Що таке генна інженерія?

Генна інженерія, яку називають також молекулярним або генним клонуванням, – це лабораторний метод, що включає штучну рекомбінацію молекул нуклеїнових кислот, вбудовування рекомбінантної молекули в векторну систему (вірусну частку, бактеріальну плазміду і ін.) І подальше впровадження химерних молекул в організм господаря, де вони продовжують розмножуватися. Конструювання таких молекул називають також генним маніпулюванням, оскільки воно зазвичай супроводжується створенням нових комбінацій генів за допомогою біохімічних методик.

У генно-інженерної технології застосовується злиття клітин і отримання рекомбінантних молекул ДНК (РНК) або сплайсинг генів. Для того щоб злити яйцеклітину і сперматозоїд, їх зовнішні мембрани руйнують з допомогою ферментів; потім вміст обох клітин змішують і до нього додають певні хімічні речовини або вірусні частинки. В результаті з клітин, що належать двом різним видам, може бути отримано новий організм.

Метод рекомбінантної ДНК дозволяє перенести конкретний ген з одного організму в інший за допомогою бактеріальних плазмід (невеликих кільцевих фрагментів ДНК, які існують окремо від основної ДНК-молекули). У цьому методі використовуються такі ферменти, як ендонуклеази рестрикції (розрізають нитки ДНК), зворотна транскриптаза (створює нитка ДНК, використовуючи РНК як матрицю), ДНК-лігаза (скріплює нитки ДНК) і полімераза (збирає двухнітевая молекулу ДНК на базі однонитевой молекули- «праймера»). Процес починається з виділення ниток ДНК і їх фрагментирования. Після того, як фрагмент комбінують з вектором, він переноситься в бактеріальну клітину і вбудовується в ДНК плазміди. Такі гібридні плазміди потім змішують з культурою бактерій, щоб отримати трансформовані клітини. Оскільки тільки деякі з трансформованих клітин мають бажаної генної активністю, їх виділяють і культивують індивідуально. Ця методика успішно застосовується в біотехнології для вироблення великої кількості гормонів (наприклад, інсуліну). Однак трансформувати клітини рослини або тварини значно складніше, ніж бактеріальні. Вже існують технології, що дозволяють зробити рослини більш стійкими до захворювань, або прискорити ріст тварин. Але використання таких технологій пов’язане з етичними проблемами, оскільки генна інженерія зачіпає механізми спадковості і може змінити генетичні характеристики самої людини. Крім того, під питанням залишається безпека генетично модифікованих організмів, в тому числі бактерій, для людини і навколишнього середовища. Нижче перераховані деякі варіанти застосування генної інженерії в різних галузях:

Сільське господарство: Підвищення врожайності культур, їх стійкості до захворювань і посухи; захист від заморозків за допомогою обприскування рослин бактеріальними препаратами; поліпшення порід тварин завдяки придбанню ними нових характеристик.

Промисловість: Використання бактерій для переробки макулатури і деревних відходів в цукор; боротьба з забрудненням нафтою і токсичними відходами за допомогою бактерій, що руйнують ці речовини; дріжджі застосовуються в виноробстві для прискорення ферментації.

Медицина: Зміна генотипу з метою позбавлення від хвороб (поки на стадії експериментів); більш дешеве і швидке виробництво ліків і нелекарственних засобів, в тому числі інсуліну, інтерферону (застосовується в лікуванні раку), вітамінів, гормону росту людини, антитіл, вакцин і антибіотиків.

Наукові дослідження: Модифікація генів в медичних дослідженнях, зокрема в онкології.

Харчове виробництво: фермент ренін використовують в технології виробництва сирів.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Корм і годівля тварин