Биотехнологии и генно инженерство

Видео: Биотехнология. Урок 10. Генното инженерство. Възможно ли е да се получи растения, които синтезират уеб?

Генетична (генетичен) инженерство - клон на експериментален молекулярната биология. Основен предмет на генно инженерство излагане е дезоксирибонуклеинова киселина. РЕЗЮМЕ генното инженерство е насочена генетичен прегрупиране единица (геномни) клетки да променят генетични характеристики. Най-важните предпоставки за генното инженерство са следните откритието. бяха определени молекулни механизми на синтез матрица: ДНК -> ДНК (репликация), ДНК -> РНК (транскрипция), иРНК -> протеин (превод), и обмен на гени в хомоложни хромозоми по време на сексуални процеси (рекомбинация).

Освен това, беше показано, че а) вируси, паразити в бактерии (фаги) се добавят тяхната ДНК в генома на бактерии, б) в бактерии, устойчивост към инфекция от фаги, съдържа специални ензими, които режат двойно-спирална фагова ДНК в точните места. Тези ензими са наречени ензими. В момента получил стотици ограничаващи ензими. В основата на изискване класификацията, ензимни кофактори и естеството на ДНК разцепване на.

Друго важно откритие предварително определена появата на генното инженерство, - откриване на бактериални клетки в малки екстрахромозомни кръгови ДНК молекули, които, както и хромозомна ДНК, носят генетична информация. Тези плазмиди се наричат минихромозом. Много е важно, че плазмидът поради малкия си размер може да се изолира от клетките непокътнати.

Процесът на рекомбинация в организъм (ин виво) е възможно в повечето случаи между хомоложни ДНК молекули. Въпреки това, извън тялото (ин витро) привличане и взаимодействие (хибридизация) на ДНК молекули може, ако те имат малки едно- допълнителни порции от по четири или повече нуклеотиди в краищата на молекулата.

Тези области се наричат лепливи краища, като две ДНК молекули могат да се обединят тези цели. Следователно рекомбинация е възможно, дори ако структурата на ДНК е много различна. За хетерогенни ДНК молекули с лепливи краища се използва идентична fermentyrestriktazy. Те се нарязва на части от ДНК молекула, носи повтарящи нуклеотидна последователност.

Тъй като ДНК рестрикционен ензим нарязани на повторни точки, на края на една молекула е комплементарна (лепкава) край на друга молекула. В следващите операции плазмиди. За единична завършва допълващи края на гена, те също срязан с рестрикционни ензими и хибридизацията се провежда и ген плазмид ин витро. След химерно или рекомбинантен плазмид се въвежда в клетката (Фигура 11). Използваните в генното инженерство плазмиди имат маркерен ген, който прави клетки, устойчиви на конкретен антибиотик, който улеснява отделянето на клетки с рекомбинантен плазмид от други клетки.

Фиг. 11. Клониране на ДНК фрагмент от плазмид

За тази, бактериите се посяват върху среда с антибиотици, които растат само клетки с плазмид (рекомбинантна клетка). Тяхната процедура избор наречен молекулно клониране, като рекомбинантни клетки са потомство на една молекула. По този начин, бактериалната клетка може да се въведе ген, получен от всеки организъм, както и да ген функция на външния там.

Така че, основните операции в генното инженерство, са следните:
1) ин витро рекомбинация на ДНК вектор, и ДНК на гена;
2) въвеждане на рекомбинантен плазмид в клетката;
3) Молекулярно клониране.

Изключителните постижения на генното инженерство са открили множество практически приложения, особено в областта на медицината и растениевъдството. Сред най-значимите постижения - получаване на човешки инсулин в промишлен мащаб. Този протеин принадлежи към хормон, т.е. за вещества, които играят роля на сигнала на някои физиологични състояния на организма, на съответните органи - мишени. Инсулинът се секретира от панкреаса и стимулира усвояването на въглехидратите, особено глюкоза.

Аномалии в синтеза на инсулин може да предизвика сериозни и много често срещано заболяване - диабет, със съвременни форми, които трябва да се прилага този хормон дневно. Инсулинът е дълго, произведена от животински органи и се използва в медицината. Въпреки това, продължителна употреба на животински инсулин води до необратимо увреждане на много органи на пациента поради имунологични реакции, причинени чрез инжектиране на чужди протеини в човешкото тяло.

Необходимо е да се замени животински инсулин на човека. Като първа практически проблем, беше решено да се клонира ген на инсулин. Клонирани гени на човешки инсулин са въведени на плазмида в бактериалната клетка, която се синтезира хормон, който естествено срещащи микроорганизми никога синтезирани. Така проблемът за получаване на човешки инсулин е решен. Успоредно с това, проблемът на имунологичен унищожаване на инсулин животинско тяло е решен.

Производство и продажба на инсулин за пръв път, започващ от американската фирма Ех Лили. Годишна консумация от него е около 2500 кг методите на генното инженерство получават други важни медицински препарати - интерферон, използвани за лечение на вирусни заболявания и злокачествени тумори и противораково лекарство интерлевкин. В момента около 200 нови диагностични продукти вече въведени в медицинската практика, както и повече от 100 генно инженерство лекарства са под клинично проучване.

Особен проблем, който предизвиква много спорове и често са полярни мнения, е клонирането на хора. Ако се разграничи човешката репродукция клониране и терапевтична клониране. Репродуктивна клониране е почти универсално забранен, тъй като според повечето хора, които противоречат на добрите нрави.

За разлика от това, работата по терапевтична клониране се извършват в редица страни. През май 2005 г. британски учени обявиха успешното клониране на човешки ембрион. Нюкасъл университет учени имат яйце на 11 жени са отстранени и въведен генетичен материал на ДНК, получена от ембрионални стволови клетки (наречени незрели стволови клетки в състояние самостоятелно обновяване и развитие в специализирани клетки на тялото). Целта на тази дейност е да се получи ембриони, които могат да бъдат източник на стволови клетки за терапевтични цели. През същия месец, успешното приключване на подобен експеримент е обявен учени от Южна Корея. Трябва да се отбележи обаче, че терапия със стволови клетки е все още в много ранен стадий, и още много да се направи.

Един от основните проблеми на човечеството е да се осигури нормална балансирана диета. Решението на този проблем е възможно без значително увеличение на добива на основни култури, увеличаване на тяхната устойчивост към болести и различни крайни ефекти. Големи надежди се тушира на генното инженерство. Понастоящем развита транспортна система в растения от различни чужди гени, които могат да предоставят полезни свойства на растенията.

Растения, който е включен в хромозомата на чужд ген, наречени трансгенни или генетично модифициран (GM). Първите трансгенните растения са получени през 1982 г. от учени от Института по растителна индустрия в Кьолн и компанията Monsanto. Списък на растения, които успешно се използват методите на генното инженерство, е около 50 видове, включително ябълки, сливи, грозде, зеле патладжан, краставици, пшеница, соя, ориз, ръж и много други селскостопански култури.

Трябва да се подчертае обаче, че все още не е напълно решен проблемите, свързани с използването на безопасността на храните, получени от трансгенни растения. В тази връзка, в нашата страна все още не е разрешено отглеждането на трансгенни растения. В същото време тя има право да изнася, процес, да се използва за храна или фураж няколко вида генетично модифицирани растения и техните продукти, които са преминали съответните процедури за регистрация и контрол на територията на Руската федерация.

Към момента на писане на квоти в регистрираната RF Федералния регистър 12 генетично модифицирани хранителни източници, произведени в света, в промишлен мащаб: соя (3 вида) ориз (тип 1), царевица (6 вида), картофи (тип 2). От тях, най-широко се използва един вид соя. Всички видове генетично модифицирани растения са регистрирани в нашата страна, имат само по-нататъшни признаци на резистентност към някои видове химикали и вредители, така че обработката на продуктите от тези растения в химичния им състав и функционално-технологични свойства не се различават от традиционните си партньори.

За генетично модифицираните растения, регистрирани в страната ни за храна, както и техните продукти, няма ограничения и правила за влизане в храната. Технология за обработка на такива растения, както и използването на техните продукти не се различава от традиционното. Отделен въпрос - етикетиране на храни, получени от генетично модифицирани източници (ГМД). На 1 юни 2004 г. в съответствие с Наредба № 8 от 05.03.2004 г.

Главният санитарен лекар на Руската федерация в санитарно-епидемиологични правила и норми изменен, за създаване прага от 0,9% за етикетирането на храни, получени от генетично модифицирани съставки. Този регламент е изготвен с цел прилагане на правата на потребителите да получават пълна и точна информация за технологията на производство, качеството и безопасността на храните, получени от генетично модифицирани източници, за хармонизиране на изискванията за етикетиране на хранителни продукти, получени от генетично модифицирани съставки, с изискванията на Европейския съюз.

SV Макаров, TE Никифоров, NA Козлов

Споделяне в социалните мрежи:

сроден