Биотехнологијата и генетскиот инженеринг

Видео: биотехнологија. Лекција 10. Генетски инженеринг. Дали е можно да се добие растенија кои синтетизираат интернет?

Генетски (генетски) инженеринг - гранка на експериментални молекуларна биологија. Главниот предмет на генетски инженеринг изложеност е деоксирибонуклеинска киселина. РЕЗИМЕ генетски инженеринг е наменета за генетски преуредување единица (геномски) клетки да ги променат нивните генетски карактеристики. Најважните предуслови за генетски инженеринг се следните откритие. беа формирани молекуларни механизми на синтезата на матрица: ДНК -> ДНК (репликација), ДНК -> RNA (транскрипција), mRNA -> протеини (превод), како и размена на гени во хомологни хромозоми за време на сексуален процеси (рекомбинација).

Исто така, тоа е покажано дека а) вируси, паразити во бактерии (фажи) се вметнуваат нивната ДНК во геномот на бактерии, б) во бактерии, отпорност на инфекции од страна на фажи, содржи посебни ензими која го намали двојна спирала фаг ДНК во точната локации. Овие ензими биле именувани ензими. Во моментов доби стотици ограничување ензими. Основа на барање класификација поставени ензим кофактори и природата на ДНК расцеп на.

Друга важно откритие однапред утврдена појава на генетски инженеринг, - откривање на бактериските клетки во малиот extrachromosomal кружни ДНК молекули кои, како и хромозомски ДНК, го носат генетски информации. Овие плазмиди се нарекува minichromosome. Тоа е многу важно што плазмид поради своите мали димензии може да биде изолирана од клетките непроменети.

Процесот на рекомбинација во организмот (in vivo) е можно во повеќето случаи помеѓу хомологни ДНК молекули. Сепак, надвор од телото (in vitro) атракција и интеракција (хибридизација) на DNA молекулите може, доколку тие имаат мали едно- комплементарни делови од четири или повеќе нуклеотиди на краевите на молекулата.

Таквите области се нарекуваат леплива краја, како две DNA молекулите може да се обединат овие краеви. Како резултат на тоа, рекомбинација е можно, дури и ако структурата на ДНК е многу различно. За хетерогена ДНК молекули со смирување краја се користат идентични fermentyrestriktazy. Тие се сече делови на DNA молекул носење на повторувачки нуклеотидната секвенца.

Од ДНК ограничување ензим пресекување на повторување поени, на крајот на една молекула е комплементарна (леплива) крајот на друга молекула. Во следните операции плазмиди. За завршува со еден комплементарни завршува на генот, тие, исто така, се сече со ограничување ензими и хибридизација беше спроведена и ген плазмид ин витро. Потоа химерично или рекомбинантен плазмид е воведен во клетка (Слика 11). Се користи во генетски инженеринг плазмиди имаат ген маркер кој го прави клетки отпорни на одреден антибиотик која што го олеснува поделба на клетките со рекомбинантна плазмид од други клетки.

Сл. 11. клонирање на ДНК фрагмент во плазмид

Да го направите ова, бактериите се обложен на медиум со антибиотици, кои растат само клетки со плазмид (рекомбинантна клетка). Нивните постапка за избор нарекува молекуларна клонирање, како рекомбинантни клетки се потомство на една молекула. Така, бактериската клетка може да се воведе ген потекнува од секој организам, и да се направи генската функција на странските таму.

Така, основните операции на генетскиот инженеринг се следните:
1) in vitro рекомбинација на ДНК вектор и ДНК на ген;
2) воведување на рекомбинантен плазмид во клетката;
3) молекуларна клонирање.

На извонредни достигнувања на генетскиот инженеринг откривме голем број на практични апликации, особено во медицината и растително производство. Меѓу најзначајните достигнувања - добивање на хуманиот инсулин на индустриско ниво. Овој протеин припаѓа на хормони, односно, на супстанции кои играат улога на сигналот одредени физиолошки состојби на организмот до соодветните органи - цели. Инсулин се излачува од панкреасот и промовира апсорпција на јаглехидрати, особено на гликоза.

Абнормалности во синтезата на инсулин може да предизвика сериозни и многу честа болест - дијабетес, со напредни форми кои треба да се администрира овој хормон дневно. Инсулин има долг произведена од животински органи и се користи во медицината. Сепак, продолжена употреба на животински инсулин доведува до неповратно оштетување на многу органи на пациентот поради имунолошки реакции предизвикани од инјектирање на странски протеини во човечкото тело.

Неопходно е да се замени животински инсулин на хуман. Како прв практичен проблем, беше одлучено да се клонира генот на инсулин. Клонирани гени на хуманиот инсулин беа запознаени со плазмид во бактериската клетка, која е синтетизирана хормон кој природно се случуваат микроорганизми никогаш синтетизира. Така проблемот на производство на инсулин е решен. Паралелно со ова, проблемот на имунолошки уништување на инсулин во телото на животните е решен.

Производство и продажба на инсулин, за прв пат од почетокот на американската фирма Еј Лили. Годишна потрошувачка на тоа е околу 2500 kg генетски инженеринг методи, исто така, добиваат други важни медицински препарати - интерферон, што се користи за лекување на различни вирусни болести и малигни тумори и антиканцер лекови интерлеукин. Во моментов, околу 200 нови дијагностички производи веќе воведени во медицинска пракса, а повеќе од 100 генетски модифицирани лекови се во тек на клиничка студија.

Особен проблем што предизвикува многу дебати и често се поларни мислења, е човечкото клонирање. Треба да прави разлика човечки репродуктивно клонирање и терапевтско клонирање. Репродуктивно клонирање е речиси универзално забранета, бидејќи, според повеќето луѓе, спротивно на добар морал.

Спротивно на тоа, работата на терапевтското клонирање се врши во голем број на земји. Во мај 2005 година, британските научници го најави успешното клонирање на човечки ембрион. Универзитетот Њукасл научници јајце од 11 жени се отстранат и да се воведе генетски материјал ДНК добиени од ембрионски матични клетки (наречени незрели матични клетки способни за самостојно обнова и развој во специјализирани клетки на телото). Целта на овој труд е да се добие ембриони, кои можат да бидат извор на матични клетки за терапевтски цели. Во истиот месец, успешно завршување на сличен експеримент беше најавен како научниците од Јужна Кореја. Треба да се напомене дека, сепак, терапијата со матични клетки се уште е во многу рана фаза, и останува уште многу да се направи.

Еден од главните проблеми на човештвото е да се обезбеди нормална урамнотежена исхрана. Решението за овој проблем е невозможно без значително зголемување на приносот на големи култури, зголемување на нивната отпорност на болести и разни екстремни ефекти. Големи надежи се закачени на генетскиот инженеринг. Во моментов, развиен транспортен систем во растенијата на разни странски гени кои можат да даваат корисни својства на растенијата.

Растенија, кој е инкорпориран во хромозом на надворешниот ген, наречен transgenic или генетски модифицирани (ГМ). Првиот transgenic растенија се добиени во 1982 година од страна на истражувачите од Институтот за растенијата индустрија во Келн и на компанијата Монсанто. Листа на растенија, кои успешно се користи генетски инженеринг методи, е околу 50 видови, вклучувајќи ги и јаболка, сливи, грозје, зелка модар патлиџан, краставица, пченица, соја, ориз, 'рж и многу други земјоделски култури.

Мора да се нагласи дека, сепак, се уште не е целосно решено проблемите поврзани со употребата на безбедноста на храната добиени од transgenic растенија. Во оваа смисла, во нашата земја се уште не е дозволено одгледување на трансгенска растенија. Во исто време, тоа е дозволено за увоз, процес, се користи во храна или добиточна храна неколку видови на генетски модифицирани растенија и нивни производи кои го положиле релевантни постапките за регистрација и контроли на територијата на Руската Федерација.

Во времето на пишување на додаток во регистрираната RF Сојузна Регистрирај се 12 генетски модифицирани извори на храна, произведена во светот на индустриско ниво: соја (3 видови) ориз (тип 1), пченката (6 видови), компир (тип 2). Од нив, најмногу се користи еден вид на соја. Сите видови на генетски модифицирани растенија се регистрирани во нашата земја, само дополнително знаци на отпор на одредени видови на хемикалии и пестициди, па обработка на производите на овие растенија во нивниот хемиски состав и функционално-технолошки својства не се различни од нивните традиционални партнери.

За ГМ растенија регистрирани во нашата земја за употреба во храната, а своите производи, не постојат ограничувања и правила за влез во храната. Технологија за обработка на такви растенија, како и користењето на нивните производи не се разликува од традиционалните. А посебна прашање - означување на храната добиени од генетски модифицирани извори (GMI). На 1 јуни 2004 година, во согласност со декрет № 8 од 05.03.2004, на

Главниот санитарен лекар на Руската Федерација во санитарно-епидемиолошка правила и норми измени, воспоставување на прагот од 0,9% за означување на храната добиени од генетски модифицирани состојки. Оваа регулатива е подготвен со цел спроведување на правата на потрошувачите да добијат целосни и точни информации во врска со технологија на производство, квалитетот и безбедноста на храната добиени од генетски модифицирани извори, усогласување на условите за означување на прехранбените производи добиени од генетски модифицирани состојки, со барањата на Европската унија.

SV Макаров, ТЕ Никифоров, NA Козлов

Сподели на социјални мрежи:

Слични