Контрольная работа - Фармакология и генетика. Лечение без антибиотиков. Новые открытия в генной инженерии - файл n1.docx

Контрольная работа - Фармакология и генетика. Лечение без антибиотиков. Новые открытия в генной инженерии
скачать (41 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx42kb.01.06.2012 11:51скачать

n1.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГОУ ВПО «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ПСИХОЛОГИИ, ПЕДАГОГИКИ, СОЦИАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ

КАФЕДРА ВОЗРАСТНОЙ ФИЗИОЛОГИИ
РЕФЕРАТ

Фармакология и генетика. Лечение без антибиотиков. Новые открытия в генной инженерии.

Выполнил:

студент 2985 гр.

Вагылевич Т.

Проверил: к. б. н.

Сазанова Т. В.

Тюмень 2009

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………3 1 Фармакология…………………………………………………………………………4

2. Генетика………………………………………………………………………………6

3. Лечение без антибиотиков………………………………………………………….11

4. Новые открытия в генной инженерии……………………………………………..13

4.1. Экономическое значение…………………………………………………………13

4.2. Достижения генной инженерии………………………………………………….14

4.3. Фармакогенетика………………………………………………………………….16

Заключение…………………………………………………………………………….18

Список литературы

Введение
Истоки генетики, как и любой другой науки, следует искать в практике. С тех пор как люди занялись разведением животных и растений, они стали понимать, что признаки потомков зависят от свойств их родителей. Отбирая и скрещивая лучших особей, человек из поколения в поколение создавал породы животных и сорта растений с улучшенными свойствами.

Достижения и проблемы современной генетики. На основе генетических исследований возникли новые области знания (молекулярная биология, молекулярная генетика), соответствующие биотехнологии (такие, как генная инженерия) и методы (например, полимеразная цепная реакция), позволяющие выделять и синтезировать нуклеотидные последовательности, встраивать их в геном, получать гибридные ДНК со свойствами, не существовавшими в природе. Получены многие препараты, без которых уже немыслима медицина (генная инженерия). Разработаны принципы выведения трансгенных растений и животных, обладающих признаками разных видов. Стало возможным характеризовать особей по многим полиморфным ДНК-маркерам: микросателлитам, нуклеотидным последовательностям и др. Большинство молекулярно-биологических методов не требуют гибридологического анализа. Однако при исследовании признаков, анализе маркеров и картировании генов этот классический метод генетики все еще необходим.

1. Фармакология
Фармакология – это наука о взаимодействии химических соединений с живыми организмами. В основном она изучает лекарственные средства, применяемые для лечения и профилактики различных заболеваний и патологических состояний.

Фармакология тесно связана с разными областями экспериментальной и практической медицины. Фармакология оказывает большое влияние на развитие многих других медико-биологических дисциплин, особенно физиологии и биохимии.

Очень велико значение фармакологии для практической медицины. В результате создания значительного ассортимента высокоэффективных препаратов фармакология стала универсальным методом лечения большинства заболеваний.

Важнейшей задачей фармакологии является изыскание новых эффективных и безопасных лекарственных средств. Основной путь их создания – это химический синтез. Используются также природные соединения из растений, тканей животных, минералов. Поиск и испытание новых лекарственных средств основывается на тесном сотрудничестве фармакологов с химиками и клиницистами.

Фармакогенетика изучает генетические особенности пациента, влияющие на фармакологический ответ. Эти генетические особенности, как правило, представляют собой полиморфные участки генов белков, участвующих в фармакокинетике или фармакодинамике лекарственных средств. К первой группе относятся гены, кодирующие ферменты биотрансформации и гены транспортеров, участвующих во всасывании, распределении и выведении лекарственных средств из организма.
Принято различать следующие виды лекарственной терапии:

1. Симптоматическая терапия -- направленная на устранение определенного симптома заболевания, например, назначение противокашлевых средств при бронхите.

2. Этиотропная терапия -- устранение причины заболевания, когда лекарственные вещества уничтожают возбудителя болезни. Например, лечение инфекционных болезней химиотерапевтическими средствами.

3. Патогенетическая терапия -- направлена на устранение механизма развития заболевания. Например, применение болеутоляющих средств при травме, когда болевой синдром влечет развитие опасного для жизни шока.

4. Заместительная терапия -- восстановление в организме дефицита естественных веществ, образующихся в нем (гормоны, ферменты, витамины) и принимающих участие в регуляции физиологических функций. Например, введение гормонального препарата при выпадении функции соответствующей железы. Заместительная терапия, не устраняя причины заболевания, может обеспечить жизнедеятельность в течение многих лет. Так, препараты инсулина не влияют на выработку этого гормона в поджелудочной железе, но при постоянном введении его больному сахарным диабетом обеспечивают нормальный обмен углеводов в его организме.

2. Генетика
Генетика — наука, изучающая закономерности и материальные основы наследственности и изменчивости организмов, а также механизмы эволюции живого.

Наследственностью называется свойство одного поколения передавать другому признаки строения, физиологические свойства и специфический характер индивидуального развития.

Свойства наследственности реализуются в процессе индивидуального развития. Наряду со сходством с родительскими формами в каждом поколении возникают те или иные различия у потомков, как результат проявления изменчивости.

Изменчивостью называется свойство, противоположное наследственности, заключающееся в изменении наследственных задатков — генов и в .изменении их проявления под влиянием внешней среды. Отличия потомков от родителей возникают также вследствие возникновения различных комбинаций генов в процессе мейоза и при объединении отцовских и материнских хромосом в одной зиготе.

Здесь надо отметить, что выяснение многих вопросов генетики, особенно открытие материальных носителей наследственности и механизма изменчивости организмов, стало достоянием науки последних десятилетий, выдвинувших генетику на передовые позиции современной биологии.

Основные закономерности передачи наследственных признаков были установлены на растительных и животных организмах, они оказались приложимы и к человеку. В своем развитии генетика прошла ряд этапов:

  1. Первый этап ознаменовался открытием Г. Менделем (1865) дискретности (делимости) наследственных факторов и разработкой гибридологического метода, изучения наследственности, т. е. правил скрещивания организмов и учета признаков у их потомства.

Дискретность наследственности состоит в том, что отдельные свойства и при знаки организма развиваются под контролем наследственных факторов (генов), которые при слиянии гамет и образовании зиготы не смешиваются, не растворяются, а при формировании новых гамет наследуются независимо друг от друга.

Значение открытий Г. Менделя оценили после того, как его законы были вновь переоткрыты в 1900 г. тремя биологами независимо друг от друга: де Фризом в Голландии, К. Корренсом в Германии и Э. Чермаком в Австрии. Результаты гибридизации, полученные в первое-I десятилетие XX в. на различных растениях и животных, полностью подтвердили менделевские законы наследования признаков и показали их универсальный характер по отношению ко всем организмам, размножающимся половым путем. Закономерности наследования признаков в этот период изучались на уровне целостного организма (горох, кукуруза, мак, фасоль, кролик, мышь и др.).

Менделевские законы наследственности заложили основу теории гена — величайшего открытия естествознания XX в., а генетика превратилась в быстро развивающуюся отрасль биологии.

В 1901 —1903 гг. де Фриз выдвинул мутационную теорию изменчивости, которая сыграла большую роль в дальнейшем развитии генетики.
Важное значение имели работы датского ботаника В. Иоганнсена, который изучал закономерности наследования на чистых линиях фасоли.

Он сформулировал также понятие “популяциям (группа организмов одного вида, обитающих и размножающихся на ограниченной территории), предложил называть менделевские “наследственные факторы” словом ген, дал определения понятий “генотип” и “фенотип”.

  1. Второй этап характеризуется переходом к изучению явлений наследственности на клеточном уровне (питоге-нетика). Т. Бовери (1902—1907), У. Сэттон и Э. Вильсон (1902—1907) установили взаимосвязь между менделевскими законами наследования и распределением хромосом в процессе клеточного деления (митоз) и созревания половых клеток (мейоз).

Развитие учения о клетке привело к уточнению строения, формы и количества хромосом и помогло установить, что гены, контролирующие те или иные признаки, не что иное, как участки хромосом. Это послужило важной предпосылкой утверждения хромосомной теории наследственности.

Решающее значение в ее обосновании имели исследования, проведенные на мушках дрозофилах американским генетиком Т. Г. Морганом и его сотрудниками (1910—1911). Ими установлено, что гены расположены в хромосомах в линейном порядке, образуя группы сцепления. Число групп сцепления генов соответствует числу пар гомологичных хромосом, и гены одной группы сцепления могут перекомбинироваться в процессе мейоза благодаря явлению кроссинговера, что лежит в основе одной из форм наследственной комбинативной изменчивости организмов. Морган установил также закономерности наследования признаков, сцепленных с полом.

  1. Третий этап в развитии генетики отражает достижения молекулярной биологии и связан с использованием методов и принципов точных наук — физики, химии, математики, биофизики и др. – в изучении явлений жизни на уровне молекул. Объектами генетических исследований стали грибы, бактерии, вирусы.

На этом этапе были изучены взаимоотношения между генами и ферментами и сформулирована теория “один ген — один фермент” (Дж. Бидл и Э. Татум, 1940): каждый ген контролирует синтез одного фермента; фермент в свою очередь контролирует одну реакцию из целого ряда биохимических превращений, лежащих в основе проявления внешнего или внутреннего признака организма.

Эта теория сыграла важную роль в выяснении физической природы гена как элемента наследственной информации.

В 1953 г. Ф. Крик и Дж. Уотсон, опираясь на результаты опытов генетиков и биохимиков и на данные рентгеноструктурного анализа, создали структурную модель ДНК в форме двойной спирали. Предложенная ими модель ДНК хорошо согласуется с биологической функцией этого соединения: способностью к самоудвоению генетического материала и устойчивому сохранению его в поколениях – от клетки к клетке.

Эти свойства молекул ДНК объяснили и молекулярный механизм изменчивости: любые отклонения от исходной структуры гена, ошибки самоудвоения генетического материала ДНК, однажды возникнув, в дальнейшем точно и устойчиво воспроизводятся в дочерних нитях ДНК.

В последующее десятилетие эти положения были экспериментально подтверждены: уточнилось понятие гена, был расшифрован генетический код и механизм его действия в процессе синтеза белка в клетке. Кроме того, были найдены методы искусственного получения мутаций и с их помощью созданы ценные сорта растений и штаммы микроорганизмов – продуцентов антибиотиков, аминокислот.

В последнее десятилетие возникло новое направление в молекулярной генетике – генная инженерия – система приемов, позволяющих биологу конструировать искусственные генетические системы.

Генная инженерия основывается на универсальности генетического кода: триплеты нуклеотидов ДНК программируют включение аминокислот в белковые молекулы всех организмов – человека, животных, растений, бактерий, вирусов.

Благодаря этому можно синтезировать новый ген или выделить его из одной бактерии и ввести его в генетический аппарат другой бактерии, лишенной такого гена.

Таким образом, третий, современный этап развития генетики открыл огромные перспективы направленного вмешательства в явления наследственности и селекции растительных и животных организмов, выявил важную роль генетики в медицине, в частности, в изучении закономерностей наследственных болезней и физических аномалий человека.
3. Лечение без антибиотиков
Лечение без антибиотиков или народная медицина – (лат. medicina gentilitia, нем. Volksmedizin, также Volksheilkunde) — часть альтернативной медицины, которая включает в себя знания о болезнях, методах и средствах лечения, которые передаются в народе из поколения в поколение.

Термин «народная медицина» появился во врачебных трудах немецких учёных в первой половине XIX века и описывал тогда весь образ действий населения по отношению к своему здоровью, куда включалось таким образом не только знахарство, основанное на магии и лечении природными факторами, но также гигиена и использование населением медицины, в том числе традиционной врачебной медицины. Таким образом, этот термин включал в себя едва обозримое многообразие преобладающих в народе представлений о болезнях и способах их лечения.

С точки зрения самой народной медицины понятие «здоровья» - гармония с самим собой и с Природой. Если человек отдаляется от Природы и естественных условий жизни, если перестает прислушиваться к своему организму, то он оказывается незащищенным от заболеваний души и тела.

Не понимая причин своего заболевания, человек ищет спасения в дорогостоящих медикаментах, веря в то, что существует «Таблетка», которая моментально избавит его от страданий и не верит в лечение народными средствами. При этом человек даже не пытается изменить свой образ жизни и отношение к окружающему миру.

Представители народной медицины утверждают, что в каждом человеке заложен огромный потенциал физического и психического здоровья. Если его использовать хотя бы наполовину, то можно прожить долгие годы здоровой и счастливой жизнью. Об этом напоминают еще и древние знания о человеке, его природе, о причинах и лечении заболеваний. Они собраны, хранятся и передаются в наследии и традициях народных целителей разных стран и народов.

Эта «традиционная» медицина (народные рецепты) сейчас называется «нетрадиционной», хотя она не отрицает и не противоречит официальной медицине. Наоборот, народные средства народной медицины Запада и Востока дополняют и обогащают современную официальную медицину.

Народные целители делятся простыми и эффективными практическими советами и народными средствами по лечению многих распространенных заболеваний, а также предлагают некоторые комплексные рекомендации систем дыхательных упражнений Пранаямы, физических упражнений системы цигун, Хатха-йоги. Эти древние системы содержат в себе многоплановость и сбалансированность рекомендаций, что очень важно для улучшения здоровья. Ведь ни сыроедение, ни голодание, ни вегетарианство, ни лечение Словом заговора и молитв не принесут возможной пользы в отдельности, сами по себе.

Практические рекомендации и народные средства по многим заболеваниям помогают улучшить физическое и психическое здоровье, выявить и использовать заложенные в человеке природные силы, избавиться от хронических и даже неизлечимых заболеваний. Но при серьезных заболеваниях, в первую очередь, следует обратиться к опытному врачу, который поможет выбрать правильное лечение, включая и «нетрадиционную» медицину.


4. Новые открытия в генной инженерии
Генетическая инжене́рия (генная инженерия) — совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.

Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология.

За последние 10—15 лет были созданы принципиально новые методы
манипулирования с нуклеиновыми кислотами, на основе которых
зародился и бурно развивается новый раздел молекулярной биологии и
генетики — генная инженерия. Принципиальное отличие генной инженерии от
использовавшихся ранее традиционных приемов изменения состоит в том, что
она дает возможность конструировать функционально активные генетические
структуры в форме рекомбинантных ДНК.

Формальной датой рождения генной инженерии
считают 1972 г., когда группа П. Берга в США создала первую
рекомбинантиую ДНК, объединившую в своем составе генетический
материал из трех источников: полный геном онкогенного вируса обезьян
SV40, часть генома умеренного бактериофага К и гены галактозного оперона
Е. coli.

4.1. Экономическое значение
Генетическая инженерия служит для получения желаемых качеств изменяемого или генетически модифицированного организма. В отличие от традиционной селекции, в ходе которой генотип подвергается изменениям лишь косвенно, генная инженерия позволяет непосредственно вмешиваться в генетический аппарат, применяя технику молекулярного клонирования. Примерами применения генной инженерии являются получение новых генетически модифицированных сортов зерновых культур, производство человеческого инсулина путем использования генномодифицированных бактерий, производство эритропоэтина в культуре клеток или новых пород экспериментальных мышей для научных исследований.

Основные этапы решения генноинженерной задачи следующие:

1. Получение изолированного гена.

2. Введение гена в вектор для переноса в организм.

3. Перенос вектора с геном в модифицируемый организм.

4. Преобразование клеток организма.

5. Отбор генетически модифицированных организмов (ГМО) и устранение

тех, которые не были успешно модифицированы.
4.2. Достижения генной инженерии
1. Генная инженерия открыла путь для производства продуктов белковой
природы путем введения в клетки микроорганизмов искусственно
синтезированных кодирующих их генов, где они могут экспрессироваться в
составе гибридных молекул;

2. Был разработан быстрый метод химического анализа ДНК; появилась реальная возможность определять последовательность до 1000 нуклеотидов в неделю. В 1982—1985гг. стало возможно создать прибор для автоматического анализа нуклеиновых кислот (а значит, генов). Анализ ДНК позволяет дедуцировать, основываясь на генетическом коде, аминокислотные последовательности белков, синтез которых находится под контролем соответствующих генов. С помощью созданного в результате совершенствования анализа белков микроанализатора Худа - Ханкепиллера за день удается определять последовательность из 100—200 аминокислот;

3. Возможность получения, с помощью метода химического синтеза генов, штаммов бактерий продуцентов инсулина человека, важного лечебного препарата для больных диабетом.

Таким способом получены и клонированы гены, кодирующие глобины человека, животных и птиц, белок хрусталика глаза быка, яичный белок, фиброин
шелка, продуцируемый тутовым шелкопрядом, и др. Этот же принцип был
применен для получения, клонирования и экспрессии генов интерферона
человека в бактериях;

4. Полностью просчитан огромный генетический «чертеж» многоклеточного существа. Удалось точно определить 97 миллионов пар нуклеотидов и их местонахождение в спирали ДНК, хранящей полную наследственную информацию микроскопического червячка Сaenorhabditis elegans длиной около миллиметра. Хотя это очень маленький червь, скорее червячок, с него без всякого преувеличения начинается новая эра в биологии. Геном этой нематоды состоит из 97 миллионов пар нуклеотидов ДНК. Геном человека, согласно большинству оценок, - 3 миллиарда нуклеотидных пар. Разница в 30 раз. Однако именно эта работа окончательно убедила даже самых закоренелых скептиков, что расшифровка строения всего генома человека не только возможна, но и достижима в ближайшие годы.

В лабораториях мира полным ходом идет расшифровка генома человека. Эта международная программа была начата в 1989 году.

5. Еще один важный принцип молекулярной медицины: любое
медикаментозное лечение должно подбираться строго индивидуально, учитывая особенности генома больного. Этим занимается недавно возникшая наука - фармакогенетика.
4.3. Фармакогенетика
Фармакогенетика (греч. pharmakon лекарство и генетика) — раздел медицинской генетики и фармакологии, изучающий характер реакций организма на лекарственные средства в зависимости от наследственных факторов.

Предмет исследования фармакогенетики - наследственные различия, выражающиеся и в определенной реакции на лекарства, подразделяются следующим образом: 1 - генетические факторы, обуславливающие повышенную чувствительность к ним; 2 - обуславливающие толерантность; 3 - определяющие парадоксальные реакции.

Фармакогенетика, которая сегодня является частью медицинской генетики и клинической фармакологии, заявила о себе в 50-х годах XX века. Ее появление было связано с открытием новых клинических, фармакологических и генетических методов при анализе патологических реакций на лекарства.

Парадигмой современной фармакогенетики стало положение о том, что основной формой наследственного различия между людьми является так называемый однонуклеотидный полиморфизм. Каждый человек отличается от другого примерно на одну единицу нуклеотида из 2 тысяч.

Среди факторов, определяющих особенности действия лекарств, естественно, не только генетические. Но последние определяют половину неблагоприятных ответов человека на лекарства, которые регистрируют клиницисты.

Индивидуальная генетическая предрасположенность остается главной и пока мало изученной причиной для соответствующего ответа на лекарство. Пути реализации фармакогенетических закономерностей многообразны. Принимая во внимание накопленные сведения о генах, участвующих в метаболизме лекарств, с одной стороны, и применение методов ДНК в тестировании, можно предположить, что недалеко то время, когда мониторинг индивидуальной чувствительности на лекарства будет проводиться молекулярно-генетическими методами. И это станет стандартной процедурой.

В основе фармакогеномики лежат исследования полиформизма гена, передающегося по наследству, а также возникающего в течение жизни индивидуума.

Геномика может оказать неоценимую помощь в профилактике онкологических и других заболеваний. Посредством полимеразной цепной реакции можно обнаружить предрасположенность человека к раку легких. С помощью результатов генотипирования легче решить проблемы, связанные с лечением туберкулеза, гепатита.

В целом в России никаких проблем с генотипированием не существует. Наша страна впереди Европы по количеству проведенных анализов - 40 тысяч, в Европе эта цифра составляет 25 тысяч. Лидер США - 125 тысяч.

Сейчас стоит задача внедрения генотипирования в практику. Важно, что они касались самых актуальных проблем - особенностей клинических испытаний лекарственных средств в клинике инфекционных болезней, в онкогематологии, аспектов побочных действий лекарственных препаратов и многого другого.

Заключение
На стыке двух наук образовывается такая новая наука, как фармакогенетика, изучающая характер реакций организма на лекарственные средства в зависимости от наследственных факторов.

Фармакогенетика является одним из важных методов достижения генной инженерии. Также в результате интенсивного развития методов генетической инженерии получены клоны множества генов рибосомальной, транспортной и 5S РНК, гистонов, глобина мыши, кролика, человека, коллагена, овальбумина, инсулина человека и др. пептидных гормонов, интерферона человека и прочее. Это позволило создавать штаммы бактерий, производящих многие биологически активные вещества, используемые в медицине, сельском хозяйстве и микробиологической промышленности.

На основе генетической инженерии возникла отрасль фармацевтической промышленности, названная «индустрией ДНК». Это одна из современных ветвей биотехнологии.

Для лечебного применения допущен инсулин человека (хумулин), полученный посредством рекДНК. Кроме того, на основе многочисленных мутантов по отдельным генам, получаемых при их изучении, созданы высокоэффективные тест-системы для выявления генетической активности факторов среды, в том числе для выявления канцерогенных соединений.


Список литературы


  1. Жигалов Ю.И. Концепции современного естествознания – М.: Гелиос АРВ, 2002

  2. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. М.: Юнити, 1997.

  3. Лильин Е.Т. Введение в современную фармакогенетику. -М.: Медицина. 1984.

  4. Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды. М.: Мир, 1987

  5. Скакун Н.П. Основы фармакогенетики. –Киев: Здоровье. -1976. -259 с.

  6. Солопов Е. Ф. Концепции современного естествознания . – М.: ВЛАДОС, 2001

  7. Сычев Д.А., Раменская Г.В., Игнатьев И.В., Кукес В.Г. Клиническая фармакогенетика: Учебное пособие.- М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007.

  8. Харкевич Д.А. Фармакология: учебник для студентов медицинских вузов. 2005.

  9. Фармакология: Учебник. – М.: Медицина, 1991.




Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации