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 реціпієнт так, 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 багаточисельне

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].

2.2.2 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

20

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? Наша ДНК складається з 3 ??109 пар

основ. В залежності від фраґменту 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 клонованих 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 фраґментів

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 Х-

хромосомі і є рецесивним. Тому хвороба проявляється тільки у чоловіків, а

жінки можуть бути лише носіями. Якщо чоловік здоровий, а жінка є носієм, то

син може народитись і здоровим, і хворим. Аналіз розподілу реструкційних

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

лише 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

21

спеціально приготовленими препаратами хромосом. За допомогою

авторадіографії можна встановити, з якою саме хромосом і з якою її ділянкою

зв’язується мічений ген-зонд [12].

2.2.3. 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 локусах;

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 слід 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].

3. ГЕНОТЕРАПІЯ, ЯК МЕТОД ПОПЕРЕДЖЕННЯ І ЛІКУВАННЯ

СПАДКОВИХ ГЕНЕТИЧНИХ ХВОРОБ

Найбільш молодою і привабливою, але поки що не реалізованою

областю застосування генної інженерії в медицині можна вважати терапію

генів.

Термін «генна терапія», або «генотерапія»