2020-06-10
309
Многие наследственные заболевания человека вызваны различными генными мутациями. К их числу относятся гемофилия, дальтонизм, фенилкетонурия. Учеными установлено, что ретровирусы могут быть использованы для лечения некоторых наследственных заболеваний человека. При этом с помощью методов генетической инженерии в геном вируса вводятся гены человека, нарушение работы которых в организме больного привело к развитию определенной болезни. Такие искусственные ретровирусы способны встраивать свои гены в геном клетки-хозяина, где они функционируют неограниченно долго, восполняя дефицит продуктов дефектных генов организма-хозяина.
Встраивание корректирующего гена в геном клетки вирусным вектором
Для изменения наследственной информации клетки в генной инженерии применяется метод встраивания чужеродного гена в геном клетки. Выделенный или синтезированный фрагмент ДНК (ген) не может самостоятельно встраиваться в ДНК клетки-мишени и тем более начинать функционировать. Для переноса необходимого гена создается векторная конструкция (вектор), несущая необходимый ген и способная встраиваться в геном клетки. Кроме того, вектор обеспечивает стабильное наследование встраиваемого гена и может иметь маркер для обнаружения. Векторные конструкции обычно создают на основе плазмид и вирусов.
|
|
|
Простейшие векторы включают следующие компоненты:
· участок, обеспечивающий репликацию ДНК вируса и перенесенного гена;
· маркер, позволяющий определить клетку, несущую вирусную ДНК со встроенным геном;
· встроенный ген.
В организме (клетке) процесс рекомбинации возможен только между гомологичными молекулами ДНК. Однако оказалось, что возможно взаимодействие (гибридизация) молекул ДНК, имеющих различное происхождение. Для этого необходимо лишь наличие коротких (от 4 до 20 нуклеотидов) односпиральных участков на концах молекул ДНК, которые получили название «липких концов». Они позволяют соединяться («слипаться») различным фрагментам ДНК посредством образования водородных связей между односпиральными участками. После обработки ДНК вируса и ДНК вводимого гена рестриктазой получаются линейные ДНК вируса и гена,имеющие «липкие» концы. Обработка смеси ДНК вируса и гена ДНК-лигазой приводит к образованию вируса, содержащей встроенный чужеродный ген.
Бактериофаги вместо антибиотиков
Свободную продажу противомикробных средств предлагается ограничить из-за возникновения у бактерий устойчивости к бездумно применяемым населением антибиотикам. Чтобы антибиотик восстановил свою активность, необходимо прекратить его использование не менее чем на сорок лет.
|
|
|
Один из способов решения проблемы лекарственной устойчивости – частичная замена антибиотиков бактериофагами.
Традиционные антимикробные средства – это химические яды, более или менее избирательно действующие на болезнетворные бактерии. Бактериофаги действуют по другому принципу. Фактически это разнообразные вирусы, каждый из которых уничтожает строго определенный подвид бактерий. В этом их преимущество перед любым другим химическим лекарством.
Бактериофаги действуют медленнее, но зато они безвредны: не влияют на естественную флору организма, не вызывают дизбактериоза. Бактериофаги могут применяться вместе с антибиотиками в тяжелых случаях.
А в ситуации, когда инфекция не поддается лечению антибиотиками, когда микробы выработали к ним устойчивость, фаги могут спасти».
Сейчас отечественные бактериофаги используются для лечения и профилактики острых кишечных инфекций – дизентерии, брюшного тифа и сальмонеллеза, а также для лечения гнойно-септических и других заболеваний.
Вироиды и прионы
В природе помимо вирусов обнаружены другие очень мелкие загадочные инфекционные агенты с необычными свойствами. К ним относятся вироиды и прионы.
Вироиды. Название «вироид» было предложено в 1971 г. Т. Динером. Оно свидетельствует о том, что симптомы заболеваний, которые вызывают эти агенты у различных растений, похожи на симптомы заболеваний, вызываемых у них вирусами. Однако вироиды отличаются от вирусов по крайней мере по следующим четырем признакам:
· Вироиды, в отличие от вирусов, не имеют белковой оболочки и состоят только из инфекционной молекулы РНК.
· Они не обладают антигенными свойствами и поэтому не могут быть обнаружены серологическими методами.
· Вироиды имеют очень малые размеры: длина молекулы РНК вироидов равна 1 • 106 мм, она состоит из 300-400 нуклеотидов.
· Вироиды - самые маленькие способные к размножению единицы, известные в природе.
· Молекулы вироидов представляют собой одноцепочечные кольцевые РНК.
· Молекулы РНК вироидов не кодируют собственных белков, поэтому их размножение может происходить либо аутокаталитически, либо оно зависит от клетки-хозяина.
Прионы. Еще более загадочную природу имеет группа особых инфекционных агентов белковой природы, получивших название прионов. Их считают возбудителями медленных летальных инфекций, характеризующихся
поражением ЦНС человека и животных и объединенных в группу «подострых трансмиссивных губкообразных энцефалопатии». Она включает четыре болезни человека - куру, болезнь Крейтцфельдта-Якоба, синдром Герстманна-Штрейслера, амиотрофический лейкоспонгиоз –
и четыре болезни животных: скрепи овец, губкообразную энцефалопатию коров, трансмиссивную энцефалопатию норок и хроническую изнуряющую болезнь находящихся в неволе чернохвостого оленя и лосей.
11. Домашнее задание:
1. Каков общий план строения вирусов?
2. Почему считают, что вирусы являются «мостиком» между живой и неживой природой?
3. Как происходит размножение вирусов?
4. Опишите характерные черты строения бактериофага.
5. На чем основано использование вирусов для лечения наследственных заболеваний?
6. Как можно использовать вирусы в лечении раковых заболеваний?
7. Какие нанотехнологии на основе вирусов Вам известны?
8. Можно ли назвать вирусы представителями наномира?
· Создать листок здоровья на тему: «Вирусные заболевания и меры их профилактики».
