что такое генная инженерия кратко
Генетическая инженерия (методы, генная инженерия, основы)
Основы генетической инженерии
Это осуществляется путем направленного переноса человеком конкретных генов или их комплексов из одного организма в другой, закрепление этих генов в новом генетическом окружении и обеспечения их выражение в определенной генетической системе.
Методы генетической инженерии
В генетической генной инженерии используют такие способы:
Эта задача решается химическим синтезом гена путем:
Такие векторные молекулы создан на базе бактериофагов и плазмид. Возможны и другие типы векторных молекул.
Методы генетической инженерии призваны решать фундаментальные научные задачи, связанные со структурой и организацией геномов, а также с особенностями функционирования их в различных организмах.
Перед генетической генной инженерией также стоят важные задачи прикладного характера:
Исследования по основам генетической инженерии начали интенсивно развиваться в 70-е годы XX в.
Среди практических достижений методов генетической инженерии важнейшими является создание продуцентов биологически активных протеинов:
Таким образом получено продуценты некоторых аминокислот, антибиотиков, витаминов, во много раз эффективнее по сравнению с выведенными с помощью традиционных методов селекции и генетики.
Генетическая генная инженерия разрабатывает способы получения чисто протиновых вакцин против вирусов герпеса, гриппа, гепатита, ящура. Реализована идея использования для вакцинации комбинированного вируса осповакцины, в геном которого встроены гены, кодирующие синтез протеинов других вирусов (например, вирусов гриппа или гепатита). В результате вакцинации таким вирусом организм получает возможность выработать иммунитет не только против оспы, но и против гепатита, гриппа или другой инфекционной болезни, вызванной вирусом, синтез протеина которого кодируется встроенным геном.
Полезно знать
© VetConsult+, 2015. Все права защищены. Использование любых материалов, размещённых на сайте, разрешается при условии ссылки на ресурс. При копировании либо частичном использовании материалов со страниц сайта обязательно размещать прямую открытую для поисковых систем гиперссылку, расположенную в подзаголовке или в первом абзаце статьи.
Клеточная и генная инженерия, клонирование
Содержание:
Современные направления биотехнологии предполагают внедрение в клетку, в процессы метаболизма, перестройку генов. За использованием подобных манипуляций стоит желание человека добиться создания необходимых продуктов питания и химических веществ. Биотехнология – наука затратная, которая требует не только финансовых вложений, но и фундаментальных знаний в области биологии.
Клеточная инженерия
Клеточная инженерия предполагает создание клеток нового типа путем их культивирования, гибридизации и реконструкции. Клетки видоизменяют, вводя в них новые хромосомы, ядра, клеточные органоиды.
Направления деятельности клеточной инженерии
Клеточная инженерия научилась культивировать (выращивать) изолированные клетки и ткани на специально подобранной питательной среде в контролируемых условиях (влажность, температура, освещенность). Из одной клетки таким путем получают полноценное растение или клеточную массу (каллус). Такие эксперименты проводят благодаря способности растительной клетки к регенерации и чаще всего применяют для с/х растений и лекарственных трав.
Селекция и клеточная инженерия относятся к неразделимым понятиям. В селекции применяют новые, не стандартные методики:
Такие способы позволяют экспериментировать и создавать новые гибриды и сорта, которые невозможно получить традиционными путями, используя только методы селекции.
Генетическая инженерия
Генетическая инженерия относится к разделу молекулярной биологии, которая предполагает внедрение «скальпеля» в геном клетки и его перестройку, создание организмов с новой генетической программой по заранее продуманному плану. Основные направления деятельности генной инженерии – это перестройка генотипов и пересадка генов.
Научные работы проводятся с молекулами ДНК, которые внедряют в новую клетку. ДНК начинает размножаться и «отслеживать» синтез нужных человеку соединений по заданной программе.
Генная инженерия, соединив достижения химии и генетики, помогает:
Внедрение гена из одного организма в другой требует выполнение цепочки последовательных действий:
Выращены трансгенные животные, содержащие геном с не родными генами. Уже получены трансгенные мыши, кролики, свиньи, овцы. Они содержат ДНК, в которой работают чужеродные гены разного происхождения. Животные и растения в качестве наследственного материала получают гены бактерий, дрожжей, млекопитающих, человека.
Важно! Трансгенные организмы устойчивы к факторам внешней среды, вредителям и болезням, наделены теми чертами, которые запрограммировал в них человек.
Клонирование
Слово «клонирование» применялось при бесполом размножении организмов. Сейчас этот термин приобрел иную направленность. Это создание копий генов и клеток в лабораторных условиях. При бесполом размножении полученные экземпляры живых организмов являются точной копией исходного материала. Но это возможно не всегда: рожденные «в пробирке» искусственные эмбрионы подвержены мутациям. Это значит, что у них развивается наследственная изменчивость.
К сведению: Иногда клонирование путают с искусственным оплодотворением, когда оплодотворенную яйцеклетку вводят в матку будущей матери (родной или суррогатной). Это метод решения проблемы бесплодия, но он не относится к клонированию.
генная инженерия
Полезное
Смотреть что такое «генная инженерия» в других словарях:
Генная инженерия — раздел молекулярной генетики, связанный с целенаправленным созданием in vitro новых комбинаций генетического материала (рекомбинантной ДНК), способного к воспроизводству и функционированию в клетке хозяине. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ — то же, что генетическая инженерия … Большой Энциклопедический словарь
ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ — по определению ФЗ О государственном регулировании в области генно инженерной деятельности от 5 июня 1996 г. совокупность приемов, методов и технологий, в т.ч. технологий получения рекомбинантных рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот, по … Юридический словарь
ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ — ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ, методика создания молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), с желаемым геном, которая затем вводится в клетку бактерии, грибка (дрожжей), растения или млекопитающего с тем, чтобы она вырабатывала требуемый белок. Методика… … Научно-технический энциклопедический словарь
Генная инженерия — раздел генетики, разрабатывающий приемы манипуляцй с НК и использующий эти методы для генетических исследований и получения организмов со смешанными геномами, в т. ч. полезных для медицины и народного хозяйства. (Источник: «Словарь терминов… … Словарь микробиологии
Генная инженерия — совокупность методов и технологий, в том числе технологий получения рекомбинантных рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот, по выделению генов из организма, осуществлению манипуляций с генами и введению их в другие организмы;. Источник … Официальная терминология
генная инженерия — — [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN biomolecular engineering … Справочник технического переводчика
ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ — совокупность приемов, методов и технологий, в т.ч. технологий получения рекомбинантных рибонуклеиновых (РНК) и дезоксирибонуклеиновых (ДНК) кислот, по выделению генов из организма, осуществлению манипуляций с генами и введению их в другие… … Юридическая энциклопедия
генная инженерия — Термин генная инженерия Термин на английском genetic engineering Синонимы генетическая инженерия Аббревиатуры Связанные термины доставка генов, биоинженерия, биологические моторы, геном, ДНК, РНК, олигонуклеотид, плазмида, фермент, генная терапия … Энциклопедический словарь нанотехнологий
генная инженерия — то же, что генетическая инженерия. * * * ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ, то же, что генетическая инженерия (см. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ) … Энциклопедический словарь
Генная инженерия
Обыкновенный и «золотой» рис
Генная инженерия — непосредственная манипуляция геномом организма с использованием биотехнологий. [1]
Организм, который создан с помощью генной инженерии, считается генетически модифицированным (ГМ), а результатом называют «генетически модифицированный организм» (ГМО). Первый ГМО был бактерией, созданной Гербертом Бойером и Стэнли Коэном в 1973 году. Рудольф Яениш создал первое ГМ-животное, когда он ввел добавил новый ген в мышь в 1974 году. Первая компания, специализирующаяся на генной инженерии Genentech, была основана в 1976 году и
CRISPR — система редактирования генома
начала с производства человеческих белков. Генетически спроектированный человеческий инсулин был произведен в 1978 году, а бактерии, производящие инсулин, были коммерциализированы в 1982 году. Генетически модифицированные продукты в питании начали продавать в 1994 году с выпуском помидора Flavr Savr. Flavr Savr был спроектирован так, чтобы иметь более длительный срок хранения, но большинство современных ГМ-культур модифицируются, чтобы повысить устойчивость к насекомым и гербицидам. GloFish, первый ГМО, разработанный как домашнее животное, был продан в США в декабре 2003 года. В 2016 году были проданы лосось, модифицированный гормоном роста. [2]
Содержание
Процесс [ ]
Создание ГМО является многоступенчатым процессом. Генетические инженеры должны сначала выбрать, какой ген они хотят вставить в организм. Это обусловлено тем, что цель для получающегося организма и построена на более ранних исследованиях. Экраны могут быть проведены для определения потенциальных генов и дальнейших тестов, которые затем используются для определения лучших кандидатов. Разработка микрочипов, транскриптомов и секвенирования генома значительно облегчила поиск подходящих генов. [4] Удача также играет свою роль; Гены, готовые к открытию, были обнаружены после того, как ученые заметили, что бактерия процветает в присутствии гербицида. [5]
Изоляция генов и клонирование [ ]
Прежде чем ген вставляется в организм-мишень, он должен быть объединен с другими генетическими элементами. Они включают промотор и область терминатора, которые инициируют и заканчивают транскрипцию. Добавляется селективный маркерный ген, который в большинстве случаев обеспечивает устойчивость к антибиотикам, поэтому исследователи могут легко определить, какие клетки были успешно преобразованы. Ген также может быть модифицирован на этом этапе для улучшения экспрессии или эффективности. Эти манипуляции осуществляются с использованием методов рекомбинантной ДНК, таких как рестрикционные переваривания, лигирования и молекулярного клонирования. [9]
Вставка в геном хозяина [ ]
Дальнейшее тестирование с использованием ПЦР, южной гибридизации и секвенирования ДНК проводится для подтверждения того, что организм содержит новый ген. Эти тесты также могут подтвердить хромосомное расположение и количество копий вставленного гена. Наличие гена не гарантирует, что оно будет выражено на соответствующих уровнях в ткани-мишени, поэтому также используются методы, которые ищут и измеряют генные продукты (РНК и белок). К ним относятся северная гибридизация, количественная ОТ-ПЦР, Вестерн-блоттинг, иммунофлюоресценция, ИФА и фенотипическийанализ. Все потомства первого поколения будут гетерозиготными для вставленного гена и должны быть соединены вместе для получения гомозиготного животного. Для стабильной трансформации ген должен быть передан потомству в менделевской схеме наследования, поэтому также изучаются потомство организма. [13]
Как сообщается в статье Nature Biotechnology РНК-шпилька подавляет нуклеарную активность в тех местах, где нет правильного соотношения. [14]
Практическое применение [ ]
Совершенствование растений и животных [ ]
В конце двадцатого века, в 90-ые годы, учёные смогли изменить геном риса(добавив ген SUB1), сделав его устойчивым к длительному пребыванию в воде. [16]
Площади сельскохозяйственного культивирования ГМО 1997—2009
Green Pigs demonstrate success of UH reproductive science technique
Зелёные светящиеся поросята
В Южном Китае учёные вырастили зелёных светящихся свиней. Смысл эксперимента заключался в доказательстве факта успешного и более быстрого(в 4 раза) переноса способом флуоресцентного протеина из ДНК медузы в организм животного. [17]
Светящийся в темноте ягненок Симен(трава) был подготовлен учеными из Стамбульского университета в сотрудничестве с Гавайским университетом в медицинской школе Mānoa (UHM).
Проект во главе с доктором Сема Бирлером включал инъекцию трех материнских овец
флуоресцентным белком в метод трансгенеза, который был разработан исследователями в Гавайской школе медицины Джона А. Бернса (JABSOM). [18]
Используя активный метод трансгенеза, основанный медицинскими исследователями из Университета Гавайи Маноа, ученые из Турции произвели светящихся зеленых кролики. Это первый раз, когда метод UH использовался для производства кроликов.
Трансгенные кролики родились в Стамбульском университете. При нормальном освещении они выглядят так же, как их пушистые, белые братья-кролики. Но при отсутствии света пара трансгенных кроликов сияет ярким оттенком зеленого.
Светящийся эффект является результатом флуоресцентного белка из ДНК медузы, который был введен в эмбрион материнского кролика в лаборатории.
Цель эксперимента заключалась в том, чтобы показать, что генетические манипуляции с техникой Университета Гавайи эффективно работают у кроликов. Общая цель состоит в том, чтобы ввести полезный ген в самки кроликов, а затем собрать белок, произведенный в молоке, произведенном самками-кроликами. Этот подход может привести к новым и конкурентно эффективным способам производства лекарств, сказал д-р Моисяди.
Успех заключался в сотрудничестве между двумя университетами в Турции и Институтом исследований биогенеза UHM (IBR) в Медицинской школе Джона А. Бернса (JABSOM).
Новости о светящихся тварях были вскоре написаны. Из серьезного научного освещения на BBC и MSNBC, в британский Comedy Central смешной подход к трансгенным кроликам, упоминания о всемирной сети в течение первых двух недель выпусков новостей UHMED превысили три миллиона, причем более 60 000 просмотров видео UHMED размещение видео на Vimeo. [19]
Учёные модифицировали водоросли Acutodesmus dimorphus. Такие водоросли проверили в лабораториях, но в полевых условиях им запрещали в связи «возможности побега таких водорослей». В водорослях были добавлены следующие свойства: повышенное количество жиров и зелёное свечение при ультрафиолете(чтобы в случае побега их можно было обнаружить). И после долгих переговоров учёным разрешили проверить эти водоросли. [20]
Учёные с помощью генной инженерии смогли выяснить как изменить вкус и запах помидоров, выведенных селекционерами для того, чтобы можно было все плоды довезти в таком же виде [21]
GloFish® Fluorescent Fish Video! (Includes our new GloFish Tetras!)
Была выведена генетически модифицированная соя благодаря введению ДНК с использованием методов генной инженерии. [26] В 1998 году Monsanto выпустила на рынок США первую генетически модифицированную сою. В 2014 году во всем мире было посажено 90,7 млн. Гектаров ГМ-сои, что составляет 82% от общей площади возделывания сои. [27]
Учёные, которые клонировали овцу Долли, создадут кур, устойчивых к гриппу, с помощью технологии CRISSR. [28]
Генная инженерия и старость [ ]
Внедрение гена теломеразы TERT, [29] нокаут GHRKO, [30] нарушение в генах, кодирующих рецепторы к ИФР-1, [31] сверх экспрессия FGF21, [32] нокаут AC5, [33] удаление RIP3(работает через аутофагию), [34] редактирование гена PCSK9(понижение вероятности сердечно-сосудистых заболеваний), [35] сверхэкспрессия Klotho, [36] нокаут RAGE, сверхэкспрессия BubR1, сверхэкспрессия MTH1 — мутации, позволяющие продлевать жизнь животным до 30%.
В сентябре 2015 года Элизабет Пэрриш, директор фармацевтической компании BioViva, первой в мире решила генно модифицировать, чтобы продлить жизнь. С помощью специального вируса она активировала в организме фермент теломеразу. Он известен тем, что делает клетки человека бессмертными. [37]
Совершенствование человека [ ]
В 2015 году исследователи из Китая впервые отредактировали ДНК эмбриона человека. х. Для редактирования ДНК человеческих эмбрионов ученые из Китая использовали относительно молодой метод CRISPR/Cas9. [38]
Китайский ученый Цзянькуй Хэ генно-модифицировал эмбрионов-близнецов, сделав их устойчивым к ВИЧ благодаря гену CCR5. О своих успехам он решил рассказать в интервью журнала Associated Press. [39] [40]
По состоянию на 21 января 2019 года власти КНР подтвердили существование детей, которые были генно-модифицированы и ещё одну беременность. [41]
Применение генной инженерии в медицине [ ]
Генная терапия — это доставка конструкций на основе нуклеиновых кислот. Обычно применяется для лечения генетических заболеваний.
CRISPR (/ ˈkrɪspər /) (сгруппированные регулярно пересекающиеся короткие палиндромные повторы) представляет собой семейство последовательностей ДНК, обнаруженных в геномах прокариотических организмов, таких как бактерии и археи. Эти последовательности получены из фрагментов ДНК вирусов, которые ранее инфицировали прокариот, и используются для обнаружения и уничтожения ДНК от подобных вирусов во время последующих инфекций. Следовательно, эти последовательности играют ключевую роль в системе противовирусной защиты прокариот. [42]
В начале 2013 года была опубликована статья, в которой говорится о исследовании, доказывающем, что CRISPR можно использовать на человека и мыши. [43]
Учёные проводили эксперимент на генной терапии над человеком, пытаясь излечить болезнь Хантера. Болезнь пошла на спад, но фермент, который должен был увеличиться, так и остался в том же количестве. [44]
Американские учёные вылечили двух самцов саймири посредством вставки искусственных вирусов с геном длинноволнового опсина. Благодаря этому эксперименту учёные узнали, что для трихроматичного зрения не нужно перестраивать нервную систему, можно лишь воспользоваться генной терапией. [45]
Применение в научных исследованиях [ ]
Схема строения зелёного флуоресцентного белка, который светится в голубом свете.
Биотехнология. Генная инженерия
Молекулярный биолог Пробирочка расскажет про биотехнологию и все ее аспекты — от становления до прогресса
Автор
Редакторы
Комикс на конкурс «био/мол/текст»: Генная инженерия и биотехнология, будучи одними из главных направлений научно-технического прогресса, способствуют решению разнообразных задач. За счет генной инженерии совершен огромный шаг навстречу новым технологиям. В этой статье будет рассказано об истории открытия, становления и успехов биотехнологии, а также о тех вопросах, над которыми сейчас работают молекулярные биологи и биотехнологи.
Конкурс «био/мол/текст»-2018
Эта работа опубликована в номинации «Наглядно о ненаглядном» конкурса «био/мол/текст»-2018.
Генеральный спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Спонсором приза зрительских симпатий выступил медико-генетический центр Genotek.
Генная инженерия и биотехнология, будучи одними из главных направлений научно-технического прогресса, хорошо способствуют решению разнообразных задач.
В настоящее время биотехнология способна решить множество проблем медицины и создания пищевых продуктов. Также особая роль биотехнологии отводится в сельском хозяйстве. Ученые занимаются созданием и дальнейшим культивированием трансгенных растений и синтезом средств их защиты.
За счет генной инженерии был совершен огромный шаг навстречу новым технологиям. Однако ее развитие породило множество споров, в том числе и о ГМО. Несмотря на все слухи, польза ГМО явно видна. ГМ-растениям не страшен холод, пестициды или засуха. Помимо этого, использование генномодифицированных организмов может улучшить качество жизни населения стран третьего мира.
Самая главная молекула. Открытие ДНК
Несомненно, молекула ДНК занимает особое место в биологической науке. Ведь ДНК является носителем всей наследственной информации, сохраняет ее и передает следующему поколению. Именно с открытия знаменитой двойной спирали учеными Фрэнсисом Криком и Джеймсом Уотсоном (1953 г.) начался новый виток в истории человеческой культуры — эпоха генетики, молекулярной биологии, биотехнологии и биомедицины.
Значение ДНК колоссально, поскольку во всех живых организмах генетическая информация существует в виде особой структуры — двойной спирали. Рассмотрим ДНК с химической точки зрения. Молекула представляет собой достаточно длинную цепь из строительных блоков — нуклеотидов. А каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, дезоксирибозы (особого сахара) и фосфатной группы.
Язык науки. Генетический алфавит
Двухцепочечная молекула ДНК хранит генетическую информацию, а генетическим кодом называют систему записи последовательности кодируемого белка нуклеотидами в гене.
Между языком генетики и любым другим языком можно для наглядности провести параллель. Как самый обычный текст, написанный, к примеру, на русском или английском языках, описывающий последовательность действий, так и запись информации в гене о последовательности аминокислот белка состоит из логически упорядоченных букв. То есть вся генетическая информация в молекуле записана набором из четырех букв — так называемым «алфавитом». Нуклеотиды обозначаются буквами А (аденин), Т (тимин), Ц (цитозин) и Г (гуанин). Они одинаковы у всех — от бактерий до человека. Различной будет лишь последовательность этих букв.
Свойства генетического кода:
Кольцо и спираль. Разнообразие форм
После открытия структуры ДНК началось активное развитие молекулярной биологии. Тем не менее, понимая строение ДНК на уровне химической структуры, никто не мог представить, что эта молекула может быть кольцевой. Как теперь известно, кольцевую ДНК имеют бактерии. Но кольцевая молекула есть и у человека, она находится в митохондриях.
Кольцевое строение ДНК наиболее эффективно для ее удвоения, то есть репликации. Репликация кольцевого типа — относительно простой процесс удвоения молекулы. Происходит разделение цепочек исходной молекулы и наращивание по принципу комплементарности новых цепочек по существующим. В результате получаются дочерние ДНК, которые окажутся идентичными копиями исходной. При кольцевом строении молекулы процесс удвоения протекает более точно.
Роль биотехнологии. Правда о ГМО
Переход биологии на молекулярный уровень дал начало развитию биотехнологии. Ее суть состоит в использовании методов генной инженерии для рыночного производства значимых биологических продуктов: новейших лекарств, реагентов для научных исследований и продуктов питания.
Для создания всего вышеперечисленного используют рекомбинантные белки. Это такие искусственно созданные и обладающие новыми свойствами белки, синтез которых контролируют новые гены, внедренные в клетки.
Рекомбинантные ДНК
ДНК — главный материал, с которым работает генный инженер. Но проверять результаты работы и производить рекомбинантный продукт придется с помощью живых организмов. Так, при создании рекомбинантных ДНК нельзя обойтись без кишечной палочки, которая подходит для производства некоторых биотехнологических продуктов. А при работе с эукариотическими генами и белками часто используют пекарские дрожжи. Главная особенность дрожжей — отличная способность к гомологичной рекомбинации. Дрожжи также удобно использовать при производстве рекомбинантных белков, так как они умеют редактировать матричную РНК, их продукты лишены токсичности, а у некоторых видов достаточно высокий выход продукта.
Вышеуказанные микроорганизмы стали моделями для изучения молекулярной организации и отработки генетических техник у прокариот и эукариот. Для обеспечения техники безопасности и удобства работы с рекомбинантными ДНК были созданы различные мутанты кишечной палочки. К примеру, следующие:
Для генных инженеров эта бактерия особо значима, так как:
Однако у кишечной палочки есть и ряд недостатков:
Постепенно увеличивалось влияние биологии на быт и жизнь человека в целом. Это привлекло к ней всеобщее внимание. Рост возможностей современной биотехнологии породило множество споров, в том числе и о ГМО.
Интересный факт
Человечество тысячи лет вмешивается в эволюционные процессы, проводя искусственный отбор организмов с полезными, значимыми для человека спонтанно возникшими мутациями — селекцию. К примеру, когда-то всем известной кукурузы (в современном понимании) и вовсе не существовало. Древние люди занимались скрещиваниями дикого родственника нынешней кукурузы — теосинте. И как выяснилось в результате исследований, геномы теосинте и кукурузы оказались уж очень схожими. Разницу между двумя видами определили несколько десятков генетических мутаций.
Многих пугает даже сама аббревиатура «ГМО», ведь каждый вкладывает в нее какой-то свой смысл, а у многих она ассоциируется с чем-то злым, опасным и даже смертоносным. Вероятнее всего, ГМО нагоняет страх на людей из-за непонимания, что же это такое.
ГМО — это организмы, геном которых был изменен при помощи генетической инженерии. Тем не менее факт остается фактом: за счет эволюционных процессов гены изменяются сами по себе у всех живых организмов. Отличие лишь одно: в процессе эволюции мы не можем контролировать процесс изменения генома, а в лаборатории, используя современные знания и технологии, способны изменять и улучшать гены.
Кстати говоря, у ученых-генетиков нет ни стимулов, ни целей создавать что-либо угрожающее здоровью всего человечества. Специалисты стремятся продвигать научный прогресс и производить те продукты, которые будут нужны людям.
Современная биотехнология. Генная инженерия сегодня
На данный момент перед учеными стоит ряд технологических задач. Можно изменить биологические организмы с помощью генноинженерных и клеточных методов для удовлетворения потребностей человека. К примеру, улучшить качество продуктов, получить новые виды растений и животных, придать различным живым организмам улучшенные свойства и создать необходимые лекарственные препараты за счет методов генетической инженерии.
Несомненно, в биотехнологии важное место занимает генная инженерия, позволяющая «кроить и шить» геномы подопытных организмов. Роль биотехнологии очень велика, поскольку ее способами производят генноинженерные белки (интерфероны, вакцины против серьезных заболеваний), вещества для фармакологии (лекарства, антибиотики, гормоны, антитела). А различные ферментные препараты применяют в производстве стиральных порошков, спирта. Особая роль биотехнологии — синтез средств для защиты растений и создание трансгенных растений
Трансгенные растения: вред или польза?
Люди могли изменять ДНК растений на протяжении многих лет. Скрещивая друг с другом растения с самыми лучшими свойствами, специалисты замечали, что эти свойства будут сохранены в потомстве. Так зародилась селекция.
Работа специалистов-селекционеров упростилась, когда в науке стали применять генетические законы Грегора Менделя. Позже было обнаружено, что возможно улучшить необходимые свойства растений при помощи мутаций. Число этих мутаций можно увеличивать за счет химикатов и рентгеновских лучей. В результате таких экспериментов было получено огромное количество разнообразных сортов растений. Важно знать, что такой метод может дать непредсказуемые результаты, поскольку, как известно, мутации спонтанны.
Конечно, из различных источников информации можно узнать о предполагаемом вреде трансгенных растений. И на второй план уходит одна из главных задач трансгенных организмов — спасение от нехватки важных питательных веществ и голода населения Земли. Существуют такие трансгенные растения, за счет которых удалось спасти человеческие жизни. Хорошим примером послужит золотой рис.
Золотой рис — генетически модифицированный сорт посевного риса, в зернах которого содержится огромное количество бета-каротина. Эти зерна имеют золотисто-желтый цвет. Считается, что это первая сельскохозяйственная культура, которая целенаправленно генетически модифицирована для улучшения пищевой ценности.
Вообще, при обширном выращивании, золотой рис может в несколько раз улучшить качество питания во многих странах (в том числе и в ряде стран третьего мира), где наблюдается нехватка витамина A. В организме человека витамин A производится из бета-каротина, который поступает преимущественно с растительной пищей. Для модификации риса использовали два гена: ген цветка нарцисса и ген бактерии Erwinia uredovora.
Разумеется, сегодня человечество нуждается в развитии новых технологий, а также ресурсов для жизни, удовлетворяющих потребности организма. Инновации вызывают опасения: сейчас некоторые люди не доверяют современным достижениям генетической инженерии.
Все же важно понимать, что новое — не обязательно плохое, всего лишь нужно попытаться разглядеть и положительные стороны, узнать больше о новых достижениях, открытиях, сделать последующие выводы исключительно на основе достоверных фактов. Именно тогда человечество может отграничиться от ряда споров, заблуждений, встать на путь новейших биологических открытий, сделать огромный рывок вперед.