| |||||
МЕНЮ
| Современная генетикаomului a ARN-ului informativ, care codific? sinteza interferonului. Оn acest scop оn leucocitele sвngelui a fost inserat virusul bolii de Newcastl – un stimulator puternic al interferonului, care genereaz? sinteza lui. Dup? aceea gena interferonului a fost inserat?, cu ajutorul plasmidei, оn gena colibacilului. ?i bacteriile au оnceput s? produc? interferonul. Dintr- un litru de mediu de cultur? (recalculat la 1 litru de sвnge) se poate ob?ine de 1000 de ori mai mult interferon. Astfel s-a f?cut un pas important spre producerea industrial? a interferonului leucocitar relativ ieftin. Pentru munca rodnic? оn domeniul acesta savan?ilor sovietici Iu. Ovcinnicov, E. Sverdlov, S. ?arev ?. a. li s-a decernat premiul Lenin. Bacteriile «programate» special оn acest scop elaboreaz? ?i medicamente antitumorale. Unul din ele – limfotoxina este o protein?, elaborat? de celulele sistemului imun al omului (limfocite). El are capacitatea de a ucide celulele tumorale f?r? a influen?a celulele s?n?toase. Limfocitele, оns?, produc aceast? protein? оn cantit??i foarte mici ?i de aceea pвn? оn prezent nu s-a reu?it s? se cerceteze am?nun?it оnsu?irile ei. Pentru a ob?ine aceast? protein? minunat? оn cantit??i mai mari, colaboratorii uneia din firmele de inginerie genetic? din SUA au hot?rвt s? utilizeze bacteriile cu care se lucreaz? mult mai u?or ?i-s mult mai ieftine decвt culturile de limfocite. Оn acest scop a fost nevoie de o gen?, care s? codifice limfotoxina. Pentru a sintetiza aceast? gen?, savan?ii au оnceput s? determine succesiunea aminoacizilor din limfotoxin?. Ei au reu?it s? descifreze un fragment compus din 155 de aminoacizi, care alc?tuia 90% din lungimea moleculei proteice. Utilizвnd datele codului genetic, ei au sintetizat gena, care codific? limfotoxina scurtat? ?i au inserat-o оn bacteria E. coli. Dar experimentatorii au r?mas decep?iona?i: proteina «scurtat?», elaborat? de bacterii, nu era activa din punct de vedere biologic. Urm?toarea etap? a fost g?sirea acelei p?r?i a genei care lipsea. Din limfoci?i a fost separat ARNi-ul din care s-au ob?inut copii de ADN. Оntre acestea trebuia de g?sit copia care codific? limfotoxina. Оn acest scop a fost utilizat? metoda de hibridizare a ADN-ului. Apoi din copia de ADN c?utat? a fost t?iat un sector ce codifica fragmentul final care lipsea ?i a fost sudat la gena sintetic?. Bacteriile оn care a fost inserat? gena «sudat?» au оnceput s? produc? limfotoxina, оnsu?irile ?i gradul de activitate ale c?reia nu se deosebeau de оnsu?irile celei naturale. Producerea ei prin aceast? metod? a fost de 500 de ori mai mare decвt cea produs? de cultura limfoci?ilor. Cвnd aceast? limfotoxin? a fost administrat? ?oarecilor оn tumoarea provocat? de cancerogenele chimice, tumoarea pierea. Speciali?tii americani au reu?it printr-o metod? analog? s? cloneze оn bacterii gena unei alte proteine anticanceroase a omului – a a?a-numitului factor al necrozei tumorii. Dac? proteinele ob?inute pe calea ingineriei genice vor putea fi utilizate pentru tratamentul oamenilor, ele vor deveni medicamente de tip nou. Preparatele anticanceroase folosite pвn? оn prezent sunt ne specifice: ele ac?ioneaz? atвt asupra celulelor canceroase, cвt ?i asupra celulelor normale. Afar? de aceasta , ele sunt ni?te substan?e str?ine organismului, pe cвnd limfotoxina ?i factorul necrozei tumorilor sunt proprii organismului. Aceste preparate se afl? оn etapa experimentelor clinice. Ingineria genic? a f?cut posibil? crearea a?a-numitelor vaccinuri vii. Vaccinul viu se ob?ine atunci cвnd «se sutureaz?» la un loc, bun?oar?, ADN- ul virusului de variol? ?i o anumit? gen? a hepatitei care func?ioneaz? оn caliate de vaccin antihepatic. Vaccinarea obi?nuit? a acestui -!reparat provoac? simultan rezisten?a contra variolei ?i hepatitei. Lucr?rile de creare a vaccinului contra hepatitei (boala Botchin sau icter), boal? grav? ?i foarte r?spвndit?, sunt efectuate de doctorul оn ?tiin?e biologice I?tvan Fodor, conduc?tor de laborator la Institutul de biochimie ?i fiziologie a microorganismelor din - ora?ul Pu?chino. Conform planurilor savan?ilor, principalul avantaj al acestei substan?e pe lвng? eficacitate trebuie s? devin? ?i producerea ei оn cantit??i ce-ar face posibil? vaccinarea оn mas? a popula?iei. Vaccinul contra icterului, elaborat оn SUA, se f?cea din sвngele omului care a suferit de aceast? boal?. Acest vaccin оl cost? pe pacient o sut? de dolari. Bazвndu-se pe datele ingineriei genetice, grupul ?tiin?ific al lui I. Fodor primul оn practica medical? a reu?it s? insereze gena hepatitei оn genomul vaccinei contra variolei. A fost ob?inut? o vaccin? hibrid?, care poate fi utilizat? contra a dou? boli simultan. Juste?ea presupunerilor, f?cute de c?tre savan?i, au confirmat-o ?i examenele de laborator. Оn sвngele iepurilor de cas?, c?rora li s-a administrat preparatul recombinat, au fost descoperi?i anticorpi nu numai contra variolei, dar ?i contra hepatitei. Experien?ele efectuate, asupra animalelor nu puteau fi, оns?, absolut conving?toare. Doar hepatita e o boal? de care sufer? оn primul rвnd oamenii. Savan?ii din laboratorul doctorului Fodor au luat benevol decizia de a deveni primii oameni оn lume vaccina?i contra icterului, fiind absolut convin?i teoretic c? aceasta nu poate provoca consecin?e grave. Оn acest fel unsprezece oameni de pe P?mоnt de acum оnainte nu mai sunt amenin?a?i de icter. Ace?tia sunt membrii colectivului condus de I. Fodor. Organismul fiec?ruia din ei a ac?ionat la vaccin prin reac?ia imun?. Autorii noii inven?ii sunt convin?i c? оn viitorul apropiat vaccinarea оn mas? contra hepatitei va deveni posibil? оn orice col? al planetei; fiecare vaccin va costa cвteva copeici. Astfel pentru оntвia dat? o singur? fiol? con?ine un preparat contra a dou? boli – a variolei ?i a icterului. E posibil? oare ob?inerea unui vaccin mai universal? Savan?ii sunt foarte optimi?ti оn acest sens. Tehnologia ADN-ului recombinat, ingineria genic? ?i noile metode de biotehnologie vor permite, probabil, crearea de vaccinuri care «ar func?iona» simultan contra unei serii de virusuri agen?i patogeni ai bolilor infec?ioase. Biologia virusurilor permite «оnghesuirea» оn genomul vaccinului de variol? оnc? a dou?zeci-treizeci de gene. Astfel dup? vaccinare organismul omului va ob?ine un scut sigur contra multor boli. Unul dintre domeniile medicinii, оn care este deosebit de necesar? interven?ia ingineriei genice, este endocrinologia. Aceast? ?tiin?? studiaz? bolile legate de tulburarea cre?terii ?i dezvolt?rii organismului, precum ?i tulbur?rile metabolismului provocate de insuficien?a sau excesul unor proteine speciale – a hormonilor. Hormonii se sintetizeaz? оn anumite organe ale animalelor ?i omului ?i este imposibil a-i ob?ine оn cantit??i mai mari оn afara ingineriei genice. De exemplu, pentru a se produce un miligram de hormon tiroliberin? a fost nevoie s? se prelucreze 7 tone de hipotalamus, luate de la 5 milioane de oi. Unul din primii hormoni ob?inu?i de ingineria genic? оn celulele colibacilului a fost somatostatina, despre care am mai relatat. Ea este elaborat? оn organism de hipotalamus (o gland? ce se afl? la baza creierului). Somatostatina regleaz? secre?ia hormonului cre?terii (somatotropinei) ?i a insulinei. Ea se folose?te pentru tratamentul acromegaliei ?i diabetului. Cu ajutorul somatotropinei, ob?inute ?i ea prin metodele ingineriei genice, le putem ajuta oamenilor cu оn?l?imea de 120–130 centimetri s? mai creasc?. Unii pacien?i cresc timp de un an cu 3 cm, ?i nu numai оn perioada copil?riei, ci ?i оn cea a adolescen?ei. Medicii lituanieni au reu?it s?-i fac? s? creasc? pe oamenii de 25–28 de ani. Aceste date confirm? o dat? оn plus posibilit??ile mari de care dispune terapia hormonal?. Insuficien?a оn organism a hormonului pancreasului, a insulinei, provoac? o boal? grav? – diabetul zaharat. Peste 60 de milioane de oameni din lumea оntreag? sufer? de aceast? boal?, care se transmite ?i prin ereditate ?i care ocup? locul trei, оn ce prive?te cazurile de mortalitate, dup? bolile cardio-vasculare ?i canceroase. Num?rul bolnavilor de diabet spore?te cu fiecare an ?i insulina, ob?inut? prin metoda tradi?ional? din pancreasul porcilor ?i vi?eilor, nu mai ajunge. Chiar mai mult, preparatul provoac? unor bolnavi, mai alee copiilor, reac?ii alergice. De aceea s-a propus ob?inerea insulinei de la om, nu de la animale prin metodele ingineriei genice. Au fost elaborate dou? metode de ob?inere a insulinei. Prima – clonarea artificial? a genei sintetizate a insulinei. Dac? sintetizarea genei pe cale chimic? este dificil?, atunci se procedeaz? la o metod? de ocol. Din celulele eucario?ilor se separ? o gen? matur? (ARNi) de insulin?. Apoi, cu ajutorul fermentului, a transcriptazei reversibile (revertazei) din acest ARNi se ob?ine o copie complementar? a ADN-ului – ADNc. Catena ARNi este distrus? ?i cu ajutorul fermentului ADN-polimeraza este sintetizat? o a doua caten? ADNc. Pentru a se putea insera оn vector-gena sintetizat?, cu ajutorul ligazei se sutureaz? la capetele ei succesiuni nucleotidice scurte – lincherii. Lincherii au o structur? de nucleotide pe care o recunosc restrictazele. Оn continuare construirea vectorului hibrid se face pe cale obi?nuit?. Dup? prelucrare cu restrictaz? a vectorului ?i a ADNc cu ajutorul ligazei se ob?ine un ADN recombinat, care poate func?iona оn celula bacterian?. Dar, pentru ca noua gen? s? func?ioneze eficace, оn componen?a moleculei recombinate, оnaintea ei, se pune un promotor bacterial ?i un sector de ADN responsabil pentru leg?tura dintre ARNi cu ribozoma bacterian?. Abia dup? aceasta оncep s? se produc? moleculele de proinsulin? оn bacterie. Molecula de insulin? este compus? din dou? catene proteice: catena A cu o lungime de 21 de aminoacizi ?i catena B constituit? din 30 de aminoacizi. Catenele sunt legate оntre ele prin leg?turi bisulfide. De aceea cea de-a doua metod? de ob?inere a insulinei se bazeaz? pe sintetizarea artificial? a genelor catenelor A ?i B оn form? de ADN. Aceasta se ob?ine cu ajutorul «ma?inii genice», al c?rei principiu de func?ionare a fost examinat. Se sintetizeaz? separat catena A a ADN-ului cu lungimea de 63 de nucleotide ?i catena B cu lungimea de 90 de nucleotide. La capetele ambelor catene se sutureaz? cвte trei nucleotide, care codific? aminoacidul metionina, ?i cu ajutorul unei plazmide cu promotor bacterian ?i a genei ?- galactozidazei sunt reunite оntr-un ADN recombinat, care transform? bacteriile. Оn acest fel colibacilul «оn?elat» de prezen?a promotorului s?u propriu ?i de gena ?-galactozidazei sintetizeaz? totodat? ?i insulina. La оnceput se produce o protein? intermediar?, care con?ine r-galactozidaz? ?i proinsulin?. Apoi ?-galactozidaza se separ?, ac?ionвnd asupra tripletei metioninei cu ajutorul bromcianului. Dup? aceasta ambele catene proteice se unesc оntr-o molecul? de valoare complect? de insulin?, care este separat? ?i purificat? minu?ios. Aceast? metod? de ob?inere a insulinei are avantaje, ?i оn primul rвnd pentru c? dispare munca dificil? de ob?inere a genei dintr-o surs? natural? din celulele pancreasului. Primele loturi de insulin?, ob?inute prin metod? de inginerie genic?, au fost deja livrate pe pia?a mondial?. De la un fermentor cu o capacitate de 2000 litri, оn care se cresc bacterii cu ADN recombinat, se ob?in 100 g de insulin? pur?. Prin metoda tradi?ional? un asemenea rezultat se ob?ine dup? prelucrarea a 275 chilograme de pancreas de porc. Se efectueaz? lucr?ri intense de producere prin metoda ingineriei genice ?i a altor preparate medicamentoase: hormonul glandei tiroide – calcitoninei, factorului VIII, urochinazei, plazminogenei ?. a. Calcitonina este o protein? ce con?ine 32 de aminoacizi ?i care fere?te oasele de pierderea calciului оn timpul cre?terii organismului ?i gravidit??ii. A?a-numitul factor VIII este un medicament de care au nevoie oamenii ce sufer? de o boal? ereditar? grea – de hemofilie, cвnd sвngele nu se coaguleaz?, fapt ce provoac? hemoragii mari ?i chiar moartea. Acest factor оi restituie sвngelui capacitatea de a se coagula. Este absolut contrarie ac?iunea celorlalte dou? preparate – a urochinazei ?i a activatorului tisular plazminogenei. Ele sunt destinate resorb?iei trombilor, care apar deseori оn cursul na?terii, bolilor infec?ioase ?i dup? opera?iile chirurgicale. Deseori trombii cauzeaz? atacuri de cord ?i accidente vasculare cerebrale. Оn centrul aten?iei ingineriei genice se afl? ?i un grup mare de hormoni speciali – neuropeptidele (unul din ei este ?-endorfina), care ac?ioneaz? asupra sistemelor creierului ?i ?in de senza?ia durerii. Majoritatea substan?elor farmaceutice ob?inute pвn? оn prezent prin metodele ingineriei genice au o оnsu?ire comun? – toate sunt produse naturale ale organismului uman ?i servesc drept scut contra diferi?ilor du?mani. Uneori ele se afl? оn cantit??i insuficiente pentru ca organismul s? poat? s?-i оnving? singur pe vr?jma?i. Оn aceste cazuri introducerea proteinelor proprii omului оi va ajuta s? biruie boala sau s?-?i u?ureze starea. 16.3 Genoterapia ?i perspectivele ei Domeniul cel mai tвn?r ?i cel mai atractiv al medicinei, dar deocamdat? оnc? pu?in accesibil ingineriei genice, se - consider? terapia genelor. Aceast? direc?ie, abia ap?rut?, a stвrnit bucluc. Оn anul 1980 оn SU A o fat? de 21 de ani, care suferea de talassemie, a fost supus? terapiei genice, dar tratamentul a e?uat. Ideea terapiei genelor a r?mas, totu?i, la ordinea zilei. Оn octombrie 1985, dup? o discu?ie ce-a durat ?apte luni оn SUA au fost adoptate ni?te reguli de care trebuie s? ?in? cont savan?ii care se ocup? cu problemele terapiei genelor. Оn etapa actual? este permis? numai terapia somatic? ?i sunt interzise opera?iile care pot conduce la modific?ri ereditare. Оn sens larg terapia genelor include atвt profilaxia, cвt ?i tratamentul bolilor genetice. Pentru profilaxia bolilor ereditare se cer metode de diagnosticare prenatal?. Apar aici multe probleme ce ?in de conceperea copilului de c?tre p?rin?ii purt?tori ai acestor boli. Din cele peste 500 de boli cromozomice, cвteva zeci ?in de anomalii foarte mari ale cromozomilor care pot fi diagnostica?i la microscop. Aici se оnscrie ?i tulburarea balan?ei cromozomilor sexuali, motiv ce nu permite dezvoltarea complect? a sistemului sexual ?i care provoac? apari?ia sindromului Clainfelter la b?rba?i (XXV – un cromozom de prisos) ?i ?ere?evschii-Turner la femei (XO – lipse?te un cromozom X), precum ?i anomalii оn perechile 21, 18 ?. a. de autozome. Aceste anomalii pot fi eviden?iate atвt la p?rin?i (astfel se poate prezice posibilitatea mo?tenirii lor la copii), cвt ?i la f?t. Sarcina const? оn diagnosticarea cвt mai devreme a acestor anomalii. Оn ultimii 15–20 de ani metodele de luare a probelor intravitale de celule din amnion ?i din lichidul lui (amniocenteza) prin punc?ionarea cu un ac al peretelui uterului оn perioada de 14–16 s?pt?mвni de graviditate au permis s? se determine constitu?ia cromozomic? a f?tului. Astfel a fost solu?ionat? sarcina determin?rii precoce a sexului viitorului copil, ceea ce prezint? importan?? pentru diagnosticarea mai exact? a bolilor ereditare ce ?in de sex. Hemofilia (incoaguabilitatea sвngelui), de exemplu, se manifest? numai оn organismul b?rb?tesc, cu toate c? gena defectat? se оntвlne?te оn cromozomul X ?i la femei. Оn cazul acesta, ca ?i оn altele analoge, determinarea intrauterin? a sexului permite a se lua decizia cu privire la оntreruperea sarcinii, pentru a nu avea copil cu anomalii. Sexul viitorului copil a fost prima diagnosticare intrauterin?. Aceasta a avut loc оn anul 1955, iar оn anul 1960 aceast? realizare a adus primul folos practic: la o mam? purt?toare a bolii ereditare, care ap?rea pe linia b?rb?teasc?, a fost diagnosticat sexul f?tului. Оn anul 1961 cu ajutorul amniocentezei a fost determinat? incompatibilitatea dintre f?t ?i mam? dup? factorul rezus, iar оn anul 1968 a fost eviden?iat? intrauterin boala Down. Un alt exemplu elocvent al folosirii metodelor ingineriei genice оn diagnosticarea prenatal? a bolii ereditare, ce ?ine de sex, este eviden?ierea precoce a distrofiei musculare Diu?en. Aceast? boal? se manifest? оn fraged? copil?rie prin sl?birea progresiv? a mu?chilor ?i, оn cele din urm?, copilul r?mвne ?intuit la pat. Boala conduce la o moarte precoce a bolnavului. Gena defectat? de care ?ine boala, ca ?i оn cazul hemofiliei, este localizat? оn cromozomul X ?i este recisiv?, de aceea boala afecteaz? numai reprezentan?ii sexului tare. B?rba?ii au doar un singur cromozom X ?i de aceea valoarea incomplet? a genei se manifest? neap?rat. La feti?ele care au doi cromozomi X, din care unul func?ioneaz? normal, ac?iunea genei defectate este compensat? de gena de valoare complecta. Femeia poate fi s?n?toas?, purtвnd concomitent catastrofa оn unul din cromozomii ei X. Cвnd un b?rbat s?n?tos se c?s?tore?te cu o femeie purt?toare a genei defectate, e posibil? na?terea copiilor s?n?to?i, dar ?i bolnavi, care au mo?tenit de la mam? un cromozom X defectat. Analiza repartiz?rii fragmentelor restric?ionale dintr-un anumit segment de cromozomi X permite s? se eviden?ieze gena defectat? la mam? ?i la copii. Dac? aceast? gen? a fost descoperit? оn ADN-ul fiului, оnseamn? c? el a fost afectat de boal?. Aceasta se poate stabili prenatal ?i atunci p?rin?ii vor putea hot?rо оn prealabil dac? doresc sau nu s? aib? un copil bolnav incurabil. Analiza restric?ional?, ca metod? a ingineriei genice, care are drept scop diagnosticarea bolilor ereditare, este foarte simpl?. Pentru ea este suficient ADN-ul dintr-o singur? celul?. S? presupunem c? este vorba de drepanocitoz?, o boal? de care sufer? zeci de milioane de oameni din lumea оntreag?. Pentru a se verifica dac? acest defect ?ine de gena globinei de sвnge sau de alt? cauz?, ADN-ul ob?inut din cromozomii bolnavilor este prelucrat cu restrictaza Xpa 1. Dac? dup? prelucrare se ob?ine un fragment de ADN cu o lungime de 13 mii perechi de baze, оnseamn? c? exist? o gen? defectat?, care poate conduce la оmboln?vire. M?rimea normal? a genei globinei de sвnge la om este de 7600 de baze. Siguran?a acestui diagnostic este de 80%. Metoda diagnostic?rii dup? fragmentele restricte de ADN caracteristice anumitor gene se folose?te tot mai larg оn practica medical? ?i continu? s? fie perfec?ionat?. Pentru terapia genic? prezint? o mare importan?? munca de perfec?ionare a coordonatelor exacte a genelor din cromozomi. Pвn? оn prezent s-a stabilit localizarea pe cromozomii omului a mai mult de 800 de diferite gene. Au ob?inut «оnscrierea» pe cromozomi ?i 18 oncogene – gene capabile s? provoace cancerul. Pentru ca terapia genic? s? devin? posibil?, trebuie s? se respecte o serie de condi?ii. Genele normale trebuie s? fie separate оn cantit??i Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 |
ИНТЕРЕСНОЕ | |||
|