Действие гормона роста на органы и ткани

Генная инженерия

Важной составной частью биотехнологии является генетическая инженерия. Родившись в начале 70-х годов, она добилась сегодня больших успехов. Методы генной инженерии преобразуют клетки бактерий, дрожжей и млекопитающих в «фабрики» для масштабного производства любого белка. Это дает возможность детально анализировать структуру и функции белков и использовать их в качестве лекарственных средств. В настоящее время кишечная палочка (E. coli) стала поставщиком таких важных гормонов как инсулин и соматотропин. Ранее инсулин получали из клеток поджелудочной железы животных, поэтому стоимость его была очень высока.5

Генная инженерия - раздел молекулярной биотехнологии, связанный с осуществлением переноса генетического материала (ДНК) из одного организма в другой

Гормон роста (соматотропный гормон, СТГ, соматотропин, соматропин) — один из гормонов передней доли гипофиза. Относится к семейству полипептидных гормонов, в которое входят также пролактин и плацентарный лактоген.

Гормоном роста соматотропин называют за то, что у детей и подростков, а также молодых людей с ещё не закрывшимися зонами роста в костях он вызывает выраженное ускорение линейного (в длину) роста, в основном за счет роста длинных трубчатых костей конечностей. Соматотропин оказывает мощное анаболическое и анти-катаболическое действие, усиливает синтез белка и тормозит его распад, а также способствует снижению отложения подкожного жира, усилению сгорания жира и увеличению соотношения мышечной массы к жировой. Кроме того, соматотропин принимает участие в регуляции углеводного обмена — он вызывает выраженное повышение уровня глюкозы в крови и является одним из контринсулярных гормонов, антагонистов инсулина по действию на углеводный обмен. Описано также его действие на островковые клетки поджелудочной железы, иммуностимулирующий эффект, усиление поглощения кальция костной тканью и др. Многие эффекты гормон роста вызывает непосредственно, но значительная часть его эффектов опосредуется инсулиноподобными факторами роста, главным образом IGF-1 (ранее его называли соматомедином С), который вырабатывается под действием гормона роста в печени и стимулирует рост большинства внутренних органов. Дополнительные количества IGF-1(Insulin–like growth factor) синтезируются в тканях-мишенях.

Гормон роста, который секретируется гипофизом, обладает широким действием на развитие орга-

низма. Показано, что искусственное изменение уровней гормона роста приносит значительную терапевтическую пользу. Показано, что пополнение гормона роста человека является эффективным лечением при дефиците гормона роста человека и относящихся к нему патологических состояниях у людей. Помимо этого применения исследованиями были обнаружены новые и существенные свойства гормона роста, которые придают дополнительное значение возможности регулировать уровни гормона роста. Например, клинические исследования показали, что пополнение гормона роста может быть полезным для борьбы со старческими заболеваниями у людей. Обнаружено, что повышенные уровни гормона роста у животных приводят к повышению мышечной массы у худых животных. Одно применение указанного последнего наблюдения может привести к увеличению производства постных мясных продуктов или получению животных большего размера и/или более сильных животных.

На технологии рекомбинантных ДНК основано получение высокоспецифичных ДНК.

Если гибридную ДНК ввести в оплодотворенное яйцеклетку, могут быть получены трансгенные организмы, экспрессирующие мутантный ген и передающие его потомками. Генетическая трансформация животных позволяет установить роль отдельных генов и их белковых продуктов как в регуляции активности других генов, так и при различных патологических процессах. С помощью генетической инженерии созданы линии животных, устойчивых к вирусным заболеваниям, а также породы животных с полезными для человека признаками. Например, микроинъекция рекомбинантной ДНК, содержавшей ген соматотропина быка в зиготу кролика позволила получить трансгенное животное с гиперпродукцией этого гормона. Полученные животные обладали ярко выраженной акромегалией.
Сейчас даже трудно предсказать все возможности, которые будут реализованы в ближайшие несколько десятков лет.

В настоящее время не подлежит сомнению важная роль эпигенетической наследственной изменчивости в таких фундаментальных общебиологических проблемах, как индивидуальное развитие организмов, механизмы экспрессии генов, возникновение рака и эволюция.

Генетики из американского института имени Вайстара (The Wistar Institute) обнаружили новый механизм регуляции работы генов в клетке.

Обычно гены, содержащиеся в ДНК, сначала копируются на матричную РНК, а затем специальные клеточные механизмы рибосомы строят по РНК закодированные в генах белки. Однако по пути от ДНК до рибосомы с матричной РНК могут происходить различные приключения. Например, особые энзимы могут на ходу редактировать генетический код РНК.

А еще в пути к ним могут приклеиться надавно открытые микро-РНК, которые блокируют синтез белков. Микро-РНК это как бы клеточные диверсанты, задача которых перехватить генетическое послание и остановить синтез определенного белка.

Но, как показало новое исследование, и на этих диверсантов могут найтись свои "агенты контрразведки", которые на ходу редактируют код самих микро-РНК и нарушают их работу. В результате ген,

за которым охотилась микро-РНК, все-таки сможет сгенерировать свой белок. Новое открытие показывает, насколько сложными могут быть процессы регуляции работы генов в живых клетках.