Geum.ru

В. И. Глазко В. Ф. Чешко «опасное знание» в «обществе риска» (век генетики и биотехнологии) Харьков ид «инжэк» 2007 удк 316. 24 Ббк 28. 04 Г 52 Рекомендовано к изданию решение

Вид материалаРешение

Содержание


Биосоциальная природа человека. Эра самоконструирования Homo sapiens
Подобный материал:
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   35

Биосоциальная природа человека. Эра самоконструирования Homo sapiens



Говоря о генно-технологической революции, важно помнить, что речь идет о понятии существенно более широком, чем генная инженерия. То, что мы сегодня переживаем, — это не просто технологическая революция в расшифровке ДНК и манипулировании ее структурой, но революция в биологии, лежащая в основе такой способности. Подобная научная революция приводит к открытиям и прорывам во многих смежных областях, помимо молекулярной биологии, потому что оно расширяет наши знания о мозге, источнике человеческого поведения, а следовательно, — и возможности управлять им. И научное наступление во всех этих областях имеет потенциальные политические последствия.

Одна из причин биотехнологического бума — демографическая ситуация в развитых странах, население которых стремительно стареет. К 2050 году, считается, каждый четвертый житель нашей планеты будет старше 60 лет, а в Европе престарелые граждане составят до 40 процентов населения. Никаких денег не хватит, чтобы содержать такое количество не работающих людей, обеспечив им приличную жизнь. Выход из этого кризиса только один — предложить биопродукты, способные продлить период активной жизни стареющего поколения, чтобы снизить нагрузку на экономику через повышение планки пенсионного возраста. Чтобы человек уходил на заслуженную пенсию, скажем, не в 60, а в 100 лет. Эту идею сейчас повсеместно обсуждают в развитых странах, и здесь вновь могут помочь ДНК технологии. Тем не менее, некоторые критики противостоят идеологии и новшествам биотехнологии чуть ли не по всем вопросам. Это требует специального анализа, учитывая весьма реальную пользу ДНК технологии для конкретных людей и медицины, а также пользу, которую приносят эти новшества в повышение производства сельскохозяйственной продукции при параллельном уменьшении антропогенной нагрузки на биосферу. Такое категорическое противостояние трудно объяснить простыми причинами. Тем более что есть масса новых предполагаемых для производства веществ и продуктов. Несмотря на очевидные достоинства, это направление не будет иметь необходимого развития и внедрения без общественного признания.

Прежде чем перейти к конкретным моральным проблемам внедрения биотехнологических разработок, следует обсудить общие принципы их развития. Все биохимические процессы в клетке взаимосвязаны и взаимозависимы, тем не менее, часть из них преимущественно выполняет функцию построения клеточного материала, а часть — снабжения источниками энергии этих «строительных работ». Поэтому разделяют биохимические процессы на два основных типа: ассимиляционные (конструктивные), называемые анаболизмом, включающим синтез низкомолекулярных предшественников и построения из них молекул биополимеров, и диссимиляционные (энергетические), называемые катаболизмом, состоящим в обеспечении организма энер­гией, приводящего в движение, в том числе и анаболизм.

Необходимо иметь в виду два обстоятельства. Первое: в клетке на самом деле не существует резкого разграничения энергетических и конструктивных процессов. Как правило, в результате реакций катаболизма образуются такие промежуточные продукты, которые могут «подхватываться» ферментами анаболизма и использоваться для построения веществ клетки. Второе: в живой клетке широко применяется принцип организации биохимических процессов в виде метаболических циклов, когда исходный и конечный компоненты в реакции идентичны и циклы могут функционировать неопределенно длительное время при условии притока субстратов и оттока продуктов.

Многие гены кодируют белки, участвующие в качестве ферментов в тех или иных метаболических реакциях. Мутация в таком гене может привести к тому, что организм будет вырабатывать менее активный или совсем неактивный фермент, а иногда и к полному прекращению синтеза фермента. При этом реакция, в норме катализируемая данным ферментом, либо замедляется, либо вообще не происходит, что и обусловливает соответствующее наследственное нарушение — одно из так называемых врожденных нарушений метаболизма. Таких нарушений известно много. Степень их влияния на фенотип зависит от того, насколько важен затронутый фермент для организма. Например, болезнь Тея-Сакса и кистозный фиброз приводят к смерти. Некоторые другие генетические аномалии вызывают в организме различные серьезные нарушения, однако не являются летальными.

Фенилкетонурия и альбинизм затрагивают один и тот же метаболический путь. Фенилкетонурией страдают индивидуумы, гомозиготные по рецессивному гену, лишающему их способности синтезировать один из ферментов, необходимых для превращения аминокислоты фенилаланина в другую аминокислоту — тирозин. Вместо того чтобы превращаться в тирозин, фенилаланин превращается в фенилпировиноградную кислоту, которая в токсических количествах накапливается в крови, поражает головной мозг и (если вовремя не прибегнуть к лечению) вызывает умственную отсталость. Моча больных также содержит фенилпировиноградную кислоту, придающую ей характерный запах. В настоящее время фенилкетонурию лечат при помощи специальной диеты. Для этого в первые годы жизни ребенка из его рациона почти полностью исключается фенилаланин. По завершении развития головного мозга больного с фенилкетонурией переводят на обычный рацион; однако женщине с таким генетическим нарушением следует во время беременности придерживаться диеты с низким содержанием фенилаланина, чтобы предотвратить аномальное развитие головного мозга плода. В США во всех штатах все новорожденные в обязательном порядке подвергаются специальным тестам на фенилкетонурию и на некоторые другие врожденные нарушения метаболизма.

У индивидуумов, гомозиготных по гену альбинизма, отсутствует фермент, в норме катализирующий превращение тирозина в меланин, т.е. пигмент, от которого зависит коричневый или черный цвет глаз, волос и кожи. У альбиносов белые волосы и очень светлые кожа и глаза. Естественно может возникнуть вопрос, не являются ли больные с фенилкетонурией тоже альбиносами, поскольку в их организме отсутствует тирозин, из которого в конечном счете, и получается меланин. Однако, такие больные не альбиносы, потому что тирозин не только образуется в самом организме из фенилаланина, но и поступает в организм с пищей. Правда, больные с фенилкетонурией обычно бывают светлоглазыми и светловолосыми. Могут и среди них встретиться альбиносы, но лишь в том случае, если данный индивидуум гомозиготен по обоим рецессивным генам. Наблюдаемое взаимодействие касается первичных продуктов генов — ферментов, и только их кооперация ведет к возникновению пигмента.

Поскольку точно проследить путь гена до фенотипически выраженного признака нелегко, в большинстве случаев приходится опираться на внешние признаки неизвестной деятельности генов. Отсюда можно ввести такое понятие как генная сеть. Под генной сетью понимается совокупность координированною проявляющих свое действие генов, их белковых продуктов и взаимосвязей между ними. В генной сети можно выделить несколько обязательных типов компонентов, таких как:
  1. группы координировано функционирующих генов (ядро сети);
  2. белки, кодируемые этими генами (выполняющие как определенные структурные, транспортные, биохимические, так и регуляторные функции);
  3. отрицательные и положительные обратные связи, стабилизирующие параметры генной сети на определенном уровне или, напротив, отклоняющие их от исходного значения;
  4. низкомолекулярные соединения (метаболиты и др.) и различные внешние сигналы, обеспечивающие переключение состояний генной сети.

Особенностью протекания биохимических реакций в организме является их разделение во времени и пространстве. Для полного описания генных сетей необходим анализ протекающих в них процессов на уровне целого организма. В этом случае возможно описание генных сетей, отдельные части которых распределены по различным частям организма, таким, как органелла, клетка органы и ткани. Во взаимодействии удаленных друг от друга клеток организма ключевую роль играют молекулярные сигналы нейроэндокринной системы. Во многих случаях можно определить направленность процессов в пределах определенного фрагмента генной сети, выделить входной поток — путь передачи сигнала с рецепторов клетки к гену и выходной поток — процессы, происходящие в клетке после ответа генов на внешний сигнал. Характерная особенность организации генных сетей — их способность к саморегуляции за счет замкнутых регуляторных контуров с отрицательными и положительными обратными связями. Молекулярной основой существования таких регуляторных контуров является наличие сайтов – мишеней в ДНК, РНК и белках, с которыми могут взаимодействовать различные молекулярные компоненты генной сети и внешние регуляторные факторы. Благодаря этим двум типам регуляторных контуров возможно поддержание определенного функционального состояния генной сети или ее переход в другой режим функционирования, в том числе и под влиянием факторов внешней среды.