Biotehnologije i genetski inženjering

Video: Biotehnologija. Lekcija 10. Genetski inženjering. Da li je moguće dobiti biljke koje sintetizirati web?

Genetski (genetski) inženjering - ogranak eksperimentalne molekularne biologije. Glavni cilj genetski modifikovane izlaganja je dezoksiribonukleinske kiseline. SAŽETAK genetskog inženjeringa je usmjeren genetski preuređenje jedinici (genomske) ćelije da promijene svoje genetske karakteristike. Najvažnijih preduslova za genetski inženjering bili su otkriće. osnovane su molekularni mehanizmi sinteze matrica: DNA -> DNA (replikacija), DNA -> RNA (transkripcija), mRNA -> protein (prevod), i razmjena gena u homolognih kromosoma tijekom seksualnog procesa (rekombinacije).

Osim toga, pokazalo se da je: a) virusi, paraziti u bakterija (faga) se ubacuju svoje DNK u genom bakterije, b) u bakterija, otpornost na infekcije faga, sadrži specijalne enzime koji cut dvaput spirala faga DNK u tačne lokacije. Ovi enzimi su pod nazivom enzima. Trenutno dobio stotine ograničenja enzima. Osnovu zahtjeva klasifikacije položio enzima kofaktora i prirodu DNK dekolte.

Još jedno važno otkriće predodređeni pojave genetskog inženjeringa, - otkrivanje bakterijskih ćelija u malom extrachromosomal kružni molekule DNK koja, kao i kromosomskih DNK, nose genetske informacije. Ovi plazmidi su se zvali minichromosome. To je vrlo važno da se plazmid zbog svoje male veličine može izolovati iz ćelija netaknuta.

Proces rekombinacije u organizmu (in vivo) moguće je u većini slučajeva između homolognih DNA molekula. Međutim, izvan tijela (in vitro) privlačnost i interakcija (hibridizacije) DNK molekula mogu, ako imaju male jednoslojne komplementarne porcije od četiri ili više nukleotida na krajevima molekula.

Takva područja se zovu ljepljive krajeve, kao dvije molekule DNK može da ujedini ove krajeve. Shodno tome, rekombinacije je moguće, čak i ako je struktura DNK je vrlo različit. Za heterogene DNK molekule sa kohezivne krajevima identičnim fermentyrestriktazy koristi. Oni su smanjiti na sekcije DNK molekula koja nosi ponavljaju nukleotida sekvencu.

S obzirom da je ograničenje DNA enzim točno u ponavljanje poena, kraj jedne molekule je komplementarna (lepljiva) kraj druge molekule. U narednim operacijama plazmida. Za jednim završava komplementarne kraja gena, oni također smanjiti sa ograničenje enzima i hibridizacije izvršena je i gen plazmida in vitro. Onda himerni ili rekombinantni plazmid se uvodi u ćeliju (Slika 11). Koristi se u genetski inženjering plazmida imaju marker gen koji čini otpornim na određeni antibiotik koji olakšava odvajanje ćelija sa rekombinantne plazmida iz drugih ćelija ćelija.

Sl. 11. Kloniranje DNK fragment u plazmid

Da biste to učinili, bakterija se stavlja na medij sa antibioticima, koji samo raste ćelije s plazmida (rekombinantni ćelija). Njihov postupak izbora se zove molekularne kloniranje, kao rekombinantne ćelije su potomci jednog molekula. Dakle, bakterijskih ćelija može uvesti gen izveden iz bilo kojeg organizma, i da funkciju stranog gena tamo.

Dakle, osnovne operacije genetskog inženjeringa su sljedeće:
1) in vitro rekombinacije DNA vektora i DNA gena;
2) uvođenje rekombinantne plazmida u ćeliju;
3) Molekularna kloniranje.

Je izvanredna dostignuća genetskog inženjeringa su pronašli brojne praktične primjene, posebno u medicini i biljnoj proizvodnji. Među najznačajnijim dostignućima - dobijanje humanog inzulina na industrijskom nivou. Ovaj protein pripada hormon, i.e., da supstance koje igraju ulogu signala određenim fiziološkim uslovima organizma na nadležnim organima - mete. Insulin luči pankreas i promovira apsorpciju ugljikohidrata, posebno glukoze.

Abnormalnosti u sintezi inzulina može izazvati ozbiljne i vrlo česta bolest - dijabetes, sa naprednim formama koje se moraju davati ovaj hormon dnevno. Insulin je dugo proizvodi od životinjskih organa i koristi se u medicini. Međutim, dugotrajna upotreba životinjskih inzulina dovodi do nepovratnog oštećenja mnogih organa pacijenta zbog imunološke reakcije izazvane ubrizgavanje stranih proteina u ljudskom tijelu.

Potrebno je zamijeniti životinja insulin ljudskim. Kao prvi praktični problem, odlučeno je da se kloniraju gena inzulina. Klonirana gena ljudskog inzulina su upoznati sa plazmida u bakterijskoj ćeliji, koji je sintetiziran hormon koji se prirodno mikroorganizmi nikad sintetiziran. Tako je problem za proizvodnju humanog inzulina je riješen. Paralelno, problem imunološke uništenja tijela životinja insulin je riješen.

Proizvodnja i prodaja insulina po prvi put počinje američke firme Eh Lilly. Godišnja potrošnja je oko 2500 kg Genetski inženjerske metode dobiti drugih važnih medicinskih preparata - interferona, koji se koriste za liječenje raznih virusnih bolesti i malignih tumora i interleukina antikancerogeno droge. Trenutno, oko 200 novih dijagnostičkih proizvoda koji su već uvedeni u medicinskoj praksi, a više od 100 genetski modifikovane droge su pod kliničke studije.

Poseban problem koji izaziva mnogo rasprava i često su polarni mišljenja je kloniranje ljudi. Treba praviti razliku ljudski reproduktivnog kloniranja i kloniranje u terapeutske svrhe. Reproduktivnog kloniranja je gotovo univerzalno zabranjeno, jer, prema većini ljudi, za razliku od dobrog morala.

Za razliku od toga, rad na kloniranje u terapeutske svrhe se izvode u velikom broju zemalja. U maju 2005. godine, britanski naučnici najavio uspješnu kloniranje ljudskog embrija. naučnici Newcastle University imaju jaje 11 žena su uklonjeni i uvela genetski materijal DNK izveden iz embrionalnih matičnih stanica (tzv nezrelih matičnih ćelija u stanju sebe obnovu i razvoj u specijaliziranim ćelijama). Cilj ovog rada bio je da se dobije embriona, što može biti izvor matičnih ćelija u terapeutske svrhe. U istom mjesecu, uspješnog završetka sličan eksperiment je najavljen kao južnokorejski naučnici. Treba napomenuti, međutim, da terapija matičnim ćelijama je još uvijek u vrlo ranoj fazi, i još mnogo toga da se uradi.

Jedan od glavnih problema čovječanstva je da se osigura normalan uravnoteženu ishranu. Rješenje ovog problema je nemoguće bez značajnog povećanja prinosa glavnih ratarskih kultura, povećavajući njihovu otpornost na bolesti i razne ekstremne efekte. Velike nade se polažu u genetski inženjering. Trenutno, razvijen transportni sistem u biljkama različitih stranih gena koji mogu daju korisne svojstva biljaka.

Biljke, koja je uključena u hromozoma stranog gena, nazvan transgenih ili genetski modificiranih (GM). Prvi transgenih biljaka su dobijeni 1982. od strane istraživača iz Instituta za postrojenja industrije u Kelnu i kompanija Monsanto. Popis biljaka, koji uspješno koristi genetičke metode inženjeringa, je oko 50 vrsta, uključujući jabuke, šljive, grožđe, kupus patlidžan, krastavac, pšenice, soje, riže, raži i mnogih drugih poljoprivrednih kultura.

Mora se naglasiti, međutim, da se još uvijek nije u potpunosti riješen problem u vezi sa upotrebom sigurnosti hrane potiče od transgenih biljaka. U tom smislu, u našoj zemlji još uvijek nije dozvoljeno uzgoj transgenih biljaka. Istovremeno je dozvoljen uvoz, proces, koristiti u hrani ili hrani nekoliko vrsta genetski modificiranih biljaka i njihovih proizvoda koji su prošli odgovarajuće procedure registracije i kontrole na teritoriji Ruske Federacije.

U vrijeme pisanja dodatka u Federalnom registru 12 registriranih RF genetski modifikovane izvora hrane, proizvedenih u svijetu na industrijskom nivou: soja (3 vrste) riža (tip 1), kukuruza (6 vrsta), krumpir (tip 2). Od ovih, najčešće korištena jedna vrsta soje. Sve vrste genetski modificirane biljke su registrovani u našoj zemlji, imaju samo dalje znake otpornosti na određene vrste kemikalija i štetočina, tako preradu proizvoda od ove biljke u njihovom kemijskom sastavu i funkcionalno-tehnološka svojstva se ne razlikuju od svojih tradicionalnih kolegama.

GM biljke registrovana u našoj zemlji za upotrebu hrane, i njihove proizvode, ne postoje ograničenja i pravila ulaska u hranu. Tehnologijom za obradu takvih postrojenja, te korištenje njihovih proizvoda ne razlikuje se od tradicionalnog. A posebno pitanje - Označavanje hrane potiče od genetski modificiranih izvora (GMI). 1. juna 2004. godine u skladu s Uredbom № 8 od 05.03.2004, na

Šef Sanitarna Doktor Ruske Federacije u sanitarno-epidemiološke pravilima i normama dopunjen, uspostavlja 0,9% praga za označavanje hrane potiče od genetski modificiranih sastojaka. Ovaj propis je pripremljen u cilju realizacije prava potrošača da dobiju potpune i tačne informacije o tehnologiji proizvodnje, kvaliteta i sigurnost hrane potiče od genetski modificiranih izvora, usklađivanje zahtjeva za označavanje prehrambenih proizvoda dobivenih od genetski modificiranih sastojaka, sa zahtjevima Europske unije.

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Udio u društvenim mrežama:

Povezani