Одним из разделов молекулярной генетики и молекулярной биологии, который приблизился к рубежу практических приложений является генная инженерия. Генная инженерия -

это сумма методов, позволяющая переносить гены из одного организма в другой, или - это технология направленного конструирования новых биологических объектов (С.И. Алиханян, 1980г.). К генной инженерии принято относить следующие операции:

- Синтез генов вне организма.

- Выделение из клеток отдельных генов или генетических структур (фрагментов хромосом, целых хромосом, ядер).

- Направленную перестройку выделенных структур.

- Копирование и размножение выделенных генов или синтезированных генов или генетических структур.

- Перенос и включение таких генов или генетических структур в подлежащий изменению геном.

- Экспериментальное соединение геномов в одной клетке.

1) Получение генетического материала.

Осуществляется путем его выделения из генома клеток донора, либо путем его синтеза химическим путем или с помощью и-РНК и фермента обратной транскриптазы (ревертазы). Нужный ген получают путем вырезания его из ДНК с помощью особых ферментов лигазами. Такой способ был разработан на плазмидной ДНК бактерий.

2) Введение генетического материала.

Осуществляется путем трансформации, трансдукции, конъюгации и соматической гибридизации.

Трансформация -

способ рекомбинации генов не половым путем за счет переноса и включения фрагментов ДНК от донора к реципиенту (встраивание ДНК одной бактерии в ДНК другой).

Трансдукция– перенос ДНК с помощью фага.

Конъюгация– способ передачи генетической информации у бактерий при контакте.

Гибридизация соматических клеток

приводит к слиянию двух протопластов клеток и образованию ядра с диплоидным набором хромосом. Затем гибридная клетка делится, и образуются дочерние гибридные клетки с признаками обоих родителей.

3) Включение новых генов в генетический аппарат клеток.

Новые введенные гены не способны к самостоятельному воспроизведению. Поэтому они вначале вводятся в состав структуры, способной к воспроизведению. Она называется вектором. Это молекула ДНК, которая способна переносить в клетку чужой ген и обеспечивать его размножение там. Векторами могут быть плазмиды бактерий, бактериофаги, вирусы животных, космиды – фрагменты бактериофагов с плазмидами.

С помощью генной инженерии решено ряд проблем биологии: мозаичное строение гена, расшифровка структуры гена, кодирующих иммуноглобулины. В 1980г - получен гормон соматотропин, в 1982 инсулин методом генной инженерии, а также интерферон, витамины, и другие гормоны. Генная инженерия является основой биотехнологии, а в медицине обеспечивает производство вакцин, сывороток, а также диагностику генетических аномалий человека на ранних стадиях развития (генная хирургия - замена поврежденного гена новым), генная терапия клонирования организмов.

В 2001 году усилиями генетиков программы «Геном человека» открыто количество генов, составляющих 31 тыс. генов в геноме человека. Это расширяет возможности использования генетики для медицинских целей.

Однако выращивание гибридов человека и химер, а также все работы по клонированию человека, по мнению большинства ученых-генетиков должны быть запрещены.

Пересадка генов должна проводиться для человека только в терапевтических целях, с помощью соматических клеток. Применение половых клеток для генного лечения возможна только при достаточном доказательстве безопасности такого лечения по сравнению с генной терапией соматическими клетками.

Прочие статьи:

Паутинный клещ
Паутинный клещ, или красный паучок. Заметить его невооруженным глазом трудно, так как он очень мелкий. Быстро размножается в сухом плохо проветриваемом помещении. Питается клеточным соком растения, поражая обычно его молодые части. Окраск ...

Морфо-анатомические и экологические особенности строения психрофитных растений семейства вересковые
Вересковые широко распространены по земному шару, большинство представителей вересковых – кустарники или кустарнички, иногда травы, но среди них имеется и крупные деревья. Кустарники и кустарнички из вересковых встречаются и стелющейся фо ...

Приложение (термины)
Альбинизм – депигментация кожи, волос, глаз. Отсутствие окраски, не меняющиеся с возрастом. Аллель – одно из возможных состояний гена, каждое из которых характеризуется уникальной последовательностью нуклеотидов. Анеуплодия – явление ...