Современная генетика

f?tului. Din aceast? cauz? atвt la femei, cвt ?i la b?rba?i deseori se

formeaz? game?i de valoare genetic? incomplet?.

Agen?ii mutageni de origine fizic? ?i chimic? provoac? modificarea

genelor, cromozomilor ?i a unor оntregi genomi atвt оn celulele sexuale,

precum ?i оn celulele somatice. Din cauza tulbur?rilor aparatului genetic

al celulelor sexuale, ele о?i pierd vitalitatea ?i nu pot participa la

fecundare sau produc zigo?i, embrioni ?i fe?i de valoare incomplet?, cu

vitalitate sc?zut?, care sunt elimina?i la diferite etape de embriogenez?

?i dezvoltare postembrionar?. Dac? muta?iile nu exercit? nici o influen??

asupra vitalit??ii, ele conduc la dezvoltarea bolilor ereditare care au

forme diferite ?i care, luate оn ansamblu, creeaz? a?a-zisa povar?

muta?ional? sau genetic? (ereditar?) оn popula?iile omului.

Оn unele ??ri s-a f?cut o statistica foarte trist?. Оn SUA, de exemplu,

numai jum?tate din 5–10 milioane de gravidit??i ating maturitatea, cealalt?

jum?tate se sfвr?esc cu pieirea embrionilor оn etapele precoce de

dezvoltare. Din 3,2 milioane de embrioni, care au atins vвrsta de 20 de

s?pt?mвni, 40 de mii pier, f?r? a dovedi s? se nasc?. Tot atв?ia prunci mor

оn prima lun? dup? na?tere din cauza unor defecte, alte 40 de mii r?mвn оn

via??, avвnd vicii congenitale, care uneori pot fi tratate. Оn fiecare an

se nasc aproximativ 90 mii de copii deficien?i mintal ?i 150 de mii care

vor оnv??a cu greu.

Care sunt cauzele acestor nenorociri? Principala se con?ine оn genele ?i

cromozomii defecta?i care se transmit prin ereditate. Fiecare om care pare

s?n?tos are оn aparatul cromozomic al celulelor sale cel pu?in 12 gene

defectate, care pвn? la un anumit timp nu se manifest?, deoarece se afl? оn

stare heterozigot?. Оns? atunci cвnd aceste gene recisive mutante sunt

introduse оn zigotul simultan ?i de gameta masculin? ?i de gameta feminin?,

ele trec оn stare homozigot? ?i conduc la dezvoltarea unei boli ereditare.

?tiin?a cunoa?te peste 2000 de boli ereditare ale omului ce ?in de

muta?iile unor gene aparte ?i aproape 500 de boli, ce ?in de tulburarea

structurii sau num?rului cromozomilor. Ele, independent de voin?a noastr?,

se transmit genera?iilor viitoare, dac? medicina nu va interveni la etapa

embrionar? de dezvoltare a acestor boli.

Prezint? interes urm?toarele date. Frecven?a muta?iilor cromozomice la

avorturile medicale (cu scopul regl?rii natalit??ii) nu dep??e?te 2%, la

avorturile spontane ea constituie 20–25%. Оn primele 10 s?pt?mвni de

graviditate ea atinge 50%, iar la 6 s?pt?mвni – 70%. Aceste date

demonstreaz? c? dac? оn garnitura cromozomic? a embrionilor intervin mai

multe tulbur?ri, atunci fe?ii sunt elimina?i mai repede. De aceea putem

presupune c? majoritatea absolut? a zigo?ilor cu tulbur?ri mai complicate

ale cromozomilor este eliminat? imediat dup? ce a fost conceput? sau оn

cele dou?-trei s?pt?mвni ce urmeaz? dup? ea. Ei scap? din cвmpul de vedere

al medicilor ?i nu sunt examina?i de c?tre ace?tia.

A?a dar, pieirea intrauterin? a game?ilor, zigo?ilor ?i embrionilor de

valoare genetic? incomplet? constituie un mecanism de selec?ie la om. Dac?

n-ar exista ac?iunea de eliminare a selec?iei naturale la etapa embrionar?

de dezvoltare, num?rul bolilor ereditare ar fi foarte mare. Acesta e rolul

profilactic al selec?iei embrionare.

Sunt descrise multe boli, care se transmit stabil prin ereditate. Printre

ele cit?m – surdomu?ia, podagra, ?izofrenia, hemofilia, daltonismul,

albinismul (pielea ?i p?rul sunt incolore, ochii trandafirii), boala

oaselor de marmor? (fragilitatea oaselor), unele forme de diabet,

оnc?run?irea ?i chelia ?. a.

Faptul c? unele boli se transmit prin ereditate se cuno?tea demult.

Astfel оn 1716 lui Edvar Lambert, fiu al unor p?rin?i s?n?to?i, a оnceput a

i se оntuneca repede pielea ?i apoi s-a acoperit cu solzi?ori. Edvar a avut

6 fii, care au avut ?i ei piele de porc ghimpos. Acest semn s-a repetat la

?ase genera?ii posterioare de b?ie?i. Istoria cunoa?te cazuri de

transmitere prin ereditate a cecit??ii nocturne congenitale, care au

mo?tenit-o 134 de urma?i ai unui neam de elit? pe parcursul mai multor

genera?ii.

Regii germani din dinastia Habsburgic?, care au cвrmuit оntre anii

1273–1918, la оnceput оn Sfвntul Imperiu roman, apoi оn Spania, Austria ?i,

оn sfвr?it, оn Austro-Ungaria, aveau falca de jos proeminent? ?i buza de

jos deformat? оn mod specific. Mo?tenirea acestor caractere s-a studiat

foarte am?nun?it, rezultatele au fost publicate оmpreun? cu portretele

istorice de Academia imperial?, care se afla sub auspiciile familiei

Habsburgilor. Dac? privim portretul unui membru al familiei din secolul XIV

?i portretul unui urma? din secolul XIX, vom vedea c? acest semn, buza

habsburgic?, se transmitea din genera?ie оn genera?ie ?i se reproducea cu

exactitate.

Articula?iile, oasele, cartilagiile, ligamentele con?in ni?te glucide

numite mucopolizaharide. Dac? metabolismul lor este tulburat, copiii r?mвn

оn dezvoltarea lor intelectual? ?i fizic?. Cre?terea lor оncetine?te brusc,

li se deformeaz? cutia toracic? ?i membrele, deseori le cre?te un gheb. Se

presupune c? Nicollo Paganini a suferit de o astfel de boal?.

Geneticiienii contemporani au g?sit explica?ia оnf??i??rii bizare a

marelui violonist. Fa?a lui palid?, ochii enoftalmici, degetele

supraelastice ?i extrem de lungi – ele toate sunt caracteristice pentru

sindromul Marfan – o boal? ereditar?, descris? pentru prima dat? peste 56

de ani dup? moartea lui Paganini. Virtuozitatea interpret?rii lui Paganini

se explica prin structura neobi?nuit? a degetelor. Bineоn?eles, plus

talentul s?u muzical.

Оn anul 1866 neuropatologul englez L. Down a descris pentru prima dat? o

boal? congenital?, care afecta оn mediu unul din 600 de prunci. Copiii

bolnavi erau indolen?i, cu limba groas?, stвngace, cu nasul turtit, cu fa?a

palpebral? оngust?. Deseori sufereau de leziuni valvulare cardiace

congenitale ?i оntotdeauna erau deficien?i mintal. Mul?i dintre ei

alc?tuiau contingentul spitalelor de psihiatrie. Aceast? boal? a fost

numit? boala lui Down, mo?tenind numele medicului care a descris-o.

Adev?rata ei cauz?, оns?, a fost descoperit? de savantul francez J. Legen.

El a studiat la microscop multe celule luate de la copiii bolnavi ?i a

descoperit c? ele оn loc de 46 de cromozomi au 47. Cromozomul de prisos se

afl? оn perechea 21. De aceea aceast? tulburare mai poart? numele ?i de

trizomia-21. Odat? cu оnaintarea оn vвrst? a mamei, spore?te pericolul

na?terii unor astfel de copii. La femeile оntre 19–21 ani un «daun» se

na?te la 2500 de copii, iar la femeile de 45 de ani – unul la 40.

Bolnavii cu sindromul «daun» tr?iesc cвteva zeci de ani. Tratamentul este

ineficient. Uneori ei pot fi оnv??a?i s? citeasc? ?i s? scrie.

O alt? boal? cromozomic? este sindromul Edvards, provocat? de

neconcordan?a cromozomilor оn perechea 18. El este оntotdeauna mortal.

Copiii mor peste cвteva luni de la na?tere. Ei au ochi mici, urechile

dispuse neregulat, sternul scurt, le lipse?te gвtul, au defecte la degete

?. a. Feti?e cu sindromul Edvards se nasc de dou? ori mai des decвt

b?ie?ei. Ca ?i оn cazul trizomiei-21, trizomia-18 depinde de vвrsta mamei:

cu cвt mama este mai оn vвrst?, cu atвt este mai posibil? neconcordan?a

perechii a 18-ea a cromozomilor.

«Sindromul Patau» este numit trizomia-13 (lipsa de concordan?? оn

perechea 13 de cromozomi). Оn cazul acestei boli la copii nu se sudeaz?

buza de sus cu bolta palatin? de sus. Оn popor aceast? anomalie se nume?te

«buza de iepure». Ea este оnso?it? de leziunea valvular? cardiac?

congenital? ?i pruncii pot avea ?ase degete. Copiii cu trizomia-13 se nasc

cu o mic? mas? a corpului (mai pu?in de 2,5 kg) ?i mor, de regul?, оn

primele luni ale vie?ii.

Am adus exemple de boli genice ?i cromozomice, care formeaz? povara

genetic? a umanit??ii. Men?ion?m c? ereditatea s?n?toas? serve?te drept

baz? a form?rii personalit??ii multilateral dezvoltate. Ereditatea

patologic? dimpotriv?, devine o povar? pentru societate, familie ?i pentru

bolnav. De aceea grija pentru ereditatea f?r? anomalii a omului trebuie s?

devin? o sarcin? comun? a tuturor oamenilor: de stat, savan?i, medici din

оntreaga lume.

Politica consecvent? cu privire la prevenirea catastrofei nucleare,

lichidarea armelor chimice, biologice ?i a altor arme reflect? n?zuin?ele

tuturor oamenilor de a men?ine via?a pe mica noastr? planet? ?i ereditatea

s?n?toas? ne оntregul glob p?mвntesc. Mai sunt vii оn amintirea noastr?

evenimentele ce au demonstrat uria?a for?? de distrugere a radia?iei

nucleare. Dup? exploziile din august 1945 a bombelor atomice оn Japonia

18,7% din femeile gravide nu au mai devenit mame din cauza avorturilor,

23,3% au n?scut copii mor?i, 26% din prunci au murit curвnd dup? na?tere

din cauza leziunilor provocate de radia?ie. Chiar acum, dup? atв?ia ani,

la Herosima continu? s? moar? mul?i oameni din cauza iradierii bunicilor

lor. Consecin?e la fel de triste provoac? folosirea armei chimice. Avia?ia

american? a aruncat deasupra Vietnamului ?i a raioanelor оnvecinate ale

Campuciei mii de tone de armament chimic, numit «substan?? portocalie».

Reprezentan?ii oficiali ai Pentagonului ?tiau, desigur, c? acest preparat,

folosit, chipurile, numai pentru nimicirea frunzelor din p?duri, pentru a

descoperi partizanii, poate provoca multe boli. Utilizarea de c?tre armata

american? a substan?elor chimice toxice se resimte ?i acum, consecin?ele

lor au afectat cвteva genera?ii de vietnamezi.

Defoliantul care con?inea una dintre cele mai toxice substan?e, dioxina,

nu i-a cru?at nici pe solda?ii americani. Оn lista jertfelor lui se оnscriu

20 mii de veterani ai r?zboiului american, care sufer? оn urma aplic?rii de

c?tre ei a acestei toxine. ?i aceast? lista continu? s? sporeasc?. Pentru

ei ?i membrii familiilor lor intoxicarea cu «substan?? portocalie» a

devenit cauza оmboln?virii de cancer a ficatului, pierderii echilibrului

psihic, avorturilor la femei, na?terea unor copii anormali.

Serviciile medicale din ?ara noastr? lucreaz? mult оn aceast? direc?ie,

оn scopul prevenirii bolilor ereditare. Au fost deschise ?i func?ioneaz?

cabinete consultative ?i sec?ii de genetic? medical?. Medicina genetic? nu

dispune оnc? de mijloace efective pentru tratamentul multor boli ereditare,

dar оn viitorul apropiat, pe m?sura dezvolt?rii metodelor ingineriei

genice, vor apare noi posibilit??i de terapie genetic? a bolilor ereditare.

Оn continuare vom relata unele realiz?ri ale ingineriei genetice оn

domeniul acesta.

16.2 Medicamentele – sub controlul genelor

Оn domeniul medicinii sarcinile ingineriei genetice ?in de producerea

diferitelor preparate a c?ror fabricare este imposibil? prin metodele

tradi?ionale sau necesit? un volum mare de munc?.

Оn prezent se aplic? mult interferon – un medicament care permite

combaterea numeroaselor infec?ii, ?i оn primul rвnd a celor virotice.

Printre ele se num?r? toate felurile de grip?, hepatita virotic?, scleroza

difuz? ?. a. Interferonul exercit? un efect pozitiv ?i la tratamentul unor

boli canceroase cum sunt osteosarcomul, mielomul, melanomul, tumoarea

laringelui, meningeomul ?i cancerul pulmonar.

Interferonul e foarte necesar, dar el se produce deocamdat? оn cantit??i

foarte mici, deoarece este un preparat specific. Pentru tratamentul

oamenilor este eficient numai acel care se ob?ine din sвngele omului.

Componen?a chimic? a interferonului o constituie o protein? elaborat? de

celulele omului ?i ale celorlalte vertebrate drept reac?ie la infec?ia

virotic?. Interferonul omului se extrage din leucocitele sвngelui sau din

celulele ?esutului conjunctiv – din fibrola?ti. Dintr-un litru de sвnge se

extrage o cantitate de interferon suficient? pentru o singur? injec?ie. S-a

calculat c? interferonul ob?inut din sвngele tuturor oamenilor ce tr?iesc

pe P?mвnt ar ajunge doar pentru tratamentul a 20 mii de oameni.

Оn prezent ingineria genic? a procedat la solu?ionarea problemei

interferonului. Firmele mari «Biogen» ?i «Ghenenteh», precum ?i

laboratoarele din Belgia, Elve?ia ?i Japonia au оnceput producerea lui din

a doua jum?tate a anului 1980.

Ce s-a realizat deocamdat?? Culturile celulelor de leucocite ?i de

fibrobla?ti ai omului au fost contaminate cu virus ?i оn ele a оnceput

elaborarea interferonului. Din aceste celule s-a separat ARNi ?i din el, cu

ajutorul revertazei, a fost sintetizat ADNc. Apoi ADN-ul purt?tor al genei

necesare a fost inclus оn plasmida colibacilului. Astfel bacteria a ob?inut

o proprietate nou? de a produce interferonul omului.

Оn anul 1982 s-a ob?inut sintetizarea оn celulele colibacilului a

interferonului leucocitar. Prima etap? a cercet?rilor const? оn clonarea

?i identificarea genei, iar a doua – оn ob?inerea din leucocitele sвngelui

omului 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

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