,2 M], добавлен 24.06.2013Использование клеток, не существовавших в живой природе, в биотехнологических процессах. Выделение генов из клеток, манипуляции с ними, введение в другие организмы в основе задач генной инженерии. История генной инженерии. Проблемы продуктов с ГМО.
презентация [2,2 M], добавлен 21.02.2014Предпосылки возникновения генетики. Основание мутационной теории. Генетика как наука о наследственности: ее исходные законы и развитие. Генная инженерия: научно-исследовательские аспекты и практические результаты. Клонирование органов и тканей.
реферат [28,9 K], добавлен 02.01.2008Место генетики среди биологических наук. Генетика и этика – проблемы генной инженерии и клонирования высших организмов и человека. Наследственная система или геном клетки. Совокупность наследственных структур. Открытие и расшифровка двойной спирали ДНК.
реферат [31,7 K], добавлен 31.10.2008Основные группы ферментов генетической инженерии: рестриктазы и лигазы. Регуляция экспрессии гена у прокариот. Способы прямого введения гена в клетку. Генетическая трансформация соматических клеток млекопитающих. Получение трансгенных животных.
курсовая работа [337,4 K], добавлен 24.11.2010Последовательность приемов генетической инженерии, используемая при создании генетически модифицированных организмов. Классификация основных типов рестриктаз, используемых для фрагментации ДНК. Ферменты, синтезирующие ДНК на матрице ДНК или РНК.
презентация [97,3 K], добавлен 27.04.2014Ферменты генетической инженерии. Типы нуклеаз и их действия. Методы получения химер. Использование специфических термостабильных ДНК-полимераз. Ферментативная активность рестриктаз. Образование фосфодиэфирной связи между двумя основаниями одной цепи ДНК.
контрольная работа [15,0 K], добавлен 21.04.2011Методы культивирования соматических клеток человека и животных на искусственных питательных средах как предпосылка к развитию клеточной инженерии. Этапы соматической гибридизации. Перенос генетического материала. Происхождение трансгенных растений.
реферат [15,8 K], добавлен 23.01.2010Генная инженерия: история возникновения, общая характеристика, преимущества и недостатки. Знакомство с новейшими методами генной инженерии, их использование в медицине. Разработка генной инженерии в области животноводства и птицеводства. Опыты на крысах.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 11.07.2012Генетика как наука о наследственности от Г. Менделя и сегодня. Хромосомные нарушения и наследственные болезни как следствие изменений генетической информации. Методы изучения генетики человека и роль воспроизводства в развитии живого, клонирование.
реферат [17,3 K], добавлен 29.06.2008Сущность генной и клеточной инженерии. Основные задачи генной модификации растений, анализ вредности их употребления в пищу. Особенности гибридизации растительных и животных клеток. Механизм получения лекарственных веществ с помощью генной инженерии.
презентация [615,8 K], добавлен 26.01.2014История развития Биотехнологии. Генетическая инженерия как важная составная часть биотехнологии. Осуществление манипуляций с генами и введение их в другие организмы. Основные задачи генной инженерии. Генная инженерия человека. Искусственная экспрессия.
презентация [604,9 K], добавлен 19.04.2011