Генетика т

1.

Достижения в
генетике в конце
20 века

2.

Развитие методов
рекомбинантной ДНК
Клонирование генов: Описание процесса получения
множественных копий определенного гена.
Полимеразная цепная реакция её подробное объяснение
принципов и ее значения для генетических исследований
(увеличение количества ДНК).
Геномы организмов: Получение полной информации о геномах
организмов. Примеры: геномы дрожжей, бактерий, животных
(например, мыши). Указывается масштабность проекта «Геном
человека» и его начало в конце 20-го века.

3.

Картирование генома
Физические и генетические карты: Определение положения
генов на хромосомах.
Методы картирования: Подробно о методах, используемых для
построения генетических и физических карт. (например,
скрещивание, анализ рекомбинации, применение молекулярных
маркеров).
Значение для медицины: Возможность диагностики генетических
заболеваний и разработки методов лечения.

4.

Развитие генной инженерии
Генная терапия: Введение нормальных генов в клетки для лечения генетических заболеваний.
Трансгенные организмы: Создание организмов с измененным геномом для улучшения
сельскохозяйственных культур или получения новых продуктов.
Примеры трансгенных растений: Устойчивость к болезням и вредителям, повышение урожайности.
Этические и социальные аспекты: Обсуждение этических вопросов, связанных с генной
инженерией.
Зарождение в 1972 году. В Стэнфордском университете учёные Пол Берг, Стэнли Норман Коэн,
Герберт Бойер и их научная группа внедрили новый ген в бактерию кишечной палочки (E. coli), то
есть создали первую рекомбинантную ДНК.
Разработка техники ПЦР в 1980-х годах. Американский биохимик Кэри Маллис обнаружил
фермент, участвующий в репликации ДНК — ДНК-полимеразу. Этот специфический фермент
считывает отрезки цепи нуклеотидов молекулы и использует их как шаблон для дальнейшего
копирования генетической информации.
Появление первого клонированного млекопитающего в 1996 году. Методом пересадки ядра
соматической клетки в цитоплазму яйцеклетки на свет появилась овца Долли. Это событие стало
революционным в истории развития генной инженерии, потому что впервые стало возможным
серьёзно говорить о создании клонов и выращивании живых организмов на основе молекул.
Создание «золотого риса» в 2000 году. Это первое инженерное растение с повышенной пищевой
ценностью.

5.

Открытия в молекулярной
биологии
Структура и функция генов: Более глубокое понимание регуляции экспрессии генов.
Роль генов в развитии: Понимание роли генов в развитии организма от зиготы до взрослой
особи.
Молекулярные механизмы генетических заболеваний: Понимание, как мутации в генах
вызывают болезни. Удалось найти гены, которые отвечают за такие заболевания, как хорея
Гентингтона, болезнь Альцгеймера, мышечная дистрофия Дюшена, кистозный фиброз и
другие.
1972 год — Пол Берг с коллегами разработал технологию молекулярного клонирования,
учёные получили первую рекомбинантную ДНК in vitro.
1980 год — Мартин Кляйн создал первую трансгенную мышь путём пересадки гена человека
в оплодотворённую яйцеклетку мыши.
1983 год — открыта полимеразная цепная реакция (техника многократного клонирования
коротких цепей ДНК), что позволило синхронно изучать работу многих генов.
1985 год — техника «генетической дактилоскопии» ДНК стала использоваться в мировой
криминалистике.
1988 год — выдан первый патент на генетически модифицированное животное.
1990 год — начало работ по международному проекту «Геном Человека».

6.

Развитие методов
секвенирования
В 1986 году Leroy Hood и его коллеги усовершенствовали метод секвенирования
Сэнгера, используя флуоресцентные метки вместо радиоактивных меток. Это
позволило проводить реакцию секвенирования в одной пробирке вместо четырёх
отдельных реакций. 2
В начале 1990-х годов Harold Swerdlow и его коллеги усовершенствовали метод,
используя капилляры в методе секвенирования ДНК.
Появление ПЦР (середина 1980-х) и автоматизация основных этапов «чтения»
ДНК дали начало методам секвенирования следующего поколения. Платформы
для методов нового поколения основывались на распараллеливании процесса
«чтения» ДНК, и таким образом за один прогон работы секвенатора можно было
определить первичные структуры нескольких участков генома. 3
В 2005 году была коммерциализирована технология пиросеквенирования. В 2006
году — технология Solexa (Illumina) и лигазного секвенирования. В 2010 году —
технология ионного полупроводникового секвенирования (технология PostLight
TM). В 2011 году — первый коммерческий релиз секвенаторов PacBio,
основанных на технологии одномолекулярного SMRT-секвенирования. В 2015
году — начало продаж первых приборов, основанных на секвенировании через
нанопору.

7.

Значение для медицины и
биотехнологий
Диагностика и профилактика генетических заболеваний.
Новые медицинские препараты: Разработка новых медицинских
препаратов на основе генетической информации.
Применение в биотехнологии: Применение генетических знаний
для получения полезных веществ и продуктов (например,
ферментов, гормонов).