Важнейшие открытия в биологии в XX веке

Содержание Введение 1. Ч. Дар вин основатель теории биологической эволюции 2. Ствол овые клетки 3. Прион ы 4. ДНК 5. Клони рование Заклю чение Списо к литературы Прило жение Введение В XIX веке в науке происходили непрерывные революционны е перевороты во всех отраслях естествознания . Благодаря периодической системе элементов, открытой гениальным русским ученым Д .И. Менделеев ым ( 1834 - 1907 ), была доказана внутренн яя связь между всеми известными видами вещества . Таким образом, к рубежу XIX - XX вв . произошли крупные изм енения в основах научного мышления, механистическое мировоззрение исч ерпало себя, что привело классическую науку Нового времени к кризису . Этому способствовали помимо назва нных выше, открытие электрона и радиоактивности . В результате разрешения кризиса произошла новая научная революция, начавшаяся в физике и охватившая все основные отрасли науки, Она связана, прежде всего, с именами П ланка ( 1858 - 1947 ) и А . Эйнштейна ( 1879 - 1955 ), Открытие электрона, радия, превращения химических элементов, создание теории относительности и квантовой теории ознаменовали проры в в область микромира и больших скоростей . Успехи физики оказали влияние на химию . Квантовая теория, объяснив природу химических связей, отк рыла перед наукой и производством широкие возможности химического пре образования вещества ; началось про никновение в механизм наследствен ности, получила развитие генетика, сформировалась хромосомная теория . К середине XX века на одно из первых мест в естествознан ии выдвинулась биология, где совершены такие фундаментальные открытия, как установление молекулярной структуры ДНК Ф . Криком ( род . 19 16 ) и Дж . Уотсоном ( р од . 19 28 ), открытие генетического кода . Наука в настоящее время - это чрезвычайно сложное общественное явление, имеющее многос торонние связи с миром . Ее рассматр ивают с четырех сторон ( как и любое друго е общественное явление - политику, м ораль, право, искусство, религию ): 1 ) с теоретической , где наука - система знаний, форма об щественного сознания ; 2 ) с точки зрения о бщественного разделения труда, где наука - форма деятельности, системой отношений между учеными и научны ми учреждениями ; 3 ) с точки зрения с оциального института ; 4 ) с точки зрения п рактического применения выводов науки со стороны ее общественной роли . В настоящее время научные дисциплины принято подразд елять на три большие группы : естест венные, общественные и технические . Отрас ли науки различаются по своим предметам и методам . В то ж е время резкой грани между ними нет, и ряд научных дисциплин занимает промежуточное междисциплинарное положение , например, биотехнология, радиогеология . Науки подразделяют на фундаментальные и прикладные . Фундаментальные науки познанием з аконов, управляющих поведением и взаимодействием базисных структур пр ироды, общества и мышления . Эти зако ны изучаются в " чистом виде ", поэтому фундаментальные науки иногда называют чист ыми науками . Цель прикладных наук - применение результатов фундаментальных наук для решения не т олько познавательных, но и социально-практических проблем . Создание теоретического задела для прикладных наук о бусловливает, как правило, опережающее развитие фундаментальных наук п о сравнению с прикладными . В соврем енном обществе, в развитых индустриальных странах ведущее место принад лежит именно теоретическому, фундаментальному знанию, и роль его все вре мя повышается . В цикле " фундаментальные исследования - разработки - внед рение " - установка на с окращение сроков движения . Цель работы : изуч ить важнейшие открытия в биологии в XX веке . Задачи работы : рассмотреть Ч . Дарвин основатель теории биологической эволюции ; дать краткую характеристику стволовых клеток ; рассмотреть, что такое прионы ; дать краткую характеристику открытию ДНК ; дать краткую характеристику клонированию . 1 . Ч. Дарвин основатель т еории биологической эволюции Важным источником формирования естественно-научных основ психологии явилось эволюционное учение Чарльза Дарвина ( 1809-1882 ). В 1859 г . в свет выходит его книга " Происх ождение видов путем естественного отбора ", вероятно, самая значительная работа в области биологии вплоть до настоящего времени . В ней Ч . Дарвин устанавливает основные факторы биологической эволюции - изменчиво сть, наследственность и отбор . Согласно Ч . Дарви ну, исходными факторами биологической эволюции являются индивидуальна я, филогенетическая изменчивость и наследование приобретенных в онтог енезе признаков . Однако явления изм енчивости и наследственности еще не объясняют в полной мере действител ьных причин биологической эволюции . Изменчивость сама по себе не несет какой-либо целесообразност и, поскольку происходящие изменения могут быть для организма как полезн ыми, так и вредными . Наследственност ь, в свою очередь, закрепляет и фиксирует лишь то, что доставляет ей изменч ивость . Поэтому стояла задача найти реальную движущую силу биологического прогресса . Такой движущей силой, по мнению Дарвина, выступает меха низм отбора и борьба за существование . Принцип естественного отбора заключается в том, что из массы жи вых форм, нарождающихся в геометрической прогрессии, сохраняются тольк о те, которые оказываются наиболее приспособленными к условиям жизни . Следовательно, отбор предполагает сохранность и накопление таких признаков, которые обеспечивают органи зму выживание и наилучшее существование . Естественный отбор, или сохранение полезных организму призна ков, происходит в борьбе за существование . Она представляет собой сложные внутри - и межвидовые отношения организмов . Борьба организмов за жизнь внутри вида, межвидовая борьба и борьба с неблагоприятными условиями природы - вот факторы, заставляющие организм приобретать и удержива ть только такие признаки, которые необходимы для приспособления к услов иям внешней среды и сохранения жизни . Ващекин Н.П. Кон цепции современного естествознания. - М.: МГУК, 2000. – С. 114 Выяснив факторы биологической эволюции ( изменчивость, наследственность и отбор ), Ч . Дарвин должен был теперь объяснить причины многообразия видов растени й и животных . На основе наблюдений з а животными, живущими в естественных условиях жизни, а также, опираясь на опыты по селекции растений и животных, Ч . Дарвин пришел к выводу, что для выживания организму выгоднее вс его отличаться, а не быть похожим на другое существо : из прогрессивно размножающихся живых форм остаются т олько те, которые более всего различаются, а все промежуточные формы обр ечены на гибель и вымирание . Таким о бразом, ученым впервые было дано научное обоснование эволюции живых орг анизмов во времени и пространстве . Эволюционное учение Дарвина оказало существенное вл ияние на развитие не только всей биологической науки, но и психологии . Прежде всего, теория Ч . Дарвина внесла в психологию генетический принцип, сыгравший и сключительное значение в дальнейшем ее развитии . С генетическим подходом связаны наиболее важные открыти я, которые были сделаны как в психологии, так и в примыкающих к ней науках . Распространение эволюционистских представлений на область сознания ознаменовало сближение психических и органических явлений с точки зрения их реального биологического родс тва . Психология стала заимствовать детерминистские идеи уже не у механики, а у эволюционной биологии, под вл иянием которой был выдвинут ряд важных для психологии проблем, таких как адаптация к среде, филогенетическая обусловленность функций, индивиду альные вариации, роль наследственности, преемственность в развитии меж ду психикой животных и человеческим сознанием, соотношение стру ктуры и функции и др . Был обоснован новый подход в трактовке психических яв лений . Теперь психика животных и чел овека стала выступать как необходимая сторона жизнедеятельности орган изма, обеспечивающая приспособление его к внешним условиям среды . Психические явления рассматривались Ч . Дарвином как орудие приспособлени я организма к среде . Сами приспособи тельные акты, за которыми стоят психические явления, не могут быть понят ы без того, чтобы не учитывать роль внешних физических воздействий и вну тренних анатомо-физиологических условий организма . Тем самым была предложена новая схема детерминистски х отношений между организмом и средой . До Дарвина среда понималась лишь как стимул, который ( по типу соударения механических тел ) производит в телесной организации эффект, с оответствующий ее изначально заданному неизменному устройству . Теперь же среда оказывалась силой, спосо бной не только вызывать, но и видоизменять жизнедеятельность . Еще один важный вклад Дарвина в психологию состоял в т ом, что наряду с преемственностью у животных в строении их тела, он открыл такую же преемственность в их психической организации . Тем самым была обоснована связь психики жив отных и человека . Этим вопросам Ч . Дарвин посвятил две специальные ра боты : " Выражение эмоци й у человека и животных " ( 1872 ) и " Происхожд ение человека и половой отбор " ( 1871 ). В названных трудах он показал наличие общих генетических корней в психических способностях человека и животных . Проницательная наблюдательность п озволила заявить Ч . Дарвину, что чув ства и впечатления, различные эмоции и способности - такие, как любовь, память, внимание, любопытство, подраж ание, рассудок и т.д., которыми гордит ся человек, - могут быть найдены в зач атке, а иногда даже в хорошо развитом состоянии у низших животных . Тем самым были заложены основы сравните льной психологии как отрасл и психологического знани я . Потеев М.И. Концеп ции современного е стествознания. – СПб.: Питер, 1999. – С. 203 Выдвинутые Дарвином положения об изменчивости и насл едственности признаков вскоре были перенесены и на область психически х свойств человека . Через десять лет после выхода книги Ч . Дарвина " Происхождение видов ", его двоюродный брат Ф . Галь тон попытался показать в книге " Наследст венность таланта ", что вариации психичес ких способностей определяются наследственностью . Для доказательства своего основного тезиса Ф . Гальтоном привлекались экспериментальные , статистические и другие методы в изучении индивидуально-психологичес ких различий между людьми . Ч . Дарвин, как подл инный естествоиспытатель, отстаивал объективный подход к изучению пси хических явлений . Все его труды осно вывались только на объективных наблюдениях и эксперименте . Взгляд на психику как на орудие приспособле ния организма к среде естественным образом предполагал включение в обл асть рассмотрения факты приспособительного поведения животных и челов ека, доступные внешнему наблюдению и контролю . Именно это позволило Ч . Дарвину во всей своей исследовательской деятельности широко применять эксперимент и объективное наблюдение при изучении поведения животных и человека . Дубнищева Т.Я. « Концепции современного естествознания».- Новосибирск.: ЮКЕА, 1999. – С. 173 . Таким образом, под влиянием Дарвина изменился сам сти ль психологического мышления . Важн ейшим результатом происшедшего сдвига явилось внедрение объективного , генетического и статистического методов в психологические исследова ния, а также возникновение категории поведения . 2 . С тволовые клетки Открытие стволовых клеток человека стало одним из тр ех самых значительных открытий в биологии, сделанных в XX веке . Два других - установление структуры молекулы ДНК и расшифровка генома чел овека . Однако именно стволовые клет ки стали предметом для многочисленных спекуляций по поводу возможност и их применения в практической медицине уже сегодня . Многочисленные косметологические клиники предлагаю т своим клиентам новую процедуру омоложения с использованием стволовы х клеток самих же клиентов . Более то го, в рекламных объявлениях приводят примеры успешно проведенных проце дур на именитых пациентах . Между тем специалисты в области биотехнологии утверж дают, что им известно всего несколько отработанных технологий клиничес кого применения стволовых клеток человека, выделяемых из костного мозг а и периферической крови для лечения ограниченного числа заболеваний . В биологию термин " ств оловая клетка " ввел русский ученый Алекс андр Максимов в 1908 году в Берлине на съезде гематологического общества . Следующей значительной вехой в исс ледовании этого научного вопроса стало открытие российскими специалис тами Александром Фриденштейном и Иосифом Чертковым в 60 - 70-е годы прошлого века стволовых клеток крови . И по большому счету именно им принадлежит а вторство в создании учения о стволовых клетках . Однако интенсивное развитие этой науки началось с 1998 г ода, когда американские ученые Д . То мпсон и Д . Герхард выделили эмбрион альные стволовые клетки . Итак, что же это за клетки ? Стволовые клетки - это популяц ия так называемых клеток-предшественников, обладающих высоким пролифе ративным ( способностью делиться ) потенциалом и способностью к дифференц ировке - развитию в зрелые, образующие тк ани и органы клетки . Проще говоря, ст воловые клетки - это та основа, из которой развивается весь организм . Так, зар одыш целиком состоит из стволовых клеток, которые начинают постепенно д ифференцироваться в клетки будущих органов и тканей . Таким образом, во взрослом организме стволовых клето к гораздо меньше, чем в новорожденном . А так как они способны преобразовываться в клетки любых органо в и тканей, во взрослом организме они выполняют регенеративную функцию . То есть в случае повреждения какого -нибудь органа стволовые клетки направляются к очагу бедствия и превращ аются в клетки больного органа, способствуя его восстановлению . Именно это свойство стволовых клеток легло в основу разработки методов их применения в терапевтических целях . Стволовые клетки делятся на эмбриональные и соматиче ские . Эмбриональные выделяют соотв етственно из эмбриона на ранней стадии его развития . Соматические стволовые клетки - это клетки взрослого организма, которые присутствуют в основн ом в костном мозге, а также в периферической крови ( крови, циркулирующей в организме ) и в небольших количествах во всех органах и тканях . Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопиче ский подход к сложным системам. - М., 2000. – С. 87 . Понятно, что лечение с использованием стволовых клет ок в первую очередь сводится к их трансплантации . А значит, нужно определить основной источник стволовых кл еток и способ их получения . Основные источники клеток-предшественников - фетальный материал ( абортный ), пуповинная кро вь, а также костный мозг и периферическая кровь . Использование фетального материала - один из самых сложных путей, прежде всего по этическим сооб ражениям . Другое дело кровь пуповин ная - это едва ли не самый богатый источни к стволовых клеток . Однако их после дующая пересадка пациентам сопряжена со множеством проблем, главная из которых - совместимость донора и реципие нта . В настоящее время этот метод официа льно применяют только для лечения весьма ограниченного числа болезней . Речь идет о трансплантации гемопоэ тических ( кроветворных ) стволовых клеток в терапии онкогематологи ческих и гематологических заболеваний . Другими словами, злокачественных и доброкачественных заболе ваний крови . Сейчас одним из основных показаний к применению ство ловых клеток служит состояние больного после лучевой или химиотерапии . 3 . П рионы Одно из величайших открытий генетиков оказалось мало замеченным мировой прессой . Заверш ена титаническая работа ведущих ученых мира по расшифровке генома чело века - теперь нам известно химическ ое строение всех наших генов . Но сен сации почему-то не произошло . Оказа лось, что в генах записана далеко не вся информация, необходимая для норм ального роста и развития человеческого организма . Хотя расшифровано около 100 000 генов, реально " работает " в орга низме человека только одна треть . П очему это происходит, пока неизвестно, но зато хорошо известно, что химич еская структура генов кодирует, в основном, химическое строение белков, из которых построен наш организм . Н о где записана информация о пространственной организации нашего тела, х арактере и способностях человека, наука пока не знает . Ученые еще раз убедились в том, что эмпирическое, матер иальное познание человеком Премудрости Божией есть процесс бесконечны й . Второе крупнейшее открытие биологии XX века - прионы . Обнаруживший их американский биохимик Стэнли Прузинер в 1997 год у был заслуженно удостоен Нобелевской премии . Дело в том, что белковые молекулы в живых организмах имеют т ри уровня пространственной структуры . Два первых - это первичная и вторичная спираль, напоминающие двойную спираль электролампы . Третичная же структура - это сложнейшая, внешне напоминающая клубок , объемная пространственная конфигурация этой двухуровневой спирали . От третичной структуры напрямую за висят важнейшие функции, которые выполняет белок в живой клетке и органи зме в целом . Открытие С . Прузи нера заставило ученых говорить о новом типе наследственности - прионной, белковой наследственности, т.е. передача информации может происходи ть не только через химическую структуру генов . В настоящее время существование такой наследственности д оказано как отечественными, так и зарубежными учеными . Для нас особенно важно, что здесь наблюдает ся передача от белка к белку структурной, трехмерной информации, в котор ой может кодироваться пространственная организация живых организмов ( строение нашего тела, индивидуальные ан атомические особенности разных людей, народов и рас ). Гораздо более древнее открытие человечества - телегония . Впервые с этим явлением столкнулись животноводы-селекционер ы . Они быстро убедились, что для сохр анения породы самое главное - убере чь породистых животных от случайного скрещивания, поскольку даже если з ачатия при этом и не произошло, такая самка в будущем чистой породы уже ни когда не даст . То есть каким-то образ ом происходит передача наследственной информации, которая включается в наследственный аппарат самки, и ее последующее потомство формируется уже на основе этой испорченной " чужаком " наследственности . Капиц а С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего.- М.,2001. – С. 86 . Яркий пример - про веденные еще в первой половине XX века опыты по скрещиванию породистых ло шадей с более выносливыми копытными животными - зебрами . Когда после р яда неудачных скрещиваний с зебрами-самцами кобыл вновь перевели на кон езаводы, то у них от породистых жеребцов стали рождаться жеребята с окра сом, повторяющим вертикальные полосы зебры, чего у нормальных лошадей ни когда не наблюдалось . И второй пример, совсем свежий . 19 57 год, Москва . Всемирный фе стиваль молодежи и студентов . Этот праздник - " апофеоз сво боды и любви " - закончи лся для некоторых наших любительниц " афр иканских страстей " рождением чернокожи х детей, а для тех, кто ухитрился, так сказать, обойтись " без последствий ", такие " последствия " наступили у их сыновей и дочек . Да-да, именно у их белых детей, рожденных в законном браке от бел ых мужей, вдруг стали рождаться черные дети ! Значит, не так уж глупы были наши предки, хранившие честь своих д очерей и говорившие : " Ч естной дом - дороже жисти !". Да и молодцам беспутная жизнь впрок явно не идет . Такие люди редко могут похвастатьс я здоровьем и долголетием . Механизм этого загадочного явления был необъясним с точки зрения классической генетики XX века, но теперь, зная о существовани и прионной наследственности, можно по-новому взглянуть на эту проблему . Как не воскликнуть вослед гению рус ской науки Михаилу Васильевичу Ломоносову : " Сама природа благовествует нам Евангелие Божие !" Сохранение целомудрия - прочный фундамент семейного счастья и долголетия . Милостивый Господь всё премудро устроил дл я нашего блага, заложив в организм человека мощнейшие физиологические и психологические механизмы создания благословленного Им союза мужа и ж ены - прочной и здоровой " плоти единой ". От нас требуется только хранить целомудрие и исполнять заповеди, данные Го сподом нашим Иисусом Христом и Его апостолами . 4 . ДНК После публикац ии Дж . Уотсоном и Ф . Криком в 1953 году модели дезоксирибонуклеино вой кислоты ( ДНК ) прошло более 5 0 лет . Это открытие определило развитие биол огии второй половины XX века . Вопрос о том, что и как записано в ДНК, ускорил расшифровку генетического кода . Осознание того, что гены - это ДНК, универсальный носитель генетической информа ции, привело к появлению генной инженерии . Сегодня уже студенты университетов расшифровывают чередован ие нуклеотидов в ДНК, соединяют гены разных организмов, переносят их меж ду видами, родами и значительно более удаленными таксонами . На базе генной инженерии возникла биотехно логия, которую известный фантаст С . Лем определил как использование закономерностей биогенеза в производс тве . Вспомним, что говорил о природе генов В .Л. Иоганнсен, человек, который в 1909 году дал само имя гена : " Свойства организмов обусловливаются особыми, при известных обстоятельствах отделимыми дру г от друга и в силу этого до известной степени самостоятельными единицам и или элементами в половых клетках , которые мы называе м генами . С тех пор ситуация существенно изменилась . Мы убедились, что, кроме атомов и молекул, в к летке ничего нет . И подчиняется она тем же физическим закономерностям, что и неживые объекты, в чем смогли уб едиться физики, устремившиеся в биологию в 40-х годах именно в поисках каки х-то принципиально новых, неизве стных физике законов природы . Все реакции клеточного мет аболизма осуществляются под контролем биокатализаторов - ферментов, структура которых записана в ДНК генов . Передается эта запись в цепи переноса информации ДНК РНК БЕЛОК . Сначала информация, записанная в виде чередования де зоксирибонуклеотидов на одной из двух комплементарных цепей в ДНК гена, переписывается на одноцепочечную молекулу информационной рибонуклеи новой кислоты – иРНК ( она же мРНК от англ . messenger - переносчик ). Это процесс транскрипции . На следующем этапе по матрице иРНК строится последовательнос ть аминокислотных остатков полипептида . Тем самым создается первичная структура будущей молекулы бел ка . Это процесс трансляции . Первичная структура определяет способ скл адывания молекулы белка и тем самым определяет ее ферментативную или ка кую-либо иную, например структурную или регуляторную, функцию . Эти представления зародились в начале 40-х годов, когда Дж . Бидл и Э . Тейтум выдвинули свой знаменитый лозунг " Один ген - один фермент " [ 4 ]. Он, подобно политическим лозунгам, разделил научное сообще ство на сторонников и противников высказанной гипотезы о равенстве чис ла генов и числа ферментов в клетке . Аргументами в возникшей дискуссии служили факты, полученные при разраб отке так называемых систем ген-фермент, в которых изучали мутации генов, определяли их расположение внутри генов и учитывали изменения фермент ов, кодируемых этими генами : замены аминокислотных остатков в их полипептидных цепях, их влияние на фермент ативную активность и т.д. Теперь мы з наем, что один фермент может быть закодирован в нескольких генах, если он состоит из разных субъединиц, то есть из разных полипептидных цепей . Знаем, что есть гены, которые вообще не к одируют полипептидов . Это гены, код ирующие транспортные РНК ( тРНК ) или рибосомные РНК ( рРНК ), участвующие в синте зе белка . В своей первоначальной форме принцип " Один ген - один фермент " представляет скорее исторический инте рес, однако заслуживает памятника, поскольку он стимулировал создание ц елой научной области - сравнительной мол екулярной биологии гена, в которой гены - единицы наследственной информации фигурируют как самостоятельные пре дметы исследования . Кроме того, разработка многочисленных систем ген-фер мент помогла сформулировать вопрос : что и как записано в генетическом коде ? На этот вопрос в общей форме ответил Ф . Крик со своими коллегами в 1961 году . Оказалось, что код триплете н - каждая кодирующая единица-кодон сост оит из трех нуклеотидов . В каждом ге не триплеты считываются с фиксированной точки, в одном направлении и без запятых, то есть кодоны ничем не отделены друг от друга . Последовательность кодонов определяет по следовательность аминокислотных остатков в полипептидах . Таким образом, вследствие специфической организации генетического кода кодонам-нонсенсам отводится особая роль - терминаторов трансляции . Поэтому, возникая мутационным путем, они, как и мутации тип а сдвиг рамки считывания, проявляются значительно чаще и четче, чем мута ции-миссенсы, изменяющие смысл кодонов . Капица С.П., Курд юмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего.- М.,2001. – С. 97 . Нонсенсы и сдвиги считывания часто встречаются в так называемых псевдогенах, которые были открыты в начале 80-х годов в результ ате изучения нуклеотидных последовательностей в геномах высших эукари от . Псевдогены очень похожи на обыч ные гены, но их проявление надежно " запер то " четко проявляющимися мутациями : сдвигами считывания и нонсенсами . Псевдогены представляют собой резерв эволюционного процесса . Их фрагмен ты используются при возникновении новых генов . 5 . К лонирование Подобно тому, как в конце XIX века открытия физики рентге новских лучей и радиоактивности стимулировали развитие естествознани я следующего века, так и достижения молекулярной биологии конца XX века оп ределит, по-видимому, дальнейшие пути развития человечества . На чем основано это убеждение автора ? Клонирование - э то не экзотика . Кл он ( от греч . klon - ветвь, побег, отпрыск ), ряд следующих друг за другом поколений наследственно однородных организмом ( и ли отдельных клеток в культурах ), об разующихся в результате бесполого или вегетативного размножения от од ного общего предка . Примером клона могут быть все сорта плодовых растений - груш, яблонь и др ., полученн ые в результате размножения черенками, отводками, прививками, а также це лые растения, выращенные из одной клетки . Однако в результате происходящих в пределах клона мутаций ген отипическая однородность его относительна . У вегетативно размножаемых культурных растений ( например, картофеля ) часто сорта представляют собой отдельные клоны . Таким образом, Вы все в процессе клонирован ия уже участвовали ( при посадке картофел я ). Кроме того, первый " клонировщик " - Господь Бог . Вспомните ребро Адама, и что из э того получилось ? Теломера, теломераза, рак и старение // Биохимия. 1997. Т. 62. № 11. Теломераза. http://ixs.nm.ru/telomer.htm Клонирование животных, искусственное получение гене тически идентичных организмов с помощью экспериментальных манипуляци й с яйцеклетками ( ооцитами ) и ядрами соматических клеток животных in vitro ( в стекле, т . е в пробирке ) и in vivo ( на живом организме ), подобно тому, как в природе появляются однояйцовые близнецы . Клонирование животных достигаетс я в результате переноса ядра из дифференцированной клетки в неоплодотв оренную яйцеклетку, у которой удалено собственное ядро, с последующей пе ресадкой реконструированной яйцеклетки в яйцевод приемной матери . Богданов А.А. Теломеры и теломераза / А.А. Богданов // Со росовский образовательны й журнал. 1998. № 12. С. 12-18. В конечном виде проблема клонирования животных была решена группой Яна Вильмута ( Wilmut ) в 1997, когда родилась овца по имени Долли - первое животное, полученное из ядра взрослой соматической клетки . В дальнейшем б ыли проведены успешные эксперименты по клонированию различных млекопи тающих с использованием ядер, взятых из взрослых соматических клеток жи вотных ( мышь, коза, свинья, корова ). Появление технологии клонирования животных вызвало не только большой научный интерес, но и привлекло внимание крупных компа ний и финансового бизнеса во многих странах . В целом технология клонирования животных еще находит ся в стадии развития . У большого чис ла полученных таким образом организмов наблюдаются различные патологи и, приводящие к внутриутробной гибели или гибели сразу после рождения . Доля удачных опытов составляет 0,3-0,5 %. Клонирование - б ольшая этическая проблема . В большом числе стран использование данной технологии примен ительно к человеку официально запрещено и преследуется по закону ( США, Франция, Германия, Япония ), причем во Франции, например, за эксперимент ы по клонированию человека предусмотрено тюремное заключение сроком д о 20 лет . Интеллект человека клонировать нельзя . Опять возникает проблема тела и " души живой ". Клонирование д олжно способствова ть изучению проблем развития и старения организмов, лечения рака . В медицине представляется перспективн ой клеточная терапия на базе использования клонированных клеток . Такие клетки должны компенсировать нед остаток и дефект собственных клеток организма и, главное, не будут оттор гаться при трансплантации . Техноло гия клонирования животных позволит, по-видимому, осуществлять и широком асштабную ксенотрансплантацию органов, т.е. замену отдельных органов человека на соответствующие клонир ованные органы . Дымшиц Г.М. Теломераза не лекарство от с тарости, а фермент, решающий «проблему концевой репликации ДНК». http://www.bionet.nsc.ru/ICIG/CHM/lection/dimshits/dimshits.htm Заключение Один из старинных девизов гласит : “знание есть сила” Наука делает человека могуществен ным перед силами природы . Великие н аучные открытия ( и тесно связанные с ним и технические изобретения ) всегда о казывали колоссальное ( и подчас соверше нно неожиданное ) воздействие на суд ьбы человеческой истории . Такими от крытиями были, например, открытия в ХVII в . законов механики, позволившие создать всю машинную технологи ю цивилизации ; открытие в ХIХ в . электромагнитного поля и создание элек тротехники, радиотехники, а затем и радиоэлектроники ; создание в ХХ в, теории атомного ядра, а вслед за ним - открытие средств высвобождения ядерн ой энергии ; раскрытие в середине ХХ в . молекулярной биологией природы н аследственности ( структуры ДНК ) и открывшиеся вслед возможности генной инж енерии по управлению наследственностью ; и др . Большая часть соврем енной материальной цивилизации была бы невозможна без участия в ее созд ании научных теорий, научно-конструкторских разработок, предсказанных наукой технологий и др . Биология в XX в . пер еходит от стадии описательной науки к теоретической и экспериментальн ой . Как развитие экспериментов и гипотез о наследственности Г . Менделя ( 1822-1884 ), в первой трети XX в . возникает мощное течение, получившее на звание генетика , судьба которой ока залась довольно драматичной в СССР . Трагична была и судьба ее лидера , Н .И. Вавилова ( 1887-1943 ), - автора теории гомологических рядов . После серии великих открытий второй полови ны XX в . носителей и кодов наследствен ности РНК и ДНК, биология вышла на молекулярный уровень изучения своих о бъектов и явлений, она приобрела черты физико-химической биологии . В последней трети XX в . усиливается развитие концепции эволюционной биологи и, что, в принципе, делает реальной возможность осуществления глобальног о эволюционного синтеза . Список литерат уры 1 . Богданов А .А. Теломеры и тел омераза / А .А. Богданов // Соросовский образовательный журнал . 19 98 . № 12 . С .1 2-18 . 2 . Ващекин Н .П. Концепции современного естествознания . - М .: МГУК, 2000 . 3 . Дубнищева Т .Я. " Концепции современного естествознания ". - Новосибирск .: ЮКЕА, 1999 . 4 . Дымшиц Г .М. Теломераза не лекарство от старости, а ферм ент, решающий " проблему концевой реплика ции ДНК ". http://www. bionet . nsc .ru /ICIG/CHM/lection/dimshits/dimshits . htm 5 . Капица С .П., Курдюмов С .П., Малинецкий Г .Г. Синергетика и п рогнозы будущего . - М ., 20 01 . 6 . Потеев М .И. Концеп ции современного е стествознания . - СПб .: Питер, 1999 . 7 . Теломера, телом ераза, рак и старение // Биохимия . 19 97 . Т .6 2 . № 11 . Теломераза . http:// ixs . nm .ru /telomer . htm 8 . Хакен Г . Информация и самоорганизация . Макроскопический подход к сложным системам . - М ., 20 00 . П риложение Дата Описание открыти я Автор 1900 Описана система групп крови человека АВО . Начало переливания крови К . Ландштейнер 1900 Вторичное открытие законов наследственности К . Корренс, Э . Чермак, Г . де Фриз 1900-1901 Сформулировано представление об условно-рефлекторной де ятельности коры головного мозга И .П. Па влов 1901-1903 Создание мутационной теории Г . де Фриз 1902 Показана справедливость законов генетики для человека Гэррод 1902-1907 Высказано предположение о том, что наследственные зад атки ( гены ) расположены в хромосомах У . Сеттон, Т . Бовери независи мо друг от друга 1902 Сформулирована идея о способности отдельной соматичес кой клетки растения давать начало целому организму Г . Хаберландт 1903 Установлена космическая роль растений К .А. Тимирязев 1906 Начато использование дрозофилы в качестве модели в ген етических экспериментах 1906 Первая пересадка трупной роговицы 1908 Сформулирован закон распределения аллельных генов в попул яциях Г . Харди, В . Вайнберг 1910 Доказано единство процессов брожения и дыхания С .П. Костычев 1910 Сформулирована теория макроэволюции А .Н. Северцов 1911 Сформулирована хромосомная теория наследственности Т . Морган 1915 Описаны бактериофаги Ф . Туорт 1920 Открыта нейросекреция О . Леви 1920 Сформулирован закон гомологических рядов наследствен ной изменчивости Н .И. Вавилов 1921 Открыто влияние одной части зародыша на другую и выяснена р оль этого явления в детерминации частей развивающегося эмбриона Г . Шпеман 1923 Охаратеризован фотосинтез как окислительно-восстановите льная реакция Т . Тунберг 1924 Опубликована естественнонаучная теория происхождения жи зни на Земле А .И. Опарин 1926 Заложены основы синтетической теории эволюции С .С. Четвериков 1926 Экспериментально получены мутации при помощи рентгеновск их лучей Г . Дж . Меллер 1926 Опубликован труд " Биосф ера " В .И. Вернадский 1928 Открыты фитонциды Б .П. Токин 1929 Выделен природный пенециллин А . Флеминг 1931 Сконструирован электронный микроскоп Е . Руске, М . Кноль 1933 Выделены и охарактеризованы ауксины растений Ф . Кегель 1937 Описан цикл превращений органических кислот Г .А. Кребс 1939 Сформулирована теория природной очаговости трансмисс ивных ( передающихся членистоногими ) болезней, в частности энцефалита Е .Н. Павловский 1940 Получен химически чистый антибиотик пенициллин Г . Флори, Э . Чейн 1940 Разработана теория биогеоценозов В .Н. Сукачев 1940 Обнаружен антиген резус-фактор в крови у макаки-резус К . Ландштейнер 1941 Экспериментально доказано, что синтез факторов роста конт ролируется генами Д . Бидл, Э . Татум 1941 Экспериментально доказано, что источником кислорода при ф отосинтезе является вода А .П. Виноград ов, М .В. Тайц, Э . Рубен 1943 Доказано существование спонтанных мутаций С . Лурия, М . Дельбрюк 1944 Доказано, что изолированная ДНК встраивается в геном ба ктерии, изменяя ее фенотип О . Эвери , М . МакКарти, С . Маклеод 1944 Сформулировано учение о девастации ( истреблении ) гельминт ов К .И. Скрябин 1945 Открыта ЭПС К . Портер 1945 Доказана иммунологическая природа отторжения тканей и орг анов при трансплантации П . Медава р 1946 Открыта система рекомбинаций у бактерий Д . Ледерберг, Э . Татум 1948 Обосновано единство принципов управления в кибернетич еских системах и живых организмах Н . Винер 1952 Окончательно доказана генетическая роль ДНК А . Херши, М . Чейз 1952 Открытфы мигрирующие генетические элементы раститель ных клеток В . Мак-Клинток 1953 Сформулированы представления и создана модель структуры Д НК Д . Уотсон, Ф . Крик 1954 Сформулирована идея о триплетности генетического кода Г .А. Гамов 1955 Открыты рибосомы Дж . Палладе 1956 Установлено, что диплоидный набор хромосом человека со держит 46 хромосом Тио и Леван 1957 Запущен второй искусственный спутник Земли с собакой Л айкой на борту 1959 Установлено, что причиной синдрома Дауна является трис омия по 21-й паре хромосом Лежен 1960 Синтезирован хлорофилл Р . Вудворд 1960 Установлена возможность гибридизации соматических кл еток Г . Барский 1961-1964 Установлены основные свойства генетического кода С . Бреннер, Ф . Крик, Л . Барнет, Р . Уотсон-Тобин 1961 Начато клонирование животных Л . Гердон 1962 Сформулированы представления о регуляции активности г енов специальными генами-операторами Ф . Жакоб, Ж . Моно 1964 Подтверждение линейного соответствия генов и белков бакте рий Ч . Яновский 1964 Открыты транспозируемые генетические элементы микроорга низмов Э . Кондо, С . Митсухаши 1967 Расшифрована последовательность нуклеотидов тРНК А .А. Баев 1967 Первая пересадка сердца и печени 1968 Осуществлен химический синтез гена Х . Корана 1970 Осуществлено искусственное слияние протопластов клет ок Пауэр 1970 Открыта обратная транскрипция Х . Темин, Д . Балтимор е 1972 Получена первая рекомбинантная ДНК П . Берг 1974 Пересадка гена лягушки в бактериальную клетку . Начало генной инженерии С . Коэн, Г . Бойер 1975 Получены гибридомы - со матические гибридные клетки, способные к синтезу антител желаемой спец ифичности Ц . Мильштейн, Г . Кехлер 1976 Создана первая биотехнологическая компания Genetech ; начало пересадки генов человека в клетки ми кроорганизмов для промышленного получения инсулина, интерферона и др . белков 1980 Создана превая трансгенная мышь путем пересадки гена чело века в оплодотворенную яйцеклетку мыши М . Кляйн 1982 Показана возможность изменения фенотипа млекопитающи х с помощью рекомбинантных молекул ДНК Р . Полмитер, Р . Бринстер 1983 Открыта полимеразная цепная реакция ( техника многократного клонирования коротких цепей ДНК ) - стало возможным синхронно изучать работу многих генов 1985 Техника " генетической д актилоскопии " ДНК стала использоваться в мировой криминалистике 1985 Первые пересадки фетальной нервной ткани для лечения б олезни Паркинсона 1988 Выдан первый патент на генетически модифицированное жи вотное 1990 Начало работ по международному проекту Геном Человека 1992 Клонировано первое млекопитающее - овца по кличке Долли ; з атем последовали удачные эксперименты по клонированию мышей и других м лекопитающих И . Уилмут 1997-1998 Изолирование эмбриональных стволовых клеток человека в виде бессмертных линий 1998 Создание методов одновременной регистрации активност и 1000-2000 генов в геноме человека и млекопитающих 1999-2000 Полная расшифровка генома 10 бактерий, дрожжей . Идентификация и установление расположени я половины генов в хромосомах человека